Petition zur Umwidmung der geplanten Solarthermieanlage der Stadtwerke Leipzig in Leipzig-Lausen in eine PVT-Anlage zur Erzeugung von solarer Wärmeenergie UND Solarstrom
Stadt: leipzig
Drucksache: VII-P-07806-DS-02
Datum: 2022-12-13
Vorlagenart: Beschlussvorlage

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Ratsversammlung 
 
 
 
Beschlussvorlage-Nr. VII-P-07806-DS-02 
 
Status: öffentlich 
 
Eingereicht von: 
Petitionsausschuss / Petent: Dieter Krause 
 
 
Betreff: 
Petition zur Umwidmung der geplanten Solarthermieanlage der Stadt-
werke Leipzig in Leipzig-Lausen in eine PVT-Anlage zur Erzeugung von 
solarer Wärmeenergie UND Solarstrom 
 
 
Beratungsfolge (Änderungen vorbehalten): 
Gremium 
Voraussichtlicher 
Sitzungstermin 
Zuständigkeit 
   
Ratsversammlung  Beschlussfassung 
 
 
Beschlussvorschlag 
Die Petition wird abgelehnt. 
 
Räumlicher Bezug 
Stadtbezirk West 
Lausen-Grünau 
 
Zusammenfassung 
 
Anlass der Vorlage:    
 
  Rechtliche Vorschriften   Stadtratsbeschluss   Verwaltungshandeln 
 
x  Sonstiges: VII-P-07806 
 
 
Finanzielle Auswirkungen 
Finanzielle Auswirkungen x nein  wenn ja, 
Kostengünstigere Alternativen geprüft  nein  ja, Ergebnis siehe Anlage zur Begründung 
Folgen bei Ablehnung  nein  ja, Erläuterung siehe Anlage zur Begründung 
Handelt es sich um eine Investition (damit aktivierungspflichtig)?  nein  ja, Erläuterung siehe Anlage zur Begründung 
  
Im Haushalt wirksam von bis Höhe in EUR wo veranschlagt 
Ergebnishaushalt Erträge     
 Aufwendungen     
Finanzhaushalt Einzahlungen     
 Auszahlungen     
Entstehen Folgekosten oder Einsparungen?  nein  wenn ja, nachfolgend angegeben 
 
Folgekosten Einsparungen wirksam von bis Höhe in EUR/Jahr wo veranschlagt 
Zu Lasten anderer OE Ergeb. HH Erträge     
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 Ergeb. HH Aufwand     
Nach Durchführung der 
Maßnahme zu erwarten Ergeb. HH Erträge     
 Ergeb. HH Aufwand (ohne 
Abschreibungen)     
 Ergeb. HH Aufwand aus 
jährl. Abschreibungen      
    
Steuerrechtliche Prüfung  x nein  wenn ja 
Unternehmerische Tätigkeit i.S.d. §§ 2 Abs. 1 und 2B 
UStG   nein  ja, Erläuterung siehe Punkt 4 des Sachverhalts 
Umsatzsteuerpflicht der Leistung   nein  ja, Erläuterung siehe Anlage zur Begründung 
Bei Verträgen: Umsatzsteuerklausel aufgenommen   ja  nein, Erläuterung siehe Anlage zur Begründung 
 
Auswirkungen auf den Stellenplan x nein  wenn ja, nachfolgend angegeben 
Beantragte Stellenerweiterung:  Vorgesehener Stellenabbau:  
 
 
Ziele 
Hintergrund zum Beschlussvorschlag: 
Welche strategischen Ziele werden mit der Maßnahme unterstützt? 
  
