Kraft Wärme Kopplung mit Blockheizkraftwerken

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1 Kraft Wärme Kopplung mit Blockheizkraftwerken

2 Was versteht man unter Kraft Wärme Kopplung? Antriebsenergie: - Erdgas -Heizöl - Biogas - Pflanzenöl - Biomasse Prozess: - Verbrennungsmotor -Gasturbine - Dampfkessel mit Dampfturbine - Brennstoffzelle - Sterling - Motor Produkt: -Strom -Wärme Nr.2 GET Ingenieurgesellschaft

3 Funktionsschema eines BHKW`s Nr.3 GET Ingenieurgesellschaft

4 Was spricht für Kraft - Wärme - Kopplung? Nr.4 GET Ingenieurgesellschaft

5 Beispiel: Ergas-BHKW in Kompaktbauweise mit Schalldämmung Nr.5 GET Ingenieurgesellschaft

6 Die wichtigsten gesetzlichen Rahmenbedingungen Genehmigungsrechtliche Rahmenbedingungen - Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) - Bundes Immissionsschutzgesetz (BImSchG) Fiskalische Rahmenbedingungen - Mineralölsteuergesetz - Stromsteuergesetz - KWK-Gesetz (KWKModG) - Erneuerbare-Energien Gesetz (EEG) Technische Rahmenbedingungen - VDI 3985 : Grundsätze für Planung, Ausführung und Abnahme von KWK-Anlagen mit Verbrennungskraftmaschinen - VDI 2067 Blatt 7: Berechnung der Kosten von Wärmeversorgungsanlagen; Blockheizkraftwerke Nr.6 GET Ingenieurgesellschaft

7 Grundüberlegungen zur wirtschaftlichen Auslegung von BHKW-Anlagen Eine Wirtschaftlichkeit wird im Normalfall nur erreicht, wenn das BHKW eine Mindestlaufzeit von h per anno aufweist. Dies bedingt in der Regel einen ganzjährigen Gebäudebetrieb mit sommerlichem Wärmebedarf. Die thermische Leistung des Moduls sollte zwischen 10 und 30% der max. erforderlichen Wärmeleistung betragen. Je geringer der Anteil des sommerlichen Wärmebedarfs am Gesamtwärmebedarf ist, desto kleiner ist die thermische Leistung zu wählen. Nr.7 GET Ingenieurgesellschaft

8 Anwendungsfälle für BHKW-Anlagen Sehr gut geeignet: - Schwimmbäder mit Hallen- und Freibadbetrieb - Kankenhäuser und große Hotels mit Schwimmbad und / oder Klimatisierung über Absorptionskältemaschinen Bedingt geeignet: - Alten- und Altenpflegeheime etc. - Große Wohngebäude - Bürogebäude - Kindertagesstätten Kaum geeignet: - Schulen mit Halbtagesbetrieb - Freibäder - Kleine Wohngebäude Nr.8 GET Ingenieurgesellschaft

9 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durch Gegenüberstellung von Kosten und Gutschriften Kosten - Kapitalkosten -Energiekosten - Betriebskosten (Wartung, Instandhaltung, Personal etc.) - Sonstige Betriebskosten (z.b.versicherungen) Gutschriften - Eingesparte Wärmeerzeugungskosten - Eingesparte Strombezugskosten (inkl. Stromsteuer) - Vergütung für ins Netz eingespeisten Strom - Rückerstattung Mineralölsteuer Nr.9 GET Ingenieurgesellschaft

10 Entwicklung des Jahresertrages eines Erdgas-BHKW bei steigenden Strompreisen Gewinn / Verlust in /a ,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 Strompreis in ct / kwh BHKW Mehrfamilienhaus: Elektrische Leistung: 5,5 kw Thermische Leistung: 12,5 kw Energieeinsatz: 20 kw Laufzeit: 6000,00 h/a Eigengenutzter Strom: 70 % Stromeinspeisung 25 % Gaspreis: 4,30 ct/kwh(ho) Zinsen: 3,00 % Investition: ,00 Stromvergütung: 8,00 ct/kwh Nr.10 GET Ingenieurgesellschaft

11 Entwicklung des Jahresertrages eines Erdgas-BHKW bei steigenden Gaspreisen Gewinn / Verlust in /a ,70 3,00 3,30 3,60 3,90 4,20 4,50 4,80 5,10 BHKW Mehrfamilienhaus: Elektrische Leistung: 5,5 kw Thermische Leistung: 12,5 kw Energieeinsatz: 20 kw Laufzeit: 6000,00 h/a Eigengenutzter Strom: 70 % Stromeinspeisung 25 % Strompreis: 14 ct/kwh Zinsen: 3,00 % Investition: ,00 Stromvergütung: 8,00 ct/kwh Gaspreis in ct / kwh Nr.11 GET Ingenieurgesellschaft

