heizsysteme im vollkostenvergleich

HEIZSYSTEME IM VOLLKOSTENVERGLEICH Veranstaltung: Erneuerbare Wärme -­‐ Schlüssel zur Energiewende 08. Mai 2013 // Günter Simader INHALT •  Einleitung •  WirtschaOlichkeitsberechnungen von Heizungssystemen •  Vollkostenvergleiche von Heizungsanlagen bzw. von Wärmeversorgungskonzepten –  Heizkostenvergleich entwickelt für EnergieberaterInnen –  GeschäOsmodell für die Umstellung von Heizungsanlagen Heizöl leicht auf Systeme mit Heizöl extraleicht bzw. Pelletsheizungen für Energielieferanten –  ZukünOige Wärmeversorgungskonzepte für Ein-­‐/Mehrfamilienhäuser bzw. Siedlungen •  Zusammenfassung 2 EINLEITUNG •  Ges[egenes Interesse an einer transparenten, sachlichen und neutralen Bewertung der Heizkosten von verschiedenen Seiten (Verbrauchern/Energieberatern, EVUs/Energielieferanten, etc.) aufgrund hoher Steigerungsraten bei den Energiepreisen bzw. geänderten Rahmenbedingungen: – 
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Gebäude RL bzw. Baugesetze Ökodesign VO Produkte-­‐Verbrauchsangaben VO Energieeffizienz RL bzw. Bundesenergieeffizienz G etc. •  Verschiedene Produktentwicklungen von Seiten der Österreichischen Energieagentur basierend auf Vollkosten (drei Beispiele werden gezeigt) •  Für die Heizkostenvergleiche liegen methodisch Berechnungsgrundlagen in Form der ÖNORM 7140 bzw. VDI 2067 vor. 3 WirtschaOlichkeitsberechnungen von Heizungssystemen •  BetriebswirtschaOliche Vergleichsrechnung bestehen aus folgenden Komponenten mit variablen Parametern: –  den kapitalgebundenen Kosten (mit den Anfangsinves[[onen, Ersatzinves[[onen, etc. in Form von periodischen Kosten) –  den verbrauchsgebundenen Kosten (mit den Aufwänden für Betriebsmigel wie Energieträger, Hilfsmigel, etc.) –  den betriebsgebundenen Kosten (mit den Aufwänden für Wartung, Instandhaltung, Reparaturen, etc.) –  den Zins-­‐, Preis-­‐ und Kostenfaktoren der vorgenannten Kostengruppen und –  der Nutzungsdauer der Anlagenteile •  Die Methodik der Vergleichsrechnungen ist die Zinseszinsrechnung. •  Ausgehend von den auf einen bes[mmten Zeitpunkt bezogenen Kosten (Barwert) werden die durchschniglichen Jahreskosten berechnet. 4 VOLLKOSTENVERGLEICHE VON HEIZUNGSANLAGEN BZW. VON WÄRMEVERSORGUNGSKONZEPTEN •  Drei Produktentwicklungen der
Österreichischen Energieagentur für
Vollkostenvergleiche von
Heizungsanlagen:
•  Heizkostenvergleich entwickelt für
EnergieberaterInnen
•  Geschäftsmodell für die Umstellung von
Heizungsanlagen Heizöl leicht auf
Systeme mit Heizöl extraleicht bzw.
Pelletsheizungen (für EVUs/
Energielieferanten)
•  Zukünftige Wärmeversorgungskonzepte
für Ein-/Mehrfamilienhäuser bzw.
