Studie Zum Solarstrompotenzial Der Altstadt Spandau Impressum
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Studie zum Solarstrompotenzial der Altstadt Spandau Impressum Im Auftrag der Leitstelle für Nachhaltigkeit und Klimaschutz Corina Weber (Leitung) Angelika Haaser (Klimaschutzmanagerin) Bezirksamt Spandau von Berlin Carl-Schurz-Str. 2/6 13597 Berlin Erstellt von Reiner Lemoine Institut www.reiner-lemoine-institut.de [email protected] Rudower Chaussee 12 12489 Berlin Autorinnen Birgit Schachler Sabine Haas Sarah Berendes Mascha Richter September 2020 Finanziert im Rahmen der Städtebauförderung Bildnachweise Titelbild: Senat für Stadtentwicklung und Wohnen Alle weiteren Fotos in der Studie: Reiner Lemoine Institut SolarCity Spandau Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis II Zusammenfassung III 1 Ausgangssituation 1 2 Bestandserfassung 2 2.1 Methodik . 2 2.1.1 Bestimmung des Stromverbrauchs . 2 2.1.2 Bestimmung von solar erzeugter Energie . 5 2.2 Ergebnisse . 6 2.2.1 Stromverbrauch . 6 2.2.2 Solar erzeugte Energie . 10 3 Potenzialerhebung für die Erzeugung von Solarstrom 16 3.1 Methodik . 16 3.1.1 Erstellung eines Kriterienkatalogs . 16 3.1.2 Bestimmung des PV-Potenzials . 22 3.2 Ergebnisse . 23 4 Ertragsprognose für acht ausgewählte Gebäude 25 4.1 Methodik . 26 4.1.1 Abschätzung von Anlagengröße und erwartetem Ertrag . 26 4.1.2 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung . 27 4.2 Ergebnisse der Detailbetrachtungen . 32 4.2.1 Mauerstraße 6 (Kulturhaus) . 33 4.2.2 Carl-Schurz-Straße 17 (Volkshochschule) . 35 4.2.3 Moritzstraße 17 (Musikschule) . 36 4.2.4 Lindenufer 29 . 37 4.2.5 Ritterstraße 7 . 39 4.2.6 Reformationsplatz 6 . 41 4.2.7 Reformationsplatz 8 . 42 4.2.8 Jüdenstraße 37 . 44 5 Ergebnisse und Empfehlungen 45 A Anhang i Reiner Lemoine Institut | 2020 I SolarCity Spandau Abkürzungsverzeichnis BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft BEK Berliner Energie- und Klimaschutzprogramm DGS Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie DWD Deutscher Wetterdienst EEG Erneuerbare Energien Gesetz GHD Gewerbe, Handel, Dienstleistung GIS Geoinformationssystem KWKG Kraft-Wärme-Kopplungs Gesetz N Nord NO Nord-Ost NW Nord-West O Ost OSM OpenStreetMap PV Photovoltaik S Süd SO Süd-Ost SW Süd-West TLP tagesparameterabhängige Lastprofile TRJ Testreferenzjahr VHS Volkshochschule W West Reiner Lemoine Institut | 2020 II SolarCity Spandau Zusammenfassung Der Bezirk Spandau strebt eine klimaneutrale Altstadt an und leistet damit einen Bei- trag für das Ziel, Berlin bis 2050 zu einer klimaneutralen Stadt zu entwickeln (Berliner Energie- und Klimaschutzprogramm). In der vorliegenden Studie wurde das Potenzial der Altstadt für die Nutzung von solarer Energie zur Erzeugung von Strom und gege- benenfalls Wärme erfasst und bewertet. Die Ergebnisse sollen als Basis genutzt wer- den, um Gebäudeeigentümer*innen zu ermutigen, auf ihren Dachflächen Photovoltaik- und/oder Solarthermie-Anlagen zu installieren. Die Altstadt Spandau umfasst ungefähr 108 ha, annähernd 500 Gebäude, deren Bau- historie teils ins 15. Jahrhundert zurückreicht und einen entsprechend hohen Denkmal- schutzanteil aufweist, sowie rund 2.800 Einwohner*innen. 