Meine Heizung Möglichkeiten der Optimierung mit Wärmepumpen und Kraftwärmekopplung

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1 Meine Heizung Möglichkeiten der Optimierung mit Wärmepumpen und Kraftwärmekopplung Thomas Jänicke-Klingenberg Vattenfall Europe New Energy Services GmbH 1 ZEBAU

2 Inhaltsverzeichnis 1 Dezentrale Wärmeversorgung 2 Vattenfall setzt auf Kraft-Wärme-Kopplung 3 Das Contracting mit der Wärmepumpe 4 Ausblick in die Zukunft: Das Virtuelles Kraftwerk 2 ZEBAU

3 Dezentrale Wärmeversorgung 3 ZEBAU

4 Unsere Philosophie Mit der Versorgung von über Wohneinheiten ist Vattenfall in Hamburg der größte Anbieter von Fernwärme. Fast jede fünfte Wohnung bezieht Wärme und Warmwasser aus den Hamburger Heizkraftwerken und Blockheizkraftwerken. Die Heizkraftwerke arbeiten nach dem umweltschonenden Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), bei dem Strom und Wärme in einem Prozess erzeugt werden. 93 Prozent der Hamburger Fernwärme wird in KWK erzeugt. Wo keine Fernwärme zur Verfügung steht, bietet Vattenfall dezentrale Lösungen an - wenn möglich auf Basis von KWK, Wärmepumpen und regenerativen Energien. Wir verfügen über das technische Know-how und die Referenzen auf dem Gebiet der dezentralen Versorgung. 4 ZEBAU

5 Dezentrale Energieversorgung Die Vorteile Kostengünstige Erfüllung von EnEV-Auflagen Maßgeschneiderte Lösungen Alles aus einer Hand Sie profitieren von unserem Know-how Einsatz modernster Technik Kein Kostenrisiko (Verträge analog zur Fernwärme) Wir bieten Wärmeversorgungssysteme mit höchsten Ansprüchen an Umweltverträglichkeit Biomassekessel (Pellets) BHKW (Biomethan) BHKW (Erdgas) Gas-Brennwertkessel Quelle: EnEV 2009; DIN V : Öl-NT-kessel 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 5 ZEBAU Primärenergiefaktor f P

6 Unsere Kunden private Haushalte Wohnungswirtschaft Vattenfall Ein- und Zweifamilienhausbesitzer Immobilienbesitzer und Verwalter Arealversorgung Netzeinspeisung F & E Beratung Wärmepumpe, Nano- und Micro-BHKW, Speicher Wärmeversorgung durch Kessel, BHKW, Solarthermie, Wärmepumpe, Speicher Kessel, BHKW, Solarthermie, Wärmepumpe, Speicher Angebot zur Wärmeversorgung durch Brennstoffzelle, Abwasserwärmepumpe, etc. Kälteversorgung durch Kompressionskälteanlagen 6 ZEBAU

7 Unsere Produkte Beratung Betriebsführung von kundeneigenen Anlagen, einschl. Gaslieferung Beistellung von BHKWs Energielieferung aus Vattenfall eigenen Anlagen - Wärme - Dampf - Warmwasser - Kälte - Strom 7 ZEBAU

8 Kompetenzen der EDL Energieberatung Wärmerückgewinnung Kraft-Wärme- Kopplung Wärmepumpe Solarthermie Wärmespeicher Brennstoff: Erdgas und/oder Biomethan effiziente Stromgestehung intelligente Steuerung über das Virtuelle Kraftwerk Wärmequelle: Abwasser, Erdreich oder Umgebungsluft Heizen und Kühlen intelligente Steuerung über das Virtuelle Kraftwerk emissionsfrei Lüftungsanlage Abwasser Warmwasserspeicher Wichtig: Für eine optimale Versorgung des Kunden ist ein bedarfsorientierter und detailliert abgestimmter Technologie-Mix Grundvoraussetzung. 8 ZEBAU

9 Energieverbrauch in der Wohnungswirtschaft 9 ZEBAU

10 Sanierung im Bestand 10 ZEBAU

11 Unsere Ansprechpartner für Hamburg Herr Martin Breitbart Tel: o4o Herr Torsten Ebeling Tel.: Herr Klaus Jahn Tel: ZEBAU

