PowerBuilding- Kongress 06./07.Mai 2015, Frankfurt

Transkript

1 PowerBuilding- Kongress 06./07.Mai 2015, Frankfurt Thema: Optimierung der Energiekosten unter Einsatz von BHKW Praxisbeispiele aus verschiedenen Krankenhäusern Jörn Heilemann GASAG Contracting GmbH Im Teelbruch Essen

2 Gliederung Vortrag Vorstellung des Unternehmens Politische Ziele in Deutschland Praxisbeispiel: Anlagensanierung mit KWK im Nahwärmeverbund Bad Driburg Grundsätzl. Überlegungen zur Auslegung und Wirtschaftlichkeit von KWK-Anlagen Weitere Kurzbeispiele Fazit

3 GASAG-Gruppe Mitarbeiter 1,2 Mrd. Umsatz

4 Contracting in der GASAG-Gruppe Standorte Berlin, Essen Anzahl Mitarbeiter 42 Umsatz Mio. Energielieferung Anzahl Energieanlagen ca. 490 GWh ca. 580 (80 BHKW)

5 Contracting-Leistungen der Gesellschaft Krankenhäuser Kommunen Wohnungswirtschaft Gewerbe

6 Beispiele Öffentliche Liegenschaften Stadt Wülfrath 29 kommunale Liegenschaften Schulen, Museen, Kindergärten etc. Stadt Sprockhövel 8 kommunale Liegenschaften Rathaus, Schwimmbad, Schulzentren etc. Stadt Bad Berleburg Rothaarbad Freizeitbad mit Biomasseanlage

7 Beispiele Wohnungswirtschaft Wohnsiedlung Waldsassener Straße Berlin Wohneinheiten Wohnsiedlung Berlin Wohneinheiten Wohnanlage Eigentümergemeinschaft Mettmann 197 Wohneinheiten

8 Beispiele Hotels Gräflicher Park Hotel & Spa Bad Driburg 4-Sterne-Superior-Hotel Hotel centrovital Berlin 4-Sterne-Wellness-Hotel Van der Valk Resort Linstow 4-Sterne-Hotel mit 280 Ferienhäusern

9 Beispiele Gewerbe Balda Medical Bad Oeynhausen m 2 Produktionsfläche O 2 World Berlin m 2 Gesamtfläche Alpincenter van der Valk Hamburg-Wittenburg m 2 Pistenfläche (33,8 ha Gesamtgelände)

10 Beispiele Krankenhäuser Knappschaftskrankenhaus Dortmund 463 Betten Evang. Huyssens-Stiftung Essen 450 Betten St. Elisabeth-Krankenhaus Wittlich 380 Betten

11 Technische Möglichkeiten zur Verbesserung der Effizienz Optimierung der install. Leistung Hydraulische Einregulierung der Netze Wärmerückgewinnung Regelungszeiten optimieren Nachtabsenkung BHKW- Technik Energie- Controlling Nutzerverhalten ändern Brennwert- Technik Überdimensionierung vermeiden Optimierung der Energie-Beschaffung Elektronische Vorschaltgeräte Stromeffiziente Antriebe einbauen Wartung verbessern Absenkung der Rücklauftemperaturen Dezentralisierung der Dampferzeugung Adiabate Kühlung Absenkung der Raumtemperaturen Änderung der Betriebszeiten Leistungsregelung von Ventilatoren Wärmedämmung Nutzenergie- Zähler einbauen Einbau von Abgaswärmetauschern Drehzahlgeregelte Pumpen Die technischen Lösungen für die wirtschaftliche Umsetzung der politischen Ziele sind bereits ausreichend vorhanden!

12 Praxis-Beispiel 1 Anlagensanierung im Nahwärmeverbund mit Krankenhaus

13 Nahwärmeverbund Bad Driburg Caspar-Heinrich-Klinik Heizzentrale 2 Versorgung von: Gräfliches Parkhotel, Markus Klinik, Caspar Heinrich Klinik Heizzentrale 1 Versorgungsstruktur vor Sanierung: Dampfkessel 1 x 5,6 MW (Bj. 1988) 1 x 7,5 MW (Bj. 1960) 1 x 0,7 MW (Bj. 1974) Heizkessel 1 x 1,2 MW (Bj. 1985) 1 x 0,9 MW (Bj. 1987) 100 % Netzstrombezug Gräfl. Park-Hotel Markus-Klinik Bedarfsstruktur: Erdgas-/ Ölbedarf MWh/a Strombedarf MWh/a Jahresenergiekosten netto (2008): Gas/Öl: ca /a Strom: ca /a

