Anlass und Ziele
Die Gemeinde Dichtelbach in der Verbandsgemeinde Simmern-Rheinböllen ist daran interessiert, im Ort eine Nahwärmeversorgung umzusetzen. Ziel ist es, den Bürgern eine umwelt- und klimafreundliche, kostengünstige und kostenstabile Wärmeversorgung anzubieten, die die Einhaltung künftiger rechtlicher Anforderungen, z. B. des Gebäudeenergiegesetzes sicherstellt.
Im Rahmen der Durchführbarkeitsstudie sollte ermittelt werden, ob eine Nahwärmeversorgung angeboten werden kann, die im Vergleich mit der Einzelversorgung der Objekte aus ökologischer und wirtschaftlicher Sicht vorteilhaft für den Gebäudeeigentümer ist.
Dabei sollte durch eine technologieoffene Vorgehensweise, die beste Wärmeerzeugungsvariante aufgezeigt werden.
Projektbeschreibung
Betrachtet wurde eine Basisvarianten zum Einsatz von dezentralen Luft/Wasser-Wärmepumpen (L/W-WP) in den Gebäuden, zum einen ausschließlich mit Netzstrombezug und zum andern mit Photovoltaikanlagen zur anteiligen Eigenstromversorgung.
Mit dem Ziel, Dichtelbach möglichst klimaneutral zu gestalten, wurden drei Varianten zur Energie- und Wärmeversorgung gegenübergestellt, die im Vergleich zur dezentralen Basisvariante bewertet wurden.
Varianten zur zentralen Wärmeversorgung
Variante 1: Bei der Variante 1 handelt es sich um eine zentrale warme Nahwärmeversorgung mit einem Heizwerk auf Basis von Biomasse (Holzhackschnitzel) mit solarthermischer Unterstützung.
Variante 2: Bei der Variante 2 wird eine zentrale warme Nahwärmeversorgung mit einer Großwärme-pumpe untersucht. Als Wärmequelle werden Erdwärmesonden betrachtet. In diesem Konzept wird ein Freikühler zur Regeneration der Erdwärmesonden eingebunden.
Variante 3: Variante 3 stellt eine zentrale kalte Nahwärme mit dezentralen Sole-/Wasser-Wärme-pumpen (S/W-WP) zur Wärmeversorgung dar. Die Wärmequelle ist ein Erdwärmesonden-feld. Die Besonderheit der kalten Nahwärme ist, dass ein klimafreundliches „passives Kühlen“ mit dieser Technik kostengünstig machbar ist und eine Regenerierung der geothermischen Wärmequelle durch einen Wärmeeintrag im Sommer erreicht werden kann. In Bestandsgebäuden sind meist Heizkörper installiert, die eine etwas geringere Temperierungsmöglichkeit im Vergleich zu Flächenheizungen bieten. Da von einer Temperierung nicht in einer großen Anzahl von Gebäude gesichert ausgegangen werden kann, wurde das Anlagenkonzept ohne eine passive Kühlung betrachtet. Zur Regeneration des Erdwärmesondenfelds wurde wie in Variante 2 ein Freikühler einbezogen.
Die Variante 3 wird in die Variante 3a und 3b unterteilt.
Variante 3a: Ein Netzbetreiber betreibt das Erdwärmesondenfeld, das kalte Nahwärmenetz und die dezentralen Sole-/Wasser-Wärmepumpen (S/W-WP).
Variante 3b: In Variante 3b betreibt der Netzbetreiber das Erdwärmesondenfeld und das kalte Nahwärmenetz. Dies wird als Wärmequelle den Anschlussnehmern für ihre eigenen dezentralen Sole/Wasser-Wärmepumpen geliefert. Eine Nutzung des dezentral erzeugten Solarstroms für die Wärmepumpen wäre in dieser Konstellation unproblematisch.
Fazit
Wirtschaftlichkeit:
Die Jahreskosten aller Varianten, bis auf Variante 2 (warme Nahwärme mit Großwärmepumpe), liegen in einer vergleichbaren Größenordnung und weichen max. um ca. 5 % voneinander ab. Die geringsten Jahreskosten weist Basisvariante b (dezentrale Luft/Wasser-Wärmepumpen mit PV-Stromnutzung) auf, gefolgt von Variante 3a (kalte Nahwärme) und der Variante 1 (warme Nahwärme mit Holz).
Variante 2 (warme Nahwärme mit Großwärmepumpe) weist mit Abstand die höchsten Jahreskosten im Vergleich auf, die um ca. 20 % bis zu einem Drittel über denen der übrigen Varianten liegen.
CO2e-Emissionsbilanz:
Alle untersuchten Varianten erreichen gegenüber der Ist-Situation, die durch fossile Energieträger geprägt ist, eine starke Reduzierung der CO2e-Emissionen von über 400 t/a bzw. über 85 %. Die höchste Einsparung würde durch die Variante 3b (kalte Nahwärme mit Ökostrom + PV-Anlage) erreicht.