 
2030 – Leipzig wächst nachhaltig! 
Ziele und Handlungsschwerpunkte 
Leipzig setzt auf  
Lebensqualität 
Leipzig besteht im  
Wettbewerb 
 Balance zwischen 
Verdichtung und Freiraum 
 Positive Rahmenbedingun-
gen für qualifizierte Arbeit-
splätze 
 Qualität im öffentlichen Raum 
und in der Baukultur 
 Attraktives Umfeld für Inno-
vation, Gründer und 
Fachkräfte 
 Nachhaltige Mobilität 
 
 Vielfältige und stabile 
Wirtschaftsstruktur 
x Vorsorgende Klima- und 
Energiestrategie 
 Vorsorgendes Flächen- und 
Liegenschafts-management 
 Erhalt und Verbesserung der 
Umweltqualität 
x Leistungsfähige technische 
Infrastruktur 
 Quartiersnahe Kultur-, Sport- 
und Freiraum-angebote 
 
 
 Vernetzung von Bildung, 
Forschung und Wirtschaft 
Leipzig schafft soziale Stabilität  Wirkung auf Akteure 
Leipzig stärkt seine Interna-
tionalität 
 Chancengerechtigkeit in der 
inklusiven Stadt 
 Bürgerstadt  Weltoffene Stadt 
 Gemeinschaftliche 
Quartiersentwicklung 
 Region  Vielfältige, lebendige Kultur- 
und Sportlandschaft 
 Bezahlbares Wohnen  Stadtrat  Interdisziplinäre Wis-
senschaft und exzellente 
Forschung 
 Zukunftsorientierte Kita- und 
Schulangebote 
 Kommunalwirtschaft  Attraktiver Tagungs- und 
Tourismusstandort 
 Lebenslanges Lernen  Verwaltung  Imageprägende Großver-
anstaltungen 
 Sichere Stadt    Globales Denken, lokal ver-
antwortliches Handeln 
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 Sonstige Ziele 
Bei Bedarf überschreiben (max. 50 ZML) 
 Trifft nicht zu     
 
Klimawirkung 
Klimawirkung durch den Beschluss der Vorlage 
Stufe 1: Grobe Einordnung zur Klimawirkung (Klimaschutzes und zur –wandelanpassung) 
Eingesetzte Energieträger (Strom, 
Wärme, Brennstoff)  keine / Aussage nicht möglich x erneuerbar  fossil 
Reduziert bestehenden Energie-
/Ressourcenverbrauch  Aussage nicht möglich x ja  nein 
Speichert CO2-Emissionen (u.a. 
Baumpflanzungen)  Aussage nicht möglich x ja  nein 
Mindert die Auswirkungen des 
Klimawandels (u. a. Entsiegelung, 
Regenwassermanagement) 
x Aussage nicht möglich  ja  nein 
Abschätzbare Klimawirkung mit 
erheblicher Relevanz x ja, da Beschlussgremium RV, GVA, oder VA und mind. 5 
Jahre Betriebs- und Nutzungsdauer  nein 
Vorlage hat keine abschätzbare 
Klimawirkung  ja (Prüfschema endet hier.)   
 
Stufe 2: Die Vorlage berücksichtigt die zentralen energie- und klimapolitischen Beschlüsse (s. 
leipzig.de) 
 x ja  nein (Begründung s. Abwägungsprozess)  nicht berührt (Prüfschema endet 
hier.) 
       
Stufe 3: Detaillierte Darstellung zur abschätzbaren Klimawirkung nur bei erheblicher Relevanz 
  Berechnete THG-Emissionen (in t bzw. t./a): ____________________ 
 x liegt vor: s. Anlage/Kapitel der Vorlage: Begründung zum Bebauugsplan Kap. 7_______________________ 
  wird vorgelegt mit: ________________ (z. B. Planungsbeschluss, Baubeschluss, Billigungs- und Auslegungs-
beschluss) 
   
 
Sachverhalt 
Begründung: 
 
