- Fernwärmeversorgung Merseburg- Bestätigung · 2020. 2. 26. · 2.3 Arbeitsblätter der AGFW zur...

- Fernwärmeversorgung Merseburg-

Bestätigung

• des Primärenergiefaktors Fernwärme

• der Berechnung des KWK-Anteils

• des Nachweises der Hocheffizienz der KWK-Anlagen

• Ermittlung der spezifischen CO2-Emissionen der Fern-

wärme

der SW Merseburg GmbH

2013

Erstellt durch: Monika Bell

Sebastian Kroemer

EEB Energiewirtschaftliche Beratung GmbH

Aldenhoven, September 2014

EEB ENERKO Energetische Bewertung der Fernwärme der Stadtwerke Merseburg 2013 i

Inhaltsverzeichnis

1 Aufgabenstellung und Ausgangssituation ..................................................................... 1

2 Rahmenbedingungen für die Bewertung der Energieeffizienz von Fernwärme .......... 2

2.1 Energieeinsparverordnung (EnEV) ...................................................................... 2

2.2 Erneuerbare- Energien- Wärmegesetz (EEWärmeG) und Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG2009) ....................................................................................... 4

2.3 Arbeitsblätter der AGFW zur Bewertung der Effizienz der Fernwärmeerzeugung 5

2.4 Richtlinie der EU 2004/8/EG ................................................................................... 6

2.5 Stromkennzeichnung nach § 42 EnWG .................................................................. 7

3 Bilanzraum der Fernwärmeversorgung Merseburg ....................................................... 9

4 Physikalische Energiebilanz 2011-2013 der Fernwärmeerzeugung für den Bilanzkreis 12

5 Berechnung des KWK-Anteils an der Fernwärmeerzeugung 2013 ............................. 16

6 Nachweis der Hocheffizienz .......................................................................................... 17

7 Spezifische CO2-Emissionen der Koppelprodukte Strom und Wärme ....................... 18

7.1 Methodik zur Aufteilung des Brennstoffeinsatzes auf die Koppelprodukte ............. 18

7.2 Brennstoffeinsatz 2013 und Stromproduktion ....................................................... 18

7.3 Stromkennzeichnung der Fernwärmeerzeugung der SW Merseburg .................... 18

8 Ergebnis und Zusammenfassung ................................................................................. 20

Quellenverzeichnis ................................................................................................................ 22

Anhang

EEB ENERKO Energetische Bewertung FW-Versorgung Stadtwerke Merseburg 2013 1

1 Aufgabenstellung und Ausgangssituation

Die EEB ENERKO energiewirtschaftliche Beratung GmbH erhielt von den Stadtwerken Merse-

burg (SWM) den Auftrag über

• die Bestimmung des Primärenergiefaktors der Fernwärme Merseburg aus dem HKW-West

und den zusätzlichen Standorten Ikarusstraße (Motor 7 und Kessel 5) und Markwardstraße

(Motor 8)

• die Bestimmung des KWK-Anteils der Fernwärme,

• den Nachweis für „Hocheffiziente KWK“ gemäß EU-Richtlinie 2004/8/EG für die von Ihnen

zur Fernwärme-Erzeugung betriebenen BHKW-Anlagen und

• die Bestimmung der spezifischen CO2-Emissionen für die Koppelprodukte Strom und Wär-

me im Rahmen der Stromkennzeichnung.

Allen diesen Kennwerten liegt die physikalische Energie-Bilanz zugrunde.

Diese wird erstellt aus

• den im Rahmen des Überwachungsplans für die Erstellung der jährlichen CO2-

Emissionsberichte nach TEHG § 5 erhobenen und geprüften Daten zum Brennstoffeinsatz

für Heizwerk West und den zusätzlichen Standorten Ikarusstraße (Motor 7 und Kessel 5)

und Markwardstraße (Motor 8)

• der jährlichen Meldungen der KWK-Strom- und -Wärmeerzeugung im Rahmen der Förde-

rung der KWK an das BAFA,

• der Summe der Abgabe von Fernwärme an die Abnehmer/Kunden aus dem geprüften Ge-

schäftsbericht sowie

• der Angaben von SWM über direkt abgerechnete Fernwärme, die zu der aus der Bilanzie-

rung des Fernwärmeverkaufs im geprüften Geschäftsbericht noch hinzukommt.

Die Untersuchung des Primärenergiefaktors erfolgt über die Bilanzen der Jahre 2011, 2012 und

2013. Damit ist der Primärenergiefaktor der Merseburger Fernwärmenetzes gemäß AGFW FW

309 Teil 1 für 10 Jahre bescheinigt.

EEB ENERKO Bewertung der FW-Versorgung Stadtwerke Merseburg 2011-2013 2

2 Rahmenbedingungen für die Bewertung der Energieeffizienz von Fernwärme

2.1 Energieeinsparverordnung (EnEV)

Am 01. Februar 2002 ist die Energiesparverordnung (EnEV 2002) in Kraft getreten. Seit der Zu-

sammenführung der Wärmeschutzverordnung (WSchV) und der Heizungsanlagenverordnung

(HeizAnlV) zur Energieeinsparverordnung 2002 erfolgt eine ganzheitliche Betrachtung von Ge-

bäudehülle und Anlagentechnik. Eine Senkung des Energieverbrauchs bei der Gebäudeversor-

gung ist seither über eine Verbesserung des baulichen Wärmeschutzes sowie über eine Erhö-

hung der anlagentechnischen Effizienz, über die Verbesserung des Produktes aus Primärener-

giefaktor und Anlagenaufwandszahl und die Nutzung Erneuerbarer Energien möglich.

Die EnEV 2002 wurde inzwischen zweimal novelliert. Die EnEV 2007 begrenzte seit 1.10.2007

den Primärenergiebedarf für neu zu errichtende Gebäude und bei bestehenden Gebäuden,

wenn an diesen wesentliche Änderungen nach Anlage 3 Nr. 1- 6 EnEV vorgenommen wurden

(z.B. Sanierung Außenwände, Fensteraustausch oder Dacherneuerung).

Seit Inkrafttreten der EnEV 2007 musste für Neubauten und wesentliche Änderungen an Ge-

bäuden ein „Energie- und Wärmebedarfsausweis“ erstellt werden. Auch bei bestehenden Ge-

bäuden muss bei Verkauf oder Mieterwechsel unter bestimmten Kriterien, dem jeweiligen Inte-

ressenten ein Energieausweis vorgelegt werden.

• Seit dem 1.10.2009 war die EnEV 2009 /1/ in Kraft. Hier wurden gegenüber 2007 die Anfor-

derungen an den Wärmeschutz, sowohl hinsichtlich der Gebäudehülle (HT) wie auch beim

Jahres-Primärenergiebedarf (QP) wesentlich erhöht. Die vorgeschriebenen Berechnungsme-

thodik wurde weiter zwischen Wohngebäuden und Nichtwohngebäuden vereinheitlicht: Der

Nachweis erfolgte bei Wohngebäuden nun ebenfalls über ein Referenzgebäude, der Wärme-

schutz orientierte sich dadurch wesentlich an der Gebäudegeometrie.

Für Wohngebäude galten nun parallel zwei Rechenverfahren:

1. das nach DIN V 18599 „Energetische Bewertung von Gebäuden“, was bisher nur für Nicht-

wohngebäude galt, und

2. wie bisher das Rechenverfahren nach DIN EN 832: 2003-06 in Verbindung mit DIN V 4108-

6: 2003-06 und DIN V 4701-10: 2003-08, geändert durch A1 2006-12.

Die EnEV 2009 berücksichtigt beim Referenzgebäude erneuerbare Energien.

Die EnEV 2009 und das Energieeinsparungsgesetz EnEG wurden zeitgleich novelliert, um die

europäische Richtlinie zur Effizienz von Gebäuden 2010 in nationales Recht umzusetzen. Diese


dient als ein Instrument zum Erreichen der energiepolitischen Ziele der EU und der Bundesre-

gierung, hier den nahezu klimaneutralen Gebäudebestand, bis zum Jahr 2050.

Seit 01.05.2014 ist die EnEV 2014 /2/ in Kraft, deren Neuerungen betreffen im Wesentlichen die

Neubauten. Für Bestandsgebäude ergeben sich nur wenige bestimmte Sanierungs- und Aus-

tauschpflichten. Da die Vorgaben der EnEV zugleich als Referenzwert für die Effizienzhaus-

Standards der staatlichen Förderbank KfW dienen, hat die Verschärfung Einfluss auf die Anfor-

derungen für die Förderung von energetischen Sanierungen von Bestandsgebäuden.

Für Neubauten sieht die Novelle eine Reduzierung des zulässigen Jahres-

Primärenergiebedarfs um 25 Prozent ab 1. Januar 2016 vor, die Anforderungen an den Min-

dest-Wärmedämmstandard steigen dabei um ca. 20%.

Die EnEV 2014 aktualisiert den Bezug für die Berechnungsverfahren auf das aktuelle techni-

sche Regelwerk, insbesondere die neu gefasste und weiterentwickelte DIN V 18599-2011.

Der Primärenergiefaktor für elektrischen Strom (nicht erneuerbarer Anteil) wird von bisher 2,6

auf den Wert 2,4 und ab dem 1. Januar 2016 auf den Wert 1,8 gesenkt.

