Die Publikation untersucht, wie durch Anpassungen bestehender gesetzlicher Regelungen die Nachfrage nach fester Biomasse im Wärmesektor Deutschlands reduziert werden kann, angesichts begrenzter nachhaltig nutzbarer Bioenergiepotenziale. Es werden fünf Instrumente einer Wirkungsanalyse unterzogen und darauf basierend Anpassungsvorschläge erarbeitet. Um die Nutzung fester Biomasse für Gebäudewärme zu begrenzen sind restriktive Nutzungseinschränkungen notwendig (z.B. Einsatzbeschränkungen von fester Biomasse auf Gebäude niedriger Energieeffizienzklassen in Kombination mit Solarthermie). Die Publikation richtet sich an Fachleute und Entscheidungsträger im Bereich der erneuerbaren Energien und Umweltpolitik. Veröffentlicht in Texte | 48/2024.
Kapital-, Verbrauchs- und Betriebskosten Einflussfaktoren in Bezug auf die Anfangsinvestitionen Einflussfaktoren auf Kosten im laufenden Betrieb Kosten aus der Perspektive von Wärmeabnehmenden Die Kosten für die Realisierung eines Nahwärmenetzes hängen von einer Vielzahl von Rahmenbedingungen ab, die bei der Investitionskalkulation sorgfältig geprüft werden müssen. Grundsätzlich sollten für eine betriebswirtschaftlich rationale Betrachtung dynamische Investitionsrechnungen unter Berücksichtigung von Kapital-, Verbrauchs- und Betriebskosten über einen festgelegten Nutzungszeitraum durchgeführt werden. Da es sich um sehr langfristige Investitionen handelt, sind statische Verfahren ungeeignet. Als Ergebnis können Kapitalwert oder Wärmegestehungskosten betrachtet werden. Die Kapitalwertmethode wird unter anderem detailliert in der DIN EN 17463 beschrieben. Die Methodik zum Annuitätenverfahren, bei dem der Kapitalwert auf regelmäßig wiederkehrende gleich hohe Zahlungen aufgeteilt wird, erläutert die VDI-Richtlinienreihe 2067. VDI-Richtlinienreihe 2067 Die Wärmegestehungskosten können aufgrund der vielen verschiedenen Einflussfaktoren stark schwanken. Daher ist es nicht möglich, „typische“ Wärmegestehungskosten für ein Nahwärmenetz anzugeben. Sie sind aber i.d.R. konkurrenzfähig mit den Vollkosten von dezentralen Lösungen, wie der BDEW-Heizkostenvergleich in den letzten Jahren gezeigt hat. Grundsätzlich gilt dabei, mit steigender Anschlussrate im Netzgebiet sinken die Kosten pro Energieeinheit. Um ein Gefühl für die Kosten Ihres spezifischen Projektes zu bekommen, ist es empfehlenswert, sich die verschiedenen Faktoren bewusst zu machen, die Relevanz für das eigene Projekt zu überprüfen und Beispiele für vergleichbare Projekte aus der Praxis auszuwerten. Eine aktuelle Studie der Prognos AG im Auftrag der Agora Energiewende analysiert die Wirtschaftlichkeit von klimaneutral betriebenen Wärmenetzen und nimmt dabei sowohl Fernwärmeversorger als auch die Endkunden und -kundinnen in den Blick. Folgende Einflussfaktoren sind zu berücksichtigen: Einflussfaktoren in Bezug auf die Anfangsinvestitionen (CAPEX) Vorbereitung und Planung: Bereits vor dem eigentlichen Bau können Kosten anfallen, beispielsweise für Machbarkeitsstudien, Probebohrungen, die eigentliche ausführungsreife Planung durch entsprechende Fachplaner und Genehmigungen. Bedarfsstruktur: Die Gesamtgröße des Versorgungsgebietes sowie die Dichte der anzuschließenden Gebäude (bzw. die Wärmedichte als Wärmebedarf pro Fläche oder Leitungslänge) haben einen großen Einfluss auf die Kosten. Je weiter die einzelnen Gebäude voneinander entfernt sind und je geringer der spezifische Wärmebedarf der einzelnen Gebäude, desto größer wird die erforderliche Trassenlänge pro gelieferter Energieeinheit und entsprechend steigen auch die Kosten. Erschließung der EE-Potenziale: Die Erschließung erneuerbarer Wärmequellen ist je nach lokalen Bedingungen mit Kosten verbunden, die ebenso nach Wärmequelle und Technologie variieren (Sonden, Kollektoren, etc.) Technische Anlagen: Hierunter fallen neben den eigentlichen Wärmeerzeugern wie Wärmepumpen oder solarthermische