Der Bebauungsplan setzt die strategisch klimatischen Ziele der Stadt bzw. der Stadtwerke 
Leipzig um, indem er einen Energiestandort planungsrechtlich vorbereitet, sichert und die 
Voraussetzungen schafft, die verbrauchernah solarerzeugte Wärme in das Fernwärmenetz 
einspeisen zu können (INSEK, Ziel Vorsorgende Klima- und Energiestrategie). Gleichzeitig 
wird damit ein gezielter Beitrag zur zukunftsfähigen, innovativen Weiterentwicklung des 
Fernwärmenetzes geleistet (Ziel Leistungsfähige technische Infrastruktur)  
   
Der Petent schlägt die Umwidmung der geplanten Solarthermie-Freiflächenanlage zu einer 
Photovoltaikthermie-Freiflächenanlage vor. Hierdurch könnte auf der Fläche in Lausen so -
wohl Wärme als auch Strom mit Hilfe solarer Einstrahlung erzeugt werden. Überdies wird 
angeregt, dass die SWL GmbH eine Studie zur Umsetzbarkeit dieses Projektes initiieren und 
darauf aufbauend mögliche Fördermittel ausloten.   
   
Grundsätzlich wird mit der angeregten Umwidmung bzw. der geforderten Errichtung einer 
Photovoltaikthermie-Anlage das Ziel einer möglichst effizienten Flächenausnutzung verfolgt. 
Diese Zielstellung steht im Kontext sonstiger gesamtstädtischer Zielstellungen, wie z.B. ei -
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nem sparsamen Flächenverbrauch oder der Doppelten Innenentwicklung. Zugleich unter -
stützt es die Ziele einer nachhaltigen Energiewende. Dennoch kann die Petition nicht ange -
nommen werden.  
   
Die vom Petenten vorgeschlagene Photovoltaikthermie (PVT) wurde im Vorfeld geprüft, je -
doch aufgrund der nachfolgend aufgeführten Gründe nicht weiterverfolgt:  
Mit Satzungsbeschluss des Bebauungsplanes Nr. 459 „Energiestandort Lausen“ werden die 
planungsrechtlichen Grundlagen geschaffen, um eine großtechnische Anlage zur Nutzung 
solarer Energie für die Wärmeerzeugung auf der in Leipzig-Grünau liegenden Fläche zu er -
richten. Die in den Kollektoren erzeugte Wärme soll in das unmittelbar angrenzende Fern -
wärmenetz der Leipziger Stadtwerke eingespeist werden. Vorrangiger Zweck der geplanten 
Anlage ist die Umsetzung des so genannten Zukunftskonzept Fernwärme der SWL GmbH, in 
welchem aus einem Mix aus unterschiedlichen Arten von Wärmeerzeugungsarten die Fern -
wärmeversorgung der Stadt mittelfristig aus nachhaltigen Energiequellen sichergestellt wer -
den soll. Hierbei sind unter anderem feste Kenngrößen der Wärmegewinnung aus solarer 
Energie festgelegt, die mit der Umsetzung der geplanten Solarthermieanlage gewährleistet 
werden sollen.  
   
Da im Leipziger Fernwärmenetz regelmäßig Betriebstemperaturen von bis zu 120 °C (auch 
im Sommer) vorzuhalten sind, um die kommunale Wärmeversorgung funktionstüchtig zu 
halten, ist die einzige derzeit hierfür zur Verfügung stehende erprobte Technologie der Ein -
satz von Vakuumröhrenkollektoren.  
Die vorgeschlagene Technologie der PVT hingegen zielt in ihrer Funktionsweise auf ein 
deutlich niedrigeres Temperaturniveau ab, um vom Kühleffekt der Kombination von Photo -
voltaik und Solarthermie profitieren zu können. Das Prinzip der PVT beruht auf der Tatsache, 
dass mit steigender Außentemperatur die Funktionalität der Photovoltaikzellen (PV) prozen -
tual nachlässt. Hierbei soll der Einsatz von Solarthermiemodulen unterhalb der PV-Zellen 
dafür sorgen, dass die unter den PV-Zellen entstehende Wärme abgeführt wird und die Ef -
fektivität der Stromerzeugung nicht erheblich nachlässt. Derzeit lässt sich diese Technologie 
vordergründig allerdings nur auf den Gebäudeenergiesektor übertragen, da hier das Tempe -
raturniveau niedriger sein kann. Das für die Leipziger Fernwärme wiederrum notwendige 
sehr hohen Temperaturspektrum würde den vermeintlich positiven Effekt auf die Strompro -
duktion der PV-Zellen tatsächlich ins Gegenteil verkehren und starke Stromverluste bedeu -
ten.  
   