Für in das öffentliche Verbundnetz eingespeisten KWK-Strom gilt der im FW 309-1 und in der

DIN V 18599-1: 2011-12 festgelegte Wert für den Verdrängungsstrommix von 2,8.

Die Bestimmung eines spezifischen Primärenergiefaktors (fP) für das versorgende Fernwärme-

system ist bei Erreichen eines niedrigen Primärenergiefaktors ein Instrument für Marketing und

Kundenbindung und bietet in dieser Hinsicht einige Vorteile:

• Der Standard- Primärenergiefaktor nach DIN 18599 soll für Wärme aus KWK nur dann ein-

gesetzt werden, wenn diese überwiegend aus KWK stammt. In den entsprechenden Tabel-

len der zu verwendenden DIN ist ein typischer Wert für FW aus rd. 70% KWK ausgewiesen.

• Die fP sind bei Anlagen mit einem sehr hohen KWK-Anteil und beim Einsatz erneuerbarer

oder vergleichbarer Brennstoffe (z.B. Abfall, Biomethan), sehr viel niedriger als der für Fern-

wärme aus Heizwerken zu verwendende Standard-Primärenergiefaktor (1,3) und oft deutlich

unter dem Tabellenwert für Fernwärme aus überwiegend KWK von 0,7.

• Daraus ergeben sich Marketingvorteile gegenüber der Versorgung mit Wärme durch Anlagen

mit schlechterer Energieeffizienz. Im Energieausweis nach EnEV ist das Produkt aus fP und

Anlagenaufwandszahl (bei Fernwärme Anlagenaufwandszahl = 1) ein Maß für die Energieef-

fizienz der Wärmebereitstellung.

Daher gilt: Je niedriger der spezifisch ermittelte Primärenergiefaktor im Vergleich zu alterna-

tiven Beheizungssystemen ist, desto besser die Energieeffizienz und daraus resultierend er-

höht dies die Gestaltungsspielräume für den Eigentümer und dessen Planer.


• Es ergibt sich eine langfristige Kundenbindung bei der Wärme-Versorgung der Kunden mit

Wärme mit vergleichsweise niedrigem Primärenergiefaktor zur Festlegung der energetischen

Qualität des Gebäudes, da diese nach EnEV aufrechterhalten werden muss.

2.2 Erneuerbare- Energien- Wärmegesetz (EEWärmeG) und Kraft-Wärme-

Kopplungsgesetz (KWKG2009)

Das am 01.01.2009 in Kraft getretene EEWärmeG /3/ verpflichtet Eigentümer von neu errichte-

ten Gebäuden, den Wärmeenergiebedarf anteilig aus erneuerbaren Energien (Solarthermie:

min. 15 %, Biogmasse in KWK: min. 30 %, andere erneuerbare Energieträger: min. 50 %) zu

decken.

Das EEWärmeG wurde durch das Europarechtsanpassungsgesetz vom 12. April 2011 (BGBl. I

S. 619 vom 15.04.2011) in einigen Details geändert, die zum 1. Mai 2011 in Kraft getreten sind.

Danach kommt öffentlichen Gebäuden eine besondere Vorbildfunktion zu. Dies bedeutet, dass

hier die Verpflichtung zur anteiligen Nutzung von regenerativen Energien schon nach grundle-

gender Renovierung - nach § 2 Absatz 2, 3. (a) Austausch eines Heizkessels oder Wechsel des

fossilen Energieträgers und (b) Renovierung von 20% der Gebäudehülle innerhalb von 2 Jah-

ren – besteht.

Nach § 7 Absatz 1 Nr. 3 kann die Wärmebedarfsdeckung aus Fernwärme diese Versorgung mit

regenerativen Energieträgern ersetzen, da das Ziel des Gesetzes, neben der Steigerung des

Anteils der regenerativen Energie an der Wärmebereitstellung, gleichwertig in der Steigerung

der Energieeffizienz liegt.

Die Anerkennung der Wärme aus Wärmenetzen als Ersatzmaßnahme zur Erfüllung der o.g.

Nutzungspflicht unterliegt dabei verschiedenen Voraussetzungen. Sie muss dazu entweder

überwiegend aus erneuerbaren Energien,

• zu mehr als 50% aus Abwärme,

• zu mindestens 50% in hocheffizienten KWK-Anlagen oder

• zu mindestens 30% aus KWK aus regenerativen Energien, bzw.

• zu mindestens 50 % aus einer Kombination dieser drei Bedingungen

erzeugt werden.

Als Nachweis zur Erfüllung der Verpflichtung nach EEWärmeG benötigt der Eigentümer die

entsprechende Bescheinigung des Wärmenetzbetreibers.


Eine Förderung des Ausbau des Fernwärmenetzes nach § 5a KWKG [4] ist nur möglich, wenn

die Wärmeeinspeisung aus KWK-Anlagen im Anwendungsbereich des Gesetzes im Endausbau

mindestens 60% beträgt. Die Fernwärme aus industrieller Abwärme wird hier nicht gefördert.

2.3 Arbeitsblätter der AGFW zur Bewertung der Effizienz der Fernwärmeerzeugung

Die AGFW (Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e.V.) stellte im Mai 2010 das

Arbeitsblatt FW 309 Teil 1 /5/ mit dem Ziel der Harmonisierung der Vorgehensweise bei der

Bestimmung von spezifischen Primärenergiefaktoren der Fernwärme zur Verfügung.

Bei der Bestimmung des Primärenergiefaktors wird auf die dort beschriebenen Regeln zur Be-

rechnung Bezug genommen. Neben Neuerungen der Vorgaben beim Bauen und bei der Erstel-

lung der Energieausweise liefert die EnEV 2014 /6/ neue Vorgaben zur Bewertung der Stromer-

zeugung und des Strombezugs. Galt bisher der Primärenergiefaktor des Stroms von 3,0 bei

Heizwerken mit KWK und 2,6 bei Heizwerken ohne KWK, so gelten nun Faktoren von 2,8 und

2,4.

Die AGFW (Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e.V.) aktualisierte daraufhin

das Arbeitsblatt FW 309 Teil 1 im Mai 2014. Das Gutachten wird in Bezug auf die dort be-

schriebenen Regeln zur Berechnung des Primärenergiefaktors erstellt.

Die Geschäftsordnung zum o.g. Arbeitsblatt FW 309-1 /7/ sieht zur Gültigkeitsdauer des be-

rechneten Primärenergiefaktors folgendes vor:

Beruht die Bestimmung des Faktors auf einer Datenbasis von Betriebsdaten eines Jahres, so

beträgt die Gültigkeit drei Jahre. Liegt der Bestimmung des Primärenergiefaktors eine Datenba-

sis von mindestens drei Jahren zugrunde beträgt die Gültigkeitsdauer der Bescheinigung zehn

Jahre.

Die Bearbeitung erfolgt durch Frau Monika Bell, fP-Gutachterin FW 609 Registrier-Nr.: AGFW-

FW609-132.

Eine weitere wesentliche Komponente der energetischen Qualität von Fernwärme ist neben

dem Primärenergiefaktor der Erfüllungsgrad der Anforderungen an die Fernwärme als Ersatz

für den geforderten Einsatz von regenerativer Wärme nach § 7 des EEWärmeG. Auch dafür ist

zwecks Harmonisierung ein Arbeitsblatt der AGFW FW-309 Teil 5 /8/ erarbeitet worden und

liegt in der Version aus dem Juni 2012 vor, auf diese wird hier hinsichtlich der Begriffsdefinitio-

nen Bezug genommen.

Zur Bewertung und zum Vergleich von verschiedenen Wärmeversorgungssystemen, hinsicht-

lich ihrer Wirkungen auf das Klima ist der spezifische CO2-Emissionsfaktor ein hilfreiches Mittel.


Die Bestimmung der spezifischen CO2-Emissionen aus der Energie– und Emissionsbilanz der

Wärmeerzeugung insgesamt aus den einzelnen Erzeugeranlagen, die in ein thermodynamisch

verbundenes Fernwärmenetz einspeisen, erfolgt innerhalb der gleichen Bilanzgrenzen wie sie

bei Ermittlung des Primärenergiefaktors angewendet werden. Auch hierzu wird an einem Ar-

beitsblatt von der AGFW gearbeitet. Dieses Blatt befindet sich jedoch noch im Entwurfsstadium

und wird derzeit diskutiert. Strittig ist i. W. die Aufteilung der CO2-Emissionen auf die Koppel-

produkte. Daher findet FW 309-6 hier keine Anwendung. (siehe hierzu Kap. 2.4 und 2.5).

2.4 Richtlinie der EU 2004/8/EG

Hocheffiziente KWK wird in der Richtlinie der EU 2004/8/EG über den Umfang der Energieein-

sparungen, die durch die kombinierte anstatt der getrennten Produktion von Wärme und Strom

erzielt werden, definiert.

