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Wärmenetzeignungsgebiete Hamburg

Die Karte zeigt, wo im Stadtgebiet der Freien und Hansestadt Hamburg Wärmenetze vorhanden sind und wo sich eine Wärmenetzversorgung unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten für den Wärmenetzbetreiber und die jeweilige Gebäudeeigentümerin bzw. den jeweiligen Gebäudeeigentümer eignet. Die Einteilung des Stadtgebiets in bestimmte Wärmenetzeignungskategorien basiert auf einer Wirtschaftlichkeitsberechnung hypothetischer ("imaginärer") Wärmenetze und einem Vollkostenvergleich verschiedener klimaneutraler Wärmeversorgungsoptionen (Wärmenetzanschluss, Wärmepumpe, Pelletheizung) aus Gebäudesicht. Die hypothetischen Wärmenetze verbinden Gebäude der Stadt und orientieren sich dabei am Straßennetz. Für die Wirtschaftlichkeitsberechnung wird eine zusammenhängende Gebäudeanzahl zusammengefasst betrachtet. Aus Sicht des Wärmenetzes wirtschaftlich ist die Versorgung einer Gruppe an Gebäuden, wenn die Einnahmen aus der Wärmelieferung die Kosten für das Wärmenetz (Errichtung und Betrieb) und die Wärmeerzeugung decken. Aus Sicht der Gebäude wurde eine überschlägige Vollkostenrechnung verschiedener Wärmeversorgungsoptionen (Wärmepumpe, Pelletkessel, Wärmenetzanschluss) durchgeführt. Jedes Gebäude weist somit eine Wärmeversorgungsoption auf, die auf Basis der getroffenen Annahmen und unter den verglichenen Optionen, die günstigste darstellt. Aus diesen Analysen wurde die Aussage abgeleitet, ob ein Gebäude potenziell wirtschaftlich über ein Wärmenetz versorgt werden könnte und wie ein Wärmenetzanschluss aus Sicht des Gebäudes im Vergleich mit den alternativen Wärmeversorgungsoptionen abschneidet.

Entwicklung und Erprobung biogener Brennstoffe als Ersatz für Braunkohle in der Staubfeuerung, Teilvorhaben: Entwicklung und Erprobung Rauchgasreinigung

Eine der größten Herausforderungen im Rahmen der Energiewende ist die CO2-neutrale Versorgung von Industrie und Gewerbe mit Prozesswärme und -kälte. Mit dem Vorhaben BioBrauS wird das Ziel verfolgt, biogene Reststoffe, die einen überschüssigen und in der Regel unvermeidbaren Stoffstrom darstellen, energetisch zu verwerten. Dadurch sinkt der Verbrauch fossiler Primärressourcen wie Braunkohle, deren Einsatz mit einem hohen CO2-Ausstoß verbunden ist. Dazu soll ein Brennstoff aus aufbereiteten organischen Reststoffen, wie Gärprodukten oder Geflügelmist entwickelt und mit abgestimmter Verbrennungstechnologie auf Basis der Stabfeuerung verwertet werden. Hierfür soll das Verfahren des Impulsbrenners evaluiert und an die Verbrennung diese Stoffsysteme adaptiert werden. Mit der Auswahl und Bewertung von Gärresten und Geflügelmist als Brennstoff für die Staubfeuerung soll der Grundstein für den Ersatz von Braun- und Steinkohle gelegt werden. Im Fokus stehen deshalb die experimentelle Verfahrensevaluation und die Optimierung von Verbrennungseigenschaften und Prozessparametern der Staubfeuerung für den Einsatz landwirtschaftlicher Reststoffe, wie Gärresten und Geflügelmist als Ersatz des bisherigen Energieträgers Braunkohle für Bestands- und Neuanlagen. Auch die biogenen Inputsubstrate sollen für den Einsatz in der Staubfeuerung angepasst (Mahlung, Siebung) und optimiert werden. Schwerpunkt ist die Reduktion von Schad- und Störstoffen sowie die Verbesserung der Brennstoffeigenschaften. Die Entwicklungen sollen dann im technischen Maßstab getestet und bewertet werden. Außerdem soll ein Gesamtkonzept zur technischen Umsetzung und Einsatz der Technologien erarbeitet werden, welches die Logistik der Energie- und Stoffströme sowie deren Verwertung für Bestands- und Neuanlagen beinhaltet. Abschließend wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und LCA mit Ökobilanzierung für den kommerziellen Maßstab durchgeführt.

