In nachfolgender Tabelle werden die untersuchten Potenziale zusammenfassend dargestellt. Die Einteilung in –, -, +, ++ stellt die mit der jeweiligen Quelle bereitstellbaren Deckungsgrade im Sinne eines Ausbaupotenzials, bezogen auf den Gesamtwärmebedarf dar. Die Attribute werden wie folgt vergeben:

Deckungsgrad 0 – 10 %:               —

Deckungsgrad 10 – 20 %:             –

Deckungsgrad 20 – 50 %:             +

Deckungsgrad 50 – 100 %:          ++

Biomasse

Basierend auf den Angaben des Forstamts Biedenkopf konnte ein theoretisches Potenzial von insgesamt 4,7 GWh ermittelt werden

Die Waldflächen im beplanten Stadtgebiet sowie die einschränkenden Vogelschutz- und FFH-Gebiete sind in folgender Abbildung dargestellt.

Geothermische Potenziale

Anzumerken ist, dass folgende Potenzialbetrachtung nur eine grobe Einschätzung der möglichen Nutzung geothermischer Potenziale aufzeigt und Einzelfallbetrachtungen gegebenenfalls zu anderen Ergebnissen führen können sowie die Potenzialkarten von den tatsächlichen Gegebenheiten abweichen können.

Nachfolgend werden die Nutzungsmöglichkeiten der oberflächennahen Geothermie sowie die derzeit bereits bestehenden Erdwärmesondenanlagen auf dem Stadtgebiet dargestellt.

Fluss- oder Seewasser

Aufgrund der geografischen Nähe wird nachfolgend das Wärmepotenzial aus oberflächennahen Gewässern näher untersucht. Durch das Stadtgebiet erstreckt sich ein Abschnitt der Lahn von ca. 12 km Länge.

Zur besseren Einordnung wird die Gewässertemperatur (Messstelle Oberbiel) in nachfolgender Abbildung als Jahresdauerlinie dargestellt. Zu sehen ist, dass sich die Temperatur der Lahn in der Regel zu etwa 8.000 h oberhalb von 5 °C befindet. Bei 5 °C wäre eine Abkühlung des Entnahmestroms über den Wärmetauscher von 3-4 K immer noch denkbar.

In der folgenden Tabelle werden daher verschiedene Umweltentzugsleistungen in kW bei bis zu 5 K Temperaturunterschied am Wärmetauscher und verschiedenen Abflüssen bis zu 20 % des MNQ dargestellt.

Potenziale aus Windkraftanlagen

In folgender Abbildung werden die Vorrang- und Ausschlussgebiete für Windkraftanlagen sowie die bestehenden auf dem Stadtgebiet dargestellt. In dem Vorranggebiet nordöstlich von Biedenkopf könnten schätzungsweise fünf neue Windkraftanlagen gebaut werden.

Potenzialflächen für PV-Freiflächen- und Windkraftanlagen

In folgender Abbildung werden die priorisierten Flächen im Besitz der Stadt Biedenkopf für PV-Freiflächenanlagen sowie Windkraftanlagen dargestellt. Insgesamt handelt es sich dabei um eine Fläche von 10,9 Hektar für PV-Freiflächen, woraus ein Potenzial von 7,2 MWh/a abgeleitet werden kann. Nordöstlich des Stadtgebiets befinden sich noch unbebaute Windvorrangflächen im kommunalen Besitz mit einer Fläche von 14,4 ha.

Potenziale aus PV-Dachanlagen

Für die Stadt Biedenkopf werden nach Angaben des Solarkatasters Hessen etwa 145,7 GWhel angegeben. Das Dachflächenpotenzial aufgeteilt nach Gebäudenutzungsart wird nachfolgend dargestellt.

Industrie/ Großverbraucher

Im Rahmen einer Unternehmensbefragung konnten positive Rückmeldungen zur möglichen Bereitstellung von Abwärme von drei Unternehmen verzeichnet werden.