14 Gräflicher Park Hotel & Spa

15 Caspar Heinrich Klinik (CHK)

16 Markus-Klinik

17 Ergebnis Schwachstellenanalyse Zentrale Betriebstechnik war überaltert und entsprach nicht mehr dem Stand der Technik hinsichtlich der Energieeffizienz Dampfkesselanlagen: - gemessen am Prozessdampfbedarf deutlich überdimensioniert - erforderte ständige Beaufsichtigung hoher Personalaufwand + TÜV-Kosten - geringer Wirkungsgrad hohe Brennstoffkosten - Redundanz-/Spitzenkessel Bj. 1960er Versorgungssicherheit eingeschränkt Kesselanlage CHK alt und ineffizient Ersatzinvestition erforderlich Sekundärnetz nicht hydr. optimiert hohe Verteilverluste und Pumpenstromkosten Kein KWK-Einsatz hohe Netzstrombezugskosten Zeitnahe Sanierung der Anlagentechnik war angesichts steigender Brennstoffkosten technisch und wirtschaftlich sinnvoll!

18

19

20 Jahresdauerlinie

21

22 Angebotsumfang GASAG Contracting Sanierung von zwei Energiezentralen für den Gräflichen Park und CHK Gas-Brennwert-Mehrkesselanlagen mit ca. 6 MW (inkl. 100 % Redundanz) 3 BHKW-Anlagen mit einer Gesamtleistung von ca. 570 kw el und 719 kw th zzgl. Brennwerttauscher Errichtung einer neuen, ca. 20 m hohen Stahlkaminanlage Errichtung Infrastruktur zur BHKW-Stromversorgung des Nahwärmeverbunds Neuinstallation bedarfsgerechter Schnelldampferzeuger-Anlage (3 x 460 kg/h) Ausrüstung der Dampferzeuger mit Abgaswärmetauschern Umrüstung des Neuen Badehauses auf Warmwasserheizung Hydraulische Optimierung des Sekundärnetzes Deutliche Verbesserung von Wirtschaftlichkeit und Effizienz

23 Energieflussbild BHKW Gas Strom MWh/a Vollständige Einspeisung ins Haus-Netz; 67 % des Gesamt-Strombedarfs ( kwh Rückspeisung) MWh Hi /a Wärme MWh/a Vollständige Einspeisung ins Haus-Netz; 63 % des Gesamt-Wärmebedarfs Gesamtnutzungsgrad der Anlage 95 %

24 Demontage

25 Demontage

26 Demontage

27 Demontage

28 Demontage

29 Fundament Schornstein

30 Fundament Schornstein

31 Einbringung Heizkessel

32 Aufstellung Heizkessel

33 Einbau Heizkessel

34 Anlieferung Kamin

35 Kaminaufstellung

36 Kaminaufstellung

37 Kaminaufstellung

38 Kaminaufstellung

39 Einbringung Pufferspeicher

40 Einbringung BHKW

41 Verkabelung Regelungstechnik

42 Anbindung Trafokompaktstation

43 Fertigstellung Schnelldampferzeuger

44 Gas-Brennwertkessel und Kamin

45 Heizkessel Innenansicht Pufferspeicher

46 Redundanzkessel und Verteilung

47 Fertigstellung BHKW

50 Primärenergiebedarf Primärenergiebedarf Energiecontracting CO 2 -Bilanz Netzstrombezug MWh/a MWh/a Kraftwerks-Mix-Deutschland Kesselnutzwärme MWh/a t CO2 Äquivalent / a t Einsparung vor Sanierung CO2 Äquivalent / a nach Sanierung MWh/a Kraftwerks-Mix-Deutschland Netzstrombezug BHKW-Strom Nutzwärme aus BHKW und Heizkessel MWh/a MWh/a MWh/a t CO2 Äquivalent / a 30% Entlastung

51 Vollkostenvergleich zur Prüfung der Wirtschaftlichkeit Ist-Zustand Contracting Brennstoffkosten /a Netzstrombezug /a Summe Energiekosten /a Wartung und Instandhaltung nach VDI /a Betriebspersonal /a Verwaltung, Abrechnung /a Versicherung etc. Schornsteinfeger, TÜV /a Wasser und Chemikalien /a Vollkosten S /a netto Arbeitspreis Wärme /a Arbeitspreis Dampf /a Arbeitspreis BHKW-Strom /a Netzstrombezug /a Summe Energiekosten /a Grundpreise /a Personalkostenerstattung /a Einspeisevergütung /a KWK-Zuschlag /a Vollkosten S /a netto Einsparung /a Ergebnis: Die preislabilen Energiekosten wurden um 32% gesenkt.