Entwicklung und Erprobung biogener Brennstoffe als Ersatz für Braunkohle in der Staubfeuerung, Teilvorhaben: Auswahl und Bewertung organsicher Reststoffe sowie analytische Begleitung Mahlung, Rauchgasreinigung und Verbrennung

Eine der größten Herausforderungen im Rahmen der Energiewende ist die CO2-neutrale Versorgung von Industrie und Gewerbe mit Prozesswärme und -kälte. Eine besondere strategische Relevanz gewinnt BioBrauS dadurch, dass nicht nur biogene Reststoffe, die einen überschüssigen und in der Regel unvermeidbaren Stoffstrom darstellen, einer weitergehenden energetischen Verwertung zugänglich gemacht werden, sondern auch der Verbrauch der fossilen Primärressource Braunkohle mit hohen CO2-Aussstoß reduziert wird. Ziel ist die Entwicklung eines Brennstoffes aus aufbereiteten organischen Reststoffen, wie Gärprodukten oder Geflügelmist, mit abgestimmter Verbrennungstechnologie auf Basis der Stabfeuerung zu verwerten. Hierfür soll das Verfahren des Impulsbrenners evaluiert und an die Verbrennung diese Stoffsysteme adaptiert werden. Mit der Auswahl und Bewertung von Gärresten und Geflügelmist als Brennstoff für die Staubfeuerung soll der Grundstein für den Ersatz von Braun- und Steinkohle gelegt werden. Im Fokus stehen deshalb die experimentelle Verfahrensevaluation und Optimierung von Verbrennungseigenschaften und Prozessparameter der Staubfeuerung für den Einsatz landwirtschaftlicher Reststoffe, wie Gärrest und Geflügelmist als Ersatz des bisherigen Energieträgers Braunkohle für Bestands- und Neuanlagen. Auch die biogenen Inputsubstrate sollen für den Einsatz in der Staubfeuerung angepasst (Mahlung, Siebung) und optimiert werden. Schwerpunkt ist die Reduktion von Schad- und Störstoffen sowie die Verbesserung der Brennstoffeigenschaften. Die Entwicklungen sollen dann im technischen Maßstab getestet und bewertet werden. Außerdem soll ein Gesamtkonzept zur technischen Umsetzung und Einsatz der Technologien erarbeitet werden, welches die Logistik der Energie- und Stoffströme sowie deren Verwertung für Bestands- und Neuanlagen beinhaltet. Abschließend wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und LCA mit Ökobilanzierung für den kommerziellen Maßstab durchgeführt.

Entwicklung und Erprobung biogener Brennstoffe als Ersatz für Braunkohle in der Staubfeuerung, Teilvorhaben: Entwicklung und Erprobung Mahlung Brennstoff