Zusätzlich erscheint die Umwandlung der geplanten Solarthermieanlage zu einer PVT-
Anlage zur kommunalen Wärmeversorgung zum gegenwertigen Zeitpunkt nicht soweit tech -
nisch ausgereift, dass dieses nachträgliche Investment ein nicht vernachlässigbares Risiko 
der Versorgungssicherheit in sich birgt. Die auf dem Markt verfügbaren PVT-Kollektoren sind 
mit Fokus auf die Stromerzeugung konstruiert und ihr Einsatz im Plangebiet lassen erhebli -
che Zweifel erkennen, dass der angestrebte Wirkungsgrad und somit die fest vorgegebene 
Kenngröße der Wärmegewinnung der Anlage darunter leiden würde, welcher wiederum über 
andere technische Anlagen bzw. an anderer Stelle im Stadtgebiet ausgeglichen werden 
müsste.  
   
Insgesamt ist diese Technologie, wie in der Petition erläutert, als relativ „neu“ zu bewerten 
und kann sich durchaus als ein weiterer Baustein zur Klimaneutralität der Stadt erweisen. 
Allerdings lässt sich durch die technischen Anforderungen der kommunalen Fernwärme die -
ses Prinzip nur bedingt technologisch und wirtschaftlich effizient übertragen. Sollte die vom 
Petenten angeregte Technologie fortentwickelt werden und diese sowohl eine angemessen 
hohe Wärmegewinnung bei gleichzeitig hoher Stromausbeute ermöglichen, kann deren Ein -
satz und eine erforderliche Änderung des B-Planes geprüft werden. Zum jetzigen Zeitpunkt 
besteht dazu aus vorgenannten Gründen kein Anlass.  
 
Anlage/n 
1 Petition VII-P-07806 (öffentlich) 
 
 
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allerdings die Kosten für zwei separate Solaranlage n - jeweils für elektrische und für thermische Energ ie -
steigen die Kosten deutlich an.
Photovoltaikmodule PVT-Module Solarthermiemodule
ab 200 €* ab 400 €* ca. 300 €* – 800 €*
Mit freundlichem Gruß
Dieter Krause
PS.: Da es sich um eine Pilotanlage in dieser Größenordnung  im MW-Bereich handelt, könnten
dafür  eventuell  auch  Fördermittel  der  EU  mit  fließen!  Technisc h  dürfte  die  Umsetzung  kein
Problem sein – lediglich die PVT-Module könnten vielleicht etwas zu teuer sein. Aber deren erhöh-
ter Preis könnte eventuell durch die höhere Förderung durch Bund und EU mehr als aufgewogen
werden! 
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 Massivhaushersteller erprobt 
 hocheffizientes Heizsystem 
Solarenergie unterstützt Betrieb der Wärmepumpe
2019 startete der Massivhaushersteller Viebrockhaus in Kooperation mit dem Wärmepumpen-
hersteller NIBE ein Feldtestprojekt zum Kennenlernen und Einschätzen von PVT–Wärmepumpen-
systemen. Seit über einem Jahr heizt und kühlt eine 5-köpfige Familie in Harsefeld nun ihr neues 
KfW40 Plus-Einfamilienhaus mit einer Wärmepumpe, die über das PVT-Kollektorfeld auf dem  
Dach die Umgebungs- und Strahlungswärme der Sonne nutzt. Mit Erfolg: Das System arbeitet  
stabil und spart rund 360 EUR Stromkosten im Jahr im Vergleich zu einer Luft/Wasser-Wärme-
pumpe. Das PVT-Kollektorfeld auf dem Dach ersetzt also das Außengerät einer Luft/Wasser-
Wärmepumpe im Vorgarten.
DAS MASSIVHAUS IN HARSEFELD  mit 
rund 190 m2 Wohnfläche wird über eine PVT-
Anlage auf dem Dach und Wärmepumpe 
im Erdgeschoss beheizt und gekült. Neben 
den acht PVT-Kollektoren sind noch vier 
PV-Module auf dem Dach installiert.
Foto: Fraunhofer ISE
»  Wir sind sehr zufrieden mit dem innovativen Heiz-
system in unserem Demonstrationshaus. Das PVT-
Wärmepumpensystem braucht ein Drittel weniger  
Strom als eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, weil 
zusätzlich zu der Umgebungswärme hier auch die 
Strahlungsenergie der Sonne genutzt wird. Die  
fünfköpfige Familie spart rund 360 EUR im Jahr.« 
 
