Sanierung von Heizzentralen mit BHKW

Transkript

1 A BCADEFB D DECA Workshop Kraft-Wärme-Kopplung Sanierung von Heizzentralen mit BHKW Dipl.-Ing. Willy Willmes 1/46

2 Vorstellung der ISW Wir sind ein einsatzfreudiges Team mit fast 60 Mitarbeitern. Die Stärke der Teamarbeit hat maßgeblich dazu beigetragen, dass wir heute ein weithin anerkannter Partner in Deutschland und nunmehr seit 40 Jahren tätig sind. BCDEF Gesellschaftsform Gesellschaft mit beschränkter Haftung A Arnsberg Unternehmensbereich Versorgungstechnik Hamm Unternehmensbereich Elektrotechnik geschäftsführende Dipl.-Wi.-Ing. Oliver Schmidt, Gesellschafter Dipl.-Ing. Willy Willmes Umsatz netto netto Anzahl Mitarbeiter Mitarbeiter Mitarbeiter Bochum Büroniederlassung der ISW 2/46

3 Umsatzentwicklung in Euro ( ) 3/46

4 Umsatzverteilung 2010 (3,69 Mio. netto) EF E CE CEFAF CF BF F!F " DE#F $ % F & E 'CA 4/46

5 Schema Energieversorgung Krankenhaus 5/46

6 Ablaufschema Bestandsaufnahme Konzeption und Auslegung eines BHKW Untersuchung der Wirtschaftlichkeit Realisierung Datenerfassung Strombedarfsanalyse Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs Lastgang des Strombedarfs Wärme-, Strom- und Brennstoffbilanz Kapitalgebundene Kosten Wärmebedarfsanalyse Verbrauchsgebundene Kosten Betriebsgebundene Kosten Detailplanung Finanzierung und Betreibermodelle Ausschreibung und Umsetzung des Konzepts Strombezugskosten und Stromvergütung Jahressaldo und Amortisation Erfassung der neuen Energieverbräuche Tatsächliche Amortisation 6/46

7 Ablaufschema Bestandsaufnahme Konzeption und eines BHKW Datenerfassung Wärmebedarfsanalyse Strombedarfsanalyse 7/46

8 Krankenhaus Hagen-Haspe Bestand 8/46

9 Vorhandene Trinkwarmwasserbereiter 9/46

10 Gasverbrauch für Wärme Gasverbrauch für Wärme in kwh J anuar Februar März April Mai J uni J uli August September Oktober November Dezember J a h re /46

11 Stromverbrauch Stromverbräuche Januar Februar April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember Jahre /46

12 Ablaufschema Bestandsaufnahme Konzeption und Auslegung eines BHKW Untersuchung der Wirtschaftlichkeit Datenerfassung Wärmebedarfsanalyse Strombedarfsanalyse Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs Lastgang des Strombedarfs Wärme-, Strom- und Brennstoffbilanz 12/46

13 Jahresdauerlinie und Jahresenergiebedarf gesamter Jahresenergiebedarf Wärmeerzeuger 1500 Heizleistung [kw] Jahresstunden [h/a] 13/46

14 Lastgang Elektro 14/46

15 Dimensionierung der Warmwasserbereitung mittels WSB Beispiel Krankenhaus Hagen Haspe Messbereich Baujahr 2008 BHKW-thermisch Q= 216 kw Pendelspeichergröße l Spitzenleistung 566 kw Spitzenvolumenstrom 162 l/min Gerätegröße SYS 018 FWE 50-K4 Aufschaltung auf GLT 15/46

16 Auslegung eines BHKW: Stromseitig sollte die Grundlast des Hauses nicht überschritten werden. Wärmeseitig nehmen wir den sommerlichen thermischen Energiebedarf der Monate Juni bis August und ermitteln über die Stunden die mittlere Leistung. Die thermische Nennleistung des BHKW sollte diesen Wert um nicht mehr als 50 % übersteigen. Mit entsprechenden Pufferspeichern sind dann Jahresbetriebsstunden von > zu erreichen. 16/46

17 Was ist ein BHKW? 17/46

18 Was macht ein BHKW? Input Erdgas 100 % Wärme 56 % Elektr. Strom 36% Verluste 8 % 18/46

19 Ablaufschema Bestandsaufnahme Konzeption und Auslegung eines BHKW Untersuchung der Wirtschaftlichkeit Realisierung Datenerfassung Strombedarfsanalyse Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs Lastgang des Strombedarfs Wärme-, Strom- und Brennstoffbilanz Kapitalgebundene Kosten Wärmebedarfsanalyse Verbrauchsgebundene Kosten Betriebsgebundene Kosten Strombezugskosten und Stromvergütung Jahressaldo und Amortisation 19/46