Anlagen auch die für die Umwälzung des Heizmediums benötigten Pumpen, Rohrleitungen, Verteiler und Sammler, alle Ventile und Armaturen und die Mess- und Regelungstechnik zur Überwachung der Betriebsbedingungen. Die Investitionen für die Rohrleitungen ist bei kalten Nahwärmenetzen üblicherweise geringer, da hier auf die Dämmung der Rohre verzichtet werden kann, dafür ist in jedem Gebäude eine Wärmepumpe erforderlich, wobei bei der Konzeptionierung festzulegen ist, ob sich diese noch im Eigentum des Netzbetreibers befinden oder bereits dem Kunden zuzuordnen sind. Wärmetrassen: Die Kosten für die Tiefbauarbeiten, um die Trassen des Wärmenetzes im Erdreich zu verlegen, sind stark von den Gegebenheiten vor Ort abhängig. An verdichteten urbanen Standorten sind die Verlegekosten tendenziell besonders hoch. In Bestandsquartieren sind die Kosten zudem meist deutlich höher als im Neubau. Technikzentrale: Diese muss entweder in einem eigenen Bauwerk untergebracht werden oder ein vorhandener Aufstellraum ausreichender Größe ist entsprechend zu ertüchtigen. Anschluss an leitungsgebundene Infrastruktur: Werden zur Versorgung einzelner Wärmeerzeuger Anschlüsse an das Strom- und Gasnetz oder ein Anschluss an ein übergeordnetes Fernwärmenetz benötigt, werden hierfür seitens der Infrastrukturbetreiber ebenfalls Kosten aufgerufen, die berücksichtigt werden müssen. Nutzeranschluss: Um die einzelnen Nutzer an das Netz anzuschließen werden neben den Anschlussleitungen auch Hauseinführungen in der Kellerwand oder Bodenplatte und Wärmeübergabestationen benötigt. Fremdkapitalkosten: Da in der Regel Kredite zur Finanzierung aufgenommen werden, haben deren Zinskonditionen einen Einfluss auf die Investitionskosten. Nutzung von Fördermöglichkeiten: Durch Nutzung von Bundes- und Landesfördermitteln können die Investitionskosten reduziert werden. Förder- und Finanzierungsmöglichkeiten Für die Betreiber bestehender oder neu errichteter Nahwärmenetze sind folgende Einflussfaktoren relevant für die laufenden Kosten, die sich prinzipiell aus Verbrauchs- und Betriebskosten zusammensetzen: Brennstoffkosten (inklusive CO 2 -Abgabe): Falls Biomasse oder ein Anteil fossiler Brennstoffe (z.B. Erdgas) zur Wärmeerzeugung genutzt werden, sind die Preise und deren Entwicklung ein wichtiger Faktor für die laufenden bzw. operativen Kosten. Hierbei beeinflusst die CO 2 -Abgabe bzw. ab Ende 2026 der CO 2 -Preis die Kosten für fossile Brennstoffe. Stromkosten: Die Entwicklung der Strompreise hat Einfluss auf die Kosten für den Betrieb von Wärmepumpen. Senken lassen sich diese Kosten, wenn vor Ort Strom aus erneuerbaren Energien (z.B. Photovoltaikanlagen) erzeugt und direkt für den Eigenverbrauch genutzt werden kann. Instandhaltungskosten: Sämtliche technischen Bestandteile des Wärmenetzes, wie die Wärmeerzeugungsanlagen oder Übergabestationen unterliegen Verschleiß, können beschädigt werden (beispielsweise durch Extremwetterereignisse) oder ausfallen. Im Betrieb sollte eine aktive Betriebsführung die Instandhaltung gewährleisten. Daher fallen über die Nutzungsdauer des Netzes auch Instandhaltungskosten an. Personalkosten: Für den laufenden Betrieb fallen auch Personalkosten, die abhängig von der Anzahl und Qualifikation der benötigten Mitarbeitenden in der technischen und kaufmännischen Betriebsführung sind. Weitere Kosten: Darüber hinaus können je nach Situation auch Versicherungskosten, Miete oder Pacht sowie Neben- und Betriebskosten in den Betriebsgebäuden anfallen. Werden die Kosten aus Verbraucherperspektive betrachtet, ist zunächst wichtig, sich die Unterschiede zwischen den Preisen bei der Versorgung über ein Wärmenetz und einer dezentralen Wärmeversorgung bewusst zu machen. Preise für die Versorgung über ein Wärmenetz bilden immer die Vollkosten ab (das heißt Kapital-, Verbrauchs- und Betriebskosten), während bei dezentralen Versorgungslösungen häufig nur die