Kostenvergleich der Heizsysteme

Transkript

1 Energieeffizienter Wärmeenergieeinsatz Kostenvergleich der Heizsysteme Baulehrschau Sondertag Schweinehaltung auf Haus Düsse

2 Alternative Energie und Energie Alternativen zur Erzeugung von Wärme und/oder Strom: - Biogas - Biomasse - Solarthermie - Wasserkraft - BHKW - Wärmepumpe - Windkraft - Photovoltaik

3 Formen biogener Festbrennstoffe (/IER 1998/, verändert) Biogene Festbrennstoffe Rückstände, Nebenprodukte Energiepflanzen Holzartige Biomasse Halmgutartige Biomasse Sonstige Biomasse Holzartige Biomasse Halmgutartige Biomasse Rückstände aus Bestand Rückstände aus Weiterverarbeitung Rückstände nach Endnutzung Waldrestholz Industrieholz Unbehand. Altholz Stroh Ausputzgetreide Holz aus Kurzumtrieb Getreideganzpflanzen Schwachholz Sägerestholz Behandeltes Altholz Landschaftspflegeheu Mindergetreide Mehrjährige Energiegräser Holzartige Grünabfälle Straßengrasschnitt Pressrückstände Einjährige Energiegräser Landschaftspfl egeholz Halmgutartige Grünabfälle Sonstige Rückstände Quelle:

4 Biomasseheizungen in der Landwirtschaft Holzfeuerungsanlagen: - Holzpellets - Holzhackschnitzel - Miscanthus Strohfeuerungsanlagen - Strohpellets - Quader- u. Rundballen Vielstoff-Feuerungsanlagen - Energiegetreidekorn

5 Unterschubfeuerung: - Hackschnitzel mit Wassergehalt 5% bis max. 50 % - aschearme, feinkörnige und gleichmäßige Beschaffenheit - auch für Holzpellets (Pellet-Zentralheizungskessel)

6 Quereinschubfeuerung: mit und ohne Rost - kleine Kantenlänge u. gleichbleibende Korngrößen über Schnecken - grobkörnige ungleichmäßige Brennstoffe über Kolben - Vor- u. Rückwärtsbewegung der einzelnen Rostelemente bis Schrägrost - Primärluft aus Seitenbereich der Brennmulde o. stirnseitige Luftkanäle - Sekundärluft Zufüh. oberhalb Glutbeetes o. bei Eintritt Nachbrennkammer

7 Abwurffeuerungen - speziell für Holzpellets - Kipprostfeuerung (z.b. alle 16h gegen eine vertikale Reinigungsplatte) - herausnehmbare Schale - Tunnelbrenner Nachrüstkomponenten ähnl. Erdgas- o. Heizölbrenner Verbrennungsluft horizontal durchströmt, so das die Brennerflamme am anderen Ende seitlich in den Kesselraum austreten kann - Primär u. Sekundärluft seitlich ringförmig o. von unten zugeführt

8 Automatisch beschickte Feuerungsanlagen Vorofenanlagen: Vorteil: Nachteil: Primär- und Sekundärverbrennung - Vorofen Brennstoffbeschickung sowie Fest- oder Vorschubrost. Die im Schamottierten Vorofen gebildeteten Brenn- und Abgase werden unter Sekundärluftzugabe über einen Flansch oder über einen wärmegedämmten Flammkanal in den nachgeschaltete Kesselmodul geleitet. Je nach Ausführung findet in diesem Kessel noch eine Nachverbrennung statt, bevor die Heizgase in den integrierten Wärmeüberträger gelangen. ältere funktionsfähige Komponenten genutzt werden Übergänge teilweise ungenügend wärmegedämmt erhöhte Abstrahlungsverluste höhere Platzbedarf wie Kompaktbauweise

9 Pufferspeicher Hackgut-Zentralheizungen sind i. d. R. teillastfähig bis 30 % der Nennwärmeleistung! Größtenteils werden die Feuerungsanlagen unter diesem Teillastbereich betrieben, wo überwiegend die ungünstigen, schadstoffträchtigen Betriebsphasen (geminderte Wirkungsgrade u. Kondensationseffekten im Abgasweg) kommen. Besonders bei zur Verschlackung neigende Brennstoffe die Lebensdauer der Feuerungsanlagen verringern. Einbau eines Pufferspeichers, der dann die Ein- und Ausschalthäufigkeit minimiert und die Brenndauer verlängert. Auslegung des Pufferspeichers: 20 l/kw (55 l/kw) bis 100 l/kw

