Mikronetzanalyse Energiezone St. Peter

Die bereits in Kapitel 4.3.1 vorgestellten Siedlungserweiterungen in der Flieder- und Fossen-hofstraße im Ortsteil St. Peter bilden den Ausgangspunkt für weitere Analysen bezüglich der Möglichkeiten leitungsgebundener Wärmeversorgung. Da die raumplanerischen Entschei-dungen für diese beiden Erweiterungen zu Projektbeginn von PlanVision schon beinahe ab-geschlossen waren, wurden sie wie in Kapitel 4.3.1 dargestellt bezüglich der raumplaneri-schen Entscheidung als ex-post Fallbeispiele behandelt. Zudem wurde noch während der Laufzeit von PlanVision mit dem Verkauf der ersten Parzellen im „Wohnpark Fliederstraße“

begonnen.

Im Zuge der Energiezonenplanung wurde von der Stadtgemeinde Freistadt der Wunsch ge-äußert, Möglichkeiten für eine leitungsgebundene Energieversorgung auf Mikronetzbasis in diesem Wohnpark auszuloten. Betrachtet wurden dabei mehrere Szenarien: jeweils eine Mikronetzlösung für die beiden Siedlungserweiterungen alleine und im Verbund mit der be-stehenden Bausubstanz im Ortsteil St. Peter. Auch in Betracht gezogen wurde die Machbar-keit der Einbindung der äußerst nahe gelegenen Biogasanlage.

Um zu aussagekräftigen Bewertungsergebnissen zu kommen, wurden bei den nachfolgen-den Analysen die offiziellen Qualitätskriterien der Kommunalkredit angewendet (vgl. Anhang D). Da speziell bei den hier betrachteten Beispielen die Grenze von Mikro- und Fernwärme-netzen fließend ist, wurden sie nach jeweils beiden Gesichtspunkten betrachtet.

Mikronetze haben folgende spezifischen Förderungsvoraussetzungen:

• Die gesamten umweltrelevanten Investitionskosten müssen mindestens 10.000 Euro betragen, dürfen 200.000 Euro jedoch nicht überschreiten. Mikronetze, die diesen Schwellenwert überschreiten, sind beim Förderungsschwerpunkt Nahwärmeanlagen einzureichen.

• Der Netzverlust darf maximal 20 % der ins Netz abgegebenen Wärmemenge betragen.

Die Berechnung des Netzverlustes selbst erfolgte analog zur Methode, die bei www.qm-heizwerke.at aus der Programmschiene „klima:aktiv“ des Lebensministeriums angewen-det wird. Demnach ergibt sich der Netzverlust durch Multiplikation der doppelten Tras-senlänge mit dem spezifischen Wärmeverlustkoeffizienten der verwendeten Rohre und der Anzahl der Betriebsstunden.

Mikronetzanalyse Fliederstraße

Die Planungsvorhaben für dieses Teilgebiet sind in Kapitel 4.3.1 hinlänglich beschrieben. Da sich die Stadtgemeinde Freistadt in dieser Siedlung für eine relativ lockere Einfamilien-hausbebauung entschieden hat, ist eine leitungsgebundene Energieversorgung kaum umzu-setzen, da die Leitungslängen bei dieser Bebauungsform sehr lang werden und die Relation von Wärmeabnahme durch die Gebäude und Netzverlusten ungünstig wird (vgl. Abbildung 26).

Abbildung 26: Leitungsnetz Fliederstraße

Quelle: eigene Bearbeitung, Kartengrundlage: mandl raumplanung

In Tabelle 12 sind alle Informationen und Analyseergebnisse für dieses Beispiel zusammen-gestellt. Eine Erschließung der gesamten Siedlung würde den Charakter eines netzes aufweisen und fördertechnisch keinem Mikronetz entsprechen. Für ein Nahwärme-netz weist die Siedlungserweiterung Fliederstraße eine Energiedichte auf, die weit unter der Effizienzgrenze liegt. Nachdem auf den Parzellen des geplanten „Wohnparks Fliederstraße“

noch keine Häuser errichtet wurden, musste für die Berechnungen gewisse Annahmen ge-troffen werden. Demgemäß ist in Summe mit ca. 3.700 m² Gesamtwohnfläche und einen zu erwartenden Wärmeenergiebedarf von etwa 92,5 MWh/a für den gesamten Wohnpark zu rechnen.

