Blockheizkraftwerke. Einsatzfelder Förderung

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1 Blockheizkraftwerke Einsatzfelder Förderung FKT Fachtagung 26. Februar 2009 St.-Josef-Stift Sendenhorst EnergieAgentur.NRW Dipl.-Ing. Matthias Kabus Folie 1

2 EnergieAgentur.NRW Neutrale, unabhängige, nicht kommerzielle Landeseinrichtung Ansprechpartner für Unternehmen, Kommunen und Privatleute rund um Energieeffizienz und Erneuerbare Energien Leistungen Energieberatung Kompetenznetzwerke Weiterbildung Information Folie 2

3 Themenübersicht 1. Kraft-Wärme-Kopplung 2. Einsatzkriterien 3. Einsatzfelder 4. Förderung Folie 3

4 Möglichkeiten der Kraft-Wärme-Kopplung Verbrennungsmotor BHKW Stirlingmotor BHKW Gasturbine GTHKW Gas-und Dampfturbine GuD-HKW Brennstoffzelle BZ Leistungsbereich 20 kwel bis 10 MWel 1 40 kwel 1 bis 100 MWel 20 bis 500 MWel 0 bis 250 kwel Mini: 1 bis 10 kwel Mikro: kwel Brennstoffe Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, Biogase Externe Verbrennung üblich Holz, Gas Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, Biogase Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, Biogase Wasserstoff, Erdgas, Methanol, Biogase Wirkungsgrade ηel % (Gas) ηel % ηel % ηel % ηel % (Gegendruck) ηel % (Diesel) η ges bis 85 % η ges bis 85 % ηel 35-52% η ges bis 90 % η ges bis 90 % (Entnahme- Kondensation) Temperaturniveau Wärme C Obere Prozesstemp. 650 ºC Untere Prozesstemp. 30 C- 60 ºC C C (Dampf) C (Gas) C Folie 4

5 Motor-Blockheizkraftwerk Abgas-Wärmetauscher thermische Energie ca % Verluste ca % Heizungsnetz Kühlwasser-Wärmetauscher Antriebsmotor elektrische Energie ca % Generator Energieagentur NRW zugeführte Brennstoffenergie 100 % Folie 5

6 Stirlingmotoren Vorteile: geschlossener Kreisprozess äußere Verbrennung variable Brennstoffverwertung gute Einbindung in regenerative Energiekonzepte Folie 6

7 Gasturbinen-Heizkraftwerk 1 bis 100 MW el Mikro: kw el η el 15-36% Quelle: www. energytech.at Folie 7

8 Mikrogasturbinen-Kaskade Mikrogasturbinen Hersteller: Fa. Turbec, Italien kw el Fa. Capstone, Kalifornien, USA Vertrieb Deutschland: E-quad Power Systems GmbH Aachen 30, 65 und 200 kw el Quelle: Capstone Folie 8

9 Gasturbinen- und Dampf-Heizkraftwerk (GUD-HKW) 20 bis 500 MW el η el 35-40% (Gegendruck) η el 35-52% (Entnahme-Kondensation) Quelle: www. energytech.at Folie 9

10 Brennstoffzelle AFC PEMFC PAFC MCFC SOFC elektrischer Wirkungsgrad: - Brennstoffzelle - System % 36 % % % 55 % 40 % 65 % 55 % 65 % 55 % Betriebstemperatur C C C C C Elektrolyt Reaktionsgas - Anode - Kathode KOH Reinst. H 2 Reinst O 2 Polymer H 2 O 2, Luft H 3 PO 4 H 2 O 2, Luft Karbonate C x H y O 2, Luft ZrO 2 (Y 2 O 3 ) C x H y O 2, Luft Entwicklungsstand weitgehend ausgereift Prototypen / Feldtest kommerziell verfügbar Demo-Projekte, Einführung steht bevor Demo-Projekte, Einführung als Mini-BZ geplant Anwendungsgebiete Raumfahrt Fahrzeuge, Haustechnik KWK KWK KWK Folie 10

11 Brennstoffzelle 0 bis 250 kw el η el 40-70% Folie 11

12 Energieeinsparung durch Kraft-Wärme-Kopplung Energieeinsatz getrennte Erzeugung 159 % Energieeinsatz gemeinsame Erzeugung100 % Kraftwerk Kohle = 38% el Kessel Erdgas Heizöl EL = 90% th η ges = 64 % 100 kw 59 kw 6 kw 62 kw 2 kw 70 kw 36 kw Strom 53 kw Wärme 11 kw 100 kw Gasturbine BHKW Erdgas Heizöl EL = 36 % el = 53 % th η ges = 89 % Primärenergieeinsparung 59 kw Verluste Verluste Folie 12