10 Pufferspeicher

11 Holzpellets DINplus entspricht der ÖNorm M 7135 Einhaltung Qualitätskriterien bei laufender Produktion Industrieholzpellets DIN Beurteilung der Qualität und Eignung ungeeignet viel Spielraum Hersteller

12 Qualitätsnormen im Vergleich DIN plus bzw. ÖNorm M 7135 DIN Industrieware Durchmesser mm 4 bis 10 4 bis 10 4 bis 10 Länge mm 5 x D < 50 keine Normung Rohdichte kg/dm³ > 1,12 1,0 bis 1,4 keine Normung Wassergehalt % < 10 < 12 < 12 Asche % < 0,50 < 1,5 keine Normung Heizwert kwh/kg min. 4,9 bis 5,4 min. 4,9 keine Normung Schwefel % < 0,04 < 0,08 < 0,08 Stickstoff % < 0,3 < 0,3 < 0,3 Chlor % < 0,02 < 0,03 < 0,03 Abrieb bei Beladung % < 1,0 keine keine Normung Normung Abrieb nach Entladung am % < 2,3 keine Schlauchaustritt Normung keine Normung

13 Hackschnitzel Herkunft: 1. Sägewerksresthölzer - Rinde - Hackschnitzel, Frässpäne - Sägespäne, Hobelspäne 2. Waldholzhackschnitzel 3. Landschaftspflegeholz 4. Althölzer A1

14 Hackschnitzel Die Rostfeuerung wird bei feuchteren Holzsortimenten eingesetzt! Die Unterschubfeuerung wird bei trocknerem Material, wie es in holzverarbeitenden Betrieben anfällt verwendet!

15 Alternative Brennstoffe Anbauflächen: Kurzumtriebsplantagen Energieganzpflanzen Pappel und Weiden Getreide, Miscanthus Nebenprodukt: Stroh Pellets, Briketts und Kurzstroh Problem: Funktionalität, Gewährleistung u. Langfristigkeit

16 Beispiele für eine Vielzahl von Anbieter Lindner & Sommerauer hargassner ksm multistoker windhager Wvt P & H reka Heizomat Baxi Gerlinger fröhling Guntamatik iht Passat köb schmid hdg Ökotherm Agroflamm, System Boos kwb eta limbacher mawera

17 Wirtschaftlichkeit 1. Vergleich der Brennstoffkosten von Biomasse und fossilen Energieträger!

18 Kosten je kwh bei Einsatz verschiedener Energieträger Brennstoff Kosten H u kwh/kg kwh/einh. Ct/kWh Heizöl 0,55 /l 9,8 (l) 9,4 5,8 0,95 /l 9,8 (l) 9,4 10,1 Rapsöl 0,85 /l 9,3 (l) 8,4 10,2 1,25 /L 9,3 (l) 8,4 14,9 Erdgas 0,72 /l 9,6 (l) 9,5 7,6 0,55 /l 9,6 (l) 9,5 5,8 Flüssiggas 0,35 /l 6,7 6,3 5,5 (1 kg = 2 l) 0,55 /l 6,7 6,3 8,7 Miscanthus 10,00 /Srm=060 kg 4,4 3,7 2,8 getr. Hackschnitzel20,00 /Srm=180 kg 4,7 4,3 2,6 Holzpellets DIN plus20,50 /dt 5,0 4,7 4,4 Industrieholzpellets 15,50 /dt 3,6 2,9 5,3 Abfallgetreide (Fusarium, ) 10,00 /dt 4 3,5 2,8 Energieweizen 12,50 /dt 4,15 3,7 3,4 Stroh gelagert 6,50 /dt 4,1 3,6 1,7 Strohpellets 18,00 /dt 4,5 4,1 4,4 WG: Dipl.-Ing. Wirkungsgrad Elmar Brügger des Heizkessels; Referat 24 H u : 0251/ unterer Heizw ert elmar.bruegger@lwk.nrw.de

19 Wirtschaftlichkeit 2. Berücksichtigt werden müssen die Investitionskosten der Feuerungsanlagen mit den unterschiedlichen Brennstoffträgern!