Das Ziel dieser Richtlinie besteht darin, eine einheitliche Methode der Berechnung des in KWK

erzeugten Stroms sowie die erforderlichen Leitlinien für ihre Anwendung festzulegen. Damit si-

chergestellt ist, dass die Förderung von KWK im Rahmen dieser Richtlinie auf dem Nutzwärme-

bedarf und auf Primärenergieeinsparungen beruht, wurden Kriterien aufgestellt, anhand derer

die Energieeffizienz der KWK-Erzeugung gemäß der Grundlagendefinition ermittelt und beurteilt

werden kann. Die Kriterien für hocheffiziente KWK und die Verfahren zur Bestimmung der Effi-

zienz des KWK-Prozesses sind im Anhang II der EU-Richtlinie 2004/8/EG festgelegt.

In der Entscheidung 2007/74/EG der Kommission vom 21. Dezember 2006 /9/ wurden dazu

einheitliche Wirkungsgrade für die Referenzanlagen veröffentlicht.

Im Anhang der Entscheidung 2008/952/EG vom 19.11.2008 /10/ wurden die Leitlinien zur Um-

setzung und Anwendung des Anhangs II der 2004/8/ EG veröffentlicht.

Im Rahmen der Richtlinie 2004/8/EG muss „hocheffiziente KWK“ das folgende Kriterium erfül-

len:

• die gekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung in KWK-Blöcken ermöglicht gemäß der Formel

in Anhang III der Richtlinie berechnete Primärenergieeinsparungen von mindestens 10% im

Vergleich zu den Referenzwerten für die getrennte Strom- und Wärmeerzeugung;

• die Erzeugung in KWK-Klein- und Kleinstanlagen, die Primärenergieeinsparungen erbrin-

gen, kann als hocheffiziente KWK gelten.

Die Höhe der Primärenergieeinsparungen durch KWK gemäß Anhang II der Richtlinie ist an-

hand folgender Formel zu berechnen:

%100*)) Ref/EKWK WRef/KWK W/(11( ηηηη EPEE +−=

Formel 1: Primärenergieeinsparung

PEE Primärenergieeinsparung


KWK Wη Wärmewirkungsgrad-Referenzwert der KWK-Erzeugung, definiert als jährliche Nutzwärmeerzeugung im Verhältnis zum Brennstoff, der für die Erzeugung der Summe von KWK-Nutzwärmeleistung und KWK-Stromerzeugung eingesetzt wurde

Ref Wη Wirkungsgrad-Referenzwert für die getrennte Wärmeerzeugung

KWK Eη elektrischer Wirkungsgrad der KWK, definiert als jährlicher KWK-Strom im Ver-hältnis zum Brennstoff, der für die Erzeugung der Summe von KWK-Nutzwärmeleistung und KWK-Stromerzeugung eingesetzt wurde. Wenn ein KWK-Block mechanische Energie erzeugt, so kann der jährlichen KWK-Stromerzeugung ein Zusatzwert hinzugerechnet werden, der der Strommenge entspricht, die der Menge der mechanischen Energie gleichwertig ist. Dieser Zu-satzwert berechtigt nicht dazu, Herkunftsnachweise gemäß Artikel 5 auszustel-len.

Ref Eη Wirkungsgrad-Referenzwert für die getrennte Stromerzeugung

Zur Anpassung an das deutsche KWKG und zur Vereinheitlichung der Beurteilungskriterien für

Strom aus KWK, wurden die Vorgaben der Europäischen Richtlinien 2004/8/EG Anhang II in

das Arbeitsblatt FW 308 der AGFW /11/ eingearbeitet.

Dieses Arbeitsblatt ist in Deutschland als technische Norm zur Beurteilung und Begutachtung

von KWK-Prozessen zu Grunde zu legen. Es wurde im Januar 2009 in aktualisierter Fassung

erweitert um ein Arbeitsblatt zur Bestimmung der Primärenergieeinsparung (PEE) im Sinne der

EU-Richtlinie 2004/8/EG.

2.5 Stromkennzeichnung nach § 42 EnWG

§ 42 EnWG /12/ verpflichtet Erzeuger von Elektrizität, für die zur Lieferung an Endverbraucher

bestimmte Stromerzeugung, den Anteil der einzelnen Energieträger am gesamten Energieträ-

germix und die Umweltauswirkungen, zumindest in Bezug auf die Kohlendioxydemissionen und

den radioaktiven Abfall, zu ermitteln. Dabei sind spätestens ab 15. Dezember eines Jahres je-

weils die Werte des vorangegangenen Kalenderjahres anzugeben.

Es existiert derzeit keine rechtlich verbindliche und einheitliche Berechnungsmethodik zur Be-

stimmung der geforderten Daten, da die Bundesregierung bisher nicht von ihrem Recht Ge-

brauch macht, per Rechtsverordnung (§ 42, Abs. 6) Methoden zur Erhebung dieser Daten fest-

zulegen.

Der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) bzw. dessen Vorgänger, der

Verband der Elektrizitätswirtschaft (VDEW) haben einen Leitfaden „Stromkennzeichnung“ /10/

als Umsetzungshilfe für die gesetzlichen Bestimmungen erarbeitet.

In Bezug auf die Datenermittlung für die CO2-Emissionen der Stromerzeugung finden sich dort

in Abschnitt 6.7.5 entsprechende Hinweise für die Vorgehensweise: „Die Werte für CO2- Emis-

sionen sind, soweit möglich, dem Monitoring für den Emissionshandel zu entnehmen“.

Es wird dort jedoch nicht die Methodik für die Zuordnung der Produkte aus dem KWK- Prozess

(Strom, Wärme) beschrieben. Dazu wird lediglich vage auf das AGFW-Arbeitsblatt FW 308 ver-

wiesen.


Bei Anwendung der Methodik des FW-308 wird jedoch zunächst nur eine Aufteilung zwischen

ungekoppelten Strom (Brennstoffmenge ist zu 100 % dem Strom zuzuordnen) und KWK-Strom

vorgenommen werden.

Für die Aufteilung der Brennstoffwärme und der damit verbundenen CO2-Emissionen auf die

Produkte Strom und Wärme des KWK-Prozesses gibt es verschiedene Methoden

(vgl. z.B. VDI 4660 03/2003). Die in der VDI 4660 genannten Methoden sind unterschiedlich

geeignet und führen zu deutlich unterschiedlichen Ergebnissen.

Nr. Methode Zuordnung Bemerkungen

1 kalorische (energetische)

entsprechend des Energiegehaltes der Produkte

Strom und Wärme werden in ih-rem energetischen Wert (Um-wandelbarkeit in andere Energie-formen) gleichgesetzt, was nicht zutreffend ist

2 exergetische

entsprechend des Exergiegehaltes der Produkte

wahrscheinlich die beste Metho-de, aber außerhalb der Fachwelt schwer nachvollziehbar und auf-wendige Ermittlung

3 Arbeitswert

dem Produkt Wärme wird der Stromverlust bei der Wärmeauskopplung der Dampftur-bine gegenüber vollständiger Kondensation zugeordnet

nur bei Entnahme-Kondensations-Anlagen anwend-bar

4 Exergieverlust entsprechend den unterschiedlichen Exer-gieverlusten bei getrennter und gekoppelter Produktion

siehe 2

5 Restwert

einem Koppelprodukt wird eine spezifische Emission angelastet (z.B. bei Strom alter-nativer Bezug aus dem öffentlichen Strom-netz (nationaler Strommix)

für Stromkennzeichnung nur Zu-ordnung spez. Emissionen zur Wärme z.B. aus einem Kessel denkbar

6 Substitution

Nur Brennstoffmehrbedarf gekoppelter ge-genüber ungekoppelter Erzeugung, wird entsprechend entweder dem Strom oder der Wärme angelastet

Tabelle 1: Methoden zur Aufteilung der Brennstoffwärme bei KWK nach VDI 4660

Ohne näher auf die einzelnen Methoden einzugehen, erscheint uns für den Zweck der Strom-

kennzeichnung die Substitutionsmethode in erweiterter Form geeignet und wird hier zur Auftei-

lung des Brennstoffeinsatzes auf die Koppelprodukte Strom und Wärme verwendet.

Dieser Ansatz wird auch vom Verband der Industriellen Energie- und Kraftwirtschaft e.V. (VIK)

/12/ favorisiert und zwar in Form der sogenannten finnischen Methode /9/ (in Quelle auf S.4)

und von der AGEB (AG Energiebilanzen) verwendet.

Die finnische Methode basiert auf dem Effizienzkriterium („hocheffiziente KWK“) nach EU-

Richtlinie 2004/8/EG und den dort genannten Referenznutzungsgraden für eine getrennte Er-

zeugung (siehe Kapitel 2.4).

Der Vorteil dieser Methode liegt u. E. darin, dass die anteilige Zuordnung des Brennstoffmehr-

bedarfs in Abhängigkeit von der jeweiligen Ist-Effizienz der vorhandenen Strom- bzw. Wärme-

erzeugung im Vergleich zu den Referenzbedingungen erfolgt, so dass keines der Produkte un-

angemessen bevorzugt wird.


3 Bilanzraum der Fernwärmeversorgung Merseburg

Die Stadtwerke Merseburg GmbH (SWM) betreiben das Fernwärmenetz im Versorgungsgebiet

Merseburg und erzeugen die benötige Wärme selbst. Die Länge des Fernwärmenetzes beträgt

rd. 39 km.