Eine der größten Herausforderungen im Rahmen der Energiewende ist die CO2-neutrale Versorgung von Industrie und Gewerbe mit Prozesswärme und -kälte. Eine besondere strategische Relevanz gewinnt BioBrauS dadurch, dass nicht nur biogene Reststoffe, die einen überschüssigen und in der Regel unvermeidbaren Stoffstrom darstellen, einer weitergehenden energetischen Verwertung zugänglich gemacht werden, sondern auch der Verbrauch der fossilen Primärressource Braunkohle mit hohen CO2-Aussstoß reduziert wird. Ziel ist die Entwicklung eines Brennstoffes aus aufbereiteten organischen Reststoffen, wie Gärprodukten oder Geflügelmist, mit abgestimmter Verbrennungstechnologie auf Basis der Stabfeuerung zu verwerten. Hierfür soll das Verfahren des Impulsbrenners evaluiert und an die Verbrennung diese Stoffsysteme adaptiert werden. Mit der Auswahl und Bewertung von Gärresten und Geflügelmist als Brennstoff für die Staubfeuerung soll der Grundstein für den Ersatz von Braun- und Steinkohle gelegt werden. Im Fokus stehen deshalb die experimentelle Verfahrensevaluation und Optimierung von Verbrennungseigenschaften und Prozessparameter der Staubfeuerung für den Einsatz landwirtschaftlicher Reststoffe, wie Gärrest und Geflügelmist als Ersatz des bisherigen Energieträgers Braunkohle für Bestands- und Neuanlagen. Auch die biogenen Inputsubstrate sollen für den Einsatz in der Staubfeuerung angepasst (Mahlung, Siebung) und optimiert werden. Schwerpunkt ist die Reduktion von Schad- und Störstoffen sowie die Verbesserung der Brennstoffeigenschaften. Die Entwicklungen sollen dann im technischen Maßstab getestet und bewertet werden. Außerdem soll ein Gesamtkonzept zur technischen Umsetzung und Einsatz der Technologien erarbeitet werden, welches die Logistik der Energie- und Stoffströme sowie deren Verwertung für Bestands- und Neuanlagen beinhaltet. Abschließend wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und LCA mit Ökobilanzierung für den kommerziellen Maßstab durchgeführt.

Entwicklung und Erprobung biogener Brennstoffe als Ersatz für Braunkohle in der Staubfeuerung

Eine der größten Herausforderungen im Rahmen der Energiewende ist die CO2-neutrale Versorgung von Industrie und Gewerbe mit Prozesswärme und -kälte. Eine besondere strategische Relevanz gewinnt BioBrauS dadurch, dass nicht nur biogene Reststoffe, die einen überschüssigen und in der Regel unvermeidbaren Stoffstrom darstellen, einer weitergehenden energetischen Verwertung zugänglich gemacht werden, sondern auch der Verbrauch der fossilen Primärressource Braunkohle mit hohen CO2-Aussstoß reduziert wird. Ziel ist die Entwicklung eines Brennstoffes aus aufbereiteten organischen Reststoffen, wie Gärprodukten oder Geflügelmist, mit abgestimmter Verbrennungstechnologie auf Basis der Stabfeuerung zu verwerten. Hierfür soll das Verfahren des Impulsbrenners evaluiert und an die Verbrennung diese Stoffsysteme adaptiert werden. Mit der Auswahl und Bewertung von Gärresten und Geflügelmist als Brennstoff für die Staubfeuerung soll der Grundstein für den Ersatz von Braun- und Steinkohle gelegt werden. Im Fokus stehen deshalb die experimentelle Verfahrensevaluation und Optimierung von Verbrennungseigenschaften und Prozessparameter der Staubfeuerung für den Einsatz landwirtschaftlicher Reststoffe, wie Gärrest und Geflügelmist als Ersatz des bisherigen Energieträgers Braunkohle für Bestands- und Neuanlagen. Auch die biogenen Inputsubstrate sollen für den Einsatz in der Staubfeuerung angepasst (Mahlung, Siebung) und optimiert werden. Schwerpunkt ist die Reduktion von Schad- und Störstoffen sowie die Verbesserung der Brennstoffeigenschaften. Die Entwicklungen sollen dann im technischen Maßstab getestet und bewertet werden. Außerdem soll ein Gesamtkonzept zur technischen Umsetzung und Einsatz der Technologien erarbeitet werden, welches die Logistik der Energie- und Stoffströme sowie deren Verwertung für Bestands- und Neuanlagen beinhaltet. Abschließend wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und LCA mit Ökobilanzierung für den kommerziellen Maßstab durchgeführt.

