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Diese Richtlinien beschreiben, wie die Hotmaps-Toolbox verwendet werden kann, um Kosten und Potenziale für effizientes und erneuerbares Heizen und Kühlen auf nationaler Ebene zu analysieren. Der Leitfaden richtet sich insbesondere an die Ergebnisentwicklung nach der umfassenden Bewertung der nationalen Wärme- und Kältepotenziale gemäß Artikel 14 Absatz 1 der Energieeffizienzrichtlinie (EED) in der aktuellen Fassung.
Die Hotmaps-Datenbank und die Toolbox bieten zwei verschiedene Eingaben für diesen Teil: Erstens stellt die Hotmaps-Datenbank Standarddaten für einige der Daten bereit, die in diesem Teil I der umfassenden Bewertung enthalten sein müssen. Zweitens ist die Hotmaps-Toolbox im Grunde ein Mapping-Tool, das eine geografische Darstellung von Standarddaten in der Toolbox, aber auch von anderen in die Toolbox hochgeladenen Daten ermöglicht. Im Folgenden beschreiben wir die verschiedenen Standarddaten von Hotmaps, die möglicherweise von Nutzen sind, und verweisen auf die Beschreibungen zur Verwendung der Upload-Funktion der Hotmaps-Toolbox.
Die folgenden für Anhang VIII Teil I relevanten Daten sind in der Hotmaps-Datenbank verfügbar:
Die Hotmaps-Toolbox enthält eine Reihe von Berechnungsmodulen (CMs), mit denen das wirtschaftliche Effizienzpotenzial beim Heizen und Kühlen analysiert werden kann. Im Folgenden wird ein möglicher Ansatz zur Generierung von Ergebnissen für die umfassende Bewertung mit der Hotmaps-Toolbox beschrieben, der auch auf die jeweiligen Standarddaten und Berechnungsmodule verweist.
Um das wirtschaftliche Effizienzpotenzial beim Heizen und Kühlen einschätzen zu können, ist es wichtig, zwischen Gebieten, die möglicherweise durch Fernwärme versorgt werden, und Gebieten zu unterscheiden, in denen die dezentrale Versorgung höchstwahrscheinlich wirtschaftlicher sein wird. Der Hotmaps-Ansatz baut daher stark auf den folgenden vier Schritten auf :
Die folgende Abbildung zeigt diesen Ansatz grafisch. Die verschiedenen Schritte werden in den folgenden Kapiteln dieser Richtlinien ausführlicher erläutert.
Abbildung: Hotmaps-Ansatz zur Analyse des wirtschaftlichen Effizienzpotenzials beim Heizen und Kühlen gemäß Artikel 14 der Energieeffizienzrichtlinie (EED)
In all diesen Schritten sollten verschiedene Szenarien und Sensitivitäten berücksichtigt werden :
Die folgenden resultierenden Indikatoren können aus den Hotmaps-Berechnungsmodulen (CMs) abgerufen werden :
Um unterschiedliche, repräsentative, typische Fälle für die weitere Analyse der Kosten und Potenziale für Fernwärme im jeweiligen Land / in der Region zu identifizieren, stellt Hotmaps verschiedene Standarddatenebenen in der Hotmaps-Datenbank sowie verschiedene Berechnungsmodule (CMs) zur Verfügung. Auch eigene Daten können hochgeladen und genutzt werden. Dieses Identifikationsverfahren kann aus folgenden Schritten bestehen:
Die folgende Abbildung zeigt diesen Vorgang grafisch und zeigt die verschiedenen Datenquellen und Berechnungsmodule, die verwendet werden können.
Abbildung: Identifikation verschiedener repräsentativer, typischer Fälle für Fernwärme (Schritt 1)
In den folgenden Unterkapiteln werden die verschiedenen Schritte dieser Prozedur ausführlicher beschrieben.
Der erste Schritt bei der Analyse besteht darin, zukünftige Karten für den Wärmebedarf und die Bodendichte für Ihre Region / Ihr Land zu erstellen. Sie können Daten verwenden, die im Verlauf des Hotmaps-Projekts für alle EU-28-Länder entwickelt wurden (Hotmaps-Standarddaten, verfügbar in der Hotmaps-Datenbank), oder Sie können andere Karten zur Wärmebedarfsdichte für Ihre Region verwenden.
Die entwickelten Wärmebedarfs- und Bodendichtekarten werden in den nachfolgenden Schritten in anderen Berechnungsmodulen (CMs) weiter verwendet.