13 MWh/Monat Eigenstromerzeugung Motor-BHKW Strombezug Eigenerzeugung durch BHKW Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Strom Bedarf: MWh/a Motor-BHKW: Bezug: MWh/a MWh/a Folie 13

14 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 10:30 11 :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 elektrische Leistung Zeit Folie 14 Vom EVU bez ogener Reststrom BHKW-Strom ins EVU-Netz zurückgespeist BHKW-Strom Eigennutzung

15 Energiebedarf eines galvanischen Betriebes - Beispiel Strom Brennstoff Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Folie 15

16 Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung BHKW zur Strom- und Wärmeerzeugung Absorptionskälteanlage Abwärmenutzung des BHKW zur Kälteerzeugung Erhöhung der Betriebsstunden des BHKW Folie 16

17 Einsatzfelder für KWK-Anlagen Hallenbäder Krankenhäuser Alten- und Pflegeheime größere Sporteinrichtungen oder Sporthallen Mehrfamilienhäuser mit zentraler Warmwasserversorgung Produktionsbetriebe mit ganzjährigen Prozesswärmebedarf Folie 17

18 Investitionskosten für BHKW-Module Elektrische Leistung BHKW Spezifische Kosten BHKW-Modul-Kosten [1] 30 kw ca /kw el kw ca /kw el kw ca. 950 /kw el kw ca. 760 /kw el kw ca. 560 /kw el kw ca. 450 /kw el [1] Enthalten sind die Positionen KWK-Modul, Schalldämpfung, Katalysator, Schmierölver- und -entsorgung, Schaltschrank, Be- und Entlüftung sowie Transport, Montage, Inbetriebnahme, Probebetrieb und Abnahme. Quelle: Broschüre BHKW- Kenndaten 2005 der ASUE und des Energiereferates der Stadt Frankfurt Folie 18

19 Förderung von KWK-Anlagen Energiesteuergesetz (EnergieStG) Stromsteuergesetz (StromStG) Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWK-Gesetz) Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) Mini-KWK-Klimaschutz-Impulsprogramm ERP-Umwelt- und Energieeffizienzprogramm KfW-Programm Erneuerbare Energien Folie 19

20 Energiesteuergesetz (EnergieStG) seit dem ist das EnergieStG in Kraft letzte Änderung am EnergieStG löst das Mineralölsteuergesetz ab Brennstoffbesteuerung ( 2 Abs. 3 EnergieStG) Erdgas 0,55 Ct/kWh H 0, Heizöl 6,14 Ct/l, Flüssiggas 6,06 Ct/kg verminderter Steuersatz für produzierendes Gewerbe ( 51 Abs. 1) Erdgas 0,4036 Ct/ kwh H 0, Heizöl 5,317 Ct/l, Flüssiggas 6,06 Ct/kg Bei Anlagen bis 2 MW muss ein Nutzungsgrad von 70 % vorgewiesen werden, um die Steuer auf Antrag zurück zu erhalten ( 53 EnergieStG) Folie 20

21 Stromsteuergesetz (StromStG) seit März 1999 ist das StromStG in Kraft letzte Änderung am von der Steuer befreit ist ( 9 Abs. 1 StromStG) - Strom, der in Anlagen mit einer elektrischen Nennleistung von bis zu zwei Megawatt erzeugt wird und a) vom Betreiber der Anlage als Eigenerzeuger im räumlichen Zusammenhang zu der Anlage zum Selbstverbrauch entnommen wird oder b) von demjenigen, der die Anlage betreibt oder betreiben lässt, an Letztverbraucher geleistet wird, die den Strom im räumlichen Zusammenhang zu der Anlage entnehmen (Contracting) - Notstromanlagen Folie 21

22 Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWK-Gesetz) Ziel: Verdopplung des KWK-Anteils an der Stromproduktion in Deutschland bis 2020 auf 25 Prozent KWK-Gesetz regelt die Abnahme und Vergütung aus Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung Doppelförderung nach EEG und KWK-Gesetz ist ausgeschlossen Anlagen, die bis Ende 2008 den Dauerbetrieb aufgenommen haben, erhalten weiterhin eine Förderung nach dem KWK- Gesetz 2002 ab 2009 erhält auch der selbst genutzte Strom einen Zuschlag Folie 22