Entwicklung und Erprobung biogener Brennstoffe als Ersatz für Braunkohle in der Staubfeuerung, Teilvorhaben: Adaption Verbrennungstechnologie Staubfeuerung auf biogene Reststoffe

Eine der größten Herausforderungen im Rahmen der Energiewende ist die CO2-neutrale Versorgung von Industrie und Gewerbe mit Prozesswärme und -kälte. Eine besondere strategische Relevanz gewinnt BioBrauS dadurch, dass nicht nur biogene Reststoffe, die einen überschüssigen und in der Regel unvermeidbaren Stoffstrom darstellen, einer weitergehenden energetischen Verwertung zugänglich gemacht werden, sondern auch der Verbrauch der fossilen Primärressource Braunkohle mit hohen CO2-Aussstoß reduziert wird. Ziel ist die Entwicklung eines Brennstoffes aus aufbereiteten organischen Reststoffen, wie Gärprodukten oder Geflügelmist, mit abgestimmter Verbrennungstechnologie auf Basis der Stabfeuerung zu verwerten. Hierfür soll das Verfahren des Impulsbrenners evaluiert und an die Verbrennung diese Stoffsysteme adaptiert werden. Mit der Auswahl und Bewertung von Gärresten und Geflügelmist als Brennstoff für die Staubfeuerung soll der Grundstein für den Ersatz von Braun- und Steinkohle gelegt werden. Im Fokus stehen deshalb die experimentelle Verfahrensevaluation und Optimierung von Verbrennungseigenschaften und Prozessparameter der Staubfeuerung für den Einsatz landwirtschaftlicher Reststoffe, wie Gärrest und Geflügelmist als Ersatz des bisherigen Energieträgers Braunkohle für Bestands- und Neuanlagen. Auch die biogenen Inputsubstrate sollen für den Einsatz in der Staubfeuerung angepasst (Mahlung, Siebung) und optimiert werden. Schwerpunkt ist die Reduktion von Schad- und Störstoffen sowie die Verbesserung der Brennstoffeigenschaften. Die Entwicklungen sollen dann im technischen Maßstab getestet und bewertet werden. Außerdem soll ein Gesamtkonzept zur technischen Umsetzung und Einsatz der Technologien erarbeitet werden, welches die Logistik der Energie- und Stoffströme sowie deren Verwertung für Bestands- und Neuanlagen beinhaltet. Abschließend wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und LCA mit Ökobilanzierung für den kommerziellen Maßstab durchgeführt.

Nachhaltige Erzeugung und Verwertung von Rohrkolben auf Niedermoorstandorten in Niedersachsen, Teilvorhaben 8: Typha-basierte Pflanzsubstrate in der Praxis

Ziel des Vorhabens ist die Transformation der Bewirtschaftung von entwässerten, landwirtschaftlich genutzten Niedermoorböden hin zu einer klimaschonenden, moorbodenkonservierenden Nassbewirtschaftung durch den Anbau von Rohrkolben. Hierzu soll in zwei Modellregionen mit unterschiedlicher landwirtschaftlicher Struktur (Emsland/ Cuxhaven) die großflächige, qualitätsoptimierte Erzeugung von Rohrkolben (T. angustifolia/T. latifolia) und die Verwertung der Biomasse als Baustoff und als Gartenbausubstrat (Torfersatz) entwickelt, demonstriert und für die Vermarktung vorbereitet werden. Das Teilprojekt 'Gartenbausubstrate' wird gemeinsam von der Hochschule Osnabrück und dem Unternehmen Klasmann-Deilmann durchgeführt. Ziel dieses Teilprojekts ist es, zu ermitteln, wie sich Rohrkolben (Typha) als Torfersatzstoff für Kultursubstrate im industriellen Maßstab verwerten und im Hobby- und Erwerbsgartenbau einsetzen lässt. Neben der Entwicklung von Verwertungsmöglichkeiten von Typha wird der Fokus auf die Wirtschaftlichkeitsanalyse gelegt. Diese umfasst die Ermittlung und Bewertung des Marktpotenzials für Typha im Gartenbausektor und stellt darüber hinaus die Konkurrenzfähigkeit mit bereits existierenden alternativen Ausgangsstoffen dar. Zur Evaluierung der Eignung von Typha als Substratbestandteil sollen die beiden Typha-Arten T. angustifolia und T. latifolia in Abhängigkeit von Pflanzstandort, Anbaubedingungen und Erntezeitpunkt betrachtet werden. Da sich erfahrungsmäßig keine reinen Typha-Bestände entwickeln, sollen zusätzlich auch Mischungen mit einem Anteil an typischer Begleitvegetation untersucht werden. Zur Verbesserung der Substrateigenschaften werden die Materialien einer geeigneten Aufbereitung unterzogen. Die hierzu in vorausgehenden Forschungsprojekten im Modellmaßstab gewonnenen Erkenntnisse sollen in Rahmen des hier beantragten Vorhabens bis zur Entwicklung industriell implementierbarer Technologien und marktreifer Produkte vorangetrieben werden.