20 Beispiele für eine praktische Darstellung einer Rentabilätsberechnung für verschiedene Brennstoffträger Landw. Zuchtsauenbetrieb Tierproduktion: 336 prod. Sauen Plätze im Ferkelaufzuchtstall Ackerbereich: 65 ha landw. Nutzfläche, 3 ha Stilllegungsfläche Wohneinheiten: - Betriebsleiterhaus von Baujahr 1935 Modernisiert 1977, 220 m² Wohnfläche - Altenteil von Baujahr 2001, 130 m² Wohnfläche vorh. Heizsystem EL-Heizung, Baujahr 1982, inkl. 10 m³ Tanklager Zentralanlage, Tierprod. WW

21 Energiebedarf für das Betriebsleiterhaus und dem Altenteiler Anschlußleistung/Heizleistung Energieverbrauch Jahresenergiebedarf Haus- Gesamtbedarf: Volllaststunden/a heizung 1/3 Fußbodenheizung durchschnittl. 180 kwh/m²xa Durchschnitt: ( h) 1600 h 2/3 Radiatoren Wohnfläche m²: kwh/m²xa 1. Berechnung: 220 m² Wohnfläche = A: 15,4 kw kwh/a Berechnung sonstige 130 m² Fläche = B: 6,5 kw kwh/a beheizbare Flächen: Altenteil bei Neubauten: vorh. Wärmebedarfsermittlung vorlegen! 2. Berechnung: 4 Personen = A: 1,2 kw kwh/a Berechnung sonstige 2 Personen = B: 0,6 kw kwh/a Brauchwasser: Warmwasserverbrauch: insgesamt: l kwh/a * Personen zu 1. Gebäudetyp: W/m² W/m² HausHeizung Altgebäude schlecht gedämmt 120 A: 70 Herkömmlich wärmegedämmte Wohnhaus 70 Gut wärmegedämmtes bestehendes Wohnhaus 50 B: 50 Neubau gemäss WSO Niedrigenergiehaus (3 l Haus) 15 Herköme Dienstleistungsgebäude zu 2. Warmwasserverbrauch pro Person: niedrig l A. 50 Warmwasser (Durchschnittlich 55 Temperatur) mittel l hoch l B: 50

22 Energiebedarf für den Zuchtsauenbereich Anschlußleistung/Heizleistung Energieverbrauch Jahresenergiebedarf Zuchtsauen 150 W/ZS-Platz 300 W/Abferkelbucht 100 % der Feuerungsleistung, da 70 W/Ferkelplatz alle Stallplätze aufgeheizt und R-R-Verfahren betrieben wird! Berechnung: 336 Zuchtsauenplätze W W gesamt 100 Ferkelnester W , Ferkelplätze W Zuchtsauenplatz: 330 kwh/zs-platz x a Abferkelbereich Ferkelnest: 680 kwh/fa-nest x a Ferkelaufzuchtplatz: 160 kwh/fa-platz x a Mastschweine 70 W/MS-Platz Rein-Raus-Verfahren Berechnung: 0 Mastschweineplätze 0 W 0,0 Mastschweine: 30 kwh/ms-platz x a -

23 Wärmebedarfsberechnung für den landwirtschaftlichem Betrieb: Gesamtnennleistung für landw. Betriebes: 201,0 kw Jahresenergieverbrauch: kwh/a Industrie- Vielstoffkessel Brennstoffe Heizöl EL L Flüssiggas P Holzpellets Hackschnitzel Miscanthus Investitionskosten Feuerungsanlage mit Regelung Installationsteile/Anbindung Feuerungsraum/Lagerung/Tank Warm-/Brauchwasserpufferspeicher Schornstein/Kamin Förderung Lieferung/Montage/Inbetriebnahme Bauliche Investition/Fernwärme/Umbau Gesamte Investitionskosten Jahreskosten 10 % AfA Technik 10 Jahre ,3 % AfA Bauen 30 Jahre ,5 % techn. Instandsetzung/Reparatur/Wartung ,0 % baul. Instandsetzung/Reparatur ,5 % Hilfsenergie ,5 % Zinsanspruch v. 0,5 INVges Gesamt: Anlagenkosten Cent/kWh 1,10 1,00 2,33 2,73 2,73 Verbrauch: l l t SRM SRM Mengeneinheit ,8 568, ,0 Preis Euro/Mengeneinheit 0,55 0,35 155,00 19,0 10,0 Brennstoffkosten/Jahr , , , , ,75 Brennstoffkosten Cent/kWh 6,38 5,14 4,86 2,16 3,57 ges. Heizkosten Cent/kWh 7,47 6,14 7,19 4,89 6, Jährliche Heizkosten

