Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Aufbau eines separaten Niederspannungsnetzes, auch Microgrid genannt, das
- eine finanzielle Entlastung der Stromkunden erlaubt und
- Chancen zur mittelfristigen, andauernden Energieeffizienzsteigerung bietet.
Beim Betrieb eines Microgrid entfallen eine Reihe von Abgaben, z. B- Netznutzungsentgelte. Diese Kostenvorteile können an den Kunden weitergegeben werden. Das hier vorgestellte Tarifsystem für ein Microgrid enthält neben diesem Element noch Anreize zum Stromsparen, durch Belohnung niedrigen Verbrauchs sowie Zuschüssen zur Anschaffung neuer effizienter strombetriebener Geräte. Solch ein Tarifsystem ist jedoch nur mit einem Netzbetreiber möglich, der nicht nach Maximierung der Rendite strebt, sondern dem ein ausgeglichenes Betriebsergebnis ausreicht.
Aufgrund des Kostenaufwands für den Aufbau eines Microgrids handelt es sich bei dieser Überlegung vorerst um ein Mo-dell, dessen Umsetzbarkeit im Realexperiment erprobt werden muss. Eine Anwendung wäre im Rahmen der Internationa-len Bauaustellung (IBA Hamburg) in Hamburg-Wilhelmsburg, im südlichen Reiherstiegviertel, möglich. Zurzeit wird hier u.a. eine Mehrfamilienhaussiedlung aus den dreißiger Jahren energetisch saniert und an ein Wärmenetz angeschlossen, das durch regenerativ betriebene Blockheizkraftwerke (BHKW) und Solarthermie gespeist werden soll. Der Betreiber dieser Anlage ist ein kommunales Unternehmen, Hamburg Energie, und wäre prinzipiell in der Lage, ein Microgrid parallel zum Wärmenetz aufzubauen und zu betreiben. Der bei der Wärmeerzeugung durch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erzeugte Strom könnte, anstatt ins Verbundnetz eingespeist zu werden, an lokale Nachfrager über das Microgrid abgegeben werden.
Anhand dieses Beispiels soll die Möglichkeit des wirtschaftlichen Betriebs des Microgrids, bei gleichzeitiger finanzieller Entlastung der Stromabnehmer, überprüft werden. Darauf folgend wird der Rahmen für ein Tarif- und Anreizsystem zur Steigerung der Energieeffizienz und der weiteren finanziellen Entlastung der traditionell eher finanzschwachen Haushalte des südlichen Reiherstiegviertels entwickelt. Ein derartiges Vorgehen bietet so evtl. Mittel, Mietsteigerungen durch energetische Sanierungen aufzufangen.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 1.1 Forschungsfrage
- 1.2 Aufbau und Methodik der Arbeit
- 2. Grundlagen der Strom- und Wärmeerzeugung
- 2.1 Das Stromversorgungssystem
- 2.1.1 Strommarkt in der EU und Deutschland
- 2.1.2 Regelenergiemarkt
- 2.2 Das Wärmeversorgungssystem
- 2.2.1 Wärmeversorgung in Deutschland
- 2.2.2 Wärmenetze und Wärmespeicher
- 2.3 Rechtliche Rahmenbedingungen im Bereich Strom- und Wärmeversorgung
- 2.4 Kraft-Wärme-Kopplung und Blockheizkraftwerke
- 2.4.1 Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung
- 2.4.2 Verbrennungskraftmaschinen in Blockheizkraftwerken
- 2.4.3 Betriebskonzepte für Blockheizkraftwerke
- 2.5 Microgrid
- 2.1 Das Stromversorgungssystem
- 3. Stromnachfrage und Energieeffizienz
- 3.1 Entwicklung der Stromnachfrage von Haushalten
- 3.2 Energieeffizienzförderung durch Anreize und Technik
- 4. Planungen im Projektgebiet Hamburg-Wilhelmsburg
- 4.1 Projektgebiet Hamburg-Wilhelmsburg
- 4.2 Das Weltquartier im Reiherstiegviertel
- 4.2.1 Lage und bauliche Struktur
