Die Strom erzeugenden Heizung Einsatz von Mini und Mikro KWK - Anlagen

Transkript

1 Die Strom erzeugenden Heizung Einsatz von Mini und Mikro KWK - Anlagen Referent, Hartmut Meißner Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e. V. (BDH)

2 Chart 1 Agenda 1. Ziele international / national 2. Anforderungen ENEV / EEG 3. Technik - Lösungen 4. Wirtschaftlichkeit 5. Gesetze / Förderungen

3 Die Europäischen Klimaziele bis 2030: Steigerung Erneuerbare Energien 27% Erhöhung 27% Reduzierung Energieeffizienz Treibhausgasemissionen 40%

4 Aktueller Stand der EU Klimaziele

5 EU Klimaziele bis 2050

6 Primärenergieverbrauch in der EU Warum sind Innovationen in unserer Branche so bedeutend? Industrie 28% Gebäude 41% Raumwärme und Warmwasser 85% Verkehr 31% Strom 15% Quelle: Green Paper on Energy Efficiency or Doing More with Less, März 2006 Die größten Hebel liegen in der Heizungsbranche.

7 UNSER BEITRAG ZU GLOBALEN HERAUSFORDERUNGEN Die größten Energieverbraucher sind mit 41% Gebäude Davon werden alleine 90% für Wärme in Räumen und für Wasser verwendet Die Heizungsindustrie leistet einen bedeutenden Beitrag zum Erreichen der Klimaschutzziele

8 Energieverbrauch in Deutschland 34 Prozent des gesamten Endenergieverbrauchs in Deutschland entfallen auf die Beheizung von Gebäuden und die Warmwasserbereitung. Energieverbrauch eines Hauses Quelle: AG Energiebilanzen

9 Wärmemarkt Deutschland (Anlagentechnik) 12 % effizient A Brennwertgeräte 71 % unzureichend effizient C D Standardkessel, NT-Kessel 17 % effizient und erneuerbar A+ A++ WP, Holzkessel, Solarthermie Bestand: ca. 20,5 Mio Wärmeerzeuger Ca. 71 % des Anlagenbestandes in DE (ca. 14,5 Mio. Geräte) ist unzureichend effizient die Sanierungsquote von derzeit 3% muss deutlich erhöht werden, um die die Klimaziele zu realisieren Quelle: BDH 2013

10 Anforderungen bis 2020 Steigerung der Effizienz, Reduzierung der Emissionen und Senkung der Energie - Kosten für den Kunden Systemansicht Das Europäische Ziel BRD: Ausbau der KWK-Stromerzeugung von 96 TWh auf 110 TWh bis 2020 Dezentrale Wärme- und Stromerzeugung vermeidet Kraftwerksund Übertragungsverluste.

11 Anforderungen an Primärenergieverbrauch Für Gebäude EnEV EEWG

12 Primärenergiebedarf (kwh/m²a) Anforderungen für Gebäudeeffizienz: EPBD und EnEV Nahezu Null Primär-Energie Bedarf ab 2019/ WSVO WSVO Solar-Haus Niedrigenergiehaus EnEV Liter-Haus EnEV 2002/2007 Null- Energie-Haus EnEV 2009/2014 EnEV 2016? NZEB 2019/ Stand der Technik Baupraxis Jahr gesetzliche Anforderungen Der zukünftige Neubau soll fast keine Primärenergie mehr benötigen

13 Fazit Energiepolitik +++ Energie ist zu teuer, um sie zu verschwenden! +++ Energie ist zu kostbar, um nicht darauf acht zu geben! +++ Energie ist zu endlich, um ineffizient genutzt zu werden! Nutzen Sie unsere Ressourcen effektiv!