23 Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWK-Gesetz) Vergütungspflicht Einspeisevergütung Strompreis Zuschlagzahlung nach KWK-Gesetz Vergütung für gelieferten Strom Entgelde für dezentrale Einspeisung Folie 23

24 Vergütungssätze KWK-Gesetz 2002 Höhe und Dauer des Zuschlags in -Cent/kWh Alte Bestandsanlagen 1,53 1,53 1,38 1,38 0,97 Neue Bestandsanlagen 1 1,53 1,53 1,38 1,38 1,23 1,23 0,82 0,56 Modernisierte Anlagen 2 1,74 1,74 1,74 1,69 1,69 1,64 1,64 1,59 1,59 Neue Anlagen < 2 MW el 2,56 2,56 2,40 2,40 2,25 2,25 2,10 2,10 1,94 Klein-Anlagen 3,4 bis 50 kw el 5,11 5,11 5,11 5,11 5,11 5,11 5,11 5,11 5,11 Neue Brennstoffzellen 3 5,11 5,11 5,11 5,11 5,11 5,11 5,11 5,11 5,11 1 Anlagen die vom bis zum den Dauerbetrieb aufgenommen haben 2 Anlagen die vom bis zum den Dauerbetrieb aufgenommen haben 3 Förderdauer 10 Jahre ab Aufnahme des Dauerbetriebes (über 2010 hinaus) 4 Aufnahme des Dauerbetriebes bis , sonst wie neue Anlagen < 2 MW el Folie 24

25 Brennstoffzelle 1 KWK-Anlagen bis 50 kw 1 KWK-Anlagen ab 50 bis 2 MW 1 KWK-Anlagen über 2 MW 1 Modernisierte KWK-Anlagen 1 Vergütungssätze KWK-Gesetz 2009 KWK-Zuschlag 5,11 Ct/kWh 5,11 Ct/kWh 2,1 Ct/kWh 1,5 Ct/kWh Max. geförderte Betriebsjahre 10 Jahre 10 Jahre 6 Jahre 6 Jahre Max. geförderte Vollbenutzungsstundenzahl h h gemäß den entsprechenden Bestimmungen für Neuanlagen KWK-anlagen, die wärmeseitig direkt mit einem Unternehmen des verarbeitenden Gewerbes verbunden sind und diese überwiegend mit Prozesswärme versorgen, erhalten die Vergütung max. 4 Betriebsjahre und bis zu Vollbenutzungsstunden 1 Gilt für Anlagen deren Inbetriebnahme ab dem bis zum erfolgt - - Folie 25

26 Neu im KWK-Gesetz ab 2009 Zuschlag für den gesamten erzeugten Strom, auch den selbst genutzten Strom bei großen Anlagen wird anteilig für die kleinere Leistungen der Vergütungssatz der höheren Kategorie gezahlt - z.b. 200 kw el ¼ Vergütung mit 5,11 und ¾ Vergütung mit 2,1 Ct/kWh gefördert werden nur hocheffiziente Anlagen im Sinne der EU-Richtlinie 2004/8/EG - 10 % Energieeinsparung, gegenüber der getrennten Strom- und Wärmeerzeugung keine Begrenzung der Anlagengröße Deckelung auf 600 Mio. pro Jahr, ist die Höchstsumme erreicht werden die Zuschläge für Anlagen über 10 MW gekürzt Nachzahlung im Folgejahr Folie 26

27 Neu im KWK-Gesetz ab 2009 gefördert wird auch der Neu- und Ausbau von Wärmenetzen Zuschuss beträgt 1 je Millimeter Nenndurchmesser und Trassenmeter, max. 20 % der Investitionskosten und max. Gesamtinvestitionskosten je Projekt nur 5 Mio Versorgung der angeschlossenen Teilnehmer überwiegend mit Wärme aus KWK-Anlagen erfolgt und der KWK-Anteil im Endausbau mind. 60 % betragen muss Deckelung auf jährlich 150 Mio. Gefördert werden alle Wärmenetze mit KWK-Anlagen, auch wenn die Anlagen nach EEG eine Einspeisevergütung erhalten Folie 27

28 Modernisierung von KWK-Anlagen Modernisierung liegt vor, wenn wesentliche die Effizienz bestimmende Anlagenteile erneuert worden sind und die Kosten mind. 50 % einer Neuanlage betragen es können nur alte und neue Bestandsanlagen modernisiert werden, eine Modernisierung bereits nach KWKG 2002 modernisierter Anlagen ist nicht möglich Folie 28