- 4.2.2 Bevölkerungsstruktur
- 4.2.3 Planungen
- 4.3 Der Energiebunker und das Nahwärmenetz
- 4.3.1 Lage, Geschichte und Aufbau
- 4.3.2 Bisherige Planungen
- 4.3.3 Geplantes Nahwärmenetz Weltquartier
- 4.4 Möglichkeiten für den stromgeführten Betrieb des Energiebunkers
- 4.4.1 Rahmenbedingungen
- 4.4.2 Varianten der Vermarktungsstrategie
- 5. Aufbau des Microgrid Energiebunker-Weltquartier
- 5.1 Grundannahmen
- 5.1.1 Varianten: Zwei Versorgungsgebiete
- 5.1.2 Netzverlegung
- 5.1.3 Stromnachfrage
- 5.2 Berechnung des Erlöspotentials und der möglichen Strompreise
- 5.2.1 Variante 1: Weltquartier
- 5.2.2 Variante 2: Gesamte SAGA GWG-Bestände südliches Reiherstiegviertel
- 5.3 Gesamtbetrachtung
- 5.1 Grundannahmen
- 6. Implementierung eines anreizbasierten Stromtarifs für das Weltquartier
- 6.1 Tarifstruktur
- 6.2 Ansprache und Gewinnung von Kunden
- 6.3 Ausgestaltung des Stromtarifs und konkrete Anreize zur Energieeffizienz
- 6.3.1 ,,Weltstromtarif“
- 6.3.2 Stromrechnung und Bewohneraufklärung
- 6.3.3 Aufbau des Anreizsystems
- 6.4 Effizienzgewinne und finanzielle Ersparnisse der Haushalte
- 7. Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Microgrids für das Weltquartier in Hamburg-Wilhelmsburg, um die Stromversorgung zu optimieren und Anreize für Stromsparen zu schaffen. Das Projekt soll untersuchen, wie der Energiebunker im Weltquartier genutzt werden kann, um Strom zu produzieren und an die Bewohner des Quartiers zu liefern. Die Arbeit analysiert dabei die technischen Möglichkeiten, die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen und die Auswirkungen auf die Bewohner.
- Analyse der Stromversorgung im Weltquartier
- Entwicklung eines Microgrid-Konzepts
- Bewertung der wirtschaftlichen Rentabilität des Microgrids
- Entwicklung eines anreizbasierten Stromtarifs für die Bewohner
- Bewertung der Auswirkungen des Microgrids auf die Energieeffizienz
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 führt in die Thematik der Arbeit ein und definiert die Forschungsfrage. Kapitel 2 bietet einen Überblick über die Grundlagen der Strom- und Wärmeerzeugung und beleuchtet die relevanten rechtlichen Rahmenbedingungen. Kapitel 3 analysiert die Entwicklung der Stromnachfrage von Haushalten und die Möglichkeiten der Energieeffizienzförderung. Kapitel 4 konzentriert sich auf die Planungen im Projektgebiet Hamburg-Wilhelmsburg, insbesondere das Weltquartier im Reiherstiegviertel, und beschreibt den Energiebunker und das geplante Nahwärmenetz. Kapitel 5 beschäftigt sich mit dem Aufbau des Microgrid Energiebunker-Weltquartier und analysiert die verschiedenen Varianten und deren Wirtschaftlichkeit. Kapitel 6 befasst sich mit der Implementierung eines anreizbasierten Stromtarifs für das Weltquartier und zeigt die Möglichkeiten zur Gestaltung und die potenziellen Auswirkungen auf die Energieeffizienz auf. Kapitel 7 fasst die Ergebnisse zusammen und bietet einen Ausblick auf zukünftige Entwicklungen.
Schlüsselwörter
Microgrid, Weltquartier, Hamburg-Wilhelmsburg, Energiebunker, Stromversorgung, Energieeffizienz, Anreizsystem, Stromtarif, Kraft-Wärme-Kopplung, Blockheizkraftwerk.
- Arbeit zitieren
- B.Sc. Jens-Phillip Petersen (Autor:in), 2010, Ein Microgrid für das Weltquartier in Hamburg‐Wilhelmsburg, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/177385