Tabelle 12: Analyse Fliederstraße

Kategorie Fliederstraße Fossenhofstraße

Anzahl der Gebäude [n] 30 20

Nutzfläche "Wohnpark Fliederstraße" [m²] 3.700 2.600

Anteil Niedrigenergiehäuser [%] 75 75

Anteil Passivhäuser [%] 25 25

Energiekennzahl NEH [kW/m²] 30 30

Energiekennzahl PH [kWh/m²] 10 10

zu erwartender Wärmeenergieverbrauch [MWh/a] 92,5 65,0

Leitungslängen Netzsegmente [m] 494 269

Leitungslängen Hausanschlüsse [m] 261 217

Leitungslängen gesamt [m] 755 486

Wärmebelegung [kWh/m] 122,6 133,8

angenommener Verlust Netzsegment [W/m] 21 21 angenommener Verlust Hausanschlüsse [W/m] 15 15

angenommene Betriebsstunden 8.760 8.760

Berechneter Leitungsverlust [MWh/a] 250,3 155,9

Berechneter Leitungsverlust [%] 73,0 70,6

angenommene Kosten Netzverlegung [€/m] 150 150

Gesamtkosten Netzverlegung [€] 113.214 72.845

angenommene Kosten Hausübergabestation [€] 5.000 5.000 Gesamtsumme Übergabestationen [€] 150.000 100.000 Gesamtsumme Netzerrichtungskosten [€] 263.214 172.845 Quelle: eigene Berechnung

Hinzu kommen etwa 500 m Leitungslängen für die Verlegung der Hauptrohre und etwa 260 m für Hausanschlüsse, was in Summe ein Leitungsnetz von ca. 750 m ergibt. Daraus ergibt sich eine rechnerische Wärmebelegung von nur 123 kWh/m und ein Netzverlust von rund 250 MWh/a. Der zu erwartende Wärmeverlust beim Betrieb dieses Netzes beträgt somit also mehr als das doppelte der eigentlichen Wärmeabnahme und fast 75 Prozent der in das Netz abgegebenen Wärme. Aus diesen Gründen ist der „Wohnpark Fliederstraße“ für eine lei-tungsgebundene Wärmeversorgung kaum geeignet.

Mikronetzanalyse Fossenhofstraße

Ein sehr ähnliches Bild ergibt sich auch bei der Betrachtung der zu einem späteren Zeitpunkt angedachten Siedlungserweiterung in der Fossenhofstraße, auch wenn das – vorläufige und noch nicht verordnete – Erschließungskonzept für diesen Teil der Siedlungserweiterung effi-zienter ausfällt (vgl. Abbildung 27). Analog zu den Berechnungen für den Siedlungsteil in der Fliederstraße wurden die gleichen Berechnungsgrundlagen herangezogen und können ebenfalls in Tabelle 12 eingesehen werden.

Abbildung 27: Leitungsnetz Fossenhofstraße

Quelle: eigene Darstellung, Kartengrundlage: mandl raumplanung

Analyse Siedlungsteil St. Peter

Bei den beiden vorangegangenen Analysen wurden die geplanten Siedlungserweiterungen losgelöst von ihrer Umgebung betrachtet. Dabei stand die Bildung einer kleinen Lösung für die jeweiligen Planungsvorhaben am Prüfstand. Nachdem sich diese Optionen jedoch als nicht durchführbar erwiesen haben, wurde in einer weiteren Analyse die bestehende und zum Teil sehr alte Bausubstanz in St. Peter in die Betrachtungen miteinbezogen und ein Nahwärmenetz für den gesamten Siedlungsteil berechnet (vgl. Abbildung 28).