Nach der Entwicklung möglicher zukünftiger Szenarien für den Wärmebedarf und die Bodendichtekarten für die Region von Interesse können potenzielle Fernwärmeregionen identifiziert werden. Dies kann mithilfe der Bereiche CM - Fernwärmepotential erfolgen: Benutzerdefinierte Schwellenwerte gemäß den folgenden Schritten:
In einem nächsten Schritt können die Potenziale für überschüssige Wärme und erneuerbare Energien in den Regionen analysiert werden, die als potenziell interessant für Fernwärme identifiziert wurden. Diese Daten können zusammen mit den Daten zum Wärmebedarf und zur Wärmebedarfsdichte in den im vorherigen Schritt gesammelten Regionen zur Charakterisierung repräsentativer Fernwärmegebiete für die weiteren Analyseschritte herangezogen werden. Die folgende Liste gibt einen Überblick über die zu berücksichtigenden Wärmequellen und enthält Links zu den Standarddaten für die jeweilige Energiequelle, die in der Hotmaps-Datenbank verfügbar sind:
Die in den beiden vorherigen Schritten gesammelten Daten können verwendet werden, um verschiedene Arten repräsentativer typischer Fernwärmegebiete in der Region / dem Land von Interesse zu definieren. Regionen mit ähnlichen Dimensionen und Kombinationen aus Gesamtwärmebedarf, durchschnittlicher Wärmebedarfsdichte und Potenzialen für erneuerbare Energien und überschüssige Wärme können zusammengefasst werden.
Mögliche Indikatoren zur Gruppierung typischer Fernwärmegebiete:
Für jede der entwickelten Gruppen typischer DH-Gebiete können dann eine oder mehrere repräsentative Städte / Regionen ausgewählt und weiter analysiert werden. Diese können als repräsentative Fallstudien dienen.
Für die identifizierten repräsentativen Städte / Gebiete können Analysen zu Kosten und Potenzialen für die Wärmeversorgung mit Fernwärme durchgeführt werden. Für diese Analysen bietet Hotmaps verschiedene Standarddatenebenen in der Hotmaps-Datenbank sowie verschiedene Berechnungsmodule (CMs). Auch eigene Daten können hochgeladen und genutzt werden. Diese Analysen können aus folgenden Schritten bestehen:
Die folgende Abbildung zeigt diesen Vorgang grafisch und zeigt die verschiedenen Datenquellen und Berechnungsmodule, die verwendet werden können.
Abbildung: Analyse der Kosten und Potenziale für Fernwärme in repräsentativen Städten / Regionen (Schritt 2)
In den folgenden Unterkapiteln werden die verschiedenen Schritte dieser Prozedur ausführlicher beschrieben.
Für die repräsentativen Städte / Gebiete kann eine wirtschaftliche Bewertung der Fernwärme durchgeführt werden, um detailliertere Einblicke in die Kosten und die wirtschaftliche Durchführbarkeit der Fernwärme sowie in die Wärmemenge zu erhalten, die die Fernwärme in den Gebieten möglicherweise liefert. Zu diesem Zweck kann das CM - Fernwärmepotential: Wirtschaftlichkeitsprüfung herangezogen werden. Dieses Modul generiert eine Karte potenzieller Fernwärmegebiete auf der Grundlage einer Einschätzung der Wärmeverteilungskosten. Eine Analyse der Machbarkeit von Fernwärme in den untersuchten Gebieten kann folgendermaßen bewertet werden:
Die Szenarien können verwendet werden, um den Einfluss der verschiedenen Faktoren auf die Wärmeverteilungskosten in Fernwärmesystemen in den verschiedenen repräsentativen Städten / Gebieten zu analysieren. Für unterschiedliche Einstellungen von Abschreibungszeit und Zinssatz sollte für die weitere Analyse ein Szenario der Fernwärmeausweitung pro repräsentativer Stadt / Gebiet ausgewählt werden.
Die Ergebnisse dieses Schritts sind der Wärmebedarf für Fernwärme [GWh / Jahr] und die Wärmeverteilungskosten [EUR / MWh] in jeder der repräsentativen Städte / Gebiete. Diese Ergebnisse werden dann in Schritt 4 für den Vergleich des Gesamtszenarios verwendet.
Um die Kosten für den Transport von überschüssiger Wärme von potentiellen Quellen außerhalb von Fernwärmegebieten zu potentiellen Fernwärmegebieten abzuschätzen, kann das CM - Überschüssiges Wärmetransportpotential genutzt werden. Mit dem Modul werden pauschalierte Kosten für den Abtransport von überschüssiger Wärme in das Fernwärmenetz [EUR / MWh] erzielt. Dies kann im nächsten Schritt zur Berechnung der Wärmeversorgungskosten für Fernwärme weiter verwendet werden.
Die Renovierung von Gebäuden führt zu einer Verringerung des Energiebedarfs für die Raumheizung. Dies wirkt sich auch auf die Lastprofile des Wärmebedarfs in den Fernwärmesystemen aus: Der Spitzenbedarf im Winter sinkt und die Volllaststunden steigen aufgrund eines höheren Anteils der Warmwasserbereitung am gesamten Wärmebedarf. Mit dem CM - Wärmebelastungsprofil können zukünftige Wärmebelastungsprofile nach unterschiedlichen Wärmesparmaßnahmen entwickelt werden. Dies kann basierend auf den in der Hotmaps-Datenbank bereitgestellten Ladeprofilen (Standardprofile für alle NUTS2-Regionen in Europa) oder basierend auf eigenen Profilen, die in die Toolbox hochgeladen wurden, erfolgen. Die resultierenden Lastprofile werden dann im nächsten Schritt, der Berechnung der Kosten und der Emission der Wärmeversorgung in der Fernwärme mit dem Versandmodul, verwendet.