Siedlungen (für Raumplaner, Fördergeber,
…)
5 Heizkostenvergleich entwickelt für EnergieberaterInnen (urbanes Umfeld) •  Der Heizkostenvergleich wurde in Koopera[on mit einem Energieversorgungsunternehmen für EnergieberaterInnen entwickelt und zeigt spezifische Energiekosten (Euro/kWh Nutzenergie) von verschiedenen Raumheizungs-­‐ und Warmwasserbereitungssystemen bzw. -­‐kombina[onen auf. •  Zwei verschiedene Wohnmodelle wurden berücksich[gt (in jeweils vier verschiedenen Ausprägungen): –  ein Einfamilienhaus (EFH) mit 130 m² Nutzfläche –  eine Wohnung mit 70 m² Nutzfläche (in einem MFH mit 20 WE) •  Die vier verschiedenen Ausprägungen der beiden Wohnmodelle sind: –  unsaniert mit einem HWBBGF [kWh/m²a] von 170 (EFH) bzw. 100 (Wohnung im MFH) –  saniert mit einem HWBBGF [kWh/m²a] von 70 (EFH) bzw. 60 (Wohnung im MFH) –  Niedrigenergiehaus (NEH) mit einem HWBBGF [kWh/m²a] von 40 bzw. 30 –  Passivhaus (PH) mit einem HWBBGF [kWh/m²a] von 10 6 BERÜCKSICHTIGTE HEIZSYSTEME UND WEITERE ANNAHMEN •  Berücksich[gte Heizsysteme: – 
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Einzelöfen (Holz, Gas, Öl) Elektrische Heizungen (Direktheizung, Nachtstromheizung) Zentralheizungen (Gas, Öl, Pellets, Scheitholz) Wärmepumpensysteme (Erdreich, Tiefenbohrung, LuO) Fernwärme Sowohl ältere (15 – 20 Jahre) als auch neue, zeitgemäße Heizsysteme wurden berücksich[gt. •  Weitere Annahmen: –  Jahresnutzungsgrade (JNG) und Kosten für die energietechnischen Systeme wurden spezifisch erhoben –  Tarifsitua[on für Gas, Strom, Fernwärme basiert auf Wien; Datensätze der anderen Energieträger beruhen auf Erhebungen der Österreichischen Energieagentur –  Zinssatz: 5 %; weitere Parameter wie Lebensdauer, Instandhaltungs-­‐
raten, etc. basieren auf der ÖNORM 7140 (bzw. VDI 2067) 7 Einfamilienhaus: Nutzfläche 130 m2, HWB: 170 kWh/m2a (unsaniert) 8 Einfamilienhaus: Nutzfläche 130 m2, HWB: 70 kWh/m2a (saniert) 9 GESCHÄFTSMODELL FÜR DIE UMSTELLUNG VON ALTEN ÖL-­‐
HEIZUNGSANLAGEN •  Ziel dieses Projekts war es, Berechnungsgrundlagen für GeschäOsmodelle für EVUs/Energielieferanten zu entwickeln, um die Modernisierung von alten Heizölkesseln zu forcieren: –  Änderung der Feuerungsanlagen-­‐VO (FAV): Heizöl Extra leicht (HEL) (Standardqualität mit bis zu 1000 ppm Schwefel) darf bei Ölfeuerungsanlagen zukünOig nicht mehr zur Anwendung kommen (nur HEL mit bis 10 ppm S ist zulässig). –  § 10 Bundesenergieeffizienz-­‐G (Regierungsvorlage): Energielieferanten … sind verpflichtet, in jedem Kalenderjahr die Durchführung von EE-­‐Maßnahmen bei … Endkunden nachzuweisen. •  Zentrale Ergebnisse des Berechnungstools sind: –  EVUs/Energielieferanten: Für Leasingverträge werden die Leasingraten entsprechend den internen GeschäOszielen berechnet. –  Endkunden: Vollkostenvergleich einer Modernisierung eines alten Heizölsystems mit einem zeitgemäßen Heizöl-­‐Brennwertsystems (HEL) bzw. einer modernen Pelletsheizung (inkl. aller erforderlichen Komponenten). 10 GESCHÄFTSMODELL: BERECHNUNG VON LEASINGRATEN •  Eingaben für: –  Inves[[on –  Energiemengen/ Preise –  Zinssätze (Infla[on, Leasingraten, etc.) •  Falls die restlichen Parameter (JNG, Betriebskosten, etc.) nicht bekannt sind, kommen Defaultwerte zum Einsatz (bas. ÖNORM 7140 bzw. VDI 2067 bzw. auf AEA Erhebungen). 11 UMSTELLUNG ALTER ÖL-­‐ HEIZUNGSANLAGEN AUF MODERNE, ZEITGEMÄßE SYSTEME *, ** basierend auf ÖNORM 7140 bzw. VDI 2067 12 ZUKÜNFTIGE WÄRMEVERSORGUNGS-­‐