2015 wurde die Altstadt in die Förderkulisse „Städtebaulicher Denkmalschutz aufgenommen". In diesem Rahmen startete die Leitstelle für Nachhaltigkeit und Klimaschutz im Bezirksamt Spandau 2016 das Projekt „Beratung energetische Erneuerung – Maßnahmen für eine klimaneutrale Altstadt 2050“, welches mit der vorgelegten Studie zum Solastrompotenzial der Altstadt abgeschlossen wird. Die Untersuchungen ergeben einen Gesamtstromverbrauch der Altstadt Spandau von rund 12,2 GWh/a. Für die drei bislang installierten Photovoltaikanlagen ergeben Er- tragsberechnungen einen geschätzten Jahresertrag von 9,71 MWh. Damit können aktu- ell nur knapp 0,1 % des Strombedarfs der Altstadt Spandau aus Photovoltaikanlagen vor Ort gedeckt werden. Zusätzlich wurde die Deckung des Wärmebedarfs eines Gebäu- deblocks mit einer bestehenden Solarthermieanlage bestimmt. Bei einem geschätzten Wärmebedarf des Blocks von rund 415 MWh ergibt sich eine Deckung von etwa 1,1 %. Anhand eines zuvor festgelegten Kriterienkatalogs wurde für jedes Gebäude in der Alt- stadt das Solarstrompotenzial ermittelt. Dabei wurden technische, wirtschaftliche und gesetzliche Aspekte wie Denkmalschutz berücksichtigt. Auf dieser Basis wurden zusätz- lich acht Gebäude – darunter drei im Besitz des Bezirks und vier unter Denkmalschutz – mit gutem oder sehr gutem Potential ausgewählt, um für diese eine vertiefte De- tailbetrachtung durchzuführen. Ziel war es, den Eigentümer*innen dieser Gebäude eine Einschätzung zur ungefähren Anlagengröße, dem zu erwartenden Ertrag, möglichen Be- triebsmodellen sowie der Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage auf dem Dach zu geben und diese somit zu einer Installations- und Investitionsentscheidung zu motivieren. Insgesamt zeigt die Studie ein signifikantes Potenzial für den Einsatz von Photovol- taikanlagen in der Altstadt Spandau: 51 % der Gebäude sind sehr gut oder gut geeig- net, 14 % erwiesen sich als bedingt geeignet. Es konnte ein PV-Gesamtpotenzial von 2,53 MWP eak und eine potenzielle Solarstromerzeugung von 2,1 GWh im Jahr ermittelt werden. Bei Nutzung dieses Potenzials kann der Anteil des vor Ort erzeugten Solar- strom am Gesamtstrombedarfs in der Altstadt Spandau von derzeit 0,1 % auf bis zu 17,5 % erhöht werden. Es konnte gezeigt werden, dass selbst bei erschwerten Bedingun- gen wie Denkmalschutz und strengen Vorgaben durch das Gestaltungshandbuch für die Altstadt oder kleinem Dach mit hoher Verschattung, ein wirtschaftlicher Betrieb von PV-Anlagen unter heutigen Kosten- und Förderbedingungen realisierbar ist. Reiner Lemoine Institut | 2020 III SolarCity Spandau 1 Ausgangssituation Der Bezirk Spandau leistet einen Beitrag im Rahmen des Ziels Klimaneutrales Berlin 2050 des Berliner Energie- und Klimaschutzprogramm (BEK) und strebt diesbezüglich eine klimaneutrale Altstadt an. Ein Aspekt zum Erreichen dieses Ziels sollen Maßnah- men zum Energiesparen speziell im Quartiers- und Einzelgebäudebereich sein. Dazu zählt der Einsatz und die Stärkung erneuerbarer Energien vor Ort. Besonders hervor- zuheben sind gemäß BEK die Potenziale zur Erhöhung erneuerbarer Energien bei der Strom- und Wärmeerzeugung. Daher werden besonders die solare Strom- und Wär- meerzeugung auf Dächern und Fassaden betrachtet. Dort liegt ein großes Potenzial, welches die bisher identifizierten