Kraft-Wärme-Kopplung und seine Vorteile. EnergieAgentur.NRW MBA/Dipl.-Ing.(FH) Matthias Kabus

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1 Kraft-Wärme-Kopplung und seine Vorteile EnergieAgentur.NRW MBA/Dipl.-Ing.(FH) Matthias Kabus

2 Gegründet 1990 durch das damalige Wirtschaftsministerium NRW Neutrale, unabhängige, nicht kommerzielle Einrichtung des Landes NRW Ansprechpartner in allen Fragen rund um den Faktor Energie Seminare, Vorträge, Vor-Ort-Beratung Folie 2 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

3 Möglichkeiten der Kraft-Wärme-Kopplung Verbrennungsmotor BHKW Gasturbine GTHKW Dampfturbine HKW Gas-und Dampfturbine GuD-HKW Brennstoffzelle BZ Leistungsbereich 20 kwel bis 10 MWel 1 bis 100 MWel 20 bis 800 MWel 20 bis 500 MWel 0 bis 20 MWel Mini: 1 bis 10 kwel Mikro: kwel Brennstoffe Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, Biogase Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, Biogase Heizöl, Erdgas, Kohle, Biomasse Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, Biogase Wasserstoff, Erdgas, Methanol, Biogase Wirkungsgrade ηel 25-35% (Gas) ηel 15-36% ηel 20-33% ηel 35-40% ηel 40-70% (Gegendruck) (Gegendruck) ηel 35-44% (Diesel) ηel 32-38% ηel 35-52% (Entnahme- Kondensation) (Entnahme- Kondensation) Temperaturniveau Wärme C C C C (Dampf) C (Gas) C Folie 3 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

4 Energieeinsparung durch Kraft-Wärme-Kopplung Energieeinsatz getrennte Erzeugung 159 % Energieeinsatz gemeinsame Erzeugung100 % Kraftwerk Kohle = 38% el Kessel Erdgas Heizöl EL = 90% th 100 % 59 % 6 % 62 % 2 % 70 % 36 % Strom 53 % Wärme 11 % 100 % Gasturbine BHKW Erdgas Heizöl EL el = 36 % = 53 % th Primärenergieeinsparung 38 % Verluste Verluste Folie 4 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

5 Einsatzfelder für KWK-Anlagen Hallenbäder Krankenhäuser Alten- und Pflegeheime größere Sporteinrichtungen oder Sporthallen Mehrfamilienhäuser mit zentraler Warmwasserversorgung Produktionsbetriebe mit ganzjährigen Prozesswärmebedarf Folie 5 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

6 Einbindung eines BHKW Folie 6 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

7 Planung und Ausführung von KWK-Anlagen VDI-Richtlinie 3985 Grundsätze für Planung, Ausführung und Abnahme von Kraft- Wärme- Kopplungsanlagen Voruntersuchungen Planung Konzepterstellung Varianten Realisierung Detailplanung Angebote und Auftragsvergabe Ausführung Inbetriebnahme Folie 7 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

8 Voraussetzungen für den Einsatz der KWK Datenerhebung - Jahresstromverbrauch und kosten - wenn möglich Lastganganalyse vom Energieversorger - Auflistung der Dauerstromverbraucher - Jahreswärmeverbrauch und kosten, evtl.auch der zeitliche Verlauf des Wärmebedarfs - erforderliche Temperaturniveau - installierte Wärmeerzeuger: Kessel- und Brennerleistung - installierte Warmwasserbereitung Folie 8 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

9 Voraussetzungen für den Einsatz der KWK hohe Gleichzeitigkeit von Strom- und Wärmebedarf hohe Benutzungsdauer > Benutzungsstunden/a möglichst hohe Wärmegrundlast umfangreiche Eigenstromsubstitution hohe Strombezugskosten und niedriger Brennstoffpreis (1/3 des eigenen Strompreises) Einsatz von Wärmespeicher zum Puffern von Überkapazitäten Folie 9 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

10 Stromerzeugung Motor-BHKW MWh/Monat Strombezug Eigenerzeugung durch BHKW Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Strom Bedarf: MWh/a Motor-BHKW: Bezug: MWh/a MWh/a Folie 10 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

11 Wärmebedarf 1200 Heizleistung kw Kessel 2 Kessel 1 Jan Feb Mar Apr May CHP Beispiel Dimensionierung über der Grundlast Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Folie 11 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

12 Wärmebedarf Geordnete Jahresdauerlinie Wärmebedarf Wärmeleistung [kw] Stundenwerte Folie 12 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

13 Investitionskosten für BHKW-Module Elektrische Leistung Spezifische Kosten BHKW-Modul-Kosten [1] BHKW 30 kw ca /kw el kw ca /kw el kw ca. 950 /kw el kw ca. 760 /kw el kw ca. 560 /kw el kw ca. 450 /kw el [1] Enthalten sind die Positionen KWK-Modul, Schalldämpfung, Katalysator, Schmierölver- und -entsorgung, Schaltschrank, Be- und Entlüftung sowie Transport, Montage, Inbetriebnahme, Probebetrieb und Abnahme. Quelle: Broschüre BHKW- Kenndaten 2005 der ASUE und des Energiereferates der Stadt Frankfurt Folie 13 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

14 Wirtschaftlichkeit KWK VDI 2067 Blatt 1 bzw. Blatt 7 grobe Wirtschaftlichkeit anhand einer Gegenüberstellung von Ausgaben und Einnahmen Folie 14 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

15 Wirtschaftlichkeit KWK Ermittlung der jährlichen Einnahmen - Rückerstattung der Energiesteuer bei einem Anlagenwirkungsgrad von mind. 70% - Gutschrift für die Wärmeerzeugung - Gutschrift für den erzeugten Strom Eigennutzung Kosten des Stroms vom EVU Einspeisevergütung bei fossilen Brennstoffen nach KWK-Gesetz bei Biomasse-Brennstoffen nach EEG Folie 15 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

16 Wirtschaftlichkeit KWK Ermittlung der jährlichen Ausgaben - Brennstoffkosten - Wartungs- und Instandhaltungskosten Teil- oder Vollwartungsvertrag, Kosten zwischen 1,5 und 3 Ct/kWh - Kosten für Vorhalteleistung beim EVU - Kapitalkosten Folie 16 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

17 Förderung von KWK-Anlagen Energiesteuergesetz (EnergieStG) Stromsteuergesetz (StromStG) Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWK-Gesetz) ERP-Umwelt- und Energieeffizienzprogramm Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) KfW-Programm Erneuerbare Energien Folie 17 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

18 Was KWK nicht kann... kostenlos Strom produzieren automatisch Kosten einsparen Kosten sparen, wenn es nicht läuft Wirtschaftlich sein, wenn die Abwärme nicht genutzt wird Folie 18 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

19 Was KWK kann... Stromkosten reduzieren Brennstoffverbrauch erhöhen und damit die Brennstoffkosten reduzieren der Gesamt-Energiekosten reduzieren des Primärenergieverbrauchs um mind. 30% reduzieren der CO 2 Emissionen um mind. 30% Folie 19 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

20 Für weitere Fragen stehen wir gern zur Verfügung Kontakt: EnergieAgentur.NRW Kasinostraße Wuppertal Tel.: 0202/ Fax: 0202/ Internet: Folie 20 Lüftung zentral oder dezentral Matthias Kabus

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