52 Grundsätzliche Überlegungen zur Auslegung und Wirtschaftlichkeit von KWK-Anlagen

53 Ct/kWh Energiecontracting 18 Entwicklung der Strommischpreise 16 2,05 2, ,05 2,05 0,54 2,05 0,63 2,05 2,05 0,78 0,96 2,05 1,15 2,05 1,3 2,05 2,15 2,05 3,53 2,05 3,59 5,28 6,24 Sonstiges Stromsteuer EEG-Umlage Strompreis 6 0,41 10,69 4 6,17 7,02 7,65 9,26 9 8,7 8,63 8,37 8,95 8,6 8,

54 CO 2 -Emissionen verschiedener Stromerzeuger

55 KWK-Vergütungssätze aktuell

56 kw Energiecontracting

57

58

59

60

61 Wirtschaftlichkeit des BHKW-Einsatzes im Krankenhaus 300 Betten Gesamtetat ca. 115 T /Bett Davon Strom und Wärme: /Bett Reduzierung durch BHKW: ca. 540 /Bett Einsparung 22 % Fazit: Der Einsatz eines BHKW ist in jedem Krankenhaus sinnvoll und wirtschaftlich!

62 Weitere Kurzbeispiele

63 Beispiel Krankenhäuser St. Marien-Krankenhaus Siegen, 441 Betten Lieferung von Wärme und Betriebsführung der KWK-Anlage über 9 Jahre kw Niedertemperatur-Kessel 420 kw el BHKW 2 x 560 kg/h Dampfkesselanlage 140 kg/h Reindampferzeuger - Erneuerung der Heizkessel - Neuinstallation eines BHKW - Erneuerung der zentralen Trinkwarmwasserbereitung in der Heizzentrale - Erweiterung der Druckhalteanlage - Neuinstallation einer Schnelldampferzeugeranlage sowie einer Reindampferzeugungsanlage zur Betriebsführung durch den Kunden - Installation einer Fernüberwachung CO 2 -Einsparung pro Jahr: 30 %

64 Beispiel Krankenhäuser St. Marien-Hospital Aachen, 321 Betten Neuerrichtung und Betriebsführung über 15 Jahre 2 x 170 kw Niederdruckdampfkessel 142 kw el BHKW 210 kw Kälteanlage Ca m³/h Lüftungsanlage Reinraum/OP - Bedarfsgerechte Umstellung der Dampferzeugung - Neuerrichtung einer BHKW-Anlage - Sanierung der Lüftungsanlagen OP-Zentrum mit hocheffizienten Wärmerückgewinnungssystemen und adiabater Kühlung - Erneuerung der Kälteerzeugungsanlage - Einbau einer Gebäudeleittechnik für die Dampf-, BHKW- und OP-Lüftungsanlagen - hydraulische Optimierung des Netzes - Optimierung der Betriebsweise CO 2 -Einsparung pro Jahr: 32 %

65 Beispiel Krankenhäuser Elisabeth-Krankenhaus Essen, 600 Betten Lieferung von Wärme und Erzeugung von KWK-Strom über 15 Jahre kw Heizkesselanlagen 400 kw el BHKW 2 x 54 kw Elektroreindampferzeuger - Neuerrichtung einer Brennwertkesselkaskade - Neuinstallation eines BHKW - Vorbereitung der Substitution der zentralen Hochdruckdampfkesselanlage - Optimierung des Verteilnetzes - Sanierung der Warmwasserbereitung - Einbau einer Gebäudeleittechnik für die Dampf-, BHKW- und Warmwasserbereitungsanlagen CO 2 -Einsparung pro Jahr: 20 %

66 Beispiel Krankenhäuser DRK Krankenhaus Kirchen, 305 Betten Lieferung von Wärme, Dampf und Kälte sowie Erzeugung von KWK-Strom über 15 Jahre kw Heizkesselanlagen kw Dampfkesselanlagen 570 kw Kälteanlagen 182 kw el BHKW - Sanierung der Dampfanlagen - Erneuerung der Kälteanlagen - Einbau eines BHKW - Erneuerung der Warmwasserbereitung - Einbau einer Gebäudeleittechnik - Einbau geregelter Pumpen - hydraulische Optimierung des Netzes - Optimierung der Betriebsweise CO 2 -Einsparung pro Jahr: 923 Tonnen