KONZEPTE FÜR EIN-­‐/MEHRFAMILIEN-­‐
HÄUSER BZW. SIEDLUNGEN • 
Der Wärmemarkt im Umbruch: Umsetzung der Gebäuderichtlinie –  …die Mitgliedsstaaten gewährleisten, dass bis 31. Dezember 2020 alle neuen Gebäude Niedrigstenergiegebäude sind… –  …die Mitgliedsstaaten erstellen na7onale Pläne zur Erhöhung der Zahl der Niedrigstenergiegebäude… ZukünTig werden hocheffiziente Systeme notwendig sein, um den geltenden Anforderungen zu genügen! 13 WÄRMEVERSORGUNGSKONZEPTE FÜR EIN-­‐/MEHRFAMILIENHÄUSER BZW. SIEDLUNGEN •  Vergleich unterschiedlicher Wärmeversorgungskonzepte für neue Siedlungen •  Einzelhausversorgungssystem vs. Nahwärmeversorgungssystem •  Vergleich der jährlichen Kosten unterschiedlicher Versorgungsvarianten für Siedlungen und Ein-­‐ bzw. Mehrfamilienhäuser… –  …aus Sicht eines Eigenheimbesitzers –  …aus Sicht eines Nahwärmenetzbetreibers •  Schaffen einer Entscheidungsgrundlage basierend auf wirtschaOlichen und ökologischen Kriterien für Raumplaner, Gemeinden, Fördergeber, … Defini[on einer Bebauungsstruktur für ein Siedlungsgebiet bestehend aus: •  15 Einfamilienhäusern, 1 Mehrfamilienhaus (5 WE) •  Für die Nahwärmekonzepte ergibt sich eine Versorgungsleitungslänge von 410 [m] 14 REFERENZGEBÄUDE Referenzgebäude
Einfamilienhaus
Referenzgebäude
Mehrfamilienhaus
Konditionierte BGF [m²]
160
Konditionierte BGF [m²]
612
V [m³]
480
V [m³]
1.836
Lc [m]
1,28
Lc [m]
1,97
HWB [kWh/m²a]
43,8
HWB [kWh/m²a]
27,6
15 WÄRMEVERSORGUNGSKONZEPTE FÜR EIN-­‐/MEHRFAMILIENHÄUSER –  Einzelhausversorgungssysteme: •  Pelletskessel + Solaranlage: –  Zentraler Pelletskessel –  6 (EFH) bzw. 20 (MFH) [m²] thermischer Solaranlage zur WW-­‐ Bereitung •  Gasbrennwertkessel + Solaranlage: –  Zentraler Gasbrennwertkessel –  6 (EFH) bzw. 20 (MFH) [m²] thermischer Solaranlage zu WW-­‐ Bereitung •  Sole/Wasser Wärmepumpe + PV Anlage: –  Tief verlegte Sole/Wasser Wärmepumpe –  5 (EFH) bzw. 6 (MFH) [kWp] Photovoltaik Anlage •  Nahwärmeanschluss: –  Anschluss an ein bestehendes Nahwärmenetz –  Nahwärmeversorgungssysteme: •  Hackgutkessel + Wärmepumpe + PV Anlage: –  70 [kW] Zentraler Hackgutkessel mit Rauchgaskondensa[on –  40 [kW] LuO/Wasser Wärmepumpe, Wärmequelle -­‐ Sommer: LuO, Wärmequelle -­‐ Winter: Rauchgas –  18,5 [kWp] Photovoltaik Anlage –  Backup: Ölstandardkessel •  Pelletskessel + zentrale Solaranlage: –  85 [kW] Zentraler Hackgutkessel –  110 [m²] thermische Solaranlage –  Backup: Ölstandardkessel •  Anschluss an ein bestehendes Netz: –  Anbindung des Nahwärmenetzes in den Rücklauf einer vorbeiführenden Trasse (90/70°C) 16 ÖKONOMISCHE BEWERTUNG •  Berechnung der jährlichen Kosten unterschiedlicher Versorgungsvarianten •  Inves[[onskosten wurden von führenden Herstellern erhoben, Stand 2013 •  Durchschnigliche Energiepreise, Stand 2013 •  Keine Berücksich[gung von Förderungen •  Betrachtungszeitraum……………20 [a] •  Zinssatz………………………………….5 [%] •  Energiepreissteigerungsrate…..3 [%/a] 17 ÖKONOMISCHE ERGEBNISSE SICHT: EIGENHEIMBESITZER – EFH UND MFH 18 SENSITIVITÄTSANALYSE -­‐ ENERGIEPREISSTEIGERUNGSRATE • 
