Machbarkeitsstudie Energieautarke Gemeinde Borsdorf
Erste Ergebnisse der Machbarkeitsstudie „Energieautarke Gemeinde Borsdorf“ werden im November 2022 präsentiert
Sebastian Meyer
Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK)
Bachelorarbeit Nr. 185/16; August 2017
Verantwortlicher Hochschullehrer: Prof. Dr.-Ing. U. Jung
Betreuer fup Umweltinstitut Leipzig GmbH: Dipl. Soz. / Dipl. Phys. Bernd Genennig und Prof. em Dr.-Ing. habil. R. Müller
Zusammenfassung und weiterführende Maßnahmen
Die Gemeinde Borsdorf befindet sich auf dem richtigen Weg zur energetischen Sanierung. Dies wird nicht nur durch den zum Großteil niedrigen spezifischen Energieverbrauch, sondern auch durch die bereits durchgeführten bzw. geplanten Maßnahmen (z.B. Umrüstung der Beleuchtung auf LED) der Gemeinde, deutlich. Besonders herausragende Beispiele sind hier die städtische Kita in Panitzsch (Wärmepumpe und PV-Anlage), die vorhandene Elektromobilität der Gemeinde (ein E-Auto plus öffentlich zugängliche Ladestation im Gemeindekern), die sich im Bau befindliche Turnhalle mit Pelletheizung sowie der Umrüstungsbeginn der Straßenbeleuchtung auf LED-Technik.
Eine energieautarke Versorgung der Gemeinde, mit all seinen Ortsteilen, kann mittel- bis langfristig nicht realisiert werden. Dies wird durch zwei wesentliche Punkte begründet. Zum einen werden die regenerativen Energien aus Windkraft und Biomasse derzeit von der Gemeinde ausgeschlossen und zum anderen ist eine energetische Verbindung der einzelnen Ortsteile, aufgrund der räumlichen Trennung, nicht wirtschaftlich. In Panitzsch und Zweenfurth scheinen derzeit Insellösungen unumgänglich. Die Versorgung des Borsdorfer Ortskerns wäre mit dem in dieser Arbeit geplanten Wärmenetz möglich und zukünftig beliebig erweiterbar. Auch wenn in der Anlagenplanung aus wirtschaftlichen Gründen von einem Erdgas betriebenen BHKW ausgegangen wurde, wäre die Verwendung von NawaRo’s (Biogas, Holzhackschnitzel oder Pellets) denkbar, wenn sich genügend Abnehmer finden, um eine positive Wirtschaftsbilanz anzustreben.
Für die Umsetzung der in dieser Arbeit aufgeführten Maßnahmen erscheint folgende Priorisierung sinnvoll:
1. Umrüstung der Straßenbeleuchtung auf LED- Retrofit
2. Installation einer PV-Anlage auf der Kita Apfelkörbchen
3. Ermittlung eines möglichen Kältebedarfs für die Nutzung der Wärmeüberschüsse des AZV
4. Planung eines Wärmenetzes im Ortszentrum Borsdorf
Die Reihenfolge dieser Priorisierung ergibt sich durch die schnelle Umsetzbarkeit (noch 2017 realisierbar) für Punkt 1. und 2., womit unmittelbar nach der Umrüstung ein hohes Energieeinsparpotential (243.101,38 kWh/a) erreicht wird. Für die Punkte 3. bzw. 4. sind die Antragsfristen für mögliche Förderungen durch BAFA und KfW entscheidend. Diese laufen im Regelfall im April des jeweiligen Antragsjahres aus. Somit wäre die nächstmögliche Umsetzung frühestens im Jahr 2018 realisierbar.
Timo Kalks
Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK)
Studiengang Energie und Umwelttechnik
Materarbeit Nr. 190/14;
Oktover 2016
Verantwortlicher Hochschullehrer: Prof. Dr.-Ing. U. Jung
Betreuer fup Umweltinstitut Leipzig GmbH: Dipl. Soz. / Dipl. Phys. Bernd Genennig und Prof. em Dr.-Ing. habil. R. Müller
Zusammenfassung Mit abschließendem Fazit
Das Thema ist die nachhaltige kommunale Wärmeenergieversorgung von öffentlichen und größeren privat geführten Gebäuden im Rahmen eines 5-Jahres-Energie-Stufen-Konzeptes für die Gemeinde Borsdorf. Der Fokus der vorliegenden Arbeit liegt auf der modellhaften Erarbeitung verschiedener Energiekonzepte zur Wärmeenergieversorgung unter den Prä-missen Energieeinsparung, Energieeffizienz, Erneuerbare Energien.