67 Beispiel Krankenhäuser Gesundheitszentrum Evang. Stift St. Martin Koblenz, 450 Betten Lieferung von Wärme, Dampf und Kälte sowie Erzeugung von KWK-Strom über 15 Jahre kw Heizkesselanlagen kw Dampfkesselanlagen kw Kälteanlagen 490 kw el BHKW - Sanierung der Kesselanlagen - Sanierung der Dampfanlagen - Erneuerung der Kälteanlagen - Sanierung des BHKW - Erneuerung der Warmwasserbereitung - Einbau einer Gebäudeleittechnik - Einbau geregelter Pumpen - hydraulische Optimierung des Netzes - Optimierung der Betriebsweise Einsparung Betriebsstrom pro Jahr: kwh

68 Beispiel Krankenhäuser St. Elisabeth-Krankenhaus Wittlich, 380 Betten Lieferung von Wärme, Dampf und KWK-Strom über 15 Jahre kw Heizkesselanlagen 760 kw Dampfkesselanlagen 420 kw el BHKW l Speicherladesystem - Erneuerung der Kesselanlagen - Dezentralisierung der Dampfversorgung - Einbau eines BHKW - Erneuerung der Warmwasserbereitung - Optimierung Sekundärnetz - Erneuerung Verteiler - Installation einer Fernüberwachung CO 2 -Einsparung pro Jahr: 27 %

69 Beispiel Krankenhäuser Krankenhaus Huyssens-Stiftung Essen, 450 Betten Lieferung von Wärme und Erzeugung von KWK-Strom über 15 Jahre kw Heizkesselanlage 357 kw el BHKW - Neuinstallation von 3 Brennwertkesseln - Installation einer BHKW-Anlage - Ablösung des Dampfes (Demontage Dampfanlagentechnik und -heizkörper) - Installation neuer Heizkörper und Anbindung an Warmwasserheizungsanlage - Demontage und Verlagerung der vorhandenen Anlagentechnik der alten Heizzentrale - Erarbeitung eines Maßnahmenkatalogs zur hydraulischen Optimierung der Kundenanlage CO 2 -Einsparung pro Jahr: 31 %

70 Beispiel Reha-Kliniken Reha-Klinik Godeshöhe Bad Godesberg, 320 Betten Betriebsführung der Heizungs- und Lüftungsanlagen über 15 Jahre kw Heizkesselanlagen 224 kw el BHKW l Speicherladesystem - Sanierung der Heizkesselanlagen - Neuinstallation eines BHKW - Sanierung von 20 Lüftungsanlagen - Erneuerung der Warmwasserbereitung - Einbau einer Gebäudeleittechnik für Heizungsund Lüftungsanlagen - Einbau geregelter Pumpen - hydraulische Optimierung des Netzes - Optimierung der Betriebsweise CO 2 -Einsparung pro Jahr: 850 Tonnen

71 Beispiel Krankenhäuser Knappschaftskrankenhaus Dortmund, 463 Betten Lieferung von Wärme und Dampf sowie Erzeugung von KWK-Strom über 15 Jahre kw Wärme 357 kw el BHKW l Speicherladesystem - Optimierung der Kesselanlagen - Dezentralisierung der Dampfversorgung - Installation von Zweistoffbrennern - Installation eines Öltanks - Einbau eines BHKW - Erneuerung der Warmwasserbereitung - Optimierung der Lüftungsanlagen - Installation einer Fernüberwachung CO 2 -Einsparung pro Jahr: 23 %

72 Beispiel Krankenhäuser Krankenhaus Maria Hilf Daun, 211 Betten Lieferung von Wärme und Erzeugung von KWK-Strom über 15 Jahre kw Heizkesselanlagen 112 kw el BHKW l Speicherladesystem - Sanierung der Heizkesselanlagen - Umstellung auf Zweistoffbetrieb - Neuinstallation eines BHKW - Erneuerung der Warmwasserbereitung - Einbau einer Gebäudeleittechnik - Einbau geregelter Pumpen - hydraulische Optimierung des Netzes - Optimierung der Betriebsweise CO 2 -Einsparung pro Jahr: 30 %

73 Beispiel Krankenhäuser Ökumenisches Verbundkrankenhaus Trier, 363 Betten Lieferung von Wärme und Erzeugung von KWK-Strom über 15 Jahre kw Heizkesselanlagen 112 kw el BHKW l Speicherladesystem - Sanierung der Heizkesselanlagen - Neuinstallation eines BHKW - Erneuerung der Warmwasserbereitung - Einbau einer Gebäudeleittechnik - Einbau geregelter Pumpen - hydraulische Optimierung des Netzes - Optimierung der Betriebsweise CO 2 -Einsparung pro Jahr: 22 %