20 Kapitalgebundene Kosten Bei jeder Investition muss Geld zur Verfügung stehen: als Eigenkapital als Fremdkapital Bei Eigenkapital muss sich das eingesetzte Kapital verzinsen. Bei Fremdkapital muss der Kapitaldienst erbracht werden. Da die Finanzierungen höchst unterschiedlich sind, berechnen wir immer die Kapitalrücklaufzeit. ROI = return on invest 20/46

21 Verbrauchsgebundene Kosten Ein BHKW finanziert sich ausschließlich über eingesparte Strombezugskosten! Der Gasbezug wird steigen. Das Gas für das BHKW muss separat gezählt werden, da die Öko-Steuer 0,5 ct/kwh entfällt. Somit ist auch die durch das BHKW produzierte Wärme preiswerter, da der Brennstoffpreis geringer ist. Betriebsgebundene Kosten Wartungskosten des BHKW 21/46

22 Förderung Kraft-Wärme-Kopplung Wegfall der Ökosteuer auf den Gasbezug des BHKW Vergütung für produzierten elektrischen Strom Vergütung für die ersten 50 kw elektrische Leistung des BHKW 5,11 ct für jede produzierte kwh, auch wenn sie im eigenen Bereich genutzt wird. 5 Jahre ab Inbetriebnahme. Vergütung für die Leistung > 50 kw: 2,1 ct für jede produzierte kwh auch wenn sie im eigenen Bereich genutzt wird. 5 Jahre ab Inbetriebnahme. Netzentgelte Vergütung, da der eigenproduzierte Strom nicht die öffentlichen Versorgungsnetze nutzt. Betrag: 2,749 ct/kwh. 22/46

23 Gesamt Investitionsplan 1 & ()& ' *+-./., "++0"1.-./0/,,..-./"./ 2 "++.-./.%/+ ' "++4.-./$%.5%%/+ "++.-./.*$%/*"3 ' "++'.-./.65/%" 2 & 24!"#$% *+,"" '' "++.-./"./ 23/46

24 Gesamt Investitionsplan 2 ' ) # ( (**+ $%!&" $!'" ',- / 0 '$!" $!" % %$ % %.(102/0/ /#-#3- $&!'". * / 0 &%!'" '$!'" ')!'" &) ##/4.---/4 $&5 %'!".---# $'!$)"% $ (# $!$%&!)%&"' $% %!')"%!)"& 24/46

25 Investition Heizzentrale "#$%&#'%%""()*+#()"'#,-#&'*. / 0*0,$,"()*+#()"'#,-#&'* "#$%&#'%%""&&0 "),3",&#&"'", "#$%&#'%%",'&&0 / 22! 25/46

26 Wirtschaftlichkeitsuntersuchung 1 bisherige Versorgung: Menge in kwh EP über alles Gesamtpreis Verbrauch 2006 Preisbasis Strombezug , ,95 Gasbezug , ,97 Summen ,92 Aufteilung des Gasverbrauches: kwh Gasbezug für Wärme Wirkungsgrad der vorhandenen Wärmeerzeugung geschätzt 65% somit erzeugte Nutzwärme neue Versorgung mit BHKW und Kessel: BHKW GG 140 Laufzeit in Std pro Jahr 6700 Energieeinsatz kw Input 392 Gasverbrauch kwh/jahr Gaspreis 4,83 Öko Steuer Gutschrift 0,55 anzusetzender Gaspreis 4,28 Gaskosten ,86 Wartungskosten /h 2, ,00 Verbrauchskosten BHKW ,86 26/46

27 Wirtschaftlichkeitsuntersuchung 2 vom BHKW erzeugte Nutzenergie Strom kwh Output Wärme kwh Output notwendige Strommenge durch BHKW erzeugter Strom noch zu beziehende Strommenge , ,35 zu erzeugende Nutzwärme durch BHKW erzeugt es verbleibt für den Kessel Wirkungsgrad neuer Kessel 92% verbleibender Gasverbrauch Kessel , ,37 neue Versorgungskosten: BHKW Verbrauchskosten ,86 Vergütung Stromprod. KWK Geset , , , ,00 Restbezug Strom ,35 Restbezug Gas ,37 neue Versorgungskosten: ,08 Einsparung Energiekosten ,84 Investion Heizzentrale ,00 Amortisation ROI Jahre 4,02 27/46

28 Schaltbild Hagen Haspe BHKW 147 kw 28/46

29 Ablaufschema Bestandsaufnahme Konzeption und Auslegung eines BHKW Untersuchung der Wirtschaftlichkeit Realisierung Datenerfassung Strombedarfsanalyse Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs Lastgang des Strombedarfs Wärme-, Strom- und Brennstoffbilanz Kapitalgebundene Kosten Wärmebedarfsanalyse Verbrauchsgebundene Kosten Betriebsgebundene Kosten Detailplanung Finanzierung und Betreibermodelle Ausschreibung und Umsetzung des Konzepts Strombezugskosten und Stromvergütung Jahressaldo und Amortisation Erfassung der neuen Energieverbräuche Tatsächliche Amortisation 29/46