Wichtige Treiber beim Ausbau der regenerativen Energien sind die Kommunen. Dabei nehmen regionale Energieinitiativen wie zum Beispiel die „Bürger Energie Borsdorf eG“ eine bedeutende Rolle ein, wenn es darum geht, Gemeinden energetisch zukunftsfähig aufzu-stellen. So gibt es bereits zahlreiche Praxisbeispiele, bei denen Bürgerenergiegenossen-schaften in Gemeinden wie beispielsweise Jühnde erfolgreich Konzepte für eine dezentrale Energieversorgung mit Bürgerbeteiligung umgesetzt haben.
Um das Ziel einer 100%-ig ökologischen Energieversorgung in der Gemeinde Borsdorf zeitnah realisieren zu können, wird im Rahmen dieser Studie ein eigenständiges und nachhaltiges Energiekonzept nach der Methode des Energiemanagements im Prozess-modell entwickelt. Auf Basis einer vorangestellten energetischen Bewertung des Ist-Zustandes von prioritären Gebäuden werden objektspezifische Einsparpotentiale hinsichtlich des Endenergieverbrauchs zur Wärmeversorgung aufgezeigt. Der daraufhin theoretisch hergeleitete Wärmebedarf nach Durchführung der potentiellen Energieeinsparungsmaß-nahmen bildet die Grundlage für die nachfolgende Entwicklung dreier Modellvarianten zur nachhaltigen kommunalen Wärmeenergieversorgung von ausgewählten Gebäuden im Ortskern Borsdorf. Folgende Ergebnisse können dabei erzielt werden:
1. Gemäß der energetischen Einordnung der prioritären Gebäude hinsichtlich der End-energieverbrauchsdaten zur Wärmeversorgung besteht ein hoher Handlungsbedarf bei den Objekten Grundschule / Turnhalle Panitzsch (Gesamteinsparpotential: 39 %), Gemeindeverwaltung (Einsparpotential: 45 %), Kita Apfelkörbchen (Einsparpotential: 38 %) und Kita Villa Löwenzahn (Einsparpotential: 46 %).
2. Bei der Gesamtbetrachtung aller ausgewählten Gebäude können etwa 30 % (≙ 900 MWh/a) der Endenergie zur Wärmeversorgung durch Sanierungsmaßnahmen einge-spart werden.
3. Die Untersuchung bezüglich einer zentralen Wärmeenergieversorgung stellt 3 poten-tielle Nahwärmenetzvarianten zur Auswahl. Diesbezüglich werden Biogas-BHKWs sowie Holzhackschnitzel-Heizwerke als mögliche WEE und ggf. eine Nutzung des Wärmeüberschusses des AZV Parthe empfohlen.
4. Modellvariante 1 verbindet die Objekte Diakonissenhaus und Freies Gymnasium über ein Nahwärmenetz (Länge: ca. 700 m) mit einem Biogas-BHKW (134 kWel / 190 kWth), mit welchem ein wärmeseitiger Deckungsgrad von ca. 57 % und eine abgeschätzte Amortisationszeit von ca. 4 Jahren erreicht werden können.
5. Modellvariante 2A schließt die Objekte Diakonissenhaus, Freies Gymnasium, Gemein-deverwaltung und Bahnhof an ein gemeinsames Nahwärmenetz mit ca. 1.100 m Länge an. Dabei kommt ein Biogas-BHKW (120 kWel / 170 kWth) sowie ein Holzhackschnitzel-Heizwerk (210 kWth) zum Einsatz, wodurch ein wärmeseitiger Deckungsgrad von ca. 83 % und eine theoretische Amortisationszeit von etwa 5 Jahren realisierbar sind.
6. Modellvariante 2B versorgt dieselben Objekte wie Variante 2A mittels Anbindung an den AZV Parthe (zusätzliche Leitungslänge: ca. 1.060 m) und an ein Holzhack-schnitzel-Heizwerk (300 kWth). Bei einem wärmeseitigen Deckungsgrad von ca. 75 % amortisiert sich diese Anlagenvariante nach etwa 13 Jahren.
Aufgrund der erzielten Ergebnisse kann der Schluss gezogen werden, dass beachtliche objektspezifische Einsparpotentiale bei der Wärmeversorgung hinsichtlich der Gebäude-hüllen und der Anlageneffizienz genutzt werden sollten. Ergänzend dazu gibt es die Möglich-keit einer fortführenden Untersuchung zu der favorisierten Modellvariante 2A. Bei dieser ist zukünftig auch eine Einbindung von weiteren Objekten (Bildungs- und Technologiezentrum der HWK zu Leipzig, Kita Apfelkörbchen, Zweifeldsporthalle, Wohngebiet Parthenaue, gewerbliche Objekte, etc.) sowie der Ausbau des Nahwärmenetzes zu einem Ring- bzw. Maschennetz denkbar.