Damit werden zum Ende des Jahres 2013 bei einer Anschlussleistung von 60 MW 402 Haus-

anschlüsse mit Fernwärme versorgt. Der mittlere Fernwärme-Absatz in den Jahren 2011-2013

betrug 67 GWh.

Die Fernwärmeerzeugung erfolgt im Heizkraftwerk West (HKW-West) mittels sechs BHKW-

Modulen und einer Spitzenlastkesselanlage, im Heizwerk Ikarusstraße (ein BHKW-Modul, ein

Heizkessel) sowie im BHKW Markwardstraße.

Durch Kraft-Wärme-Kopplung wurden im Mittel in den Jahren 2011 bis 2013 zusätzlich noch rd.

48 GWh/a Strom für das öffentliche Netz erzeugt.

In Abbildung 1 ist der Bilanzkreis der Fernwärmeversorgung für das Versorgungsgebiet Merse-

burg mit allen Erzeugungsstandorten dargestellt.

Abbildung 1: Bilanzkreis FW der SWM, Brennstoffeinsatz in den Erzeugungsanlagen

und Strom- und FW-Erzeugung für die Jahre 2011 - 2013

Im Heizkraftwerk West stehen zwei BHKW, eines davon mit fünf baugleichen Modulen. Als

Brennstoff wird hier ausschließlich Erdgas eingesetzt. Anfang des Jahres 2005 wurde ein weite-

res BHKW in Betrieb genommen (Modul 6).

Versorgung des FW-NetzEnergiebilanz Bilanzkreis HW-West, HW Ikarusstraße, HW Markwardstraße

Netz der öffentlichen Stromversorgung

Strom Netto

47,3 GWh

WHKW,netto Eigenbedarf HW/Netzpumpe/

1,0 GWh

KWK-Strom KWK-Strom KWK-Strom KWK-Strom WHWModul 1-5 Modul 6 Modul 7 Modul 8

17,1 GWh 12,7 GWh 10,2 GWh 8,3 GWh

EB 2,6% EB 2,2% EB 1,3% EB 1,3%

0,45 GWh 0,28 GWh 0,14 GWh 0,11 GWh

Summe BrS: 151,3 GWh

QBr,j=QBr_Modul1-8+QBr_Kessel

Verluste Stromerzeugung

HEL 0,03 GWh und Fernwärmeerzeugung

Gas 151,2 GWh

14% des Brennstoffeinsatz

HW West Ikarusstr. Markwardstr.

Heiznetz SWM

Verluste der Fernwärmeverteilung

FW 83,0 GWh

19,2% Wärmeerzeugung

Fernwärmeversorgungsgebiet Merseburg

Summe

FW- Abgabe

67,0 GWh

QH,i


Die Kesselanlage besteht aus vier baugleichen Heißwasserkesseln. Die Kessel sind mit Zwei-

stoffbrennern Erdgas/Heizöl EL ausgestattet. Erdgas wird als Regelbrennstoff eingesetzt, Heiz-

öl (< 0,2 % des gesamten Brennstoffeinsatzes HKW West) nur an kalten Wintertagen zur Redu-

zierung der Erdgasbezugsspitze der SWM.

Den Aufbau der FW-Erzeugungsanlage im HKW-West zeigt das Prinzipschema (Abbildung 2).

Das HKW West wird rein wärmegeführt betrieben. Das heißt, die Grundbetriebsart ist die Wär-

mebedarfsdeckung mit gleichzeitiger Stromerzeugung. Die BHKW–Module erzeugen dabei die

Grundlast des Wärmebedarfs. Übersteigt der Wärmebedarf die Erzeugerkapazität der Module,

wird zunächst der parallel zu den Modulen eingebaute Wärmespeicher entleert. Steigt der

Wärmebedarf dann noch weiter an, werden die Spitzenkessel nachgeschaltet.

Abbildung 2: Prinzipschema der FW-Erzeugung im HKW West

15 kV

Heißwasser

BHKW II Kesselanlage

0,4 kV

BHKW I

Heißwasser

15 kV

Modul 5

Heizöl-tanklager

Kessel 1

Gasdruck-regelanlage

Modul 1 Modul 2 Modul 3 Modul 4

Tankwagen

Kessel 2 Kessel 3 Kessel 4

Einspeisung Kesselanlage

Einspeisung Motorenanlage 1

Einspeisung Motorenanlage 2

Ölzähler Tankfahrzeug

Ölzähler Kessel 1

Ölzähler Kessel 2

Ölzähler Kessel 3

Ölzähler Kessel 4

Stromzähler BHKW II Eigenbedarf

Stromzähler BHKW II Bruttostrom

Stromzähler BHKW I Nettostrom Wärmezähler Motorenanlage 1

Wärmezähler Motorenanlage 2

Wärmezähler Gesamt

11

12

13

14

10

12

13

14

10

11

9

9

8765

8

7

6

5

4

4

3

21

3

2

1


Die technischen Eckdaten der Erzeugeranlagen im HKW West sind in folgender Tabelle 2 auf-

geführt:

BHKW-I (Modul 1-5)

BHKW-II (Mo-

dul 6) Kessel

Elektrische Netto-Leistung MW 6,45 1,95

Summe thermische Leistung MW 8,11 2,21 36,00

Feuerungswärmeleistung MWHu 17,64 4,91 39,60

Wärmespeicher für BHKW m³ 300 -

Tabelle 2: Eckdaten Erzeugeranlagen HKW West

Zusammen haben die BHKW-Anlagen eine elektrische Leistung von 8,5 MWel und eine thermi-

sche Leistung von 10,3 MWth, bei einer Feuerungswärmeleistung (FWL) von 22,5 MWHU.

Die Kesselanlage hat bei einer FWL von 39,6 MW Hu eine thermische Leistung von 36 MW.

Im Oktober 2011 wurden zwei neue BHKW und ein Gaskessel für die Fernwärmeerzeugung an

zwei weiteren Standorten in Betrieb genommen, wobei beide Module die gleichen Leistungsda-

ten aufweisen (siehe Tabelle 3).

Modul 7 Ika-russtraße

Modul 8 Mark-

wardstraße Kessel Ikarus-

straße

Elektrische Netto-Leistung MW 1,999 1,999

Thermische Leistung MW 2,227 2,227 9,00

Feuerungswärmeleistung MWHu 4,808 4,808 9,9

Tabelle 3: Eckdaten Erzeugeranlagen Ikarusstraße und Markwardstraße


4 Physikalische Energiebilanz 2011-2013 der Fernwärmeerzeu-

gung für den Bilanzkreis

Die Zertifizierung des Primärenergiefaktors der Fernwärme erfolgt für die Jahre 2011-2013 auf

der Grundlage der buchhalterischen Jahresabschlussbilanz und der kaufmännisch nachgewie-

senen Energiebilanz.

Die verwendeten Werte für die Einsatz- und Produktionsmengen wurden sowohl zur Meldung

des KWK-Stroms an das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA), als auch im

CO2-Emissionsbericht gemäß Treibhausgas-Emissions-Handels-Gesetz (TEHG) verwendet.

In Anlage 1 sind Produktmengen (Strom und Wärme) sowie Brennstoffeinsätze für alle Teilan-

lagen – einschließlich Heizkessel zusammengefasst. Diese Aufstellung wurde für den Nachweis

der emittierten CO2-Mengen für das HW West erstellt, von einem Umweltgutachter zertifiziert

und an die Deutsche Emissionshandelsstelle (DEHSt) gemeldet. Für die beiden anderen

Standorte werden die entsprechenden Bilanzen zur Meldung an das BAFA zwecks KWK-

Förderung erstellt und vom Wirtschaftsprüfer bei Erstellung der jährlichen Geschäftsbilanz ge-

prüft.

Die folgende Tabelle 4 fasst die In- und Outputdaten der Jahre 2011-2013 (arithmetisches Mit-

tel) zusammen:

Tabelle 4: In- und Outputdaten Bilanzkreis Fernwärme Merseburg – Energiebilanz

Der Energiefluss wurde bereits weiter oben in Abbildung 1 (Bilanzkreis) dargestellt. Die darin

ausgewiesene Nettostromerzeugung ist die Stromlieferung in das öffentliche Netz nach Abzug

des elektrischen Eigenbedarfs der Erzeugerstandorte und der Antriebsenergie für den Heiz-

netzbetrieb.

Die Berechnung des Primärenergiefaktors für Fernwärme erfolgt auf Basis des in AGFW FW

309 Teil 1 vorgeschlagenen Berechnungswegs. Der Berechnung sind die in Tabelle 4 darge-

stellten, gemessenen und geprüften Werte für die Jahre 2011 bis 2013 als arithmetischer Mit-

telwert zugrunde gelegt.

