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Heizen ohne Gas mit Geothermie oder Abwärme

Am Beispiel zweier Firmen stellen wir neue Heizkonzepte vor. Sie sind Vorbild für andere Gebäude und zeigen, welche Energien Anlagenbetreiber künftig verkaufen können.

Lesezeit: 7 Minuten

Früher war häufig der Preis für Brennstoffe ausschlaggebend für die Wahl eines Heizsystems. Vor dem Hintergrund der Gaskrise und der steigenden Preise für fossile Energie und Strom wünschen sich Unternehmer und Privatleute heute nachhaltige Konzepte und kalkulierbare Preise. Das zeigen unsere zwei Beispiele:

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Die Beispiele können nicht nur Vorbild sein für andere größere Gebäude, auch in der Landwirtschaft, wie Lagerhallen, Mietshäuser oder Bürogebäude von Verbänden oder Lohnunternehmen, sondern zeigen auch, wo welche Energien künftig gebraucht werden und welche Geschäftsfelder Anlagenbetreiber künftig haben könnten.

Heizen mit Geothermie: 21 Bohrungen in die Tiefe

Seit 24 Jahren bietet die Firma PlanET Biogastechnik aus dem westfälischen Gescher Biogasanlagen für Landwirte an. Im Jahr 2021 hat die Firma mit heute 250 Mitarbeitern ein neues Bürogebäude sowie Produktions- und Lagerhallen gebaut und 2022 bezogen. Die Energieversorgung des 10 Mio. € teuren Neubaus mit 2.000 m2 Büro und 2.600 m2 Hallenfläche sieht heute so aus:

  • Zentrales Element ist die Geothermie: Hiefür wurden 21 Bohrungen mit 99 m Tiefe vorgenommen, eine Pumpe fördert das 6 bis 10 °C warme Wasser aus der Tiefe nach oben.
  • Eine Wärmepumpe mit 16 kW elektrischer und 80 kW thermischer Leistung heizt das Wasser aus der Tiefe auf Temperaturen bis 24 °C auf.
  • Die Wärme gelangt in einen 10.000 l fassenden Pufferspeicher.
  • Daran angeschlossen ist ein Blockheizkraftwerk (BHKW) mit 50 kW elektrischer und 100 kW thermischer Leistung, das an kalten Tagen Wärme liefert. Das Gas kauft PlanET in Form von Biomethan zu, das von zwei Biogasanlagen aus dem Emsland stammt und die es ins Erdgasnetz einspeisen.
  • Auf dem Dach der Produktionshalle ist eine Photovoltaikanlage mit knapp 300 kW installiert. Sie liefert Strom für den Betrieb, auch für die Wärmepumpe. Überschüsse werden in einem Lithium-Ionen-Batteriespeicher mit 160 kWh Kapazität gespeichert, der den Betrieb nachts versorgt.
  • Auf dem Parkplatz des Geländes sind neun Ladesäulen mit jeweils zwei Ladepunkten angeschlossen, sodass 18 Fahrzeuge der Mitarbeiter bzw. Firmenfahrzeuge gleichzeitig laden können.

Heizen mit Geothermie: Rohrleitungen in Decken und Fußböden

Bei dem Heizsystem im Gebäude hat die Firma auf die Betonkernaktivierung gesetzt. Dabei wurden beim Bau im Beton der Decken und im Estrich des Fußbodens wasserführende Rohrleitungen verlegt. Während über die Rohre in den Fußböden geheizt wird, lässt sich über die Decken kühle Luft in die Büros einbringen. „Das ist eine sehr nachhaltige Form der Kühlung und viel effizienter als Ventilatoren oder Klimaanlagen“, erklärt Hendrik Becker, der die Firma zusammen mit Jörg Meyer zu Strohe gegründet hat.

Wenn im Sommer die Raumwärme nach oben steigt, erwärmt sich auch das Wasser in der Leitung. Dieses wird dann über die Geothermieleitungen in die Tiefe und im Gegenzug kaltes Wasser nach oben gepumpt. Über einen Wärmetauscher wird die Temperatur von Heiz- bzw. Kühlkreislauf geregelt. „Selbst bei 35 °C Außentemperatur haben wir im Gebäude maximal 24 °C“, sagt Becker.

Im Winter hat die Betonkernaktivierung einen weiteren Vorteil: Die großen Flächen heizen sich zwar langsamer auf als z.B. ein Heizkörper, speichern aber die Wärme. Damit lässt sich das System mit einer sehr geringen Vorlauftemperatur von 40 °C betreiben – ideal für ein Heizsystem wie die Wärmepumpe.

Heizen mit Geothermie: Hoher Dämmstandard

Damit der Betonspeicher effizient arbeitet, ist ein guter Dämmstandard im Gebäude nötig. „Wir haben dazu die teurere, aber nachhaltige Variante KfW 55 verwendet“, erklärt der Firmenmitbegründer. Diese Effizienzhausklasse bedeutet: Im Vergleich zu einem Referenzgebäude verbraucht der Neubau nur 55 % der Primärenergie. Dazu tragen speziell gedämmte Wände genauso bei wie dreifach verglaste Fenster.

