Ausgangslage: Ölheizung, keine eigene Stromproduktion und ein Gemeindefahrzeug mit Verbrennungsmotor.
Die Gemeinde hat sich ein neues Elektroauto zugelegt. Die Ölheizung ist einer modernen Pelletsheizung inklusive eigener Strom-erzeugung im Winter (Kraft-Wärme-Kopplung mit Stirling Motor) gewichen. Eine Photovoltaikanlage mit Stromspeicher soll noch folgen. Damit ist dann das Gemeindeamt autark von fossilen Energieträgern, auch im Bereich der Mobilität und im Winterhalb-jahr.
Energiewende im Sommer: Einfach mit Photovoltaik zu bewerkstelligen.
Durch den starken Preisverfall und guten Fördermöglichkeiten bei Photovoltaikanlagen, ist heutzutage der Betrieb solcher Anla-gen wirtschaftlich sehr leicht möglich. Im Sommer kann aus Photovoltaik auch Wärme (z.B. über Warmwasserwärmepumpen) und Strom für E-Mobilität produziert werden. Eine Stromspeicherung – im Tagesbereich – ist leicht über Pumpspeicherkraftwer-ke bzw. auch über Batterien im eigenen Haushalt möglich.
Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen im Winter: Biomasse als Energiespeicher
Leider gibt es nach wie vor nur sehr begrenzte Möglichkeiten, den Strom direkt zu speichern, um damit über das Winterhalbjahr zu kommen. Photovoltaik liefert in den Wintermonaten kaum Energie. Viel zu wenig, um Heizungen, wie Wärmepumpen zu betreiben oder um Elektro Fahrzeuge zu laden. Zumal im Winter auch deutlich mehr Strom verbraucht wird. Hier kommt Bio-masse ins Spiel, sie ist nichts anderes als gespeicherte Sonnenenergie.
Biomasse lässt sich aber nur zu einem Teil (bis zu ca. 35% in unserem Falle mit dem Stirling Motor 10%) in Strom umwandeln.
Aus dem Rest der Energie entsteht Wärme. Um die gesamte Energie optimal zu nutzen, macht nur ein Winterbetrieb Sinn, weil nur hier die Wärmeenergie für Heizzwecke verwendet werden kann. In der Fachsprache nennt sich so etwas „wärmegeführte Kraft-Wärme-Kopplung“, sie ist die effizienteste Möglichkeit Brennstoffe energetisch zu nutzen.
Trotz der geringen Leistung des Stirling Modules (ca. 900 Watt), ist die Energiemenge mehr als ausreichend, um genügend Strom für das Elektroauto im Winterhalbjahr herzustellen. Die häufig kritische gestellte Frage, woher der Strom im Winter für Elektromobilität kommen soll, kann somit beantwortet werden.
Ziel war es, das Gemeindeamt St. Jakob im Rosental in allen drei Senktoren (Strom, Wärme und Mobilität) auch über das Win-terhalbjahr bilanziell unabhängig von fossilen Energieträgern zu machen. Insbesondere sollte auch über das Winterhalbjahr Strom für das Elektroauto dezentral vor Ort erzeugt werden.
Das Projekt lief über die gesamte Projektlaufzeit der Weiterführungsphase I. Die ursprüngliche Ölheizung sollte durch eine Pel-letsheizung ersetzt werden. Der KEM Manager machte dann gleich den Vorschlang, eine stromproduzierende Heizung einzuset-zen. Im ersten Schritt wurde die Ölkesselanlage gegen eine Pellets-Mehrkesselanlage (insges. 3 Kessel) ersetzt. Ein Kessel hatte dabei einen Blinddecke, wo zu einem späteren Zeitpunkt ein Stirling Modul nachgerüstet werden konnte. Die Finanzierung er-folgte im „Einspar-Contracting“, die Gemeinde hatte dabei keinerlei Investitionen tätigen müssen, die Energiekosten konnten sofort gesenkt werden. Im nächsten Schritt wurde das Stirling Modul nachgerüstet. Das Stirling Modul befindet sich im Eigentum der Gemeinde, es konnte auch durch den KElWOG Fonds mit 50% gefordert werden. Das Energiekonzept soll noch mit PV Anlage und notstromfähiger Batterie ergänzt werden. Allerdings zeigt sich die Notstromfähigkeit (inkl. „Schwarzstartfähigkeit“ und Integration des Stirling Modules) bei so einer komplexen Anlage nicht so einfach realisieren zu sein, sodass diese Ergänzungen in der Weiterführungsphase II getätigt werden solle.