Energiebilanzen HKW / HW für FW

Teilanlage Heizöl Erdgas

Brennstoff

Gesamt

Strom-

eigenbedarf

FW-

Erzeugung

FW-

Abgabe

Bruttostrom-

erzeugung *

Nettostrom-

erzeugung *

(MWh Hu) (MWh Hu) (MWh Hu) (MWh el) (MWh th) (MWh th) (MWh el) (MWh el)

Kesselanlage 1 29 26.180 26.209 855 23.905 - 0 0

Module 1-5 0 46.575 46.575 55 22.291 - 17.080 16.630

Modul 6 0 32.596 32.596 0 14.907 - 12.674 12.393

Kesselanlage 2 0 72 72 0 0 - 0 0

Modul 7 0 25.309 25.309 14 12.049 - 10.217 10.081

Modul 8 0 20.493 20.493 36 9.813 - 8.256 8.149

Gesamt 29 151.224 151.254 959 82.965 67.034 48.227 47.253

Energieeinsatz Produkte

* Die elektrische Jahresnettoarbeit nach DIN V 4701-10 ergibt sich nach Abzug des elektrischen Heizkraftwerkseigenbedarfs und der Antriebsenergie für den Heiznetzbetrieb.


Darüber hinaus werden die Werte aus der in der EnEV 2014 vorgeschriebenen Primärenergie-

faktoren der bei der Fernwärmeerzeugung eingesetzten Brennstoffe Erdgas und HEL über-

nommen.

Tabelle 5: AGFW-Regelwerk FW-309 / DIN 18599 Tabelle A1 - Primärenergiefaktoren


Formel 2: Berechnung des Primärenergiefaktors der Fernwärme der Stadtwerke

Merseburg nach FW 309-1

Berechnungsvorschrift für Primärenergiefaktoren

(1)

Ergebnisse:

fP,Br Erdgas,HEL,Kohle [-] 1,1 AGFW 309-1 Anhang A Tabelle 1

fP,bez [-] 2,8 AGFW 309-1 Anhang A Tabelle 1

fP,v erdr [-] 2,8 AGFW 309-1 Anhang A Tabelle 1

ΣWBr Erdgas [MWh/a] 151.224

ΣWBr Heizöl [MWh/a] 29

AHN [MWh/a] 959

ABne,KWK [MWh/a] 47.253

ΣjQFW,j [MWh/a] 67.034

==> fP,FW [-] 0,55 Formel (1)

nach AGFW FW 309-1 (Formel 1)

Bestimmung der Primärenergie- Umwandlungsfaktoren für Nah- und Fernwärme

Σ iWBr,i · fP,Br,i + (AHN - ABne,KWK) · fP,verdrfP,FW =

ΣjQFW,j

Bedeutung der verwendeten Formelzeichen:

fP,FW Primärenergiefaktor des Fernwärmesystems

QFW,j Auf der Primärseite der Hausstation des versorgten Gebäudes j gemessener Wärmeenergieverbrauch

WBr,i Brennstoffwärme des Energieträgers i in MWhHi

fP,Br,i Primärenergiefaktor des Brennstoffes i

AHN Stromarbeit zum Betrieb des Heiznetzes (Umwälzung und Druckhaltung, ggf. Hilfsenergie)

ABne,KWK KWK-Nettostromproduktion nach AGFW FW 308

fP,bez Primärenergiefaktor nach Strommix des bezogenen Stroms

fP,verdr Primärenergiefaktor nach Strommix des verdrängten Stroms


Hinweis: Entsprechend der Methodik des Arbeitsblatts FW 309 Teil 1 wird bei Nutzung der

KWK zur Fernwärmeerzeugung, sowohl für verdrängten Strom fPEl,verdr, wie auch für den bezo-

genen Strom fPEl,El der Wert 2,8 aus Spalte A der Tabelle 5 verwendet.

Der Strom aus KWK und aus regenerativen Energien genießt bei der Einspeisung gesetzlich

gesicherten Vorrang und wird deshalb nicht verdrängt. Daraus ergibt sich für den verdrängten

Strom, dass er dem bundesdeutschen Mix ohne regenerativen oder durch KWK erzeugten

Strom entspricht und daher mit dem höheren Primärenergiefaktor des fossilen Strom-Mix be-

wertet wird. Im Arbeitsblatt FW-309-1 wurde festgelegt, dass auch der bezogene Strom-Mix für

den Eigenverbrauch im Falle der KWK mit 2,8 bewertet wird.

Bei Fernwärmeerzeugung im Heizwerk, ohne gekoppelte Stromerzeugung, wird der Stromei-

genverbrauch aus dem Stom-Mix Deutschlands mit dem in der EnEV 2014 unter Berücksichti-

gung des zunehmenden Anteils der regenerativen Stromerzeugung festgelegten Wert von 2,4

(siehe Spalte B) bewertet.


5 Berechnung des KWK-Anteils an der Fernwärmeerzeugung

2013

Der KWK-Anteil beschreibt das Verhältnis von Wärmeerzeugung aus den BHKW-Modulen zur

gesamten Fernwärmeerzeugung der Stadtwerke Merseburg.

Die Verteilungsverluste auf dem Weg zum Kunden haben keinen Einfluss auf dieses Verhältnis.

Die erzeugte Fernwärme aus allen drei Standorten insgesamt betrug im Jahr 2013

91.376 MWh/a, die in KWK erzeugte Fernwärme 61.052 MWh/a, was einem Anteil von 66,8%

entspricht.

Abbildung 3: KWK-Anteil an der Fernwärmeerzeugung

KWK-Anteil = (FW Modul 1-8)/ (FW gesamt)

==> KWK-Anteil = 61.052 geteilt durch 91.376 MWh th

==> Anteil der KWK an der Wärmeerzeugung 66,8%


6 Nachweis der Hocheffizienz

Mit den vorliegenden arbeitsbezogenen Daten aus dem Jahr 2013 (siehe Anlage 1) für den Be-

trieb der BHKW Module 1-8 in Merseburg ergibt sich, dass alle betriebenen BHKW-Anlagen, die

zur Erzeugung der Grundlast des FW-Versorgungsgebietes Merseburg betrieben werden,

hocheffizient im Sinne der EU-Richtlinie 2004/8/EG sind (Berechnungsblätter zum Nachweis

siehe Anlage 3) sind.

Die Primärenergieeinsparung, die durch den Betrieb der KWK-Kapazitäten der SW Merseburg

erzielt wird, wurde gemäß Arbeitsblatt FW 308, als Kriterium zum Nachweis der Hocheffizienz

berechnet und beträgt, in Bezug auf den Primärenergiebedarf der getrennten Erzeugung in Re-

ferenzanlagen, für

• BHKW I-Motorenanlage (Modul 1-5) PEE = 22,0 %

• BHKW II-Motorenanlage (Modul 6) PEE = 22,3 %

• BHKW Modul 7 (Ikarusstraße) PEE = 24,6 %

• BHKW Modul 8 (Markwardstraße) PEE = 24,6 %

Damit überschreiten sie jeweils die geforderte Mindest-Primärenergieeinsparung (PEE) von

10 % bei Weitem.


7 Spezifische CO2-Emissionen der Koppelprodukte Strom und

Wärme

7.1 Methodik zur Aufteilung des Brennstoffeinsatzes auf die Koppelpro-

dukte

Die finnische Methode basiert auf dem Effizienzkriterium („hocheffiziente KWK“) nach EU-

Richtlinie 2004/8/EG und den dort genannten Referenznutzungsgraden für eine getrennte Er-

zeugung. (siehe Kapitel 2.4)

Der Vorteil dieser Methode liegt u. E. darin, dass die anteilige Zuordnung des Brennstoffmehr-

bedarfs in Abhängigkeit von der jeweiligen Ist-Effizienz der vorhandenen Strom- bzw. Wärme-

erzeugung im Vergleich zu den Referenzbedingungen erfolgt, so dass keines der Produkte un-

angemessen bevorzugt wird.

7.2 Brennstoffeinsatz 2013 und Stromproduktion

Bei der Fernwärmeerzeugung der SWM wurden 2013 Erdgas und in der Kesselanlage in gerin-

gem Umfang leichtes Heizöl eingesetzt.

Erdgas und leichtes Heizöl sind in die Gruppe der fossilen Energieträger einzuordnen. Erdöl

wird jedoch nur in den Spitzenkesseln eingesetzt, also zur Erzeugung von Wärme ohne gekop-

pelte Stromerzeugung.

Die verwendete physikalische Energiebilanz entspricht der, zur Bestimmung des Primärenergie-

faktors für den Bilanzkreis der Fernwärme der SWM, in Kapitel 4 dargestellten.

Dabei wurde für den Brennstoffeinsatz die Stoffdaten und die Tätigkeitsdaten verwendet, wie

sie bei der jährlichen CO2-Emissionserklärung gemäß TEHG § 5 für 2013 und in der KWK-

Meldung an das BAFA berichtet wurden.

Die Angaben zur Stromerzeugung wurden anhand der jährlichen Meldung der KWK-Strom- und

Wärmeerzeugung an das BAFA geprüft.

7.3 Stromkennzeichnung der Fernwärmeerzeugung der SW Merseburg

Die Erzeugung in den Motorenanlagen in allen drei Fernwärmeerzeugungsstandorten war im

Jahr 2013 mit folgenden spezifischen Kohlenstoffdioxid-Emissionen verbunden (Anlage 4):

• Produkt Strom 316 gCO2/kWh

• Produkt Wärme 172 gCO2/kWh; für die Wärme ausschließlich aus KWK

In den BHKW (gekoppelte Strom- und Fernwärmeerzeugung) wurde ausschließlich Erdgas ein-

gesetzt.