14 Technik - Lösungen

15 Lösungsmöglichkeiten Sanierung im Gebäudebestand und im Neubau mit nachhaltige Energieanwendung Photovoltaik Solarthermie Mini- und Mikro-BHKW Strom Wärme + Strom Wärme Wärme Wärme Wärme + Frischluft Wärme Luft/Wasser Wärmepumpe Lüftung und Wärmerückgewinnung Pellet- Heizkessel SW und WW Wärmepumpe Brennwertkessel Gas-Wärmepumpe

16 Primärenergiebedarf (kwh/m²a) EnEV Minimalanforderungen Neubau* max. ca. 67 kwh/m2a EnEV ,4 fp=1,1 54,8 max. ca. 49 kwh/m2a 48,6 fp=1,1 40, Fp=1,1 fp=2, ,7 fp=1,8 fp=0,2 54,3 EnEV 2016 Gas-BW + solare TWE Gas-WP Umwelt-Wärmequelle Solar Mikro- KWK Otto-Motor Pellet- Kessel Luft/Wasser Wärmepumpe *) Quelle: ITG Dresden Neubaukompass - Auswirkungen der EnEV 2014/2016 In Zukunft gewinnen strombasierte Heizgeräte an Wettbewerbsfähigkeit; Effizienzsteigerung seit 2013 um mehr als 30 %

17 Primärenergiebedarf (kwh/m²a) EnEV 2016 Erdgaslösungen im Neubau* 66 kwh/m2a max. ca. 49 kwh/m2a EnEV 2016 Gas-BW + solare TWE Mikro- KWK Otto-Motor Gas-BW + solare TWE + WRG Gas-BW + WRG + Verbesserung Wärmeschutzes - 15% Gas-WP (Solar) + Verzicht auf Zirkulation *) Quelle: ITG Dresden Neubaukompass - Auswirkungen der EnEV 2014/2016 (Ausnahme Gas-BW + Verbesserung des baulichen Wärmeschutzes) durch zusätzliche bauliche und/oder anlagentechnische Maßnahmen erfüllen viele Erdgaslösungen die EnEV 2016

18 Dezentrale Energieversorgung zur Reduzierung des Primärenergieverbrauchs Hohe Energieverluste bei getrennter Erzeugung von Strom und Wärme Verluste > 40% Hoher Wirkungsgrad der eingesetzten Energie durch ecopower Verluste < 10%

19 KWK Technologien Otto-Motor (interne Verbrennung) Diesel-Motor (interne Verbrennung) Stirling-Motor (externe Verbrennung) Brennstoffzelle Infoveranstaltung ecopower Kassel

20 Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung 65% 25% Gesamte nutzbare Energie: 90%

21 Funktionsweise Mini-Mikro KWK Abgasführung Ein Gas Verbrennungsmotor treibt einen Generator an. Der Generator produziert Strom, welcher ins Netz eingespeist oder vor Ort genutzt wird. Die hierbei entstehende Abwärme versorgt über einen Wärmetauscher das Heizsystem und die Warmwasserbereitung. Gas Motor Abgaswärmetauscher Plattenwärmetauscher Generator Leistungselektronik

22 Wärmebedarf und Abwärmenutzung Jahresdauerlinie Wärmebedarf Haushalt Wärmebedarf eines Haushaltes Brauchwasser

23 Wärmebedarf und Abwärmenutzung Dezentrale Stromerzeugung mit Mini-BHKW Spitzenheizgerät Wärmeangebot des modulierenden wärmegeführten BHKW-Moduls Wärmebedarf eines Haushaltes Brauchwasser

24 Laufzeiten bei wärmegeführter Betriebsweise für Beispiel 6 kwh Leistung Q th bei 1 kw el. Stirlingmotor (6 kw th. ) Ottomotor (2,5 kw th. ) Brennstoffzelle mit größter Leistung (1,5 kw th. ) 2 bei 1 kw el. Brennstoffzelle mit kleinster Leistung (0,75 kw th. ) 1 bei 0,8 kw el. 0 bei 0,4 kw el. 1 h 2,4 h 4 h 8 h Zeit

25 KWK System Kraft-Wärme-Kopplung Einsatzgebiete Ecopower 3.0 Ecopower 4.7 Ecopower 4.7 Kaskade Ecopoer 20.0 Mikro KWK 1.0 system BZ Einsatz