Bei Bedarf springt das BHKW an und heizt den Pufferspeicher auf. Der gleichzeitig erzeugte Strom wird im Gebäude verbraucht oder in den Batteriespeicher geladen. Ein Energiemanagementsystem sorgt dafür, dass bei der Produktionsspitze am Mittag die angeschlossenen Elektroautos und der Batteriespeicher bevorzugt geladen werden.

„Vor dem Anschluss der PV-Anlage haben wir 17.000 kWh Strom im Monat verbraucht, jetzt sind es knapp 1.000 kWh“, sagt Jörg Meyer zu Strohe. Er ist sehr froh, dass das Energiekonzept noch vor der Ukrainekrise fertig wurde: Heute zahlen Gewerbebetriebe 70 ct/kWh und mehr für Strom aus dem Netz.

Heizen mit Abwärme: Erneuerbare Wärme als Standortvorteil

Die 1.000-Seelen-Gemeinde Großbardorf in Unterfranken (Bayern) ist in mehrfacher Hinsicht eine Besonderheit: In der Kommune, die sich seit 2012 offiziell „Bioenergiedorf“ nennen darf, gibt es eine Biogasanlage mit 600 kW elektrischer Leistung, an der 44 Landwirte beteiligt sind. Eine Orts-Energiegenossenschaft betreibt ein Nahwärmenetz mit 7 km Länge. Daran angeschlossen sind 150 Haushalte sowie Gewerbebetriebe, eine Schule und andere kommunale Gebäude.

Zu den Abnehmern gehört das Unternehmen Ifsys, das Zuführsysteme für Produktion und Montage entwickelt und herstellt. Damit beliefert die Firma verschiedene Branchen wie die Automobil- oder die Möbelindustrie. Ifsys beschäftigt in Großbardorf rund 230 Mitarbeiter – für eine kleine Gemeinde ein wichtiger Arbeitgeber. „Wir sehen durchaus Vorteile darin, im ländlichen Raum zu produzieren“, sagt Geschäftsführer Adelbert Demar, der die Firma 2006 zusammen mit Rigobert Zehner gegründet hat.

Ein Standortvorteil ist der Anschluss an das Nahwärmenetz. Die Firma hatte bis dahin mit Öl geheizt. Im Jahr 2011 war eine neue Montagehalle geplant. Als einer der beiden Vorstände der Energiegenossenschaft, Mathias Klöffel, davon erfuhr, schlug er den Anschluss vor. „Wir waren total begeistert. Eine neue Heizzentrale mit Ölkessel, Tanklager und Kamin hätte uns rund 100.000 € gekostet, der Netzanschluss dagegen nur 7.500 €.“

Diese Anschlussgebühr in Form von Genossenschaftsanteilen wurde nach kW festgelegt und diente als Investitionskostenzuschuss für das Nahwärmenetz. Gleichzeitig einigte sich die Energiegenossenschaft mit den Wärmeabnehmern auf einen Arbeitspreis von 10 ct/kWh.

Heizen mit Abwärme: Baumaßnahmen auf Wärmeversorgung abgestimmt

Als die Wärmeversorgung geregelt war, konnte Ifsys den Bau der Montagehalle darauf abstimmen. Dabei setzte die Firma auf eine Fußbodenheizung mit Betonkernaktivierung. In den Hallen herrscht eine Raumtemperatur von 18 bis 22 °C. Das Heizsystem hatte sich so gut bewährt, dass sich die Firma 2014 beim Neubau einer Fertigung ebenfalls für eine Verlegung von Heizleitungen im Betonfundament entschlossen hat. Die Wärme wird jetzt in einen Pufferspeicher mit 3.300 l Inhalt abgegeben, der das Betriebsgelände versorgt.

In einer kleinen Halle für die Vormontage und Lagerung, die mit einem heizölbasierten Warmluftgebläse beheizt wurde, haben sie jetzt eine Deckenheizung eingebaut, die Strahlungswärme abgibt. Auch sie ist an das Nahwärmenetz angeschlossen. Jetzt wird das gesamte Betriebsgelände mit Montagehallen, Büro- und Sozialräumen mit 5.500 m2 Heizfläche nur über die Abwärme der Biogasanlage versorgt.

Im Jahr 2021 hat Ifsys 230.000 kWh Wärme verbraucht und dabei nachweislich 55 t CO2 eingespart. „Ein Umstand, der von unseren Kunden immer mehr nachgefragt wird“, sagt Demar.

Die Heizung mit Betonkernaktivierung ist auch für das Nahwärmenetz strategisch günstig. Denn in Zeiten von hohem Wärmebedarf der Privathaushalte können die Betreiber die Wärmezufuhr an Ifsys zeitweilig drosseln. Damit ist es möglich, das Nahwärmenetz mit 95 % BHKW-Abwärme zu versorgen. 3 bis 4 % decken Holzhackschnitzel. Heizöl hat nur einen Anteil von maximal 2 %.

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