Nachhaltige Erzeugung und Verwertung von Rohrkolben auf Niedermoorstandorten in Niedersachsen, Teilvorhaben 5: Wissenschaftliche Begleitung zur Verwertung von Typha als Torfersatzstoff für Kultursubstrate im industriellen Maßstab

Ziel des Vorhabens ist die Transformation der Bewirtschaftung von entwässerten, landwirtschaftlich genutzten Niedermoorböden hin zu einer klimaschonenden, moorbodenkonservierenden Nassbewirtschaftung durch den Anbau von Rohrkolben. Hierzu soll in zwei Modellregionen mit unterschiedlicher landwirtschaftlicher Struktur (Emsland/ Cuxhaven) die großflächige, qualitätsoptimierte Erzeugung von Rohrkolben (T. angustifolia/T. latifolia) und die Verwertung der Biomasse als Baustoff und als Gartenbausubstrat (Torfersatz) entwickelt, demonstriert und für die Vermarktung vorbereitet werden. Das Teilprojekt 'Gartenbausubstrate' wird gemeinsam von der Hochschule Osnabrück und dem Unternehmen Klasmann-Deilmann durchgeführt. Ziel dieses Teilprojekts ist es, zu ermitteln, wie sich Rohrkolben (Typha) als Torfersatzstoff für Kultursubstrate im industriellen Maßstab verwerten und im Hobby- und Erwerbsgartenbau einsetzen lässt. Neben der Entwicklung von Verwertungsmöglichkeiten von Typha wird der Fokus auf die Wirtschaftlichkeitsanalyse gelegt. Diese umfasst die Ermittlung und Bewertung des Marktpotenzials für Typha im Gartenbausektor und stellt darüber hinaus die Konkurrenzfähigkeit mit bereits existierenden alternativen Ausgangsstoffen dar. Zur Evaluierung der Eignung von Typha als Substratbestandteil sollen die beiden Typha-Arten T. angustifolia und T. latifolia in Abhängigkeit von Pflanzstandort, Anbaubedingungen und Erntezeitpunkt betrachtet werden. Da sich erfahrungsmäßig keine reinen Typha-Bestände entwickeln, sollen zusätzlich auch Mischungen mit einem Anteil an typischer Begleitvegetation untersucht werden. Zur Verbesserung der Substrateigenschaften werden die Materialien einer geeigneten Aufbereitung unterzogen. Die hierzu in vorausgehenden Forschungsprojekten im Modellmaßstab gewonnenen Erkenntnisse sollen in Rahmen des hier beantragten Vorhabens bis zur Entwicklung industriell implementierbarer Technologien und marktreifer Produkte vorangetrieben werden.