Verbrauchskosten gesehen und beispielsweise Kosten für Wartung und Instandhaltung oder Ersatzbeschaffungen vergessen werden. Für Gebäudeeigentümerinnen und -eigentümer, die den Anschluss an ein Nahwärmenetz für ihre Wärmeversorgung wählen, sind zum einen die gegebenenfalls einmalig anfallenden Anschlusskosten von Bedeutung, zum anderen der Wärmepreis. Der Wärmepreis setzt sich dabei i.d.R. aus einem leistungsabhängigen Grundpreis und einem verbrauchsabhängigen Arbeitspreis zusammen. Bei vielen Contractingmodellen macht der Grundpreis etwa 25% der Gesamtkosten aus, der Arbeitspreis etwa 75%. Anschlusskosten: Für die Kosten des Anschlusses an ein Nahwärmenetz wird vom jeweiligen Betreiber eine einmalige Gebühr erhoben. Der Anschluss kann gegebenenfalls auch gefördert werden. Förder- und Finanzierungsmöglichkeiten Grundpreis: Der jährliche Grundpreis wird vom Betreiber erhoben, um die Betriebs- und Wartungskosten des Netzes zu decken. Arbeitspreis: Der Arbeitspreis basiert auf dem Wärmeverbrauch der Abnehmerinnen und Abnehmer. Die Kosten sind von der Preisentwicklung der verwendeten Energieträger abhängig. Verbraucherseitig können die Wärmekosten durch eine Verringerung des Bedarfs mittels energetischer Gebäudesanierung sowie durch sparsames Nutzerverhalten gesenkt werden. Um ein Angebot zum Anschluss an ein Wärmenetz einordnen zu können, können online verfügbare Informationen zu Wärmenetzen mit ähnlicher Größenordnung und Technologie zum Vergleich herangezogen werden. Die Plattform waermepreise.info der drei Verbände Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. (AGFW), Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e. V. (BDEW) und Verband kommunaler Unternehmen e. V. (VKU) soll für Transparenz sorgen. Sie bildet bislang aber vor allem große Fernwärmenetze ab. Vergleichswerte für kleine Nahwärmenetze können durch einen Erfahrungsaustausch mit Akteuren, die solche Netze bereits realisiert haben, gefunden werden. Zu berücksichtigen ist jedoch, dass die Preise auch durch lokale Besonderheiten (z.B. reichlich vorhandene Biomasse vor Ort im ländlichen Raum, kommunale Förderung, etc.) beeinflusst sein können.
Die Publikation untersucht, wie durch Anpassungen bestehender gesetzlicher Regelungen die Nachfrage nach fester Biomasse im Wärmesektor Deutschlands reduziert werden kann, angesichts begrenzter nachhaltig nutzbarer Bioenergiepotenziale. Es werden fünf Instrumente einer Wirkungsanalyse unterzogen und darauf basierend Anpassungsvorschläge erarbeitet. Um die Nutzung fester Biomasse für Gebäudewärme zu begrenzen sind restriktive Nutzungseinschränkungen notwendig (z.B. Einsatzbeschränkungen von fester Biomasse auf Gebäude niedriger Energieeffizienzklassen in Kombination mit Solarthermie). Die Publikation richtet sich an Fachleute und Entscheidungsträger im Bereich der erneuerbaren Energien und Umweltpolitik.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Der Einsatz von Biomasse trägt wesentlich zur Wärmeerzeugung aus regenerativen Energien bei. Der starke Ausbau der CO2-neutralen Wärmebereitstellung steht dennoch häufig in der Kritik, da gegenüber konventionellen Energieträgern bei der Verbrennung von Biomasse ein Vielfaches an Partikelemissionen, welche für den Menschen und die Umwelt schädlich sind, freigesetzt werden. Ein Rückgang dieser Emission ist von 2010 bis heute zu verzeichnen, jedoch ist dieser bedingt durch die Einführung gesetzlicher Einschränkungen zur Nutzung emissionsreicher Feuerungsanlagen, definiert in der Bundesimmissionsschutzverordnung. Seit der Einführung der sog. BImSchV im Jahre 2010 müssen Neubauten strengere Grenzwerte einhalten und alte bestehende Anlagen mit teuren Filtersystemen nachgerüstet oder sogar außer Betrieb genommen wer-den. Aus diesem Grund ist der Anlass für dieses Vorhaben die Weiterentwicklung von Feuerungsanlagen aus emissionsschutztechnischer Sicht, in denen Stückholz