14 12 12 HSA Agb1 [Kompatibilitätsmodus] · Grafik: IE Leipzig Grafik: IE Leipzig Dipl. Kfm. (Univ.) Manfred Rößle f10 - Forschungszentrum für Erneuerbare Energien Neuburg gGmbH

14.12.2012

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Dipl. Kfm. (Univ.) Manfred Rößle f10 - Forschungszentrum für Erneuerbare Energien Neuburg gGmbH 14. Dez 2012

M.Eng. Tobias Stuhlenmiller

HSA Augsburg - 14.12.2012

• Vorstellung des Forschungszentrum für Erneuerbare

Energien f10 Neuburg an der Donau (MR)

• Fernwärme mit Biomasse-Heizkraftwerk und

Abwärmenutzung (MR)

•Klimaschutz und Energieversorgung der Zukunft (TS)

• Solare Energieversorgung mit Photovoltaik (TS)

• Praxisbeispiel – studentische Arbeit (TS)

Grundlagen zur InvestitionsrechnungStatische Investitionsrechenverfahren



28.500 Einwohner, 81 km²

Sachgebiet Umwelt und Agenda 21

Lokale Agenda 21

f10 Forschungszentrum fürErneuerbare Energien

Wärmeversorgung Neuburg GmbH

Dipl.-Kfm. (Univ.) Manfred Rößle

- Agenda 21 – AK Stadtentwicklung/Energie

- f10 ForschungsZentrum ND – Geschäftsführer

- Wärmeversorgung ND GmbH – Geschäftsführer

BWL für IngenieureGrundlagen zur Investitionsrechnung

Statische Investitionsrechenverfahren



Agendarat

AK StadtentwicklungAK StadtentwicklungStadtentwicklung NeuburgÖkologische Baugebiete

AK EnergieAK EnergieBürgersolarkraftwerkeErneuerbare Energien

AK VerkehrAK VerkehrVerkehrssituation in NeuburgPkw‘s mit Erdgas, Flüssiggas

und Pflanzenöl

AK ÖffentlichkeitsarbeitAK Öffentlichkeitsarbeit

PressearbeitBroschüren

Veranstaltungen

AK Soziale AK Soziale GemeinschaftGemeinschaft

Integration ausländischer MitbürgerAlt & Jung

AK Konsum und AK Konsum und ErnährungErnährungFairer Handel

Ökologischer AnbauGesunde Ernährung

AK Betrieblicher AK Betrieblicher UmweltschutzUmweltschutz

Erfahrungsaustausch unter Betrieben

15 Jahre Lokale Agenda 21 Neuburg



Initiative + politischer Wille

engagierte Bürger und

Politiker, Neuburg an der Donau

Erfahrung + Know-How

KOMPETENZENTRUM

SOLARTECHNIK, FH Ingolstadt

ForschungsZentrum

für Erneuerbare Energien

Neuburg an der Donau

ForschungsZentrum für Erneuerbare

Energien Neuburg an der Donau

(Energie)forschung in der Region 10

Gründung des Forschungszentrums f10 in 2005

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Wissenschaftliche und kaufmännische LeitungProf. Dr.-Ing. Marcus Reppich (bis 01.03.2012)

Dipl.-Kfm. (Univ.) Manfred Rößle

BiomasseDr. Jürgen A. F. Beck

Energieeffizientes BauenProf. Dr.-Ing. Martin Bauer

Dezentrale EnergiesystemeDipl.-Ing. (FH) M. Eng. Tobias Stuhlenmiller

WärmenetzeProf. Dr. Markus Brautsch

Organisationsstruktur f10 Neuburgseit 01.07.2007



� Sitz des Forschungszentrums

Organisation

� Rechtsform

� nicht-gewinnorientierte, gemeinnützige GmbH

� Gesellschafter: Stadt Neuburg an der Donau

� Finanzierung

� Grundfinanzierung durch Stadt Neuburg an der Donau

� Projekte „selbst-tragend“ + Fixkosten-Beitrag

f10 ForschungsZentrum für Erneuerbare EnergienNeuburg an der Donau gGmbH

Nördliche Grünauer Straße 21

D-86633 Neuburg an der Donau



Kurz-Vorstellung f 10 - Betätigungsfelder

Energie-Effizienz

Management des sinnvollen Einsatzes von Energie im privaten, öffentlichen und gewerblichen Bereich

Energie-Technik

Angewandte Forschung undEntwicklung anSystemen und Komponenten

Energie-System

Entwicklung ganzheitlicherEnergiekonzepte und -systemeauf lokaler und regionaler Ebene

Stadt Neuburg/Do

-Energieatlas

-Energiemanagement öffentliche Gebäude

Potentialanalyse

PV – GWG etc.