Wärmenutzung im Kontext der Flexibilisierung von Biogasanlagen - Entwicklung eines Software-Werkzeugs zur intelligenten und automatisierten Definition und Optimierung von Wärmekonzepten, Teilvorhaben 2: Eigenwärmebedarf und Wirtschaftlichkeitsberechnungen

Das übergeordnete Projektziel besteht in der Entwicklung eines freiverfügbaren Software-Tools (BIOHEATING) für die standortspezifische Generierung von Wärmenetzkonzepten und für die Berechnung von erzielbaren Mehrerlösen des Wärmenetzbetriebs. Dabei richtet sich die Bereitstellung des Tools vor allem an Gemeinden/Bürgermeister aber auch Biogasanlagen- (BGA) Betreiber, welche schnell und unkompliziert einen Überblick über die Potentiale eines von einer BGA gespeisten Wärmenetzes in ihren Gemeinden haben möchten. Der Tool-Anwender soll ohne großen Aufwand und mit wenigen Eingabeparametern abschätzen können, welche Wirtschaftlichkeit ein geplantes Wärmenetz hat. Zudem sollen BGA-Betreiber Vorschläge erhalten, inwiefern ihre Anlage dem Wärmenetz anzupassen ist, um flexibel und wirtschaftlich Wärme zu erzeugen. Das BIOHEATING-Tool verbindet dazu die Stärken der bestehenden Open Source-Anwendungen THERMOS und SOPHENA zu einer Komplettlösung. Das in THERMOS integrierte Netzoptimierungsmodell wird zur Ermittlung eines kostenoptimalen Netzdesigns genutzt. Gleichzeitig wird THERMOS als Schnittstelle zu individuellen GIS-Daten sowie für die Identifizierung von Wärmequellen und Senken eingesetzt. Die technische, ökonomische Planung der Wärmeversorgung wird mit SOPHENA durchgeführt. Die vorhandenen Funktionen werden hinsichtlich der Anwendbarkeit im ländlichen Bereich und der Integration von Wärme aus BGA ergänzt. Im Fokus dieser Betrachtung stehen dabei die Methoden zur Bestimmung von Wärmeerzeugung- und Lastgänge sowie die Auslegung von Großwärmespeicher und weiterer erneuerbarer Erzeugungsquellen. Zusätzlich ermöglicht ein BGA-Konfigurator die Integration von BGA in Wärmenetze. BGA-Betreiber bekommen so die Möglichkeit, ihre bestehende Anlagentechnik entsprechend zu analysieren und anzupassen. Abschließend wird das BIOHEATING-Tool in einer Modellregion angewendet. Die Ergebnisse werden in einer Informationsveranstaltung veröffentlicht.

Dynamisches Regelungssystem zur Rücklauftemperatursenkung in Wärmenetzen durch abnehmerindividuelle Wärmeprognosen, Teilvorhaben: Technische Darstellung Ist-Zustand Fernwärmeversorgung & Wirtschaftlichkeitsanalyse inkl. Ableitung für Wärmelieferverträge

Für einen kosteneffizienten Betrieb von bestehenden Fernwärmenetzen ist vornehmlich eine effiziente Temperaturspreizung an der kundenseitigen Übergabestation sicherzustellen. Im Rahmen des Entwicklungsvorhabens soll ein dynamisches Regelungssystem für Fernwärmenetze im urbanen und ländlichen Raum entwickelt werden, welches automatisch dafür sorgt, dass an jeder Wärmeübergabestation eine höchstmögliche Temperaturspreizung erreicht wird. In das Regelungssystem fließen Prognosen über den kundenspezifischen Wärmebedarf des Folgetags ein. Durch die gesteigerte Temperaturspreizung soll die Netzkapazität in Wärmenetzen sowie der Verstromungsgrad der Erzeugungsanlagen verbessert werden. Mittels eines Stromvermarktungsmoduls sollen kurzfristig auftretende Preisschwankungen am Sportmarkt ausgenutzt werden, in dem die Wärmeauskopplung zu Gunsten einer erhöhten Stromproduktion bei Heizkraftwerken gesenkt wird. Vor diesem Hintergrund leistet das Vorhaben einen wichtigen Beitrag, um die Systemeffizienz von Fernwärmesystemen zu steigern und zusätzliche Wärmekunde an das Netz anzuschließen.

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