24 Beispiele für eine praktische Darstellung einer Rentabilätsberechnung für verschiedene Brennstoffträger Landw. Schweinemastbetrieb Tierproduktion: Ackerbereich: Mastschweineplätze 65 ha landw. Nutzfläche Wohneinheiten: - Betriebsleiterhaus von Baujahr 1935 Modernisiert 1977, 220 m² Wohnfläche - Altenteil von Baujahr 2001, 130 m² Wohnfläche vorh. Heizsystem Wohnhaus FG-Therme, Baujahr 1980, 4,7 m³ FG-Tk Tierprod. FG-Gaskanonen, Baujahr 1982 bis 1990,

25 Energiebedarf für den Zuchtsauenbereich Anschlußleistung/Heizleistung Energieverbrauch Jahresenergiebedarf Zuchtsauen 150 W/ZS-Platz 300 W/Abferkelbucht 100 % der Feuerungsleistung, da 70 W/Ferkelplatz alle Stallplätze aufgeheizt und R-R-Verfahren betrieben wird! Berechnung: 0 Zuchtsauenplätze 0 W W gesamt 0 Ferkelnester 0 W 0 0,0 0 Ferkelplätze 0 W Zuchtsauenplatz: 330 kwh/zs-platz x a - Abferkelbereich Ferkelnest: 680 kwh/fa-nest x a - Ferkelaufzuchtplatz: 160 kwh/fa-platz x a - Mastschweine 70 W/MS-Platz Rein-Raus-Verfahren Berechnung: Mastschweineplätze W 105,0 Mastschweine: 70 kwh/ms-platz x a

26 Wärmebedarfsberechnung für den landwirtschaftlichem Betrieb: Gesamtnennleistung für landw. Betriebes: 129,0 kw Jahresenergieverbrauch: kwh/a Vielstoffkessel Brennstoffe Heizöl EL L Flüssiggas P Holzpellets Hackschnitzel Miscanthus Investitionskosten Feuerungsanlage mit Regelung Installationsteile/Anbindung Feuerungsraum/Lagerung/Tank Warm-/Brauchwasserpufferspeicher Schornstein/Kamin Förderung Lieferung/Montage/Inbetriebnahme Bauliche Investition/Fernwärme/Umbau Gesamte Investitionskosten Jahreskosten 10 % AfA Technik 10 Jahre ,3 % AfA Bauen 20 Jahre ,5 % techn. Instandsetzung/Reparatur/Wartung ,0 % baul. Instandsetzung/Reparatur ,5 % Hilfsenergie ,5 % Zinsanspruch v. 0,5 INVges Gesamt: Anlagenkosten Cent/kWh 3,56 0,77 5,05 5,78 5,44 Verbrauch: l l t SRM SRM Mengeneinheit ,4 193,6 608,8 Preis Euro/Mengeneinheit 0,55 0,35 155,00 19,0 10,0 Brennstoffkosten/Jahr , , , , ,31 Brennstoffkosten Cent/kWh 6,38 5,14 4,86 2,16 3,57 ges. Heizkosten Cent/kWh 9,94 5,91 9,91 7,94 9, Jährliche Heizkosten

27 Förderung für landw. Betriebe mit Tierproduktion: Zinsgünstige Darlehn Agrarinvestitionsprogramm AFP

28 Fazit: Jeder landwirtschaftliche Betrieb muss individuell seinen Warmwasser- u. Strombedarf ermitteln! (Versorgungskonzept) Sind die Wohnhäuser und landw. Gebäude optimal gedämmt und Energetisch für die Tierproduktion optimiert, umso geringer wird die Nennfeuerungsleistung und der Brennstoffverbrauch der Wärmeerzeugungsanlagen! Der Faktor Arbeitszeit für die biogenen Verbrennungsanlagen muss gesamtbetrieblich betrücksichtigt werden! Die optimale Energie-Erzeugungsanlage für das landwirtschaftlichen Unternehmen zu finden!

29 Energielehrschau auf Haus Düsse Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!