EFRE-Förderprogramm
Ein Beitrag der Thüringer Landeshauptstadt Erfurt und der SWE Energie GmbH zur Steigerung der Energieeffizienz und Energetischen Optimierung im Wärmesektor durch Digitalisierung von Hausanschlussstationen und Wärmemengenzählern im Rahmen des Thüringer EFRE-Programms „nachhaltige Stadtentwicklung“.
Anlass
Rund 40 % des Endenergieverbrauches in Deutschland entfallen auf den Gebäudebereich. Bis zu 80% der darin enthaltenen Wärme verbrauchen die Metropolregionen und Städte. Die Energieeffizienz in den Städten hat somit eine besondere Bedeutung bei der Umsetzung der Klimaschutzziele.
Hier muss auf konzentriertem Raum (Quartiere in den Städten) die Umstellung der Energieversorgung auf effiziente Systeme (z. B. zunehmend „grüne“ Fernwärme aus KWK und Sektorkopplung), die Integration von erneuerbaren Energien und eine Energieeffizienzverbesserung der Gebäude erfolgen.
Um die vorhandene Wärmeversorgungsinfrastruktur in den Quartieren (Versorgungskette von der Erzeugung über die Wärmenetzinfrastruktur zur Kundenanlage) für die künftigen Erfordernisse zu ertüchtigen, muss diese auch digitalisiert werden.
Dabei umfasst der Begriff Digitalisierung verschiedenste Bereiche und Anwendungen. Er beginnt bei den Zählern, Reglern und Sensoren in den Hausanschlussstationen (HAST). Die digitalisierte Hausanschlussstation – kurz iHAST genannt – unterscheidet sich von einer herkömmlichen HAST durch die Möglichkeit der Datenübertragung, Datenkommunikation und der Eingriffsmöglichkeit zwischen HAST und Energieversorgungsunternehmen (EVU).
Projektziel
Die Stadt Erfurt und die SWE Energie GmbH planen im Rahmen der Energiewende Investitionen in den Einsatz von intelligenten Fernwärmestationen (iHAST-Systemen) im bestehenden Fernwärmenetz und damit die Erhöhung des Digitalisierungsgrades.
Ziele dieser Investitionen sind die Steigerung der Energieeffizienz in Stadtquartieren und die Absenkung des fernwärmebedingten CO2-Ausstoßes.
Zur Steigerung der Energieeffizienz und zur Energetischen Optimierung des Fernwärmenetzes der SWE Energie GmbH ist die Digitalisierung der Hausanschlussstationen als Bindeglied zwischen Erzeugung und Verbrauch sowie die Vernetzung der wesentlichen Komponenten im Fernwärmenetz durch digitale Kommunikationswege und die Implementierung intelligenter Softwarelösungen erforderlich.
Es wird erwartet, dass in Verbindung mit den neuen Möglichkeiten der Digitalisierung und dem breiten Einsatz dieser Technik durch intelligente Steuerung nennenswerte Einsparungen im Fernwärmenetz und beim Primärenergieeinsatz in den Erzeugungsanlagen erreicht werden.
Darüber hinaus partizipiert durch iHAST auch die Verbrauchsseite. Die Kunden / Nutzer sollen perspektivisch die Möglichkeit erhalten, Verbräuche oder Temperaturverläufe über eine Internetplattform einzusehen und ihre Wärmenachfrage entsprechend anzupassen und zu beeinflussen.
Damit können auch die aktuellen Anforderungen gesetzlichen Anforderungen erfüllt werden.
Im Projekt soll ein Digitalisierungsgrad der Stufe 4 erreicht werden. In der Digitalisierungsstufe 4 besteht ein lesender Zugriff auf die Wärmemengenzähler (WMZ) und den Regler in der iHAST und Schreibzugriff auf ausgewählte Regler-Parameter. Dazu ist auch eine die entsprechende Übertragungs- und IT/Dateninfrastruktur erforderlich.
Der Digitalisierungsgrad der Ausbaustufe 4 ist der erforderliche Mindestausbaugrad für das Wirksamwerden von Energieeffizienzsteigerungen und gleichzeitig auch die Grundlage und Voraussetzung für die künftige Erweiterung auf die Digitalisierungsstufe 6 und damit weiterer Energieeinsparungen in künftigen Folgeprojekten.
Das Projekt ist ein Schlüsselprojekt für die Umstellung des Fernwärmenetzes auf ein niedrigeres Temperaturniveau damit zur Erhöhung der Effizienz durch die Senkung von Netzverlusten.
Gleichzeitig wird damit auch Integrationsmöglichkeit für Erneuerbare Energien/Sektorkopplungstechnologien in das Fernwärmenetz verbessert und deren Zubau beschleunigt. Im Ergebnis sinken die CO2-Emissionen im Gesamtsystem.