Abwasserkanäle

Die Nutzung der Abwasserkanäle als dezentrale Wärmequelle bietet eine Möglichkeit zur Nutzbarmachung ohnehin vorhandener Wärme. Für einen technisch sinnvollen Betrieb sind gewisse Bedingungen zu erfüllen. Nach Rücksprache mit Systemherstellern, sowie nach WPG ist eine Betrachtung von Kanalabschnitten ab einer Breite und Höhe von mindestens DN 800 sinnvoll. Für eine ausreichende Wärmeentnahme ist ebenso ein gewisser Mindestdurchfluss im Kanal, auch Trockenwetterabfluss genannt, notwendig, der in etwa 15 l/s ² betragen sollte, sodass bevorzugt Sammler in nähere Betrachtung kommen können.

Das nach der Mindestdimension gefilterte Abwassernetz wird in folgender Abbildung dargestellt.

Nach Erhebungen des Statistischen Bundesamts entstehen pro Tag und Einwohner im Bundesdurchschnitt 128 Liter Abwasser.³ Pro 1.000 Einwohner entspricht dies einem durchschnittlichen Abfluss von etwa 1,5 l/s. Unter der Annahme einer Abkühlung um 2,5 K (in Anlehnung an Aussagen eines Systemherstellers) entspricht dies einer Wärmeentzugsleistung von etwa 16 kW pro 1.000 Einwohner. Somit ergibt sich für die gesamte Kommune überschlägig ein Wärmeentzugspotenzial von etwa 208 kW aus dem Abwasserkanal.

Aus einer überschlägigen Rechnung auf Basis der Einwohnerzahl konnte eine thermische Gesamtleistung einer Wärmepumpe von etwa 311 kW ermittelt werden.

Kläranlagen

Die lokalen Kläranlagen wurden ebenso näher betrachtet. Nachfolgend werden die Standorte der Kläranlagen auf dem Stadtgebiet Biedenkopf dargestellt.

Zur Potenzialabschätzung wurden die Abfluss- und Temperaturdaten der Kläranlage Wallau untersucht. Dabei lässt bei einem Trockenwetterabfluss von 352,2 kg/s und einer Abkühlung von 3,5 K eine mittlere Heizleistung der Heizzentrale während der Heizperiode von 2.714 kW ermitteln. Mit Hilfe von parallel geschalteten Wärmetauschern kann zusammen mit einer Wärmepumpenkaskade eine thermische Entzugsleistung von 2.036 kW ermöglicht werden.

Betrachtet man die Leistungszeitreihe einer fiktiven Wärmepumpenanlage an der Kläranlage, so ist erkennbar, dass die Maximalleistung des Wärmeerzeugers auf etwa 7.389 kW bemessen ist.

Zur Potenzialabschätzung wurden die Abfluss- und Temperaturdaten der Kläranlage Wallau untersucht. Dabei lässt bei einem Trockenwetterabfluss von 352,2 kg/s und einer Abkühlung von 3,5 K eine mittlere Heizleistung der Heizzentrale während der Heizperiode von 2.714 kW ermitteln. Mit Hilfe von parallel geschalteten Wärmetauschern kann zusammen mit einer Wärmepumpenkaskade eine thermische Entzugsleistung von 2.036 kW ermöglicht werden.

Betrachtet man die Leistungszeitreihe einer fiktiven Wärmepumpenanlage an der Kläranlage, so ist erkennbar, dass die Maximalleistung des Wärmeerzeugers auf etwa 7.389 kW bemessen ist.

Betrachtet man ausschließlich die Heizperiode von 01. Oktober bis 30. April, so ergibt sich unter Berücksichtigungen von technischen Systemgrenzen ein Potenzial von etwa 16.267 MWh.

Neben dem thermischen Potenzial in der örtlichen Kläranlage spielen auch die Lage und Entfernung zu potenziell zu versorgenden Quartieren eine Rolle. Die Kläranlage liegt in unmittelbarer Nähe zum Ort Wallau, wobei sich das Quartier Wallau West aufgrund seiner Wärmeliniendichte zur Versorgung über ein Wärmenetz und der Einbindung von der Abwärme der Kläranlage eignen würde (Abbildung 12).

