Kraft-Wärme-Kopplung: Schlu sseltechnologie fu r die Energiewende

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1 Kraft-Wärme-Kopplung: Schlu sseltechnologie fu r die Energiewende Freiburg, Dr. Jörg Lange & Martin Ufheil solaresbauen GmbH Emmy Noetherstr Freiburg Tel.: 0761 / BHKW-Info-Tag Fürth /33

2 solares bauen GmbH - Kurzportrait Gebäude Haustechnik Energiekonzepte Bauphysik und Wärmeschutz Tageslicht- und Kunstlichtplanung Betriebskosten-Management Raumklimakonzepte Innovative Versorgungskonzepte Anlagensimulation Haustechnikplanung Heizung, Lüftung, Sanitär, Elektro Grau- und Regenwassernutzung Kosten-Nutzen-Analyse 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

3 Vorstellung Unternehmen Sitz in Freiburg, 20 Mitarbeiter Niederlassung in Straßburg (14 MA) und Berlin (1 MA) Gründung 1999 in Kooperation (spin off) mit Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (größtes europäisches Solarinstitut) Team aus Bauphysikern und Haustechnikern Unser Ziel: Gemeinsame Optimierung von Energiebedarf, Raumklimakomfort, Investitions- und Betriebskosten 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

4 Leistungen KWK Energiekonzept mit Variantenvergleich & Kostenberechnung Prüfen der Energielieferverträge: Gas, Wärme, Strom TGA-Planung (Entwurf, Werkplanung, Ausschreibung) Ausschreibung: Wartung, Betrieb, Contracting Bauüberwachung & Abnahmen Abrechnung in den ersten beiden Betriebsjahren: KWK-Zulage, Zollamt, KFW, Energieversorger, Betriebsüberwachung in den ersten beiden Betriebsjahren. 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

5 Warum KWK? 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

6 Primärenergieverbrauch Deutschland PJ 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

7 Energiebedarf in Deutschland Stand: Jahr 2010 Strom-Mix heute: 664 g/kwh, Stand Juli 2010 Quelle: Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie, Energiedaten, Stand Februar 2010 Quelle: AG Energiebilanzen e.v. 2011, BMU AG Erneuerbar Statistik 03/ BHKW-Info-Tag Fürth /33

8 Anteil Regenerative Stand: Jahr 2010 Quelle: AG Energiebilanzen e.v. 2011, BMU AG Erneuerbar Statistik 03/ BHKW-Info-Tag Fürth /33

9 Energiebedarf in Deutschland Stand: Jahr 2010 Der Rhein ist heute 3 C wärmer als vor 100 Jahren... 1 C durch den Klimawandel, 2 C durch die Abwärme der großen Kraftwerke Mit der Abwärme der Stromerzeugung kann ganz Deutschland beheizt werden Quelle: AG Energiebilanzen e.v. 2011, BMU AG Erneuerbar Statistik 03/ BHKW-Info-Tag Fürth /33

10 Energiebedarf in Deutschland Stand: Jahr 2010 Bei gleichbleibendem Gasverbrauch könnte 45% des Stroms in D erzeugt werden und immer noch 75% des bisherigen Wärmebedarfs gedeckt werden. Quelle: AG Energiebilanzen e.v. 2011, BMU AG Erneuerbar Statistik 03/ BHKW-Info-Tag Fürth /33

11 Ökologischer Nutzen Welcher Strom wird verdrängt Verdrängungsmix Freiburg Welcher Strom wird verdrängt 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

12 Emission der Wärmeerzeuger 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

13 Energiewende & KWK 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

14 Gigawa (GW) Im Sommer sind 27% regenerativ 70 Stromproduk on Deutschland an einem Sonnentag ( ) ENERGIEWENDE & KWK Uhrzeit Uran Braunkohle Steinkohle Sons ges Wind Sonne 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

15 /MWh Strombörsenpreise Strompreise im Tagesverlauf ohne PV-Einfluss 2008 PHELIX Strompreise Frankreich Strompreise 2012 mit PV-Einfluss Deutschland FRANCE PHELIX Tageszeit 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

16 Heutiges Problem: Regelenergie 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

17 Energie [TWh] Das zukünftige Problem Stromspeicher 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

18 Energie [TWh] Das Problem Stromspeicher 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

19 Energie [TWh] Das Problem Stromspeicher 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

20 Energie [TWh] Das Problem Stromspeicher Gasspeicher ist 5000-fach größer als Pumpspeicherkraftwerke Gasspeicher kann in Zukunft regenerativ gefüllt werden mit: - Biogas, Wind- und Solargas (H 2 ), Holzgas 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

21 in % der Maximalbefüllung Das Erdgasnetz und seine Speicher Speicherfüllstände der Untergrundspeicher Quelle: Gas Storage Europe, Stand 5. Juni 2012 Tag BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.v. 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

22 Energiewende heißt: Ausbau Sonne Ausbau Wind vor allem an Land (onshore) Ausbau und Flexibilisierung der Kraft- Wärme-Kopplung (KWK) Strom zu Gas (EE-H 2 oder EE-CH 4 ) 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