29 Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) EEG 2009 deutlich Komplexer und mehr Paragrafen - altes EEG: 13 Paragrafen - novelliertes EEG: 69 Paragrafen und 7 Anlagen Ziel: Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien an der Stromproduktion in Deutschland bis 2020 auf 30 Prozent Folie 29

30 Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) Degression der Einspeisevergütung - z.b. bei Biomasse nur 1 % pro Jahr (alt 1,5 %), auch für Boni Vergütungsdauer 20 Jahr zzgl. Inbetriebnahmejahr Anteilmäßige Vergütung der höheren Sätze für kleinere Leistungen - z.b. Biomasseanlage mit 450 kw el 1/3 Vergütung mit 11,67 und 2/3 mit 9,18 Ct/kWh Folie 30

31 Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) NawaRo-Bonus gibt es für Biomasseanlagen über 150 kw nur bei Einsatz von gasförmiger oder fester Biomasse für NawaRo-Bonus gibt es eine Positiv- und Negativliste notwendige Nachhaltigkeitsverordnung noch nicht in Sicht solange ist Palm- und Sojaöl auf der Negativliste kein NawaRo-Bonus Ausnahmeregelung für Bestandsanlagen, die vor dem 5. Dezember 2007 erstmalig in Betrieb genommen wurden oder für die bis zu diesem Zeitpunkt der Kaufvertrag abgeschlossen wurde, diese haben Anspruch auf den NawaRo-Bonus aus dem EEG 2009 bis eine Nachhaltigkeitsverordnung in Kraft getreten ist. Folie 31

32 EEG Vergütungssätze Biomasse für 2009 Leistungsklasse -150 kw > kw > 0,5-5 MW > 5-20 MW Basisvergütung 11,67 9,18 8,25 7,79 Basisvergütung KWK 3,00 NawaRo-Bonus (allgem.) 6,00 4,00 - Innovationsbonus oder Erdgasaufbereitung bis 350 Norm-m 3 /h Bonus für die Erdgasaufbereitung bis 700 Norm-m 3 /h 2,00 1,00 Biogas-NawaRo-Bonus 7, Bonus Holzverbrennung 6,00 2,50 Bonus bei Pflanzen /-bestandteilen aus der Landschaftspflege 2, Gülle-Bonus (mind. 30 Masse-%) 4,00 1, Formaldehyd-Bonus 1, Alle Angaben in Ct/kWh el Folie 32

33 Vergütung nach gültigen EEG Vergütungssätze Biomasse ( 27) ab 2009 Beispiel: Pflanzenöl-BHKW bis 150 kw Grundvergütung 11,67 Ct/kWh zusätzlich zur Grundvergütung sind folgende Boni möglich: NawaRo 6 Ct/kWh, KWK 3 Ct/kWh, Techno 2 Ct/kWh Folie 33

34 Basis: Mini-KWK-Klimaschutz-Impulsprogramm - Richtlinie zur Förderung von Mini-KWK-Anlagen vom Förderfähig sind wärmegeführte Mini-KWK-Anlagen, die: - im Leistungsbereich bis 50 kw el liegen - über einen vom Hersteller angebotenen Vollwartungsvertrag betreut werden können - nicht in Gebieten mit Fernwärmeversorgung überwiegend aus KWK- Anlagen liegen und einen integrierten Stromzähler haben Antragsberechtigt sind Privatpersonen, Kommunen sowie kleinere und mittlere Unternehmen (KMU) Infos sowie Liste förderfähiger Analgen unter Folie 34

35 Mini-KWK-Klimaschutz-Impulsprogramm Voraussetzungen: Hocheffiziente KWK-Anlage nach EU-Richtlinie Gesamtjahresnutzungsgrad von mind. 80 % Einhaltung TA Luft Integrierter Stromzähler Vollwartungsvertrag wird angeboten Nicht in Gebieten mit Fernwärmeversorgung aus KWK Keine Eigenbauanlagen Keine gebrauchten Anlagen Umweltbonus bei besonders geringen Schadstoffemissionen Folie 35

36 Mini-KWK-Klimaschutz-Impulsprogramm Grundförderung Leistung min (kw) > 0 > 4 > 6 > 12 > 25 Leistung max (kw) <= 4 <= 6 <= 12 <= 25 <= 50 Förderbetrag in Euro je kw el Förderhöhe wird kumulativ berechnet 2 kw Anlage = Förderhöhe von (2 x ) 5 kw Anlage = Förderhöhe von (4 x x 775 ) 20 kw Anlage = Förderhöhe von kw Anlage = Förderhöhe von Folie 36