74 Beispiel Krankenhäuser St. Josef Krankenhaus Essen, 425 Betten (inkl. Altenheim) Lieferung von Wärme und Dampf sowie Erzeugung von KWK-Strom über 17,5 Jahre kw Heizkesselanlagen 2 x 0,3 t/h Niederdruck-Dampfkesselanlagen 232 kw el BHKW - Substitution der Hochdruckdampfkesselanlage - Neuerrichtung eines Erdgas-BHKW - Errichtung Abgaswärmetauschersystem zur Effizienzsteigerung KWK-Anlage - hydraulische Optimierung des Heizungsnetzes - Installation einer Fernüberwachung CO 2 -Einsparung pro Jahr: 500 Tonnen

75 Beispiel Krankenhäuser Knappschafts-Krankenhaus Essen, 280 Betten Lieferung von Wärme und Dampf sowie Erzeugung von KWK-Strom über 15 Jahre kw Brennwertkessel kw Niedertemperaturkessel 170 kw Niederdruck-Dampfkessel 240 kw el Erdgas-BHKW - Installation neuer Brenner für Heizkessel - Erneuerung Dampfkesselanlage - Austausch vorhandenes Pflanzenöl-BHKW durch Neuinstallation Erdgas-BHKW - Komplette Einbindung neuer Brenneranlagen in den Bestand - Erneuerung der Druckhalteanlage - Installation einer Fernüberwachung Deckung von mehr als 80 % des Gesamtstrombedarfs über BHKW

76 Beispiel Krankenhäuser Ev. Krankenhaus Essen-Werden Essen, 258 Betten Lieferung von Wärme und Erzeugung von KWK-Strom über 15 Jahre kw Heizkesselanlagen 237 kw el BHKW - Neuerrichtung einer Brennwertkesselkaskade - Neuinstallation einer BHKW-Pufferspeicher-Anlage - Anpassung der erzeugerseitigen Hydraulik - Optimierung des Verteilnetzes - Erneuerung der Warmwasserbereitung - Einbau einer Gebäudeleittechnik für die Heizungs, BHKW- und Warmwasserbereitungsanlagen CO 2 -Einsparung pro Jahr: %

77 Beispiel Fachkliniken Dr. von Ehrenwall sche Klinik Ahrweiler, 150 Betten Lieferung von Wärme und Erzeugung von KWK-Strom über 15 Jahre kw Heizkesselanlagen 112 kw el BHKW - Optimierung der Anlagentechnik - Neuinstallation eines BHKW - Nahwärmeanbindung Haus B - Einbau neuer Gasbrennwertanlage Haus D - Neubau der Zu- und Abluftanlagen inkl. Wärmerückgewinnung mit adiabater Vorkühlung - Optimierung der Feuchteregelung Therapiebad - hydraulische Optimierung der Wärmeverteilung - Stilllegung Öltanks CO 2 -Einsparung pro Jahr: 34 %

78 Beispiel Krankenhäuser Kamillushaus Essen, 115 Betten Lieferung von Wärme und Erzeugung von KWK-Strom über 15 Jahre 2 x 400 kw Brennwertkesselanlage 50 kw el BHKW - Anschluss der Liegenschaft an das Gasverteilnetz - Sanierung der Heizkesselanlagen - Neuinstallation eines BHKW - Errichtung eines Nahwärmeverbundes - Rückbau der Dampferzeugungsanlage - Substitution der Dampfverbraucher Küche - Sanierung der Heizungsunterverteilungen und Warmwasserbereitung - Optimierung des Verteilnetzes - Einbau einer Gebäudeleittechnik für die Heizungs, BHKW- und Warmwasserbereitungsanlagen sowie die Heizungsverteilungen CO 2 -Einsparung pro Jahr: 33 %

79 Fazit Der Energieverbrauch von Krankenhäusern liegt auf hohem Niveau. Die dadurch verursachten CO 2 -Emissionen sind erheblich. Insbesondere durch Einsatz von KWK kann die CO 2 -Bilanz erheblich verbessert werden. Gleichzeitig besteht ein erhebliches Energie-Einsparpotential, das ohne eigene Investitionen realisierbar ist. Für die zeitnahe Erschließung dieser Potentiale ist Contracting eine vielfach bewährte Lösung. Mit Hilfe von Contracting mit KWK können die Effizienzziele der Bundesregierung in Krankenhäusern wirtschaftlich und zügig umgesetzt werden!

80 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! GASAG Contracting GmbH Standort Berlin: Litfaß-Platz Berlin Tel Fax Standort Essen: Im Teelbruch Essen Tel Fax info@gasag-contracting.de