Abbildung 28: Leitungsnetz St. Peter

Quelle: eigene Bearbeitung, Kartengrundlage: mandl raumplanung

Doch selbst unter Hinzunahme der übrigen Gebäude im Siedlungsteil St. Peter ist ein Fern-wärmenetz unrealistisch, da die Wärmebelegung des analysierten Netzes lediglich etwa 535 kWh/m betragen würde und die erforderliche Mindestenergiedichte von 900 kWh/m also bei Weitem nicht erreicht wird. Wie aus Tabelle 13 ersichtlich ist, wurden die Werte nicht nur auf Basis des tatsächlichen IST-Energieverbrauchs der Gebäude zuzüglich des Verbrauchs der noch nicht bestehenden Gebäude, berechnet, sondern auch die in der Energiezonenplanung verwendeten Energieverbrauchsszenarien angewendet. Dabei wurden für die noch nicht existierenden Gebäude bei den Energieverbrauchsszenarien keine Energieeinsparungen kalkuliert, da für diese angenommen wurde, dass sie ohnehin als Niedrigenergie- oder Pas-sivhäuser errichtet werden.

Tabelle 13: Analyse St. Peter

Kategorie IST-Verbrauch Szenario 20 Szenario 50

zu erwartender Wärmeenergieverbrauch [MWh/a] 1.684,2 1.427,8 726,3

Leitungslängen Netzsegmente [m] 2.075 2.075 2.075

Leitungslängen Hausanschlüsse [m] 1.072 1.072 1.072

Leitungslängen gesamt [m] 3.148 3.148 3.148

Wärmebelegung [kWh/m] 535,1 453,6 230,8

angenommener Verlust Netzsegment [W/m] 21 21 21

angenommener Verlust Hausanschlüsse [W/m] 15 15 15

angenommene Betriebsstunden 8.760 8.760 8.760

Berechneter Leitungsverlust [MWh/a] 1.045,3 1.045,3 1.045,3

Berechneter Leitungsverlust [%] 38,3 42,3 59,0

Quelle: eigene Berechnung

Einbindung der Biogasanlage

Da sich in nur etwa 350 m Entfernung vom Siedlungserweiterungsgebiet Fossenhofstraße eine Biogasanlage befindet (vgl. Abbildung 29), erschien die eventuelle Einbindung dieser Anlage prüfenswert, da diese über ein weiteres Biogaspotenzial und Abwärmepotenzial ver-fügt. Aus den Kalkulationen ergibt sich jedoch, dass eine Versorgung des Siedlungsteiles St.

Peter mit der Abwärme der nahe gelegenen Biogasanlage unter gegebenen Rahmenbedin-gungen nicht machbar sein wird.

Entscheidungsbaum für Wärmeversorgung in Gemeinden

Aufgrund der Nicht-Versorgbarkeit mit Fernwärme ergab sich in der „community of practice“

die Frage, welche sonstigen technischen Optionen außerhalb der Fernwärme zur Verfügung stehen. Daher wurde im Zuge der Bearbeitungen der Mikronetzanalyse vom Projektteam ein Entscheidungsbaum erstellt, der verschiedene technologische Optionen der Wärmeenergie-versorgung darstellt und in Kapitel 7.5.3 näher erläutert wird. Der Entscheidungsbaum soll bei sich in Planung befindlichen Raumplanungsprozessen als Entscheidungshilfe dienen.

Der Entscheidungsbaum fußt auf einer Bewertung der technischen Optionen bezüglich Mi-nimierung der Umwelteffekte und hat somit zunächst eine Präferenz für leitungsgebundene Systeme auf Biomassebasis. Technologische Optionen mit Nutzung fossiler Ressourcen werden vom Entscheidungsbaum gering gewichtet, um eine möglichst nachhaltige, umwelt- und klimaschonende und regionalwirtschaftlich optimierte Energieversorgung zu unterstüt-zen.

Abbildung 29: Siedlungsteil St. Peter und Biogasanlage

Quelle: eigene Darstellung, Kartengrundlage: mandl raumplanung