30 BHKW und Heizkessel saniert Inbetriebnahme Ende 2009 wurden Betriebsstunden erreicht. 30/46

31 Neue Warmwasserversorgung Heizungswasser Speicher als Pufferspeicher für das BHKW und der Versorgung des Frischwassersystems Trinkwarmwasserbereitung mit Frischwassersystem 4er Kaskade 31/46

32 Jahresenergieverbrauch Gas Gasverbrauch Haspe in KWh /46

33 Gasverbrauch mit BHKW Gasverbrauch für Wärme in kwh J anuar Februar März April Mai J uni J uli August September Oktober November Dezember J a h r e /46

34 Externer jährlicher Strombezug in kwh /46

35 Strombezüge der Jahre 2006 bis 2009 in kwh Januar Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember Jahre /46

36 Energiekosten in ( )----- ())( ()*+, )- "C 'CC 'F, *----- Invest: ,00 Einsp.: ,00 ROI: 3,79 Jahre /46

37 Orthopädische Klinik Volmarstein Erneuerung der Heizzentrale In den Jahren 2005 und 2006 wurde die Heizzentrale komplett erneuert. Einbau eines BHKW mit 147 KW elektrischer Leistung, neue Heizkessel, Pendelspeicher und eine Warmwasserbereitung als Frischwassersystem. BHKW 147 kw elektr. 37/46

38 Sanierte Anlage Klinik Volmarstein Kesselanlage Frischwassersystem 38/46

39 Berufsbildungswerk Volmarstein Planungsbeginn: 2008 Fertigstellung: 2008 Bauherr: Ev. Stiftung Volmarstein Leistungen der ISW: Planung der BHKW-Integration in das bereits sanierte Heizungsnetz der Liegenschaft sowie Erneuerung der zentralen TWW-Bereitung. Einbindung des BHKW s in das bestehende Elektroversorgungsnetz. BHKW 237 kw elektrisch 372 kw thermisch Frischwassersystem Varmeco 2 x 3 Kaskade Planung/Bauleitung S. Rinsche / H. Lunemann 39/46

40 Berufsbildungswerk Volmarstein BHKW Sokratherm mit: MAN 12 Zylinder Gasmotor Leistung: 237 kw elektrisch 372 kw thermisch 40/46

41 Berufsbildungswerk Volmarstein Frischwassersystem varmeco mit 7 er Kaskade 41/46

42 St. Johannes-Hospital Arnsberg Projektbeispiel Energieversorgung Installiert wurden: 1 Kraft-Wärme-Kopplungsanlage Leistung 110 kw elektrisch, 180 kw thermisch 2 Brennwert-Kesselanlagen Leistung je 895 kw 1 Niederdruck-Dampfkesselanlage Leistung 250 kw 42/46

43 St. Johannes-Hospital Arnsberg Amortisation BHKW Die BHKW Anlage verursachte Investitionen laut Abrechnung von ,03. Die Kosteneinsparung auf der Stromseite beträgt ,00 /a Das ergibt eine geplante Kapitalrücklaufzeit von 3,2 Jahren! 43/46

44 Erfahrungen BHKW s richtig ausgelegt sind wirtschaftlich gute Grundlagenermittlung und Aufzeichnung der Verbräuche an Strom und Gas ist die Vorraussetzung für eine Planung genaue Analyse des sommerlichen Wärmebedarfs Lastverlauf elektrischer Strom muss vorliegen Pufferspeicher grundsätzlich im Zusammenhang mit der Sanierung der Trinkwarmwasser Versorgung betrachten Trennung der Wärmeerzeugung von den Verbrauchern Eine gute Hydraulische Weiche ist sehr wichtig! 44/46

45 Neuerungen Das EEG wird ab überarbeitet. Es gibt dann statt der Einspeisung ins öffentliche Netz auch auch die Möglichkeit der Direktvermarktung; geregelt in den 33a 33i. Der Zeitraum für die Erst-Inbetriebnahme von KWK-Anlagen, die Anspruch auf Zahlung der KWK-Zuschläge erheben wollen, wird vom auf den verlängert. Für Leistungen > 50 kw gilt die KWK Förderung bis Betriebsstunden und nicht wie bisher 5 Jahre. Biomasse KWK Anlagen erhalten den KWK-Bonus nur, wenn mind. 60 % der Wärme genutzt wird. Vergütungsanspruch wird generell neu geregelt in den /46

46 Ende 46/46