Einsatzmöglichkeiten von Kraft-Wärme-Kopplung in der Wohnungswirtschaft

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1 Einsatzmöglichkeiten von Kraft-Wärme-Kopplung in der Wohnungswirtschaft MBA/Dipl.-Ing.(FH) Matthias Kabus Folie 1

2 Themenübersicht 1. Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) 2. Einsatzkriterien 3. Wirtschaftlichkeit Folie 2

3 Möglichkeiten der Kraft-Wärme-Kopplung Verbrennungsmotor Stirlingmotor Gasturbine Brennstoffzelle BHKW BHKW GTHKW BZ Leistungsbereich ab 1 kwel 1 40 kwel 1 bis 100 MWel 5 bis 250 kwel Mikro: kwel Brennstoffe Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, Biogase Externe Verbrennung üblich Holz, Gas Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, Biogase Wasserstoff, Erdgas, Methanol, Biogase Wirkungsgrade ηel % (Gas) ηel % ηel % ηel % ηel % (Diesel) η ges bis 85 % η ges bis 85 % η ges bis 90 % η ges bis 90 % Temperaturniveau Wärme C Obere Prozesstemp. 650 ºC C C Untere Prozesstemp. 30 C- 60 ºC Folie 3

4 Funktionsweise eines Motor-BHKW Abgas-Wärmetauscher thermische Energie ca % Verluste ca % Heizungsnetz Kühlwasser-Wärmetauscher elektrische Energie ca % Antriebsmotor Generator Energieagentur NRW zugeführte Brennstoffenergie 100 % Folie 4

5 Energieeinsparung durch Kraft-Wärme-Kopplung Energieeinsatz getrennte Erzeugung 159 % Energieeinsatz gemeinsame Erzeugung100 % Kraftwerk Kohle = 38% el Kessel Erdgas Heizöl EL = 90% th 100 kw 59 kw 6 % 62 % 2 % 70 % 36 kw Strom 53 kw Wärme 11 % 100 kw Gasturbine BHKW Erdgas Heizöl EL el = 36 % = 53 % th Primärenergieeinsparung 38 % Verluste Verluste Folie 5

6 Einbindung eines BHKW Folie 6

7 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 7

8 Voraussetzungen für den Einsatz der KWK Gleichzeitigkeit von Strom- und Wärmebedarf Hohe Benutzungsdauer > Benutzungsstunden/a Möglichst hohe Wärmegrundlast Umfangreiche Eigenstromsubstitution Der Brennstoffpreis sollte maximal 1/3 des eigenen Strompreises betragen Folie 8

9 Wärmebedarf Ermittlung des Wärmebedarfs - Geordnete Jahresdauerlinie - Ermittlung des täglichen Wärmebedarfs in den verbrauchsschwachen Zeiten Jahresdauerlinie getrennt nach Raumwärme und Prozesswärme /Warmwasser, Ouelle: Nahwärme Forum, Fraunhofer Institut Folie 9

10 Wärmebedarf Geordnete Jahresdauerlinie Wärmebedarf Wärmeleistung [kw] Stundenwerte Folie 10

11 Stromvergütung BHKW 0:00 0:45 1:30 2:15 3:00 3:45 4:30 5:15 6:00 6:45 7:30 8:15 9:00 9:45 10: :15 12: 00 12: 45 13: 30 14: 15 15: 00 15: 45 16: 30 17: 15 18: 00 18: 45 19: 30 20: 15 21: 00 21: 45 22: 30 23: 15 0:00 Lastgang Strom Stromerzeugung BHKW Zeit Folie 11 Vom EVU bezogener Reststrom BHKW-Strom ins EVU-Netz zurückgespeist BHKW-Strom Eigennutzung elektrische Leistung

12 Investitionskosten Investitionskosten für ein mit Erdgas betriebenes BHKW Elektrische Leistung 5 kw 10 kw 20 kw 30 kw 50 kw 100 kw Spezifische Kosten /kwh el /kwh el /kwh el /kwh el /kwh el /kwh el Investitionskosten Enthalten sind die Positionen KWK-Modul, Schalldämpfung, Katalysator, Schmierölver- und -entsorgung, Schaltschrank, Be- und Entlüftung sowie Transport, Montage, Inbetriebnahme, Probebetrieb und Abnahme. Folie 12

13 Wirtschaftlichkeit Ermittlung der jährlichen Einnahmen Rückerstattung der Energiesteuer - Anlagenwirkungsgrad 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 13

14 Wirtschaftlichkeit Ermittlung der jährlichen Ausgaben Brennstoffkosten Wartungs- und Instandhaltungskosten Teil- oder Vollwartungsvertrag, Kosten zwischen 1,5 und 3 Ct/kWh el Kapitalkosten Folie 14

15 Wirtschaftlichkeit Gegenüberstellung jährliche Ausgaben und Einnahmen Ergebnis positiv Einsatz eines BHKW möglich Ergebnis negativ Einsatz eines BHKW nicht möglich Ergebnis nur mit geringen positiven oder negativen Zahlen behaftet Rahmenbedingungen nochmals überprüfen. Vor jeder Investition in ein BHKW sollten mind. 1 2 Wirtschaftlichkeitsberechnungen vorliegen Folie 15

16 Einsatzfelder für BHKW nur Objekte mit zentraler Trinkwasserversorgung Mehrfamilienhäuser ab 6 Wohneinheiten Kleinere Objekte mit Nahwärmeverbindung Folie 16

17 Für weitere Fragen stehen wir gern zur Verfügung Kontakt: EnergieAgentur.NRW Kasinostraße Wuppertal Tel.: 0202/ Fax: 0202/ Internet: Folie 17

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