12 Entwicklung des Jahresertrages eines Erdgas-BHKW bei steigenden Strompreisen Gewinn / Verlust in /a BHKW Freizeitbad: Elektrische Leistung: 50 kw Thermische Leistung: 92 kw Energieeinsatz: 154 kw Laufzeit: 6000,00 h/a Eigengenutzter Strom: 70 % Stromeinspeisung 25 % Gaspreis: 2,70 ct/kwh(ho) Zinsen: 5,00 % Investition: Stromvergütung: 8,00 ct/kwh 8,00 8,20 8,40 8,60 8,80 9,00 9,20 9,40 9,60 Strompreis in ct / kwh Nr.12 GET Ingenieurgesellschaft

13 4.000 Entwicklung des Jahresertrages eine Erdgas-BHKW bei steigenden Gaspreisen Gewinn / Verlust in /a ,50 2,90 3,30 3,70 4,10 4,50 4,90 5,30 5,70 Freizeitbad: Elektrische Leistung: 50 kw Thermische Leistung: 86 kw Energieeinsatz: 152 kw Laufzeit: 6000,00 h/a Eigengenutzter Strom: 70 % Stromeinspeisung 25 % Strompreis: 8 ct/kwh Zinsen: 5,00 % Investition: 1.850,00 / kwel. Stromvergütung: 8,00 ct/kwh Gaspreis in ct / kwh Nr.13 GET Ingenieurgesellschaft

14 Gewinn / Verlust in /a Entwicklung des Jahresertrages eines Pflanzenöl-BHKW bei steigenden Pflanzenölpreisen Freizeitbad: Elektrische Leistung: 30 kw Thermische Leistung: 48 kw Energieeinsatz: 91 kw Laufzeit: 6500,00 h/a Eigengenutzter Strom: 0 % Stromeinspeisung 100 % Zinsen: 3,73 % Investition: Gaspreis: 2,7 ct/kwh Stromvergütung: 19,50 ct/kwh 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50 8, Pflanzenölpreis in ct / kwh Nr.14 GET Ingenieurgesellschaft

15 Entwicklung des Jahresertrages eines Pflanzenöl-BHKW bei steigenden Gaspreisen Gewinn / Verlust in /a ,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 Gaspreis in ct / kwh Freizeitbad: Elektrische Leistung: 30 kw Thermische Leistung: 48 kw Energieeinsatz: 91 kw Laufzeit: 6500,00 h/a Eigengenutzter Strom: 0 % Stromeinspeisung 100 % Zinsen: 3,73 % Investition: Stromvergütung: 19,50 ct/kwh Pflanzenölpreis: 6,5 ct/kwh Nr.15 GET Ingenieurgesellschaft

16 Einspeisevergütung für KWK-Strom nach KWK Gesetz (zu den unten aufgeführten Zuschlagzahlungen sind der übliche Preis und die Kompensationszahlung nach VV2 Plus = ca. 3ct/kWh) zu addieren) Nr.16 GET Ingenieurgesellschaft

17 Betriebserfahrungen, die für einen wirtschaftlichen Betrieb von Bedeutung sind - Um ein Takten des BHKW-Moduls zu vermeiden, sollte ein möglichst großer Pufferspeicher installiert werden: Faustregel für einstündigen Betrieb: Pufferspeichervolumen (in m 3 ) = Wärmeleistung Modul (in kw) x 0,043 - Um maximale BHKW-Laufzeiten zu erzielen müssen folgende Bedingungen erfüllt sein: - Die Wasservolumenströme auf der Erzeugerseite (BHKW und Kessel) müssen mit der abgegebenen Wärmeleistung korrespondieren (Volumenstromregelung für modulierende Kessel in Parallelbetrieb) - Die Wassermengen auf der Verbraucherseite müssen mit der abgenommenen Wärmeleistung korrespondieren (Vermeidung von Kurzschlüssen in Bypassleitungen) - Die maximale Rücklauftemperatur des Moduls darf im Betrieb niemals überschritten werden - Folgekessel sollen so spät wie möglich angewählt und so früh wie möglich abgewählt werden - Vollwartungsverträge sind sicher, bequem und teuer: Wartungsarbeiten (Öl-; Filter- und Zündkerzenwechsel etc.) sind oft mit eigenem Personal oder dem Heizungsinstallateur günstiger zu realisieren. Für Instandsetzungsarbeiten können Rückstellungen gebildet werden) Nr.17 GET Ingenieurgesellschaft

18 Mittelfristige Entwicklung des Marktes für Anlagen der Kraft Wärme-Kopplung Prognose: Der Markt für KWK Anlagen wird mittelfristig stark wachsen. Hierfür sprechen folgende Faktoren: - Die Verknappung der fossilen und die begrenzte Verfügbarkeit von regenerativen Energieträgern zwingen zu einer effizienten Stromerzeugung - In den nächsten Jahrzehnten sind erhebliche Investitionen in den deutschen Kraftwerkspark geplant. Dies führt zu einer überproportionalen Verteuerung der Strompreise gegenüber den Preisen für Primärenergieträger - Um durch die Politik vorgegebene Minderungen der CO 2 Emission zu erreichen, ist der Einsatz von KWK-Anlagen ein probates Mittel Nr.18 GET Ingenieurgesellschaft

19 Nr.19 GET Ingenieurgesellschaft

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