26 ecopower 20.0 Anwendungen Altenheime Schulen Hotels Schwimmbäder Gewerbe Fitnesscenter

27 mini-kraft-wärme-kopplung ecopower Installation: Übersicht Anschlüsse

28 mini-kraft-wärme-kopplung ecopower Installation: Elektrische Einbindung

29 mini-kraft-wärme-kopplung ecopower Installation: Luft-Abgasführung Gemeinsame Abgasführung mit Spitzenlastheizgerät möglich

30 Beispiele PEMFC für Einsatz im EFH Quelle: SenerTec Quelle: Elcore HT- PEM Quelle: viessmann

31 Beispiele SOFC für Einsatz im EFH Bosch SOLIDpower Vaillant Sulzer Hexis Ceramic Fuel Cells

32 Hydraulik

33 Funktion Strom- und Wärmelieferung

34 Funktion im Einfamilienhaus Strombedarf < 3kW

35 Funktion im Einfamilienhaus Strombedarf > 3kW

36 Wirtschaftlichkeit Sparen, Effizienz und Umwelt als Treiber innovativer Technologien

37 Faktoren für einen Wirtschaftlichen Betrieb von KWK Anlagen niedriger Gaspreis ++ hoher Wärmebedarf im Gebäude ++ großer Anteil an der Eigenstromversorgung ++ Strompreis hoch ++ Fördermaßnahmen als Anschubfinanzierung + Erreichung vorgegebener Energie Standards ++

38 Wirtschaftlichkeit der KWK bei Stromverkauf bzw. Eigennutzung nach KWKG 2016 Stromverkauf KWK Bonus 8,00 Cent /kwh (für Vbh) Eigennutzung KWK Bonus 4,00 Cent /kwh (für Vbh) Verm. Netzkosten 0,6-1,5 Cent /kwh (1,0) Verm. Netzkosten entfällt Baseload Preis EEX 3,76 Cent /kwh (4. Quartal 2016) Baseload Preis EEX entfällt (4. Quartal 2016) Summe: 12,76 Cent /kwh Summe: 4,00 Cent /kwh 8,6 Cent/kWh Gas- u. Wartungskosten 8,6 Cent/kWh Erlös 3,2 Cent/kWh Kosten - 4,6 Cent/kWh entfallene Kosten durch Eigenstromerzeugung 29,0 Cent/kWh Erlös 3,2 Cent/kWh Gesamtbilanz Ersparnis 24,4 Cent/kWh Fazit: Stromeigennutzung besser als Stromverkauf Lange Laufzeiten der KWK-Anlage sind notwendig, damit der erzeugte Strom selbst genutzt werden kann!!!

39 Wirtschaftlichkeitsberechnung detailiert mit plansoft Kostenloser Download von plansoft im Vaillant FachpartnerNET

41 Vaillant plansoft KWK-Plan Darstellung der Einspeisevergütungen, Erlöse, Abdeckungsgrade,.

43 Grundlagen für Verkauf von Strom und Wärme nov. KWK Gesetz 2016 Energie und Stromsteuergesetz EEG VDI 2077 Heizkostenverordnung EWG

44 Nutzungsmodell des KWK-Stromes im Einfamilienhaus - Nutzung zur Eigenstromversorgung - Überschuss-Strom wird mit einem Bonus von 8,0 Ct/kWh eingespeist - Bonus von 4,0 Ct/kWh Strom auf den eigen genutzten Strom - Energiesteuerbefreiung für den Brennstoff - Stromsteuerbefreiung für eigen genutzten Strom - EEG Umlage befreit bis 10T kwh/a bei Anlagen bis 10 kw el.