23 KWK als Sofortmaßnahme Wer Autos baut sollte auch BHKWs bauen können! Ein typisches Klein-BHKW arbeitet mit Automotoren in der Größe eines VW Golf mit einer Leistung von 75 kw (105 PS). Im realen Einsatz wird dieser Motor etwa mit 50% der Leistung also ca. 37 kw betrieben. 5% der deutschen jährl. Automobilproduktion genügen um Kernenergie innerhalb von 4 Jahren durch KWK zu ersetzen. Durchschnittliche Laufzeit BHKW: 3500 h 7,2% der deutschen jährl. Automobilproduktion genügen um Kernenergie, Stein- und Braunkohle innerhalb von 8 Jahren durch KWK zu ersetzten Durchschnittliche Laufzeit BHKW: 3500 h Wenn man jedes 15. Fahrzeug Deutschlands im Keller als BHKW aufstellen würde, so könnte sofort der gesamte Strom aus Kernenergie, Stein- und Braunkohle erzeugt werden. Durchschnittliche Laufzeit BHKW: 3500 h. 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

24 BEISPIELE 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

25 Wirtschaftlichkeit KWK Strompreis in Cent pro kwh Max. Ertrag Eigennutzung 25 Preisspanne gewerblicher Strombezug Max. Einspeisung < 50 kwel Max. Einspeisung > 50 kwel Börse Leipzig (EEX) Stromgestehungskosten: BHKW 5,5 kwel BHKW 34 kwel BHKW 400 kwel in Betriebsstunden pro Jahr 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

26 KWK in der Praxis: Beispiel Hotel Wo kommen BHKW s zum Einsatz Hotel: Alte Post in Müllheim Organisationsform: Gewerblicher Betrieb Standort : Müllheim Inbetriebnahme BHKW: Brennstoff :Erdgas Kessel (nicht erneuert ): 170 kw th Th. Leistung BHKW: 78 kw El. Leistung BHKW: 34 kw Vollaststunden : Std./Jahr Kosten BHKW: ,- (netto) (BHKW + Speicher + Integration + Verteiler + MSR) Wärmeerzeugung: kwh/a Stromerzeugung: kwh/a...davon selbstgenutzt ca kwh...davon eingespeist ca kwh Anteil BHKW an der Wärmeerzeugung ca. 85 % Finanzierung GLS Bank Einsparung: ,- /a Statische Amortisation: 5,2 Jahre 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

27 KWK in der PRAXIS Kleehäuser (Passivhäuser) BHKW Pufferspeicher Gaszähler 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

28 [ kw h] Prim ärenergie Primärenergie Kleehäuser 2000-Watt-Gesellschaft Beispiel Kleehäuser Energieverbrauch und -erzeugung Kleehäuser Januar 2010 bis Februar 2011 Primärenergieverbrauch Erzeugung (regenerativ) Januar Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember Januar Februar Netzwerktagung Freiburg, J. Lange 24/39 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

29 KWK in der PRAXIS BHKW für Grund- und Werkrealschule in Freiburg-Opfingen 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

30 KWK in der PRAXIS Lastgang Strom der Schule am Montag, den Leistung [Watt] BHKW 2 20 kw BHKW 1 20 kw BHKW-Info-Tag Fürth /33

31 kwh KWK in der PRAXIS Gasverbrauch einer Schule (2010) Variante S3: Wärmeproduktion Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez BHKW Spitzenkessel 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

32 kwh Strom Variante S3: Stromproduk on Kenndaten: Investition: ,- Einsparung: ,- /a Statische Amortisation: 11,4 Jahre CO 2 -Einsparung: 94%! Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez BHKW 1 (20 kw el.) BHKW 2 (20 kw el.) 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

33 ENERGIEWENDE UMSETZEN! ERZEUGEN SIE IHREN STROM SELBST! 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

34 Mitarbeiter gesucht Arbeiten Sie mit uns an der Energiewende. Sprechen Sie uns einfach an: Telefon 0761/ BHKW-Info-Tag Fürth /33

35 Preisleistungs-Verhältnis [Cent / kwh] Wirtschaftlichkeit KWK Kosten pro Primärenergieeinsparung je Maßnahme 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 BHKW Gas-BW-Kessel WD Verteilung + Hydr. Abgleich WP(Außenluft) Therm. Solar Lüftung mit WRG (80%) Strom Haushalt Photovoltaik 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

36 CO 2 -Emission (Nutzenergiebetrachtung) 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

37 Maßnahmen Kleehäuser 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

38 Primärenergieverbrauch im Vergleich 2000-Watt-Gesell Beispiel Kleehäuser Primärenergie [kwh/m2a] Erzeuger Elektro Warmwasser Heizung Bestand WSVO ' 95 EnEV Passivhaus zerohaus Kleehäuser 8. BHKW-Info-Tag Netzwerktagung Fürth Freiburg, /33 J. La

39 KWK in der PRAXIS Strom-Lastgang einer Schule Leistung [Watt] Di 0:00 Mi 0:00 Do 0:00 Fr 0:00 Sa 0:00 So 0:00 Mo 0:00 Woche im Winter 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

40 Beispiel Kleehäuser 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

41 Im Winter 24 h, Im Sommer 4-6 h in Betrieb Moderne BHKWs sind heute alle fernüberwacht Hotel: ALTE Post in Müllheim 8. BHKW-Info-Tag Fürth /33

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