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Basis: 3 [%/a] für alle Energieträger Szenario 1: Ansetzen der tatsächlichen, durchschniglichen Energiepreissteigerungsraten des Zeitraumes 2002 bis 2012 Einfamilienhaus Mehrfamilienhaus •  Basisszenario: Güns[gstes Syst.: Gasbrennwertk.+Solaranlage •  Szenario 1: Güns[gstes Syst.: Gasbrennwertk.+Solaranlage •  Basisszenario: Güns[gstes Syst.: Gasbrennwertk.+Solaranlage •  Szenario 1: Güns[gstes Syst.: Pelletskessel+Solaranlage 19 ÖKONOMISCHE ERGEBNISSE SICHT: NAHWÄRMENETZBETREIBER •  Es wird bei allen Varianten davon ausgegangen, dass die kapitalgebundenen Kosten durch die Anschlusskosten der Abnehmer ge[lgt werden,…. …höchsten posi[ven jährlichen Cash-­‐Flow durch Hackschnitzel+Wärmepumpe+PV …geringsten posi[ven jährlichen Cash-­‐Flow durch Anschluss an ein bestehendes Netz 20 PRIMÄRENERGIEBEDARF UND CO2 EMISSIONEN -­‐ SIEDLUNG Nahwärmeversorgungssystem Einzelhausversorgungssysteme Nahwärmeversorgungssystem Einzelhausversorgungssysteme e e • 
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Gas-­‐Brennwert Einzelhausversorgungssystem weist im Vergleich die höchsten CO2 Emissionen und Primärenergiebedarf auf Geringsten CO2 Emissionen sowie Primärenergiebedarf durch die definierte Einzelhausversorgungsvariante Wärmepumpe+PV Variante Pelletskessel+Solaranlage: Nahwärmevariante ökologisch dem Einzelhausversorgungssystem zu bevorzugen Vorteile der PV ergeben sich durch die Bilanzierungsmethodik des eingespeisten Stroms 21 ZUSAMMENFASSUNG •  Unterschiedliche Betrachtungsweisen zeigen ein ähnliches Bild hinsichtlich der hohen Wegbewerbsfähigkeit von erneuerbaren Energiesystemen im Vergleich zu fossilen Heizungsanlagen. •  Die derzei[g zwischen Ländern und Bund akkordierten Mindest-­‐
anforderungen (S[chwort: na[onaler Plan) im Gebäudebereich führen zukünOig zu (sehr) geringen Energieverbräuchen und Heizlasten im Neubau aber auch in Bestandsgebäuden (im Falle von größeren Sanierungsmaßnahmen). •  Die Vorgaben führen weiters zu einer Forcierung von hocheffizienten alterna[ven Systemen. Die Fördersysteme sollten zukünOig dahin gehend angepasst werden, dass besonders umwel}reundliche aber kostenmäßig teure Systeme nicht benachteiligt sind. •  Die Vorgaben im Bundesenergieeffizienz-­‐Gesetz (Regierungsvorlage) könnten zu verstärkten Austauschraten des veralterten Kesselbestands führen (Maßnahmenliste im Anhang 1). 22 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT! Weitere Informa[onen: h\p://www.energyagency.at/projekte-­‐forschung/gebaeude-­‐haushalt.html Kontakt: Österreichische Energieagentur DI Dr. Günter Simader +43(0)1 5861524-­‐124 [email protected] 23