und Hackgut eingesetzt werden, durch die Verwendung von primären Maßnahmen. Der Vorteil der primären Maßnahmen ist, dass der Brennstoff konditioniert und somit optimiert wird und keine teuren Filtersysteme an die bereits bestehenden Feuerungsanlagen angebracht werden müssen. Das Ziel des Projektes ist somit die Reduzierung von Feinstaubemissionen bei einer Hackschnitzelfeuerung durch den Einsatz der primären Maßnahme der Additivierung des Brennstoffes. Dazu werden im ersten Teil Additive anhand geeigneter Literatur ausgewählt und im zweiten Teil deren Ein-fluss auf die Feinstaubbildung bei der Verbrennung von Holzhackschnitzeln im Labormaßstab untersucht. Fazit Das Projekt konnte erfolgreich ein geeignetes Additiv, Kaolinit, für die Feinstaubminderung bei der Hackschnitzelverbrennung identifizieren und die Grundlagen der Bildungsreaktionen bei der Hackschnitzelverbrennung und die gezielte Beeinflussung dieser Reaktionen mit dem Additiv Kaolinit darstellen. Weiterhin konnte eine Methode zur Feinstaubprobennahme mit einem Muffelofen im Labormaßstab etabliert werden. Dies ermöglicht die direkte Analyse des Feinstaubs anstatt der indirekten Bestimmung über die Analyse der jeweiligen Aschen. Ziel der Weiterführung des Projektes ist es, den Effekt der Feinstaubreduzierung des Additivs Kaolinit/Kaolin (Kaolin ist ein Mineral mit dem Hauptbestandteil Kaolinit und steht im Gegensatz zu Kaolinit in großen Mengen und günstig zur Verfügung) auf die Aerosolbildung in einer handelsüblichen Hackschnitzel-Feuerungsanlage durch entsprechende technische Modifikationen zu übertragen und den erzielten Einfluss messtechnisch zu erfassen. Dadurch sollen Aussagen erarbeitet werden, ob - und wenn ja unter welchen Bedingungen - dies eine technisch, ökonomisch und ökologisch sinnvolle und in den praktischen Betrieb umsetzbare Option zur primären Feinstaubreduktion darstellen kann. (Text gekürzt)
Die Wärmeversorgung aus erneuerbaren Energien wird vom Biomasseeinsatz dominiert. Das Potential zur nachhaltigen energetischen Nutzung fester Biomasse ist weitestgehend ausgeschöpft. Eine Steigerung der Nutzung als Brennstoff birgt Umweltrisiken und ist mit einem erhöhten Nutzungsdruck zu Lasten der Biodiversität, aber auch der stofflichen Nutzung verbunden. Daher ist angeraten, eine qualitative und quantitative Steuerung dieses Biomasseeinsatzes vorzunehmen und gegenwärtige Wirkmechanismen zu untersuchen. Mit der Verabschiedung der Richtlinie (EU) 2018/2001 zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen (RED II) wurden indikative Ziele zur Steigung der Nutzung erneuerbarer Energien im Wärme- und Kältesektor festgelegt. Die RED II führt auch erstmals Regelungen zur Treibhausgasminderung und Nachhaltigkeitskriterien für die energetische Nutzung fester (und gasförmiger) Biomasse ein, erfasst dabei aber nur größere Feuerungsanlagen (größer 20 MW). Gegenwärtig wird jedoch ein Großteil der energetisch genutzten Biomasse in kleinen Anlagen (kleiner 20 MW), zur Beheizung von Gebäuden, genutzt. Die Auswirkungen der Richtlinie auf diesen Sektor im Hinblick auf das Erreichen der genannten Zielsetzung sind nicht bekannt, bergen Risiken und sind daher zu untersuchen. Vor allem sollen mit der nationalen Umsetzung der RED II negative Auswirkungen auf einen umweltverträglichen Biomasseeinsatz verhindert werden. Dazu sind Vorschläge zu erarbeiten. Mit dem Vorhaben soll das Ziel verfolgt werden, bestehende Mechanismen der qualitativen und quantitativen Steuerung von Biomasseströmen zur Wärmeerzeugung und weitere mögliche Ansätze auf ihre Lenkungsfähigkeit hin zu untersuchen. Dazu sollen vorhandene Ansätze zur Lenkung der relevantesten Stoffströme verglichen (ggf. auch International), neue Methoden und Vorschläge erarbeitet werden. Identifiziert werden sollen Ansätze, die dem begrenzten Potential nachhaltig energetischer genutzter fester Biomasse gerecht werden.