In den Kesseln wurde in geringem Umfang (0,012% des gesamten Brennstoffeinsatzes) leich-

tes Heizöl für die Fernwärmeerzeugung eingesetzt.


Beide insgesamt zur Fernwärme- und Stromerzeugung eingesetzten Energieträger (Erdgas,

Heizöl) sind den fossilen Brennstoffen zuzuordnen.

Betrachtet man die Fernwärmeerzeugung in Merseburg insgesamt, können der Fernwärme fol-

gende spezifische CO2-Emissionen zugerechnet werden:

Tabelle 6: Spezifische CO2-Emissionen der Fernwärme

CO2-Emissionen der gesamten Fernwärme

Erdgas [MWh/a]

Heizöl [MWh/a]

CO2-

Emissionen [t/a]

erzeugte Fernwärme

[MWh/a]

verkaufte Fernwärme

[MWh/a]

spez. Emissionen

erzeugte FW [g/kWh]

spez. Emissionen

verkaufte FW [g/kWh]

Brennstoffeinsatz KWK 52.025 10.488 61.052Brennstoffeinsatz Kessel 32.553 20 6.568 30.325

84.577 20 17.056 91.376 73.468 187 2320,02%

20% Netzverluste

spezifische CO2-Emissionen


8 Ergebnis und Zusammenfassung

Das Ergebnis der hier erfolgten Berechnungen wurde auf der Grundlage geprüfter Daten der

Stadtwerke aus den Jahren 2011-2013 (PEF FW) bzw. 2013 ermittelt.

Für die Fernwärmeversorgung von Gebäuden im Versorgungsgebiet der Stadtwerke Merseburg

können folgende Werte zugrunde gelegt werden:

• Der Primärenergiefaktor kann, abweichend zu den Standardfaktoren der Tabelle 5 bei Ein-

satz von Fernwärme der SW Merseburg mit fPE,FW = 0,55 angesetzt werden.

Abbildung 4 stellt den fP,FW. für Merseburg und die entsprechenden zu verwendenden Tabellen-

werte gegenüber.

Abbildung 4: PE-Faktoren gemäß EnEV im Vergleich

• Der KWK–Anteil der Wärmeversorgung beträgt dabei 66,8 %.

Das vereinfachte Rechenverfahren gemäß § 3 Abs. 3 Satz 1 der EnEV 2002 wurde mit der

EnEV 2007 abgeschafft. Der KWK-Anteil ist nun aus anderen Gründen ein wichtiger

Schwellenwert.

Anforderungen gemäß EEWärmeG:

Bei der Wärmebereitstellung für die FW Merseburg wird der geforderte KWK-Anteil (Ersatz-

maßnahme nach §7 EEWärmeG) von 50 % mit rd.67 % sicher übertroffen. Die Fernwärme in

Merseburg erfüllt die Anforderungen des EEWärmeG voll, da die KWK-Anlage hocheffizient ar-

beitet.

Anforderungen nach §5a KWKG2012:

Die Anforderung nach §5a KWKG2009 zur Förderung des Fernwärmenetzausbaus von mindes-

tens 60 % ist mit rd.67 % ebenfalls überschritten.


Durch den hohen KWK-Anteil und der vorrangigen Einspeisung von KWK-Strom mit entspre-

chender Verdrängung von Stromerzeugung aus dem bundesdeutschen Mix ohne regenerative

Stromerzeugung ergibt sich ein günstiger Primärenergiefaktor für die Fernwärme der SWM von

fPE,FW = 0,55.

Darüber hinaus führt der Einsatz von Erdgas in hocheffizienten KWK-Anlagen bei der Erzeu-

gung von Fernwärme insgesamt zu geringen spezifischen CO2-Emissionen in Relation zur ge-

trennten Erzeugung von Wärme und Strom.

Insgesamt konnte im Jahr 2013 in Merseburg durch den Einsatz von Fernwärme aus hocheffi-

zienter Kraft-Wärme-Kopplung und der gleichzeitigen Stromerzeugung, im Vergleich zur ge-

trennten Stromerzeugung im deutschen Strommix und Wärmeerzeugung im Gaskessel, ein

Ausstoß von ca. 10.600 t CO2 vermieden werden, bei Betrachtung nach der Strom-Gutschrift

Methode bei der die bei der getrennten Stromerzeugung im Strom-Mix vermiedenen Emissio-

nen der Wärmeerzeugung gutgeschrieben werden.

Die Vorteile des Einsatzes von Fernwärme der Stadtwerke Merseburg für die Wärmeversorgung

von Gebäuden für die Nutzer - und letztlich für die Umwelt – sind so klar erkennbar.


Quellenverzeichnis

1] EnEV Energieeinsparverordn ung für Gebäude Verordnung über energiesparenden

Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparver-

ordnung – EnEV) vom 30.4.2009, In Kraft getreten am 01.10.2009

[2] Energieeinsparverordnung vom 24. Juli 2007 (BGBl. I S. 1519), die zuletzt durch Artikel 1

der Verordnung vom 18. November 2013 (BGBl. I S. 3951) geändert worden ist in Kraft

seit 01.05.2014

[3] Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich; Erneuerbare-Energien-

Wärmegesetz – EEWärmeG vom 1.1.2009, zuletzt geändert vom Europarechtsanpas-

sungsgesetz vom 12. April 2011 (BGBl. I S. 619 vom 15.04.2011) am 01.05. 2011

[4] Gesetz für die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung

(Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz - KWKG), vom 19.03.2002 BGBl. I S. 1092 (Nr. 19); zu-

letzt geändert durch Artikel 1 G. v. 12.07.2012 BGBl. I S. 1494; Geltung ab 01.04.2002

[5] AGFW-Regelwerk FW-309-1, Endfassung Stand Mai 2014 als Ersatz für Mai 2010, Ener-

getische Bewertung von Fernwärme; Bestimmung der spezifischen Primärenergiefaktoren

für Fernwärmeversorgungssysteme

[6] EnEV 2014. Energieeinsparverordnung für Gebäude Verordnung über energiesparenden

Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparver-

ordnung – EnEV) vom 18.11.2013, In Kraft getreten am 01.05.2014

[7] AGFW-Regelwerk FW-309-1, Endfassung Stand Mai 2014. Energetische Bewertung von

Fernwärme; Bestimmung der spezifischen Primärenergiefaktoren für Fernwärmeversor-

gungssysteme

[8] FW 309-5, AGFW-Arbeitsblatt FW 309 Teil 5 Arbeitsblatt AGFW FW 309 Teil 5, “Energe-tische Bewertung von Fernwärme“- Erfüllung der Anforderungen des EEWärmeG - Juni 2012, AGFW | Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V.

[9] Entscheidung 2007/74/EG/ und 2008/952/EG; Anwendung harmonisierter Wirkungsgrade

bei der getrennten Erzeugung von Strom und Wärme Referenzwirkungsgrade nach

2004/8/EG

[10] VDEW- Leitfaden „Stromkennzeichnung“ Endfassung Berlin 14.10.2005

[11] AGFW-Arbeitsblatt AGFW-308, Zertifizierung von KWK-Anlagen, Ermittlung des KWK-

Stroms 01/2009

[12] VIK-Entwurf CO2-Kennzeichnung von Strom aus KWK-Anlagen, Brennstoffzuordnung auf

elektrische und thermische Energie, Essen, September 2006/16/ AGEB- Vorwort zu den

Energiebilanzen für die BRD, November 2008


Anhang

Anlagenverzeichnis

Anlage 1 Tabelle Input/Output aus Meldungen zum Emissionshandel an die DEHSt und

zur KWK an BAFA

Anlage 2 Bescheinigung Primärenergiefaktor, KWK-Anteil

Anlage 3 Berechnungsblätter zur Bestimmung der Hocheffizienz der KWK-Anlagen 2013

Anlage 4 Berechnungsblatt Bestimmung der Energieträger und produktbezogenen

spezifischen CO2- Emissionen Strom – und Wärme 2013

Quellen: Excel-Datei CO2-Bilanz 2013 der Stadtwerke Merseburg GmbH; CO2-

Emissionsbericht, Jahresbericht, Zählerdaten


Anlage 1 Tabelle Input/Output aus Meldungen zum Emissionshandel an die DEHSt

(HW-West) und zur KWK an BAFA (Ikarus- und Markwardstr.)