37 Mini-KWK-Klimaschutz-Impulsprogramm Bonusförderung Leistung min (kw) > 0 > 12 Leistung max (kw) <= 12 <= 50 Förderbetrag in Euro je kw el Bonusförderung erhalten KWK-Anlagen bei Einhaltung von Emissionswerten in einer Höhe der halben TA Luft Bonusförderung wird wie die Grundförderung berechnet und zusätzlich zur Grundförderung gewährt Folie 37

38 Mini-KWK-Klimaschutz-Impulsprogramm Faktor Vollbenutzungsstunden max. Förderhöhe erst bei Vollbenutzungsstunden pro Jahr liegen die Werte unter dem Zielwert wird ein Faktor ermittelt: f(vbh) = Vbh (Anlage) / Vbh (Ziel) Beispiel: - KWK-Anlage mit 30 kw und prognostizierten Vbh/a - Faktor 0,8 (4.000/5.000) - Förderhöhe = (4x x775+6x250+13x125+5x50)x0,8 Folie 38

39 ERP-Umwelt- und Energieeffizienzprogramm Förderprogramm der KfW mit zinsgünstigen Darlehen Energieeffizienzmaßnahmen in KMU (Programmteil B) Ersatzinvestitionen müssen zu einer Energieeinsparung von mindestens 20 % gemessen am Durchschnittsverbrauch der letzten 3 Jahre führen. Bei Neuinvestitionen muss eine Energieeinsparung von mindestens 15 % gegenüber dem Branchendurchschnitt erreicht werden. Die Einsparung durch die Investitionsmaßnahme ist bei Antragstellung durch einen in der KfW Beraterbörse für "Energieeffizienzberatung" zugelassenen Berater zu ermitteln. Zugelassen sind auch Sachverständige, die über die notwendige Qualifikation und Unabhängigkeit gemäß den Anforderungen der Komponente "Energieeffizienzberatung" verfügen. Folie 39

40 ERP-Umwelt- und Energieeffizienzprogramm Maximal 10 Millionen Euro pro Vorhaben Auszahlung: 100 % Bereitstellungsprovision: 0,25 % pro Monat weitere Informationen unter: aktuelle Zinskonditionen und Tilgungsrechner unter: Folie 40

41 Definition der KMU Kleinstunternehmen sind Unternehmen, die weniger als 10 Mitarbeiter und einen Jahresumsatz oder eine Jahresbilanzsumme von höchstens 2 Mio. EUR haben. Kleine Unternehmen sind Unternehmen, die weniger als 50 Mitarbeiter und einen Jahresumsatz oder eine Jahresbilanzsumme von höchstens 10 Mio. EUR haben. Mittlere Unternehmen sind Unternehmen, die weniger als 250 Mitarbeiter und einen Jahresumsatz von höchstens 50 Mio. EUR oder eine Jahresbilanzsumme von höchstens 43 Mio. EUR haben. Folie 41

42 Definition der KMU Ein Unternehmen ist kein KMU, wenn 25 % oder mehr seines Kapitals oder seiner Stimmrechte direkt oder indirekt von einer oder mehreren öffentlichen Stellen oder Körperschaften des öffentlichen Rechts einzeln oder gemeinsam kontrolliert werden. Ausnahme: öffentlichen Anteilseigner Siehe EU-Definition der Kleinstunternehmen sowie der kleinen und mittleren Unternehmen ABl. der EU L 124/36 vom Folie 42

43 KfW-Programm Erneuerbare Energien Förderprogramm der KfW mit zinsgünstigen Darlehen Programmteil "Standard" Errichtung, Erweiterung, Erwerb von Anlagen zur Stromerzeugung gemäß Gesetz zur Neuregelung des Rechts Erneuerbare Energien im Strombereich (EEG) vom (BGBl. l. S. 1918) Errichtung, Erweiterung, Erwerb von wärmegeführten Biomasse KWK-Anlagen Finanzierung: bis zu 100 % der förderfähigen Nettoinvestitionskosten Kredithöchstbetrag: maximal 10 Mio. Euro weitere Informationen unter: aktuelle Zinskonditionen und Tilgungsrechner unter: Folie 43

44 Für weitere Fragen stehen wir Ihnen gern zur Verfügung Kontakt: EnergieAgentur.NRW Kasinostraße Wuppertal Tel.: 0202/ Fax: 0202/ Internet: Folie 44