Wasserstoff

Die Nutzung von Wassersoff ist an diverse Faktoren gekoppelt, diese sind insbesondere Verfügbarkeit, Emissionsfaktor und Preis. Die Verfügbarkeit von Wasserstoff mit einem geringen Emissionsfaktor (grüner Wasserstoff) ist derzeit nicht ausreichend gegeben. Daraus bedingt, werden wahrscheinlich hohe Preise abgerufen. Sofern ein Wasserstoffleitungsnetz dennoch in absehbarer Zeit günstige Wasserstoffkapazitäten liefert, eröffnet sich ein umfangreicheres Potenzial, auch für mögliche Wasserstoffeinspeisungen durch aufgebaute Erzeugungskapazitäten. Aufgrund der infrastrukturellen Unsicherheiten wird nur die Wasserstofferzeugung vor Ort im Rahmen der Potenzialanalyse betrachtet.

Basierend auf den Windvorranggebieten und den ermittelten Flächen zur erneuerbaren Stromerzeugung über Photovoltaik-Freiflächenanlagen kann ein überschlägiges Potenzial zur lokalen Erzeugung von grünem Wasserstoff ermittelt werden. Bei vollständiger Ausnutzung der Vorrangflächen und der Annahme von fünf Windkraftanlagen sowie der PV-Freiflächen ergibt sich unter Einhaltung technischer Systemgrenzen und wirtschaftlicher Auslegungskennzahlen hinsichtlich der Mindestauslastung ein erneuerbares Wasserstoffpotenzial von 50,4 GWh. Dabei werden etwa 71 % des verfügbaren erneuerbaren Stroms eingesetzt. Höhere Nutzungsgrade gehen mit deutlich höherer installierten Elektrolyseurkapazität einher, die die Gestehungspreise für Wasserstoff in die Höhe treiben würde.

Die Umsetzung einer lokalen Wasserstofflösung ist trotz grundsätzlich vorhandener Potenziale mit wesentlichen Unsicherheiten verbunden. So ist derzeit nicht abschießend geklärt, ob das bestehende lokale Netz technisch und wirtschaftlich für die Verteilung beziehungsweise Nutzung von Wasserstoff geeignet ist oder ob hierfür umfangreiche Anpassungen der Infrastruktur erforderlich wären. Hinzu kommt, dass die Investitionskosten für einen Elektrolyseur nach wie vor hoch sind und damit eine wirtschaftliche Umsetzung deutlich erschweren können. Gleichzeitig fehlt bislang ein belastbarer Transformationspfad für die übergeordnete Netzebene, sodass unklar ist, ob und in welchem Umfang künftig eine Anbindung an eine weiterreichende Wasserstoffinfrastruktur möglich sein wird. Vor diesem Hintergrund ist auch die Perspektive einer saisonalen Speicherung beziehungsweise überregionalen Ein- und Ausspeicherung von Wasserstoff derzeit mit erheblichen Unsicherheiten behaftet. Nachfolgend wird eine Bewertungsmatrix zur Eignung für eine Wasserstoffversorgung in Biedenkopf dargestellt.

Trinkwasserschutzgebiete

In nachfolgender Abbildung sind die Trinkwasserschutzgebiete für das beplante Gebiet dargestellt.

 FFH-Gebiete

In nachfolgender Abbildung sind die FFH-Gebiete für das beplante Gebiet dargestellt.

Vogelschutzgebiete

In nachfolgender Abbildung sind die Vogelschutzgebiete für das beplante Gebiet dargestellt.

Naturschutzgebiete

In nachfolgender Abbildung sind die Naturschutzgebiete für das beplante Gebiet dargestellt.

Landschaftsschutzgebiete

In nachfolgender Abbildung sind die Landschaftsschutzgebiete für das beplante Gebiet dargestellt.

Naturparks

In nachfolgender Abbildung sind die Naturparks für das beplante Gebiet dargestellt.

Biotope

In nachfolgender Abbildung sind die Biotope für das beplante Gebiet dargestellt.

Überschwemmungsgebiete

In nachfolgender Abbildung sind die Überschwemmungsgebiete für das beplante Gebiet dargestellt.

Bodendenkmäler

In nachfolgender Abbildung sind die Bodendenkmäler für das beplante Gebiet dargestellt.