Erdgas H GUS Standardwert

Heizwert Hu 10,13834268 MWh/1000Nm3 10,00

Hu 36,49803363 GJ/1000Nm3 36,00Emissionsfaktor 0,055 t/GJ 0,05600Heizöl EL

Heizwert Hu 11,83 MWh/t

Hu 42,6 GJ/tEmissionsfaktor 0,074 t/GJUmrechnng kg in l 0,84391

Daten aus CO2-Emissionsbericht

BHKW Markwardstraße Gesamtanlage

Motorenanlage 1 Kesselanlage 1 Motorenanlage 2 Motorenanlage 3 Kesselanlage 2 Motorenanlage 4

Modul 1-5 Kessel 1-4 Modul 6 Modul 7 Kessel 5 Modul 8

BHKW 1 Gaskessel BHKW 2 BHKW 3 Gaskessel BHKW 4

127693 127692

Anlagenteil Motorenanlage 1Kesselanlage 1Motorenanlage 2 Motorenanlage 3 Kesselanlage 2 Motorenanlage 4 GesamtanlageFeuerungsWL MW 17,45 39,6 5,05 4,808 9,9 4,808 81,616elekr. Leistung MW 6,45 0 1,95 1,999 0 1,999 12,398therm. Leistung MW 8,03 36,0 2,21 2,227 9 2,227 59,694

Produktionskapazität

Prod01 Strom GWh 56,50 0,00 17,08 17,43 17,43 108,44Prod02 Wärme GWh 70,34 315,36 19,36 19,53 19,53 444,12

Produktion

Prod01 Strom GWh 14,77 0,00 10,54 12,10 0,00 13,05 50,46

Vollaststunden h 2.291 5.406 6.051 6.527 20.275

Auslastung 26,1% 61,7% 69,1% 74,5% 38,6%

Prod02 Wärme GWh 18,73 30,32 12,56 14,18 0,00 15,58 91,38

Volllaststunden h 2.332 842 5.683 6.368 0 6.997 22.223

Auslastung 26,6% 9,6% 64,9% 72,7% 0,0% 79,9% 42,3%

Summe GWh 33,50 30,32 23,10 26,28 0,00 28,63 141,84

Brennstoffeinsatz

Erdgas H GUS 1000 Nm3 3.831,86 3.199,06 2.685,46 2.961,33 11,79 3.233,39 15.922,8836,00 GWh 38,85 32,43 27,23 30,02 0,12 32,78 161,43

GJ/1000Nm³ GJ 139.855,21 116.759,34 98.014,03 108.082,57 430,20 118.012,48 573.223,71

Heizöl EL l 0,00 1.970,00 0,00 0,00 0,00 1.970,00

t 1,66 1,66

42,60 GWh 0,02 0,02

GJ/t GJ 70,82 70,82

Summe GWh 38,85 32,45 27,23 30,02 0,12 32,78 161,45

Nutzungsgrad % 86,2% 93,44% 84,8% 87,5% 0,0% 87,3% 87,9%

Emissionen [t/a]

Erdgas H GUS 7.692,04 6.421,76 5.390,77 5.944,54 23,66 6.490,69 31.963,46Heizöl 0,00 5,24 0,00 0,00 0,00 0,00 5,24Summe 7.692,0 6.427,0 5.390,8 5.944,5 23,7 6.490,7 31.968,7

Heizwerk West Heizwerk Ikarusstraßealle Standorte speisen ins FW-

Netz ein


Anlage 2 Bescheinigung Primärenergiefaktor, KWK-Anteil

folgt

Anlage 3-1

Effizienzberechnung ("hocheffiziente KWK")

EU-Richtlinie 2004/8/EG BHKW-Standort gesamt

Anlage Modul 1 Modul 2 Modul 3 Modul 4 Modul 5 arbeitsbezogene PEE; FW308 1/2009

Aufstellungsort Deutschland Deutschland Deutschland Deutschland Deutschland Deutschland

Berechnungsjahr ab 2012 2012 2012 2012 2012 2012 MWM TBG 620 V 16K

Inbetriebnahmejahr ai 1997 1997 1997 1997 1997 1997

Jahr des Referenzwertes aRef 2002 2002 2002 2002 2002 2002

Primärenergieträger Erdgas Erdgas Erdgas Erdgas Erdgas ErdgasArt der Wärmeerzeugung Dampf, HW Dampf, HW Dampf, HW Dampf, HW Dampf, HW Dampf, HW

el. Klemmenarbeit/ Bruttostromerzeugung ABbr KWK kW 1.290 1.290 1.290 1.290 1.290 6.450 TÜV - Thüringen

Stromnetzeinspeisung Abne e kW 1.265 1.265 1.265 1.265 1.265 6.325

Vor Ort (lokal) verbrauchter Strom Abne l+AB Eig kW 25 25 25 25 25 125 Differenz Brutto - Netto

Wärmeerzeugung Qbne KWK kW 1.605 1.605 1.605 1.605 1.605 8.025

Brennstoffeinsatz WKWK kW 3.528 3.528 3.528 3.528 3.528 17.640

Stromeinspeisung-Spannungsebene 0,4-50 kV 0,4-50 kV 0,4-50 kV 0,4-50 kV 0,4-50 kV 0,4-50 kV-Anteil 98,1% 98,1% 98,1% 98,1% 98,1% 98,1%Eigenverbrauch-Spannungsebene 0,4-50 kV 0,4-50 kV 0,4-50 kV 0,4-50 kV 0,4-50 kV 0,4-50 kV-Anteil 1,9% 1,9% 1,9% 1,9% 1,9% 1,9%

Kontinuierliche Erfassung des KWK-Prozesses, arbeitsbezogenBruttostromerzeugung ABbr MWh 14.345,98Nettostromeerzeugung Abne MWh 13.917,79Vor Ort (lokal) verbrauchter Strom Abne l+AB EigMWh 428,19Nettowärmeerzeugung Qbne MWh 18.728,74Brennstoffeinsatz WB MWh 38.848,67

Anlagennutzungsgrade (brutto)-elektrisch 36,6% 36,6% 36,6% 36,6% 36,6% 36,9%-thermisch 45,5% 45,5% 45,5% 45,5% 45,5% 48,2%-gesamt 82,1% 82,1% 82,1% 82,1% 82,1% 85,1%

Referenzdaten

Nutzungsgrade_Referenz getrennte Erzeugung

-elektrisch ohne Korrekturen ζRef ,v 51,9% 51,9% 51,9% 51,9% 51,9% 51,9%

-KorrFak Außentemperatur kk 0,5% 0,5% 0,5% 0,5% 0,5% 0,5%

-KorrFak vermiedene Netzverluste Einspeisung ke 94,5% 94,5% 94,5% 94,5% 94,5% 94,5%

-KorrFak vermiedene Netzverluste Verbrauch kl 92,5% 92,5% 92,5% 92,5% 92,5% 92,5%

-KorrFak vermiedene Netzverluste kU 94,5% 94,5% 94,5% 94,5% 94,5% 94,5%

-elektrisch ζRef ,a 49,5% 49,5% 49,5% 49,5% 49,5% 49,5%

-thermisch 90,0% 90,0% 90,0% 90,0% 90,0% 90,0%

errechnete Primärenergieeinsparung PEE = 22,0% > 10 %

Anmerkung:

Daten aus 2012 siehe Bilanz aus CO2Emissionsbericht BAFA Meldung und Zählerdaten (Strom /Wärmezählung)

Sachverständigengutachten

zur Feststellung der

Eigenschaften der KWK-

anlage , §6 Abs 1 Punkt 4

KWKG 2002, 03.06.2002

der Nachweis ist, wie nach FW 308 01/2009 vorgesehen anhand arbeitsbezogener Daten des Jahres 2013 durchgeführt worden.

Daten aus Herstellerangaben zu den eingesetzten Motoren


Anlage 3-2

Effizienzberechnung ("hocheffiziente KWK") BAFA Anlagen-Nr.

EU-Richtlinie 2004/8/EG Merseburg HW-West Motorenanlage 2Anlage Modul 6 BHKW II arbeitsbezogene PEE; FW 308 01/2009

Aufstellungsort Deutschland Deutschland caterpillar G 3520 C TA

Berechnungsjahr ab 2012 2012

Inbetriebnahmejahr ai ab 2006 ab 2006

Jahr des Referenzwertes aRef ab 2006 ab 2006

Primärenergieträger Erdgas ErdgasArt der Wärmeerzeugung Dampf, HW Dampf, HW

elektrische Klemmenarbeit/ Bruttostromerzeugung ABbr KWK kW 1.950 1.950 KWK-Hocheff izienznachw eis

Stromnetzeinspeisung Abne e kW 1.906 1.906 17.12.2004

Vor Ort (lokal) verbrauchter Strom Abne l+AB Eig kW 44 44 Differenz Brutto - Netto

Wärmeerzeugung Qbne KWK kW 2.210 2.210

Brennstoffeinsatz WKWK kW 5.050 5.050

Stromeinspeisung-Spannungsebene 0,4-50 kV 0,4-50 kV-Anteil 97,8% 97,8%Eigenverbrauch-Spannungsebene 0,4-50 kV 0,4-50 kV-Anteil 2,2% 2,2%

Kontinuierliche Erfassung des KWK-Prozesses, arbeitsbezogenBruttostromerzeugung ABbr MWh 10.541,53 Nettostromeerzeugung Abne MWh 10.306,34 Vor Ort (lokal) verbrauchter Strom Abne l+AB EigMWh 235,19 Nettowärmeerzeugung Qbne MWh 12.558,83 Brennstoffeinsatz WB MWh 27.215,97

Anlagennutzungsgrade (brutto)-elektrisch 38,6% 38,7%-thermisch 43,8% 46,1%-gesamt 82,4% 84,9%

Referenzdaten


-elektrisch ohne Korrekturen ζRef ,v 52,5% 52,5%

-KorrFak Außentemperatur kk 0,5% 0,5%

-KorrFak vermiedene Netzverluste Einspeisung ke 94,5% 94,5%

-KorrFak vermiedene Netzverluste Verbrauch kl 92,5% 92,5%

-KorrFak vermiedene Netzverluste kU 94,5% 94,5%

-elektrisch ζRef ,a 50,1% 50,1%

-thermisch 90,0% 90,0%

errechnete Primärenergieeinsparung PEE 22,3% > 10%

Anmerkung:

Zusammenstellung der

techn. Daten für Anträge

auf Zulassung als KWK-

Anlage nach KWKG 2002

Daten aus 2012 siehe Bilanz aus

CO2Emissionsbericht

BAFA Meldung und Zählerdaten (Strom /Wärmezählung)

Daten aus Herstellerangaben zu den eingesetzten Motoren

der Nachweis ist, wie nach FW 308 01/2009 vorgesehen, anhand arbeitsbezogener Daten des Jahres 2013 durchgeführt worden.


