Eine Frage der Gesamteffizienz

„Am Anfang standen Bedenken, ob sich das rechnet“, räumt Rudi Baßel, Vorsitzender der Nauener Wohnungsbaugenossenschaft (NWG), unumwunden ein und spielt auf die gängigen Vorurteile gegenüber der Solarthermie im Geschosswohnungsbau an. Auch er sei davon nicht frei gewesen. Die Notwendigkeit, beim anstehenden Kesseltausch die Heiz- und Warmwasserkosten so weit als möglich zu senken, so dass die Mieter deutlich entlastet würden, habe ihn nach neuen Lösungen suchen lassen. Da der Umstieg auf Pelletheizung oder Wärmepumpe aus Kostengründen nicht machbar war, bot sich die Solarthermie in Kombination mit dem vorhandenen Erdgas als Alternative an. Denn „Gas hatten wir nun mal“, stellte Vorstand Baßel nüchtern fest.


Oben: Der Plattenbau in der Kreuztaler Straße wurde Anfang der 90er Jahre energetisch saniert. Jetzt wurde er mit der solaren Modernisierung fit für die kommenden Jahrzehnte gemacht.

Unten: Die Solarenergiezentrale im Keller – nicht nur ein Rohrknoten, sondern ein intelligenter Energiemanager.

„Wir haben uns sehr intensiv mit Erdgas-und-Solar-XXL und der Solarenergiezentrale (SEZ) befasst“, beschreibt er den Prozess, der zur solaren Modernisierung eines ersten Wohngebäudes mit 2325 Quadratmetern Wohnfläche in der brandenburgischen Kleinstadt vor den Toren Berlins geführt hat. Bei der Solarenergiezentrale des Potsdamer Systemanbieters Parabel Energiesysteme handelt es sich um eine bivalente Heizungsanlage, die zwei unterschiedliche Wärmequellen, eine konventionelle und eine solare, zu einer einheitlichen Heizungsanlage verbindet. Die 42 Quadratmeter große Kollektorfläche auf dem Plattenbau, der bereits kurz nach der Wende energetisch saniert worden war, wirkt eher unscheinbar und verrät nichts von den umfangreichen Vorarbeiten der Projektbeteiligten. Seit Anfang Januar 2010 versorgen nun fünf Großkollektoren als Teil der Systemlösung in Kombination mit zwei neuen Gasbrennwertkesseln die 40 Wohnungen der Kreuztaler Strasse mit Heizenergie und Warmwasser. Die fünf abgebauten alten Niedertemperaturkessel hatten über 16 Jahre als dezentrale Lösung jeweils acht Wohnungen eines Treppenaufganges bedient.

Wirtschaftlichkeits-Simulation zeigt Einsparungen auf

Bevor die Entscheidung für die Solarenergiezentrale und Erdgas-und-Solar-XXL gefallen war, lies sich Baßel im Sommer 2009 das Konzept der solaren Modernisierung anhand einer Wirtschaftlichkeits-Simulation (WISO) vorrechnen. Dabei kam heraus, dass Einsparungen beim Endenergieverbrauch wie bei den CO2-Emissionen in einer Größenordnung von rund 30 Prozent erreichbar sein würden. Bei den Heizkosten würde dies mit 33 Prozent sogar noch besser ausfallen. Die anfängliche Skepsis des NWG-Vorstands lies ihn alle Details prüfen: von den Projektkosten bei unterschiedlicher Kollektorgröße, den sich daraus ergebenden Verbrauchswerten, bis hin zur Frage, ob das Nutzerverhalten seiner Mieter dem der zu Grunde gelegten DIN-Werte entsprach. Am Ende hat ihn die Systemlösung der Solarenergiezentrale überzeugt, die mit geringen Investitionen hohe Einsparungen erzielt.

Gutes Beispiel vor Ort

Bestätigt wurde Baßel durch die Erfahrungen, die eine andere Wohnungsgenossenschaft am gegenüberliegenden Stadtrand von Berlin, in Königs Wusterhausen, gemacht hatte. Bei der dortigen Wohnungsgenossenschaft Königs Wusterhausen WGKG ist bereits im Juni 2009 im gleichen Haustyp eine Systemlösung mit der SEZ in Betrieb gegangen, allerdings in der Variante Fernwärme plus Solar XXL. Zwei Monate später ist eine weitere hinzugekommen, die bereits den Einstieg in die solare Bestandsmodernisierung markierte. Dadurch motiviert, wollte der Nauener Vorstand die eigene Installation noch vor Beginn des Herbstes durchführen lassen.

