Kraft-Wärme-Kopplung in der Wohnungswirtschaft Potenziale und Chancen

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1 Kraft-Wärme-Kopplung in der Wohnungswirtschaft Potenziale und Chancen Prof. Dr.-Ing. Bernd Thomas Hochschule Reutlingen Reutlingen Research Institut RRI Einführung Auslegung, Wirtschaftlichkeit für MFH Fazit/Ausblick Prof. Dr.-Ing. Bernd Thomas, wiss. Leiter RRI, Fak. Technik, Hochschule Reutlingen, Alteburgstraße 150, Reutlingen, Tel. +49 (0) , Fax +49 (0) ,

2 Ressourcenschonung, Minderung der CO2-Emissionen konventionelle Energien Erneuerbare Energien Energieeffizienz

3 Mini-BHKW Prüfstand a. d. Hochschule Reutlingen Zertifizierte Prüfung von Mini-BHKW zum Umweltzeichen Der Blaue Engel sowie Bestätigung von Primärenergiefaktoren und Primärenergieeinsparung Neu: Bestimmung der Normnutzungsgrade nach DIN 4709 Vogel-Buchverlag

4 Primärenergieeinsparung Die Primärenergieeinsparung von KWK-Anlagen wird im Rahmen der EU-Richtlinie 2004/8/EG im Vergleich mit der getrennten Erzeugung von Strom und Wärme in Kraftwerk und Heizkessel berechnet. Es wird mit modernster Technologie verglichen, d.h. Gas-Brennwertkessel und modernes Erdgas-Kraftwerk mit einem elektrischen Wirkungsgrad von = 52,5%).

5 Primärenergieeinsparung für die untersuchten Mini-BHKW Primärenergieeinsparung / % kw el Mindestwert für Mini-KWK-Zuschuss < 10 kw el T_RL = 30 C T_RL = 60 C 5 0 DACHS HKA 5.5 SOLO V161 ecopower 4.7 WhisperGen EU1 EC Power XRGI-15 Mini-BHKW bieten eine signifikante Primärenergieeinsparung

6 Warum sind Mini-BHKW nicht Standard i. d. Heizungstechnik? Voraussetzung für einen wirtschaftlichen Betrieb von Mini-BHKW: guter elektrischer Wirkungsgrad hohe jährliche Laufzeit geringe Anschaffungs- und Wartungskosten > (27) 30% > 5000 Bh/a < /kw el (Netto-Gerätekosten) Wartungsintervall: bis zu 8500h

7 Auslegungsrechnungen für Mini-BHKW in MFH Laufzeiten thermische und elektrische Deckungsgrade Strombedarf Gesamtwärmebedarf MFH 1 7 WE kwh/a kwh/a MFH 2 14 WE kwh/a kwh/a MFH 3 34 WE kwh/a kwh/a MFH 4 48 WE kwh/a kwh/a

8 Auslegungsrechnungen für Mini-BHKW in MFH Laufzeiten thermische und elektrische Deckungsgrade BHKW Elektr. Leistung Therm. Leistung WhisperGen 1,0 kw 14,5 kw Dachs 5,5 kw 13,5 kw* * mit Kondensor EC Power 15,2 kw 30 kw Höfler 25 kw 47 kw Comuna Metall 50 kw 97 kw Referenzlastprofile nach VDI 4655 Planung von Mikro-KWK Anlagen nach VDI 4656

9 Auslegungsrechnungen für Mini-BHKW MFH 3 MFH WE Wel = 78123kWh/a Qges = kWh/a EC Power Höfler therm. Deckungsgrad / % Speichervolumen / l

10 Auslegungsrechnungen für Mini-BHKW MFH 3 MFH WE Wel = 78123kWh/a Qges = kWh/a EC Power Höfler 7000 Betriebszeit BHKW / h Speichervolumen / l

11 Auslegungsrechnungen für Mini-BHKW MFH 3 MFH WE Wel = 78123kWh/a Qges = kWh/a EC Power, gesamt EC Power, max. Anteil eigengenutzt Höfler, gesamt Höfler, max. Anteil eigengenutzt Stromprod. BHKW / kwh/a Auslegungspunkt EC Power Speichervolumen / l