Projektinhalt
Konkret werden im Stadtgebiet Erfurt (Fernwärmeversorgungsgebiet) in den bestehenden Hausanschlussstationen die erforderlichen technischen Komponenten eingebaut / nachgerüstet. Art und Umfang der Komponenten ist je nach Hausanschlussstation unterschiedlich.
In der Regel handelt es sich um Zusatzmodule in den Zählern, Gateways, Reglern, elektrotechnischen Komponenten und den entsprechenden Verkabelungen.
Darüber hinaus wird auch eine Softwareplattform errichtet und es erfolgt eine Integration in das bestehende Abrechnungssystem sowie in die Kundenplattform. Auch ein steuernder Eingriff auf die integrierten Regler wird vorgesehen.
Umsetzungszeitraum
Die physische Umsetzung des Projektes ist seit Mai 2023 abgeschlossen.
Kostenrahmen
Etwa 4,0 Mio €
Förderung
Das Projekt wird über EFRE / nachhaltige Stadtentwicklung gefördert.
Die ambitionierten Klimaschutzziele der EU und der Bundesrepublik Deutschland sind letztendlich maßgeblich auf Landes- und kommunaler Ebene umzusetzen.
Vor diesem Hintergrund ist im Klimaschutzkonzept 2020 der Landeshauptstadt Erfurt unter anderem verankert, dass die CO2-Bilanz bis 2020 um 30 % gegenüber 2008 gesenkt werden soll. Dazu soll neben anderen Maßnahmen im Bereich der Energieerzeugung, die Erhöhung des Anteils der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) auf 65 % (550 GWh) und die Erhöhung des Anteils der erneuerbaren Energien auf 20 % (200 GWh), gesteigert werden.
Im Bereich der Energiebereitstellung soll unter anderem durch den Ausbau der Fernwärme ein maßgeblicher Beitrag zur Senkung der Emissionen geleistet werden.
Die Stadtwerke Erfurt unterstützen die klimapolitischen Ziele der Landeshauptstadt und sind gleichzeitig auch aktiv in ihrer Eigenschaft als lokaler Energieversorger an deren Umsetzung beteiligt. Als Eigentümer und Betreiber von Energieerzeugungs- und Verteilungsanlagen arbeiten wir daran, eine effiziente und umweltfreundliche Energieversorgung zu etablieren, die auch den künftigen Anforderungen gerecht wird.
Die Erzeugung von Energie erfolgt bei der SWE Energie GmbH in einer hochmodernen KWK - Erzeugeranlage (Gas- und Dampfturbinenanlage), welche die Hocheffizienzkriterien der EU-KWK-Richtlinie, die eine Primärenergieeinsparung von mindestens 10 % vorschreibt, übererfüllt. Auch bei unseren Kunden kann die Erfurter Fernwärme mit einem Primärenergiefaktor*1 von 0,30 aufwarten, der im deutschlandweiten Vergleich einen sehr guten Wert darstellt. Deshalb bietet eine möglichst großflächige Wärmeversorgung der Landeshauptstadt Erfurt mit Fernwärme aus KWK einen langfristigen Beitrag zur Umsetzung der Klimaschutzziele.
Dies wurde auch im zentrumsnahen Wohnquartier „Borntal“ realisiert. Dieses durchaus attraktive und wohnenswerte Stadtquartier war deutlich emissionsbelastet, denn es existierten teilweise Einzelfeuerungen und auch die tangierenden Verkehrsadern trugen zur Belastung bei.
Im Zeitraum von 2016 bis 2020 wurde deshalb umfangreich das Wohnquartier „Borntal“ mit Fernwärme zur deutlichen Absenkung der Emissionen aus den derzeitigen Einzelfeuerstätten erschlossen. Dazu waren neben der Herstellung von Hausanschlüssen auch recht umfangreiche Trassenbaumaßnahmen im Fernwärmenetz im Wohngebiet selbst und auch darüber hinaus erforderlich.
Durch die Realisierung des Gesamtprojekts werden entsprechend des erstellten Prüfberichts der Thüringer Energie- und GreenTech-Agentur (ThEGA) jährlich etwa 1000 Tonnen CO2e*2 eingespart, welches einer Primärenergieeinsparung von rund 32% entspricht.
Das Projekt wurde mit Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung und dem Thüringer EFRE Programm „Energieeffizienzsteigerung in Kommunen und städtischen Quartieren“ gefördert.
*1 Der Primärenergiefaktor gibt Auskunft über die eingesetzte Menge Primärenergie für die Erzeugung der Fernwärme im Vergleich zu anderen Erzeugungsformen.
*2 CO2e steht für CO2- Äquivalent und beschreibt das Treibhauspotenzial von Gasen bezogen auf eine vergleichbare Menge des Treibhausgases CO2 und einen Betrachtungszeitraum von 100 Jahren.