Lars Sumfleth  
Initiator der Feldtestanlage und Projektleiter in der  
Innovationsabteilung von Viebrockhaus, Harsefeld
KOMPAKTE HEIZ- UND KÜHLZENTRALE  
im Erdgeschoss des Einfamilienhauses: links 
die Wärmepumpe, mittig die Umschalteinheit  
zwischen Heizen und Kühlen, rechts der 
Warmwasserspeicher
Foto: Viebrockhaus
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KfW40 Plus-Einfamilienhaus
Die Wärmepumpe von NIBE ist auf den Betrieb mit PVT-Kollektoren optimiert. Das breite Spektrum der Eingangstempe- 
raturen von -12 bis +30 °C ermöglicht es, zu fast jeder Tages- und Jahreszeit Wärme über das PVT-Kollektorfeld vom  
Dach zu holen, da die NIBE-PVT-Kollektoren mit ihren Lamellen extrem große Wärmeübertragerflächen aufweisen. 
Mit Hilfe der Simulationssoftware POLYSUN konnte der spezifische, thermische Ertrag des PVT-Kollektorfeldes mit  
569 kWhth/(m2 * a) simuliert werden. Das Klimatisierungssystem des Demohauses ist außerdem extrem schlank. Aufgrund 
des modulierenden Betriebs der Wärmepumpe sind weder Wärme- noch Kälte-Pufferspeicher nötig, sondern nur ein 
Warmwasserspeicher. Ein in die Wärmepumpe integrierter E-Heizstab dient als Backup für sehr kalte Wintertage.
50 °C bis 55 °C ganzjährig
bis 40 °C im Sommer
bis -8 °C im Winter
Warmwasser-
bereitung
Fußboden-
Heizung/
Kühlung
Haushalts-
strom
7 kWh 
Speicher-
kapazität
35 °C im Winter
18 °C im Sommer 
Einfamilienhaus-Neubau
Standort: Harsefeld, Niedersachsen
Beheizte Wohnﬂäche: 190 m 2
Jährlicher Wärme-Endenergiebedarf:40 kWh/m 2  (KfW40 Plus Haus)
Inbetriebnahme des PVT-Wärmepumpensystems:  Mai 2019
Lieferant: NIBE
Nennleistung*: 1,5 bis 6 kW
Leistungszahl*: 4,72
Eingangstemperatur:
-12 bis +30 °C
Integrierter 
E-Heizstab 
mit 7 kW 
* Leistung und Leistungszahl der Wärmepumpe gelten für Sole 0°C und Warmwasser 35°C.
Solar-/Umweltwärme
Heiz-/Warmwasser-
versorgung
Solarstromleitungen
Kühlung im Sommer
Wechselrichter
Warm-
wasser-
speicher
274 l
Umschalteinheit HPAC  
zwischen Heizen 
und Kühlen
Wärme-
pumpe
PVT-KOLLEKTOREN
HEIZEN UND KÜHLEN ÜBER EIN GERÄT 
VIER GUTE GRÜNDE FÜR DIESES PVT-WÄRMEPUMPENSYSTEM
Viermal höherer Solarertrag
als reine Photovoltaik
Umfassende Nutzung der 
Solarenergie für Heizen, 
Kühlen und Strom
Vermeidung kostspieliger
Erdsonden oder Erdkörbe 
Geräuschloser Betrieb im 
Gegensatz zur Außeneinheit 
der Luftwärmepumpe
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KfW40 Plus-Einfamilienhaus
PVT VERBESSERT JAHRESENERGIEBILANZ
Die Jahresarbeitszahl (JAZ) beschreibt die Effizienz
eines Wärmepumpen-Heizsystems. Sie gibt an, wieviel 
Einheiten Wärme die Wärmepumpe mit einer Einheit  
Strom erzeugt. Bei Luftwärmepumpen liegt die JAZ bei  
etwa 3. Durch die hochwertige PVT-Wärmequelle auf 
dem Dach steigt die JAZ auf 4,1, das heißt, der Kunde 
gewinnt für jede Kilowattstunde Strom 3 Einheiten Solar- 
oder Umweltwärme kostenfrei dazu. 
Quelle: Nibe Systemtechnik/ Simulationssoftware Polysun
12.172 kWhth/a
2.937 kWhel/a
= 4,1
JAZ
Strombedarf für Wärmepumpe
und E-Heizstab
+
Wärmeproduktion der Wärmepumpe 
plus E-Heizstab im Jahr
DER PVT-KOLLEKTOR VON NIBE  besitzt auf der  
Unterseite eine Kupfer-Rohrschlange mit Wärmeübertrager-
Lamellen. Darüber wird sowohl die Wärme der Solarstrah-
lung als auch, z. B. nachts, Umgebungswärme aufgenom -
men und an den Solar-Wärmepumpenkreis abgegeben.
  