45 Nutzungsmodell des KWK-Stromes im Mehrfamilienhaus

46 Gesetze / Förderungen

47 KWKG 2016 Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz Vergütung für KWK Anlagen bis 50 Kwel. - 8,0 Cent/kWh für den in das allgemeine Stromnetz ausgespeisten KWK-Strom - 4,0 Cent/kWh für den im Objekt selbst verbrauchten KWK-Strom - Pauschalierte Einmalzahlung für fabrikneue KWK-Anlagen bis 2 kwel 4,0 Cent/kWh für VBH (= 2.400,- bei einer 1 kwel-anlage) Förderdauer - Fabrikneue KWK Anlagen VBh - Modernisierte KWK-Anlagen VBH bei Invest > 25% 50% der Neukosten VBH bei Invest > 50% der Neukosten - Nachgerüstete KWK Anlagen VBH bei Invest > 19% 25% der Neukosten VBH bei Invest > 25% 50% der Neukosten VBH bei Invest > 50% der Neukosten Für den KWK-Strom muss der Stromnetzbetreiber den "üblichen Preis" sowie den Zuschlag zahlen, wobei als üblicher Preis für KWK-Anlagen mit bis zu 2 MW der durchschnittliche Preis für Grundlaststrom an der Strombörse EEX in Leipzig im jeweiligen Vorquartal gilt. Der Zuschlag ist auch für selbstgenutzten KWK-Strom zu zahlen.

48 Was wird gefördert? BAFA Mini-KWK Impulsprogramm Gefördert wird die Neuerrichtung von KWK-Anlagen im Leistungsbereich bis einschließlich 20 kw el. in Bauten, für die vor dem 1. Januar 2009 der Bauantrag gestellt oder eine Bauanzeige erstattet wurde. Art und Höhe der Förderung: - Basisförderung: (für Anlagen mit Wärmespeichern mit einem Speichervolumen von mind. 60 Liter Wasser Speichervolumen pro 1 kw thermischer Leistung) für den Leistungsbereich 1 kw(el) Zuschuss von 1.900,- für den Leistungsbereich > 1 kw(el) 4 kw(el) zusätzlicher Zuschuss von 300,- je weiterer installierter kw(el) für den Leistungsbereich > 4 kw(el) 10 kw(el) zusätzlicher Zuschuss von 100,- je weiterer installierter kw(el) für den Leistungsbereich > 10 kw(el) 20 kw(el) zusätzlicher Zuschuss von 10,- je weiterer installierter kw(el) Bei Vorhandenseins eines Wärmespeichers, der die Mindestkriterien erfüllt, jedoch älter als 10 Jahre ist, verringert sich der Anspruch auf die gesamte Fördersumme um 10 %

49 BAFA Mini-KWK Impulsprogramm - Bonusförderung "Wärmeeffizienz möglicher zusätzlicher Zuschuss von 25 % zur Basisförderung Anforderung: Vorhandensein eines serienmäßigen oder nachgerüsteten (zweiten) Abgaswärmetauschers zur Brennwertnutzung Durchführung eines hydraulischen Abgleichs für das Heizungssystem erforderlich, auch wenn der bestehende Kessel verbleibt und die KWK-Anlage zusätzlich installiert wird. - Bonusförderung "Stromeffizienz" zusätzlicher Zuschuss von 60 % zur Basisförderung für Anlagen 1 kw(el) geforderter elektrischer Wirkungsgrad > 31 % für Anlagen > 1 kw(el) 4 kw(el) geforderter elektrischer Wirkungsgrad > 31 % für Anlagen > 4 kw(el) 10 kw(el) geforderter elektrischer Wirkungsgrad > 33 % für Anlagen von > 10 kw(el) bis 20 kw(el) geforderter elektrischer Wirkungsgrad > 35 %. Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle Frankfurter Straße Eschborn Telefon: / Internet: mini-kwk@bafa.bund.de Zuwendungen können nur dann bewilligt werden, wenn mit dem Vorhaben zum Zeitpunkt der Bewilligung noch nicht begonnen worden ist.

50 Fünf gute Gründe für eine Mini-Mikro KWK Reduziert die Kosten für Energie Produziert nicht nur Wärme, sondern auch Strom Zukunftsfähige Technik Schont die Umwelt Erfüllung der ENEV u. EEWG

51 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Thank you for your attention Referent Hartmut Meißner Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e. V. BDH