Die Kosten und Emissionen der Wärmeversorgung im Fernwärmesystem hängen vom Zusammenspiel der verschiedenen installierten Versorgungskapazitäten ab. Hierbei ist die kostengünstigste Kombination von Kapazitäten und deren Betrieb im Zeitverlauf von Interesse. Um den sogenannten Stundenversand verschiedener Versorgungstechnikkombinationen und die Auswirkungen auf die Gesamtkosten und Emissionen der Wärmeversorgung in der Fernwärme zu analysieren, kann der CM - Fernwärmeversorgungsversand herangezogen werden. Mit dem Modul können mehrere Szenarien mit folgenden Eingabedatenkombinationen berechnet werden, um Kosten und Nutzen abzuleiten:
Die Berechnungen können verwendet werden, um vorteilhafte Versorgungsportfolios in den verschiedenen repräsentativen Städten / Gebieten und deren Empfindlichkeit gegenüber wichtigen Einflussparametern wie Energieträger- und CO2-Preisen oder Zinssatz und Abschreibungszeit zu identifizieren.
Das Ergebnis dieses Schritts sind die Wärmeversorgungskosten für das Fernwärmesystem [EUR / MWh] in jeder der repräsentativen Städte / Gebiete und die damit verbundenen CO2-Emissionen [kt / Jahr]. Diese Ergebnisse werden dann in Schritt 4 für den Vergleich des Gesamtszenarios verwendet.
Im dritten Schritt werden die Kosten und Emissionen der Wärmeversorgung über dezentrale Technologien berechnet. Diese Berechnung sollte für verschiedene repräsentative Gebäude in dem Land / der Region von Interesse durchgeführt werden. Während für Fernwärme in Schritt 1 des Konzepts repräsentative Städte / Gebiete entwickelt wurden, können typische Gebäude in den einzelnen EU-Mitgliedstaaten in der Hotmaps-Standarddatenbank gefunden werden. Für viele EU-Länder finden sich detaillierte Gebäudetypologien (Gebäudearchetypen) mit Daten zum Wärmebedarf vor und nach der Renovierung in Statistiken und Literatur.
Mit der CM - Dezentrale Wärmeversorgung können Kosten und Emissionen der Wärmeversorgung über verschiedene dezentrale Technologien berechnet werden. Das Modul verwendet Daten zum Wärmebedarf sowie Daten zu Technologiekosten und Preisen für Energieträger, um die planmäßigen Kosten der Wärmeversorgung [EUR / MWh] für die verschiedenen Technologien in den verschiedenen typischen Gebäuden und Sanierungszuständen zu berechnen. Die folgende Abbildung zeigt diesen Vorgang grafisch und zeigt die verschiedenen Datenquellen, die in die CM - Dezentrale Wärmeversorgung einspeisen.
Abbildung: Berechnung der dezentralen Wärmeversorgung (Schritt 3)
Mit Hilfe der Berechnungen können Kosten und Nutzen verschiedener Versorgungstechnologien in verschiedenen repräsentativen Gebäuden sowie deren Empfindlichkeit gegenüber wichtigen Einflussgrößen wie Energieträger- und CO2-Preisen oder Zins- und Abschreibungsdauer ermittelt werden.
Das Ergebnis dieses Schritts sind die Kosten der Wärmeversorgung über dezentrale Technologien [EUR / MWh] in jedem der repräsentativen Gebäude und die damit verbundenen CO2-Emissionen [kt / Jahr]. Diese Ergebnisse werden dann in Schritt 4 für den Vergleich des Gesamtszenarios verwendet.
Der letzte Schritt in der Analyse ist der Vergleich der Ergebnisse für die verschiedenen Szenarien und Sensitivitäten. Hierzu werden alle in den vorherigen Schritten berechneten Ergebnisse sowohl aus den Fernwärmeberechnungen als auch aus den Dezentralversorgungsberechnungen erhoben und für Hauptindikatoren miteinander verglichen. Dies kann im CM - Szenario Assessment erfolgen. Die folgende Abbildung zeigt diesen Ansatz.
Abbildung: Vergleich der Ergebnisse für verschiedene Szenarien (Schritt 4)
Diese Seite wurde von Marcus Hummel * geschrieben.
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Wir möchten dem Horizon 2020 Hotmaps-Projekt (Finanzhilfevereinbarung Nr. 723677), das die Mittel für die Durchführung dieser Untersuchung zur Verfügung stellte, unsere tiefste Anerkennung aussprechen .
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