Thema: Im Rahmen des Projektes IbeKET haben sich fünf Projektpartner zusammengetan, um den Einsatz von Biomasse wie Laub, Grünschnitt und Gewässerpflegematerial zur energetischen Nutzung zu untersuchen. Die Verwertung von kaum oder gar nicht genutzter nicht-holzartiger Biomasse zur Strom- oder Wärmeerzeugung mittels Feuerungs- und Vergasungstechnik dient dabei der Substitution fossiler Brennstoffe und Anbaubiomasse. Im Vordergrund stehen die Erarbeitung eines regional übertragbaren Konzeptes zur thermischen und thermochemischen Nutzbarmachung sowie die bedarfsangepasste und dezentrale Anwendung derartiger Materialien. Die Konzeptentwicklung erfolgt auf Grundlage einer praktischen Anwendung und der Verzahnung einzelner Technologien beteiligter Partner. Diese umfassen die notwendige Aufbereitung (Minimierung kritischer Parameter, Pelletierung) der Inputmaterialien sowie deren energetische Verwertung. Ziel: Zu den konzeptionellen Zielen gehören die Erarbeitung eines übertragbaren Konzeptes zur Beschaffung, Aufbereitung und energetische Nutzung sowie das Anstreben einer Umsetzung am Standort der LUTRA GmbH. In technischer Hinsicht soll grundsätzlich die energetische Nutzung der genannten Reststoffbiomassen unter Einhaltung der gegebenen Rahmenbedingungen ermöglicht werden. Dazu erforderlich sind die Verzahnung einzelner anzupassender Verfahrensschritte sowie die Erarbeitung eines/einer Brennstoffdesign/-rezeptur für Brennstoffe zur Verwertung in Kleinfeuerungsanlagen und in der Vergasung. Schwerpunkte: - Durchführung von Vergasungsversuchen im Großmaßstab.
Die Abschätzung der Entwicklungsperspektiven der Wärmeerzeugung aus Biomasse und anderen erneuerbaren Energien erfolgt mit Hilfe verfügbarer Modellierungs- und Bewertungsansätze, die bereits für die Ableitung von Bioenergiestrategieelementen im Strom- und Wärmebereich erprobt sind. Dabei werden zum einen die gegenwärtig in der Entwicklung befindlichen Technologiekonzepte systematisiert und zum anderen ihre Wettbewerbsfähigkeit in verschiedenen Teilmärkten simuliert. Anschließend werden die damit verbundenen Auswirkungen auf den Gesamtbeitrag zur Energieversorgung, den Klimaschutzbeitrag und die Effekte auf die Landnutzung bewertet und diskutiert. Die so entwickelte Datenbasis nebst Informationen zu den Perspektiven der Wärmebereitstellung aus Biomasse (mit anderen EE) wird zur Unterstützung der strategischen Arbeiten im Bereich Wärme und Effizienz(politik) zur Verfügung gestellt, z.B. für die Plattformen und Arbeitsgruppen des BMWi, BMEL oder BMUB. Das vorgeschlagene Vorhaben wird in fünf Arbeitspakete (AP) untergliedert. Sie umfassen (0) Koordination und Dialog; (1) Analyse des Wärmemarktes und die Klassifizierung relevanter Teilmärkte und ihrer Entwicklungsperspektiven; (2) Modellhafte Konzeption und Beschreibung von Technologiekonzepten, in denen Bioenergie im Verbund mit anderen erneuerbaren Energien zur Wärmebereitstellung genutzt wird; (3) Modellierung der Teilmärkte unter verschiedenen Randbedingungen; (4) Abschätzung der Auswirkungen auf Effizienz, Kosten und Umwelt sowie (5) die Ableitung von Handlungsempfehlungen. Parallel werden die Methoden, Ergebnisse und Schlussfolgerungen sowohl mit der Wissenschaft als auch in Richtung der politischen Entscheidungsträger vernetzt.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 30 |
| Land | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 28 |
| Text | 2 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
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| geschlossen | 3 |
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| Resource type | Count |
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| Dokument | 2 |
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| Boden | 28 |
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