Anlage 3-3

Effizienzberechnung ("hocheffiziente KWK") BAFA Anlagen-Nr.

EU-Richtlinie 2004/8/EG Merseburg HW Ikarusstraße / Markwardstraße (Anlage 3+4)Anlage Modul 7 Modul 8 arbeitsbezogene PEE; FW 308 01/2009

Aufstellungsort Deutschland Deutschland Deutschland MTU GR 1999 N5

Berechnungsjahr ab 2012 2012 2012

Inbetriebnahmejahr ai 2011 2011 ab 2006

Jahr des Referenzwertes aRef 2011 2011 ab 2006

Primärenergieträger Erdgas Erdgas ErdgasArt der Wärmeerzeugung Dampf, HW Dampf, HW Dampf, HW

elektrische Klemmenarbeit/ Bruttostromerzeugung ABbr KWK kW 1.999 1.999 1.999 KWK-Hocheff izienznachw eis

Stromnetzeinspeisung Abne e kW 1.973 1.972 1.972

Vor Ort (lokal) verbrauchter Strom Abne l+AB Eig kW 26 27 27 Differenz Brutto - Netto

Wärmeerzeugung Qbne KWK kW 2.227 2.227 2.227 KWK-Hocheff izienznachw eis

Brennstoffeinsatz WKWK kW 4.808 4.808 4.808 KWK-Hocheff izienznachw eis

Stromeinspeisung-Spannungsebene 0,4-50 kV 0,4-50 kV-Anteil 98,7% 98,7%Eigenverbrauch-Spannungsebene 0,4-50 kV 0,4-50 kV-Anteil 1,3% 1,3%

Kontinuierliche Erfassung des KWK-Prozesses, arbeitsbezogenBruttostromerzeugung ABbr MWh 12.096,94 13.047,10 25.144,03 Nettostromeerzeugung Abne MWh 11.941,19 12.868,34 24.809,53 Vor Ort (lokal) verbrauchter Strom Abne l+AB EigMWh 334,50 Nettowärmeerzeugung Qbne MWh 14.182,27 15.581,83 29.764,10 Brennstoffeinsatz WB MWh 30.022,94 32.781,25 62.804,18

Anlagennutzungsgrade (brutto)-elektrisch 41,6% 41,6% 40,0%-thermisch 46,3% 46,3% 47,4%-gesamt 87,9% 87,9% 87,4%

Referenzdaten


-elektrisch ohne Korrekturen ζRef ,v 52,5%

-KorrFak Außentemperatur kk 0,5%

-KorrFak vermiedene Netzverluste Einspeisung ke 94,5%

-KorrFak vermiedene Netzverluste Verbrauch kl 92,5%

-KorrFak vermiedene Netzverluste kU 94,5%

-elektrisch ζRef ,a 50,1%

-thermisch 90,0%

errechnete Primärenergieeinsparung PEE 24,6% > 10%

Anmerkung:

Zusammenstellung der

techn. Daten für Anträge auf

Zulassung als KWK-Anlage

nach KWKG 2002

Daten aus 2012 siehe Bilanz aus

CO2Emissionsbericht

BAFA Meldung und Zählerdaten (Strom /Wärmezählung)

Daten aus Herstellerangaben zu den eingesetzten Motorender Nachweis ist, wie nach FW 308 01/2009 vorgesehen, anhand arbeitsbezogener Daten des Jahres 2013 durchgeführt worden.


Anlage 4

KWK-

Nettow ärme-

erzeugung

(Qbne KWK)

ca. Strom-

verlust

KWK-

Nettostrom-

erzeugung

(Abne KWK)

Nettostrom-

erzeugung

(Abne)

ca. Anteil

KWK-

Brennstoff-

wärme

(WKWK/W)

Erzeugte

Wärme

(Qzu _AHK_GT)

KWK-

Nettowärme-

erzeugung

GuD (Qbne KWK)

KWK-

Nettow ärme-

erzeugung

HKW (Qbne KWK)

KWK-

Nettostrom-

erzeugung

GuD(Abne KWK)

KWK-

Nettostrom-

erzeugung

HKW (Abne KWK)

Nettostrom-

erzeugung

GuD(Abne)

Nettostrom-

erzeugung

HKW (Abne )

MWh MWh MWh MWh MWh MWh MWh MWh MWh MWh MWh

HW West Kessel 0 0 keine KWK 0 0 0 0 0 0

HW Ikarusstraße Kessel keine KWK

Modul 1-5 18.729 428 13.918 13.918 100,00% 18.729 13.918 13.918

Modul 6 12.559 235 10.306 10.306 100,00% 0 12.559 0 10.306 0 10.306

Modul 7 14.182 156 11.941 11.941 100,00% 14.182 11.941 11.941

Modul 8 15.582 179 12.868 12.868 100,00% 15.582 12.868 12.868

Summe 61.052 998 49.034 49.034 0 61.052 0 49.034 0 49.034

Zuordnung der eingesetzten Energieträger zu den einzelnen Erzeugungsanlagen

Mengen Mengen

leichtes

Heizöl Erdgas/ Summe (W)

ca.

KWK_Brenn-

stoffw ärme

(WKWK)

t/a 1000 Nm³/a MWh/a MWh/a MWh/a MWh/a MWh/a MWh/a

HW West Kessel 1,66 20 20 keine KWK

3.199 32.433 32.433 keine KWK

HW Ikarusstraße Kessel 0 0 0 keine KWK

12 120 120 keine KWK

Modul 1-5 3.832 38.849 38.849 38.849

Modul 6 2.685 27.226 27.226 27.226

Modul 7 2.961 30.023 30.023 30.023

Modul 8 3.233 32.781 32.781 32.781

Summe 161.451 128.879

Zuordnung der eingesetzten Brennstoffwärme je Produkt und Energieträger; beim KWK-Prozess nach der "finnischen Methode"

zugeordnete

Brenn-

stoffw ärme

(W)

Einsatz

Heizöl

Kessel

(Wbr_HEL)

Erdgas

(Wbr_EG_Zu)

Brennstoff-

anteil Strom

bei KWK

Anlagen-

nutzungsgrad

Brutto KWK ? Referenz?

Erdgas

bezogen auf

Produkt

Strom

(Wbr_EG_Strom)

Erdgas

bezogen auf

Produkt

Wärme

(Wbr_EG_Wärme)

MWh MWh MWh MWh MWh

ungekoppelt Strom HKW 0 0

ungekoppelt Wärme HKW 32.572 20 32.553 0 32.553

gekoppelt Strom Modul 1-5 22.613 22.613 58,2% 37% 52% 22.613

gekoppelt Wärme Modul 1-5 16.236 16.236 41,8% 45% 90% 16.236

gekoppelt Strom Modul 6 16.375 16.375 60,1% 39% 50% 16.375

gekoppelt Wärme Modul 6 10.851 10.851 39,9% 46% 90% 10.851

gekoppelt Strom Modul 7_8 37.867 37.867 60,3% 40% 50% 37.867

gekoppelt Wärme Modul 7_8 24.938 24.938 39,7% 47% 90% 24.938

Summe nur KWK-Prozeß 128.879 0 128.879 76.854 52.025

CO2-Emissionen, aus KWK [t/a]25.982 15.494 10.488

spez.Emissionen Strom KWK 315,983 t/GWh =g/kWh

spez.Emissionen Wärme KWK 171,792 g/kWhs. Hocheff izienznachw eis

"Finnische methode" Formel WBR,th = WBR*(1-PEE)?th,KWK/?th,Ref PEE Motorenanlage 1 22,0%WBR,el = WBR*(1-PEE)?el,KWK/?el,Ref PEE Motorenanlage 2 22,3%

PEE Motoren 7 und 8 24,6%

CO2-Emissionen der gesamten Fernwärme

Erdgas [MWh/a]

Heizöl [MWh/a]

CO2-

Emissionen [t/a]

erzeugte Fernwärme

[MWh/a]

verkaufte Fernwärme

[MWh/a]

spez. Emissionen

erzeugte FW [g/kWh]

spez. Emissionen

verkaufte FW [g/kWh]

Brennstoffeinsatz KWK 52.025 10.488 61.052Brennstoffeinsatz Kessel 32.553 20 6.568 30.325

84.577 20 17.056 91.376 67.034 187 254

spezifische CO2-Emissionen

Date post:	29-Jan-2021
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- Fernwärmeversorgung Merseburg- Bestätigung · 2020. 2. 26. · 2.3 Arbeitsblätter der AGFW zur...

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