Schema: Consolar Solare Energiesysteme
Solarstrom
2.813 kWh
Solarwärme
8.695 kWh
8 PVT-KOLLEKTOREN
Bruttofläche: 15,8 m2
PV-Leistung: 2,88 kWp
T-Leistung: 10,7 kWth
Metallischer Luft-Sole-Wärmeübertrager
Lieferant: NIBE Systemtechnik GmbH, Celle
Erträge: NIBE / Simulationssoftware Polysun
WAS IST EIN PVT-KOLLEKTOR?
Dieser Kollektortyp erzeugt aus Solarstrahlung sowohl 
Strom als auch Wärme und wird daher PVT-Kollektor  
oder Hybridkollektor genannt.
Übers Jahr hinweg liefern die PVT-Kollektoren etwa  
viermal mehr Gesamtenergie, also Wärme und Strom,  
als eine Photovoltaikanlage mit der gleichen Fläche. 
IntegraTE   Initiative zur Verbreitung von PVT-Solarkollektoren und Wärmepumpen im Gebäudesektor, 
finanziell unterstützt von Projektträger Jülich (PTJ) aus Mitteln des Bundeswirtschaftsministeriums
Kontakt: [E-MAIL ENTFERNT]
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Übersichtsplan – Grenze des räumlichen Geltungsbereiches 
für die Vorlage 
 
Bebauungsplan Nr. 459 „Energiestandort Lausen“ 
 
 
 
Datengrundlage: Stadtkarte Leipzig (DSK 5), M 1 : 5000, Stand: 04/2020 
Herausgeber: Amt für Geoinformation und Bodenordnung 
 
 
 Grenze des Plangebietes 
 
 
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