Möglichkeiten noch nicht ausschöpft. Das Untersu- chungsgebiet Altstadt Spandau, dargestellt in Abbildung 1, umfasst ungefähr 108 ha, annähernd 500 Gebäude und rund 2.800 Einwohner*innen. In dieser Studie soll das Potenzial der Altstadt Spandau für die Nutzung von solarer Energie zur Erzeugung von Strom und gegebenenfalls auch Wärme erfasst und bewertet werden. Die Ergebnis- se sollen als Basis genutzt werden, Gebäudeeigentümer*innen zu ermutigen, auf ihren Dachflächen Photovoltaik- und/oder Solarthermie-Anlagen zu installieren. Abbildung 1: Untersuchungsgebiet Altstadt Spandau Reiner Lemoine Institut | 2020 1 SolarCity Spandau 2 Bestandserfassung Ziel der Bestandserfassung ist die Abschätzung des aktuellen Stromverbrauchs sowie des Anteils an solar erzeugtem Strom in der Altstadt Spandau. Der aktuelle Stromver- brauch wird dabei für die Verbrauchssektoren private Haushalte sowie Gewerbe, Handel, Dienstleistung (GHD) blockscharf bestimmt, wobei kommunale Nicht-Wohngebäude dem GHD-Sektor zugeordnet werden. Aufgrund des erheblichen Einflusses auf den Ge- samtstromverbrauch wird zusätzlich der Stromverbrauch durch Nachtspeicherheizungen ermittelt. Mit Hilfe von Standardlastprofilen werden zudem zeitaufgelöste Lastgänge für jeden Gebäudeblock erstellt. Zur Bestimmung des Anteils an solar erzeugtem Strom wird die Energieerzeugung bestehender PV-Anlagen mittels hochaufgelöster Wetterda- ten berechnet. 2.1 Methodik 2.1.1 Bestimmung des Stromverbrauchs Bestimmung des Haushaltsstrombedarfs Eine Auswertung von 522.000 Ein- bis Fünf-Personen-Haushalten der Energieagentur NRW [1] ergab, dass der durchschnittliche jährliche Stromverbrauch eines Haushalts maßgeblich von der Haushaltsgröße sowie der Art der Warmwasserbereitung abhängig ist. Für das Untersuchungsgebiet Altstadt Spandau wurde im Zuge einer von der Leitstelle für Nachhaltigkeit und Klimaschutz des Bezirksamts Spandau beauftragten Untersu- chung zu Maßnahmen für eine klimaneutrale Altstadt 2050 [2] eine Befragung durchge- führt, welche ergab, dass die Warmwasserbereitung überwiegend über dezentrale Gas- Durchlauferhitzer umgesetzt wird, zum Teil auch über Strom-Durchlauferhitzer (Siehe Tabelle 6 in [2]). Da die Ergebnisse dieser Befragung allerdings nicht repräsentativ sind, wird für den Anteil an Haushalten mit elektrischer Warmwasserbereitung vom deutschlandweiten Durchschnitt ausgegangen. Es werden gewichtete Verbrauchswerte aus der Auswertung der Energieagentur NRW [1] angesetzt, welche einen durchschnitt- lichen zusätzlichen Stromverbrauch für elektrische Warmwasserbereitung beinhalten. Die zugrunde liegenden Werte sind in Tabelle 1 gelistet. Tabelle 1: Gewichteter Jahresstromverbrauch je Haushaltsgröße aus einer Auswertung der Energieagentur NRW [1]. Der Gewichtete Jahresstromverbrauch beinhaltet einen durchschnittlichen zusätzlichen Stromverbrauch für elektrische Warmwasserbereitung. Haushaltsgröße Jahresstromverbrauch in kWh 1 Person 2.229 2 Personen 3.202 3 Personen 4.193 4 Personen 4.955 5 Personen 5.928 Reiner Lemoine Institut | 2020 2 SolarCity Spandau Der Stromverbrauch jedes Blocks bestimmt sich somit hauptsächlich über die durch- schnittliche Haushaltsgröße und die Anzahl der in dem Block lebenden Personen. Die Anzahl der in jedem Block lebenden