Die Pelletsheizung wurde vollständig mit Fremdkapital finanziert. Das Finanzierungsmodell ist „Einspar-Contracting“, so ist es der Gemeinde möglich sofort Energiekosten zu sparen. Die Amortisierungszeit beträgt für die Pellets Anlage aus Gemeindesicht damit 0 Jahre. Das Stirling Modul wurde hingegen von der Gemeinde finanziert. Von den knapp 20.000 Euro Investitionskosten wurden knapp 10.000 Euro aus dem Kärntner KElWOG Fonds gefördert. Bei einer erwartetet Stromerzeugung von 5.000 kWh pro Jahr, amortisiert sich das Stirling Modul aus Gemeindesicht nach 16,66 Jahren.
Durch die Umrüstung von Öl auf Pellets konnten rund 30.000 Liter Heizöl eingespart werden. Mit einem Konversationsfaktor von 310 g/kWh bei Heizöl und 17 g/kWh bei fester Biomasse (beide Werte aus OIB RL 6: 2019) ergibt sich eine CO2 Einsparung von 87,9 Tonnen pro Jahr. Nimmt man noch die Stromerzeugung dazu (5.000 kWh/Jahr) mit einem Konversationsfaktor von 227 g/kWh ergibt sich eine zusätzliche Einsparung von 1,05 Tonnen CO2
Das Projekt wurde gemeinsam mit Energielandesrätin von Kärnten Sara Schaar vorgestellt. Das Projekt wurde vom gesamten Projektteam sehr, sehr positiv aufgenommen. Eine Präsentation des Konzeptes fand in Kulturhaus von St. Jakob im Rosental gemeinsam mit „Energierebell“ Wolfgang Löser statt. Des Weiteren wurde das Projekt beim Verein für Energieautarkie sowie beim Fachmagazin energie:bau in Form eines Video Interviews vorgestellt.
Das Konzept eignet sich dafür, auch größer skaliert zu werden. So wurde ein Konzept bereits für das Gemeindeamt Finkenstein am Faaker See erstellt, wobei hier der Energieträger nicht Pellets, sondern Methan (Erdgas) aus erneuerbaren Energieträgern sein könnte. Es soll vorhandene Infrastruktur (Gasanschluss) weiterverwendet werden. Satt eines Stirlingmotors könnte hier eine Hochtemperatur Brennstoffzelle (SOFC) zum Einsatz kommen. Der Vorteil einer so einer Brennstoffzelle wäre eine wesentlich höhere Stromkennzahl von 60%. Der KEM Manager ist mit einem Hersteller in Deutschland in Kontakt. Wichtig ist bei der Um-setzung derartiger Projekte, dass Wärme und Stromerzeugung sehr gut aufeinander abgestimmt sind, sodass Kraft Wärme Kopplungsanlagen wirklich rein wärmegeführt betrieben werden können. Wichtig für die Energiewende dabei ist aber auch res-sourcenneutrale Stromerzeugungsformen im Winter zu forcieren wie z.B. die Windkraft, da Biomasse nicht unbegrenzt zur Ver-fügung steht.
Der Motivationsfaktor war eine konsequente Energiewende mit 100% erneuerbarer Energie in allen 3 Sektoren (Strom, Wärme und Mobilität). Ganz bewusst hat das Projekt auch provoziert. So sah der Mobilität Masterplan Kärnten eine Unabhängigkeit von fossilen Treibstoffen bis 2035 vor. Als der Mobilitätsmasterplan Kärnten herauskam schien dieses Ziel unmöglich erreichen zu sein. Dieses Projekt hat aber bewiesen, dass dies sogar wesentlich früher (in diesem Falle 15 Jahre !!) zu erreichen ist. Neue Technologien, wie alltagstaugliche E-Mobilität und dezentrale Stromerzeugungsanlagen für das Winterhalbjahr (Stirling Motor, Brennstoffzellen oder Blockheizkraftwerke) machen dies möglich.
"Ein innovatives Energiesystem im Marktgemeindeamt St. Jakob im Rosental zeigt uns, dass die Energiewende in allen Energie-Sektoren (Wärme, Strom und Mobilität) einfacher als wir denken, machbar ist.
Die Energiewende funktioniert im Sommer mittels Photovoltaik sehr einfach. Die große Herausforderung ist es, die Energiever-sorgung (insbesondere die Stromversorgung) im Winterhalbjahr sicherzustellen, nicht zuletzt, weil im Winterhalbjahr durch eine steigende Anzahl an Wärmepumpen und Elektromobilität der Stromverbrauch in diesem Jahresabschnitt erheblich höher werden wird. Biomasse ermöglicht es uns, die Sonnenenergie in das Winterhalbjahr zu bringen. Bei der Verstromung der Biomasse ist es wichtig, dass entsprechende Wärmeabnehmer zur Verfügung stehen, denn nur so ist eine vollständige energetische Nutzung der Biomasse möglich. Durch dieses Konzept, welches auch größer skalierbar ist, kann gezeigt werden, dass mit den aktuellen Tech-nologien und Ressourcen die Energiewende verhältnismäßig einfach vollständig (auch im Mobilitätsbereich) gelingen kann."
