Im Auftrag der Stadtwerke Oranienburg erstellte das Hamburg Institut im Rahmen der kommunalen Wärmeplanung drei Fachgutachten zu den Themenfeldern Großwärmespeicher, Großwärmepumpen und Solarthermie.
Fachgutachten „Großwärmespeicher“
Bestandteile des Gutachtens
- Analyse des Wärmebedarfs und Abschätzung des Speicherpotenzials
- Flächenscreening unter Berücksichtigung der Genehmigungsfähigkeit
- Entwicklung von Szenarien zur Auslegung und Einbindung des Speichers
- Technische Spezifikation und Simulation des Speicherverhaltens unter Verwendung von zukünftigen Erzeugungs- und Nachfrageprofilen
- Wirtschaftlichkeitsbewertung mit Empfehlung einer Vorzugsvariante
Fazit
Das Gutachten bestätigt, dass Großwärmespeicher einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung leisten können. Tankspeicher eignen sich jedoch aufgrund des sehr hohen Wärmespeicherbedarfs nicht. Aquiferspeicher sind aufgrund des Leistungsprofils als nur bedingt geeignet einzustufen.
Erdbeckenspeicher in der richtigen Dimensionierung hingegen reduzieren den Bedarf an Biomasse deutlich und weisen eine hohe Systemeffizienz auf. Je nach Netzbetriebsweise und Optimierungsmaßgabe liegen die notwendigen Speichergrößen zwischen 165.000 m³ und 295.000 m³.
Geeignete Flächen sind vorhanden, wirtschaftlich bestehen Herausforderungen durch hohe Investitionskosten.
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Fachgutachten „Großwärmepumpen“
Bestandteile des Gutachtens
- Analyse und Potenzialeingrenzung von Umweltwärmequellen (Flüsse, Seen, Luft, Abwasser)
- Standort- und Flächeneignungsprüfung inkl. rechtlicher Rahmenbedingungen
- Thermodynamische Simulationen und Vergleich verschiedener Kältemittel und Anlagenkonzepte
- Technische Spezifikation der Wärmepumpensysteme
- Wirtschaftlichkeitsanalyse auf Basis von Vollkostenrechnungen
Fazit
In Oranienburg bestehen große Potenziale für Großwärmepumpen, insbesondere aus Fluss- und Kanalwasser sowie Luft (bis zu 250 GWh/a). Ammoniak-Wärmepumpen erwiesen sich als besonders geeignet für die erforderlichen Temperaturen. Herausforderungen können durch die saisonale Verfügbarkeit der Gewässer sowie die Kosten für Quelleinbindung und Infrastruktur entstehen.
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Fachgutachten „Solarthermie“
Bestandteile des Gutachtens
- GIS-basiertes Flächenscreening mit Priorisierung von verschiedenen Flächenpools
- Bewertung planerischer und regulatorischer Rahmenbedingungen
- Technische Spezifikation und Vergleich verschiedener Kollektortypen
- Simulation der Energieerträge und Netzeinbindung
- Wirtschaftlichkeits- und Sensitivitätsanalyse
Fazit
Das Gutachten bestätigt, dass in Oranienburg ausreichend Flächen für Solarthermieanlagen vorhanden sind, kommunale Flächen jedoch nur begrenzt zur Verfügung stehen. Der Vergleich von Flach- und Vakuumröhrenkollektoren zeigt nur geringe Unterschiede in den Erträgen. Unter den getroffenen Annahmen erreichen Flachkollektoren die niedrigsten Erzeugungskosten. Zudem sinken die Wärmegestehungskosten deutlich mit wachsender Anlagengröße, was den Skalierungseffekt der Technologie unterstreicht.