Zuverlässige Partner bieten Komplettangebot

Doch beim Versuch, die Arbeiten wie gewohnt durch ortsansässige Betriebe ausführen zu lassen, ergaben sich Probleme. So hatte der angesprochene Installationsbetrieb letztlich nicht die Motivation, sich auf die für ihn neue Aufgabe der solaren Modernisierung einzulassen. Auch in dieser Situation half der Erfahrungsaustausch mit der WGKG. Diese hatte sich ein Jahr zuvor mit der gleichen Situation konfrontiert gesehen und den Systemanbieter überzeugt, im Verbund mit Installations- und Planungspartnern seiner Wahl die Anlage zum Festpreis zu liefern. Daraus entstand ein Partnering-Programm, das so genannte 50-Gebäude-Programm, in dem die Systemlösung zum Festpreis, verbunden mit einer Einspargarantie von mindestens 20 Prozent und einer Geld-zurück-Garantie für den Fall des Nichteinhaltens, angeboten wird. Am Ende stellte sich das Angebot der Partner Parabel, Mercedöl-Feuerungsbau und Ingenieurbüro Kurth als deutlich günstiger heraus, als die Summe der Einzelangebote, wie Baßel feststellte. Auf dieser Basis wurde noch im Oktober 2009 mit Planung und Bau begonnen und am 23. Dezember 2009 abgeschlossen. Zuvor waren die Mieter ausführlich informiert und um ihre schriftliche Zustimmung gebeten worden.

Auch kleine Investitionen lohnen sich

Um die Investition so klein wie möglich zu halten, hatte sich Baßel für eine Kollektorfläche von nur 1 Quadratmeter pro Wohneinheit entschieden. Für eine weitere Verringerung der solaren Investitionskosten hat die staatliche Förderung gesorgt. Zwar ist der 30-prozentige Tilgungszuschuss des in Frage kommenden KfW-Förderprogramms an die Vergabe eines Kredites durch die Hausbank gekoppelt, kann jedoch per Sondertilgung sofort wieder abgetragen werden, ohne dass er gekürzt wird. Von dieser Möglichkeit machte die NWG Gebrauch, da sie bei der Finanzierung auf eigene Mittel zurück greifen konnte. Durch die vollständige Sondertilgung reduziert sich die solare Investition um rund 24.500 Euro. Für die NWG ergibt sich daher bei einer Gesamtinvestition von 130.130 Euro ein solarer Investitionsanteil (also ohne die Kosten der Kesselerneuerung) von 57.300 Euro. Bezogen auf den Quadratmeter beheizte Fläche sind das lediglich 25 Euro. Hätte sich die NWG für eine größere Kollektorfläche pro Wohneinheit entschieden, wäre dieser solare Investitionsanteil (und der solare Ertrag) entsprechend größer ausgefallen. Aber auch bei dieser Auslegung beträgt der solare Deckungsanteil immerhin 11 Prozent pro Jahr. Als Investor hat NWG-Vorstand Baßel also auf den Preis geschaut und sich für eine „kleine Lösung“ entschieden. Trotzdem weist die Gesamtanlage immer noch eine so gute Leistung auf, dass eine warmmietenneutrale Lösung realisiert werden kann.