Feldstudie „Biogasanlagen“

„BioMethan Neuburg“

Biomasse-/Abwärme-Nahwärmenetze

Energiekonzept KlinikumNeuburg



ForschungszentrumInhalt und Methode

EigenstromOptimierung

EnergieaderNeuburg

Überlebensfähigkeit von kleinen

EVUs

iKSK - QKs

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Abgeschlossene Projekte f10

F10 allgemeim

- Diplomantarbeiten - Energieatlas Neuburg

- Energiemanagement öff. Liegenschaften in ND

- energieoptimiertes Verwaltungs-

/Produktionsgebäude Alkitronic Ingolstadt

- aktive Steuerung von Stromverbrauchern

zur Verbrauchsglättung für die StW ND

- Ökoflächenmanagement für den LKr. ND-SOB

Fachbereich Biomasse

- energetische Nutzung „Bio-Tonne“; Lkr. ND-SOB und PAF

- energetische Nutzung „Klärschlamm“; Lkr. ND-SOB und PAF

Fachbereich Energieeffizientes Bauen

- Solaroptimierung Baugebiet Stepperg

- Sanierungskonzept Schule Rennertshofen

- Sanierungskonzept Kinderklinik ND; Südfassade



Abgeschlossene Projekte f10



Beispielprojekte der Kooperationf10 - Stadt Neuburg

Umwelttage 2011 – E-Mobilität auf der Donau



RES PUBLICA

ItalienProvinz Parma Italien

Provinz ModenaItalien

Provinz Genua

UngarnRegion Plattensee

DeutschlandLandkreis Neuburg-

Schrobenhausen

ItalienAgenda 21

DeutschlandStadt Neuburg an

der Donau

SpanienProvinz

Barcelona

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Aufgabe der Stadt Neuburg an der Donau

Erarbeitung einer international anwendbaren Methode zur Förderung Erneuerbarer Energien in Kommunen

Erarbeitung und Umsetzung eines lokalen Energie-programms:

Neuburger Energieprogramm - "Für die Zukunft"

8 Sitzungen, 33 Teilnehmer (Politik, Neuburger Firmen, f10, Stadtwerke, Banken , Energieberater, Verwaltung, Baugewerbe und technische Gebäudeausrüstung, Wohnungsbauuntern ehmen, Landwirtschaft, Stadtmarketing, Agenda 21, Standortverwaltung)



Neuburg auf Kurs -wir schaffen die Energiewende!

30 % CO2-Einsparung bis 2020 durch:

� Senkung des Energieverbrauchs�Sanierung „Faktor 10“

� Steigerung der Energieeffizienz�Nutzung industr. Abwärme

� Nutzung Erneuerbarer Energien�BM - HKW; Energiewald

Neuburger Energie-LeitbildCO2-Emissionen der Stadt Neuburg an der Donau

259.000

-50.000

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

1 2

CO

2-E

mis

sion

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t

Strom ErdgasVerkehr HeizölKohle Kraft-Wärme-KopplungErneuerbare Energien

369,877



Geplantes Nahwärmenetz mit Hackschnitzelanlage und industrieller Abwärme

Abwärme- / Nahwärmekonzept Neuburg

Wärmeverkauf:bis zu 250 GWh/a

Abwärme:>100 GWh/a

Hackschnitzel-Heizkraftwerke:70-80 GWh/a

Heizwerk für Mittel- und Spitzenleistung:

70-80 GWh/aLänge Wärmenetz Endausbau

63 km

CO2-Einsparung:> 113.000 t/a

Investition:> 130 Mio €

Neuburger Energieprogramm

"Für die Zukunft"

Teilprojekt 1Abwärme Erfassung

Teilprojekt 5Brennstoff-Trocknung

-KompaktierungTeilprojekt 2Fernwärmenetz

Gruppenspeicher

Teilprojekt 3WärmeerzeugungBiomasse HKW

Teilprojekt 4Dampfnetz

Teilprojekt 6Drucklufterzeugung

Kälteerzeugung

Teilprojekt 7Enegiepflanzenanbau

Teilprojekt 8Kommunikationsnetz

Projekt- und Strategiebeschreibung



Abwärmenutzung Industrie

G3~

Biogasanlage ND

Nahwärmenetz Süd

Wärmenetz R.W.

Biomasse HKWWärmenetz HH

Entstehungsgeschichte

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Einflussfaktoren

- gesicherte/-r // ungesicherte/-r Wärmelieferung / -bezug

- Redundanz- / Spitzenlast

- Netzbau / -betrieb

- bilaterale Beziehung vs. Massengeschäft

- Renditemaximierung vs. Risikoreduzierung

Abwärme- / Wärmeverbund Neuburg

Bild: eta-Energieberatung



Deutsche RockwoolAbwärmepotenzial:• Stufe 1: 19.000 MWh

(950 Einfamilienhäuser)• Stufe 2: 15.000 MWh

(750 Einfamilienhäuser)

Saint GobainAbwärmepotenzial:• Stufe 1: 26.000 MWh

(1.300 Einfamilienhäuser)• Stufe 2: 14.000 MWh

(700 Einfamilienhäuser)

Weitere Abwärmepotenziale• Knauf – Perlite• Hoffmann Mineral


- Überblick -



Abwärmenutzung GlasschmelzeAbwärmepotential im Rauchgasstrom

1. Gitterung als Wärmespeicher:Verbrennungsluft wird vorgewärmt.

2. Rauchgas (RG) aus der Glaswanne (~1.600�C) gibt Wärme an Gitterung ab.Prozessumkehr bei „Sättigung“: Frischluftkanal wird Rauchgaskanal

3. Die Rauchgaswärme mit ca. 430�C nach der regenerativen Wärmerückgewinnung (<400�C nach E-Filter) ist prozessintern nicht mehr nutzbar.