12 Auslegungspunkt Objekt-/BHKW-Daten Objekt: Mehrfamilienhaus 34 WE Stromverbrauch kwh/a Gesamtwärmeverbrauch kwh/a BHKW: EC Power XRGI 15 (15,2 kwel, 30 kwth) wärmegeführt Pufferspeicher: 2000 Liter

13 Auslegungspunkt - Betriebsdaten BHKW Betriebsstunden: h/a ges. Stromproduktion: kwh/a davon eigennutzbar: kwh/a (= 61,9% d. Ges.prod.) (= 70,7% d. Bedarfs) Wärmeerzeugung: Brennstoffbedarf: kwh/a (= 91,9% d. Bedarfs) kwh/a

14 Wirtschaftlichkeitsberechnung - Stromerlöse Einspeisung Üblicher Preis (Q1/12): Vermied. Netznutzung: KWK-Zuschlag: 4,51 ct/kwh +0,5 ct/kwh +5,11 ct/kwh 10,12 ct/kwh an Dritte weiterverkauft (eigengenutzt) Strompreis (netto): 20,83 ct/kwh EEG-Umlage: - 3,59 ct/kwh (nur bei Weiterverkauf KWK-Zuschlag: + 5,11 ct/kwh an Dritte) 22,35 ct/kwh

15 Wirtschaftlichkeitsberechnung sonst. Daten Investitionskosten: (Mehrkosten BHKW) Überholung: (nach 10 Jahren) kalk. Zinssatz: 5 % Erdgaspreis: 5,09 ct/kwh (bezogen auf Hs) Mineralölsteuerrückvergütung: 0,55 ct/kwh (bezogen auf Hs) Energiepreissteigerung: jährlich 3 % Vollwartungskosten: 2,5 ct/kwh jährliche Steigerung: 2 % Kesselwirkungsgrad: 96 % (für alternative Wärmebereitstellung)

16 Wirtschaftlichkeitsberechnung Kapitalwertmethode MFH 3 34 WE Wel = kwh/a Qges = kwh/a Kapitalwert / Stromeigennutzung 100% 75% 50% 25% 0% Verwendung des max. eigennutzbaren Stromanteils Volleinspeisung Jahre

17 Stromverteilung im Objekt Netzbetreiber ZZ "abrechnungsrelevanter Zählpunkt" gemäß KWKG Z BHKW Z V i Z V i Z V i Die Verteilung und Abrechnung des Stroms im Hausnetz obliegt dem BHKW Betreiber.

18 Stromverteilung im Objekt virtueller Zählpunkt "virtueller Zählpunkt" Z F * Z Netzbetreiber ZZ "abrechnungsrelevanter Zählpunkt" gemäß KWKG Z BHKW Z V i Z V i Z F V i Fremdbelieferung Weitere Infos: BWK 7/8 2010, S Abrechnungsvarianten für Strom aus KWK-Anlagen in MFH

19 Wirtschaftlichkeitsberechnung Amortisationszeit 10 MFH 3 34 WE Wel = kwh/a Qges = kwh/a 9 8 Amortisationszeit / a % 75% Stromeigennutzung 50%

20 Wirtschaftlichkeitsberechnung Amortisationszeit MFH 3 34 WE Wel = kwh/a Qges = kwh/a Ausgangswert Strompreis(netto) = 20,83 ct/kwh Amortisationszeit / a ct/kwh -4 ct/kwh -2 ct/kwh - 6 ct/kwh -4 ct/kwh - 2 ct/kwh -2 ct/kwh % 75% Stromeigennutzung50%

21 Fazit Fachtagung Energieberatung Mini-BHKW sind technisch ausgereift und bieten eine signifikante Primärenergieeinsparung. Die breite Markteinführung von Mini-BHKW kann gelingen, wenn: Geräte mit gutem elektrischen Wirkungsgrad und geringen Anschaffungs- und Wartungskosten eingesetzt und der im BHKW erzeugte Strom zum größtmöglichen Anteil im Objekt verbraucht werden. BHKW können in Mehrfamilienhäusern in vielen Fällen wirtschaftlich betrieben werden.

22 Ausblick 1. Energiepreissteigerungen begünstigen den Betrieb von BHKW 2. Im EEWärmeG ist KWK als Ersatzmaßnahme geführt. 3. Bedarfsgerecht erzeugter Strom wird zukünftig höher vergütet werden (Stichwort: Smart metering, var. Tarife).