Solarenergiezentrale macht Gasbrennwertheizung effizienter

Es lohnt sich daher, diesen Aspekt der Gesamteffizienz genauer unter die Lupe zu nehmen. Denn er ist ein Beleg dafür, dass die bivalente Technik der SEZ eine Wirtschaftlichkeit erreicht, die der einer monovalenten fossilen Anlage weit überlegen ist. Dies liegt darin begründet, dass die hochmoderne Regelung der Solarenergiezentrale nicht nur die Steuerung der Gasbrennwertkessel mit übernimmt. Sie arbeitet so gut, dass sie den Nutzungsgrad der Gasbrennwertkessel verbessern kann. Das macht die Stärke dieses „Hybridsystems“ aus. Hinzu kommen im Zusammenhang mit der Kesselerneuerung aber noch weitere „Neuheiten“, die den Gasverbrauch zusätzlich vermindern und damit Kosten sparen. Das vom Berliner Ingenieurbüro Kurth entwickelte Kesselkonzept tauscht die fünf alten, dezentral arbeitenden Niedertemperaturkessel mit je 38 Kilowatt, also insgesamt 190 Kilowatt, nicht einfach aus, sondern setzt auf Zentralisierung. Diese Zentralisierung arbeitet mit zwei unterschiedlich starken, in Kaskade geschalteten Brennwertthermen von 90 Kilowatt und 65 Kilowatt Leistung (155 Kilowatt in so genannter asymmetrischer Kaskadenschaltung). Damit wird einerseits die überdimensionierte Kesselleistung der Altanlagen reduziert. Andererseits bietet dies den Vorteil, dass über einen weiten Bedarfsbereich eine flexiblere Anpassung an die geforderte Leistung erzielt werden kann. Von Bedeutung ist dies deshalb, weil Gaskessel dann am wirtschaftlichsten arbeiten, wenn sie selten an- und ausschalten und stattdessen mit möglichst gleichmäßiger Leistung durchgefahren werden. Da je nach Kesselgröße dem Modulieren nach unten, also dem mit „kleinem Gas“ fahren, Grenzen gesetzt sind, ist es günstig, die Kesselleistung zwischen einem großen und einem kleinen Kesseln aufzuteilen, die jeweils im Sommer, der Übergangszeit oder dem Winter bedarfsgerecht eingesetzt werden können. Mit der asymmetrischen Kaskade der Gasbrennwertkessel in der Kreuztaler Strasse kann so in einem Bereich von 15 bis 155 Kilowatt moduliert werden. Mit einem einzelnen, großen Kessel wäre diese Bandbreite nicht möglich. Auch zwei gleich große Kessel wären nicht so günstig. Beim so genannten Kesseljahresnutzungsgrad, also der effektiven Nutzung der eingekauften Gasmenge, können – gesteuert durch die SEZ – bis zu 90 Prozent (Hu) erreicht werden, schätzt der Systemanbieter. Zudem reduziert diese bislang selten gewählte Konfiguration die Zahl der Brennerstarts und schont damit beide Thermen, was sich positiv auf deren Lebensdauer auswirkt. Am Ende hat die Zentralisierung noch den Charme, dass die Reduzierung von fünf Gaszählern auf einen sich positiv beim tariflichen Grundpreis niederschlägt.

Online-Energie-Monitoring zeigt Optimierung

Betrachtet man die Auswertungen des ersten Betriebsmonats, so fällt neben der Tatsache, dass es ein kalter Januar mit viel Schnee und wenig Sonne war, auf, dass der tägliche Kesselnutzungsgrad schwankt. Das lässt sich zum einen damit erklären, dass an Tagen ohne Sonnenschein die solare Unterstützung fehlt. Wie die Tagesprotokolle des Online-Monitorings belegen, steigt schon bei einem geringen solaren Deckungsgrad auch der Kesselwirkungsgrad an. Der Auszug vom 26. Januar 2010 zeigt exemplarisch, dass knapp vier Stunden Sonnenschein bei einer Außentemperatur unter –10 Grad ausreichen, den Kesselwirkungsgrad auf temporäre 94 Prozent zu erhöhen. Allerdings zeigen sich die Partnerfirmen mit dem durchschnittlichen Kesselnutzungsgrad von 86 Prozent im Januar noch nicht zufrieden. Das Optimierungspotenzial sei noch nicht ausgeschöpft. So jedenfalls interpretieren sie die Tagesdaten der Temperaturverläufe vom Kessel-, Heiz- und Kollektorkreis, also der Leistungsverlauf von Kessel- und Solaranlage. Betrachtet man die Funktion des Online-Monitorings, so wird deutlich, dass sie weit über die reine Protokollierung hinaus geht. Die Internet-Technik gestattet eine Fernparametrierung, die das Thema Optimierung als eine permanente Möglichkeit zur Leistungskontrolle und -verbesserung an die Hand gibt.

Mit der Entscheidung für die Systemlösung der Solarenergiezentrale hat sich der NWG-Vorstand um Rudi Baßel für mehr als nur eine sparsamere Heizungsanlage entschieden. Er hat sich die Möglichkeit eröffnet, die Kontrolle der Wärmekosten in Eigenregie zu übernehmen und damit für die Zukunft den eigenen Handlungsspielraum auch im Hinblick auf die Kaltmiete zu erweitern. Gemäß § 559 BGB kann der Modernisierungsanteil mit 11 Prozent jährlich auf die Kaltmiete umgelegt werden, allerdings schöpft die NWG diesen Rahmen nicht voll aus. Sie belastet ihre Mieter nur mit 9 Prozent. Als Ergebnis sinken die Warmmieten trotz der Modernisierungsumlage um runde 2 Cent pro Quadratmeter und Monat real. Eine Lösung also, die etwas besser als warmmietenneutral ist. Bezogen auf die Gesamtinvestition lassen sich über einen Zeitraum von 20 Jahren Heizkosten von rund 300.000 Euro einsparen. Sollten sich die angepeilten niedrigen Verbrauchswerte in der Praxis bestätigen, stellt Baßel die solare Modernisierung der weiteren Gebäude seiner Genossenschaft in Aussicht.

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