Grafik Quelle: maglava.de



Abwärmenutzung GlasschmelzeOptionen zur (externen) Abwärmenutzung

• Temperaturniveau der Abwärme ca. 380�C (nach Filter)

• Temperaturniveau potentieller Wärmeabnehmer (z.B. Mälzerei) max. 130�C

⇒ Potential zur Abwärmeverstromung vorhanden.

⇒ ORC-Prozess scheidet wg. der Temperaturanforderung auf der

Abnehmerseite (130�C) aus.

⇒ Entscheidung für Wasser-Dampfprozess mit Sattdampfturbine.

Wirtschaftlichkeit der Abwärmeverstromung?

Erstellung eines Wirtschaftlichkeitsvergleiches mit direkter Abwärmenutzung.

Vorhaltung Wärmetauscher-kammer im Bestand

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- Überblick -

Grafik: iwk-svk-dresden



Kostenvergleich



Vollkostenvergleich gemäß DIN 2067

Vollkosten bezogen auf MWh/a: € 77,04 79,93 101,71 105,01 115,17 72,11

Vollkosten bezogen auf C0 2- Einsparung: t/a 66 57 60 9 44 47 / 23

Grafik: IE Leipzig Grafik: IE Leipzig



Gewinnvergleich

Investition hier: € 4,5 Mio.

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Renditerechnung

Hier: Jahr Kapitaleinsatz € Periodengewinn €

2013 4,5 Mio. 80.000

2014/2015 4,5 Mio. 364.000

2016 4,275 Mio. 711.000

2017 4,05 Mio. 711.000

Durchschnitt 4,365 Mio. 446.000

Rentabilitätsgrad: = 10,2 %



Amortisationsrechnung

Hier: - stark schwankende Rückflüsse in den ersten Perioden

- vereinfachte Rechnung: Kapitaleinsatz € 4,50 Mio.

./. 2013 Periodenrückfluss € 0,08 Mio.





./. 2018 Periodenrückfluss € 0,936 Mio.Rest ./. 2019 Periodenrückfluss € 0,884 Mio.

Amortisationsdauer 6,94 Jahre

aber Rendite 10,2 % => ROI 9,8 Jahre



Zusammenfassende Beispiele

Kostenvergleich unterschiedlicher Varianten



Zusammenfassende Beispiele

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Darstellung Abwärmenutzung am Beispiel eines Indust riebetriebes (Glasherstellung):

Betrachtungsfall: 1 ( mit KWK) 2 (ohne KWK)

verfügbare Abwärmeleistung 8,20 MW 8,20 MW

mit Stromerzeugung (KWK) ja nein

abzuführende Wärmeleistung nach Stromerzeugung 6,40 MW 8,20 MW

Wärmesenke (Fernwärmenetz) 41.000 MWh/a 41.000 MWh/a

KWK-Anteil 92% -

InvestkostenErschließung

Abwärme

4,16 Mio.Euro(u.a. Abhitze-Dampferzeuger, Turbine)

1,13 Mio.Euro(u.a. Abhitze-Heißwasserkessel)

spezifischeInvestkosten

Abwärmeerschließung0,51 Mio.Euro/MW-Abw. 0,14 Mio.Euro/MW-Abw.

Quelle: eta-Energieberatung


- Kostenvergleichsrechnung -



⇒ Wirtschaftlichkeit erhöht sich durch Fördermittelbezug KWKG

⇒ Voraussetzung ist Abwärmeverstromung

Betrachtungsfall: 1 (mit KWK) 2 (ohne KWK)

Investkosten Erschließung Wärmesenke

(incl. Förderungen)

16,63 Mio.Euro 17,97 Mio.Euro

Investitionskosten abzüglich der KWK-Förderung des Wärmenetzes

keine Förderung verfügbar

spezifischeInvestkosten

Senkenerschließung2,60 Mio.Euro/MW-Wärme 2,19 Mio.Euro/MW-Wärme

verbrauchsgebundene Kosten 0,87 Mio.Euro/a 0,85 Mio.Euro/a

betriebsgebundene Kosten 0,59 Mio.Euro/a 0,53 Mio.Euro/a

Erlöse aus Wärmeverkauf 2,67 Mio.Euro/a 2,67 Mio.Euro/a

Erlöse aus Stromverkauf 0,49 Mio.Euro/a 0,00 Mio.Euro/a

statische Amortisation Gesamtprojekt (Aufbauphasen nicht berücksichtigt) 12 Jahre 15 Jahre

Quelle: eta-Energieberatung


- Amortisation / Rückflusszahl -





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