12 Vattenfall setzt auf Kraft-Wärme-Kopplung 12 ZEBAU

13 KWK (Kraftwärmekopplung) bietet hohe Effizienzen bei der Brennstoffausnutzung getrennte Erzeugung gekoppelte Erzeugung (KWK) Verluste der Heizung Brennstoff Heizung Brennstoff Kondensationsstromerzeugung Heizung Elektrizität KWK_Wärme KWK Strom KWK Brennstoff KWK-Anlage Brennstoffersparnis der KWK 30% Verluste der KWK Verluste der Stromerzeugung Verluste der KWK deutlich geringer als bei getrennter Strom- und Wärmeerzeugung 13 ZEBAU

14 Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung am Beispiel eines BHKW Abgas (ca. 10%) Nutzwärme (ca. 55 %) Motor Kühlwasser Brennstoff (100%) Generator Strom (ca. 35%) 14 ZEBAU

15 Vorteil von BHKW in der Wohnungswirtschaft Klimafreundliche Wärmeversorgung der Mieter Ggf. Stromversorgung der Mieter zu einem attraktiven Preis Erfüllung der gesetzlichen Anforderungen aus EnEV und EEWärmeG Verbesserung der Energieeffizienz Wertsteigerung der Immobilie 15 ZEBAU

16 BHKW Klassen (< 300 m²) Ein- und Zweifamilienhäuser Mehrfamilienhäuser ( m²) Mehrfamilienhäuser ( m²) Arealversorgung (> m²) Nano KWK < 2,5 kw Stirlingmotore Ein- und Mehrzylinder Verbrennungsmotore Micro KWK 2,5 15 kw Ein- und Mehrzylinder Verbrennungsmotore Kompakt-Module kw Mehrzylinder Verbrennungsmotore Individuelle BHKWs > 50 kw Mehrzylinder Verbrennungsmotore 16 ZEBAU

17 Schwerpunkt KWK KWK als Ersatzmaßnahme für Erneuerbare Energien ( 7 EEWärmeG) Hoher Wirkungsgrad und damit niedriger Primärenergiefaktor Bewährte Technik Jahresdauerlinie 100 Anteil der Wärmeleistung [%] Brennwertkessel BHKW Jahresstunden [h] 17 ZEBAU

18 Auslegung von BHKWs mit Spitzenkessel TWE Speicher Ziel: Hohe Vollbenutzungsstunden 100% Spitzenlastkessel ~ 20% BHKW 1 Januar Dezember 18 ZEBAU

19 Auslegung von monovalenten BHKWs TWE Große Speicher, um Laufzeit zu generieren Ziel: hohe Stromeinspeisung 100% BHKW 3 BHKW 2 BHKW 1 Januar Dezember 19 ZEBAU

20 Beispiele für Nano- und Mikro-BHKWs 20 ZEBAU

21 BHKW 50 kw-modul 50 kw BHKW-Modul Anlieferung des Moduls 21 ZEBAU

22 Nahwärmeversorgung Farmsen, Hamburg Standort der Anlage: Hamburg - Farmsen Installierte Leistung: kw th Baujahr: 1996 Inbetriebnahme: Anlage: 1 Erdgas-BHKW: kw el / kw th (MWM / Deutz) 2 Gas-Kessel á kw th (LOOS) 100 m³ Wärmespeicher Nahwärmenetz von etwa 8 km Länge Versorgungsart: Nahwärmeversorgung Wohnungsbau Verwaltung Schule Gewerbegebiet Raumheizung und Warmwasser Verteilung über ein Nahwärmenetz 22 ZEBAU Besonderheiten Anforderung an den Versorger: Nutzung von KWK

23 Kontorhaus am Großmarkt, Hamburg Standort der Anlage: Hamburg Lippeltstraße 1 Auftraggeber: property team AG Installierte Leistung: 720 kw th Baujahr: 2010 Inbetriebnahme: Anlage: 1 Erdgas-BHKW 50 kw el / 84 kw th (MWB AG Bremerhaven) 2 Gas-Brennwertkessel á 370 kw th (Viessmann) Pufferspeicher 2 x l Edelstahleinzug im Kaminschacht Versorgungsart: Wärmeversorgung eines sanierten Büro- und Geschäftshauses Besonderheiten Ersatzanlage für eine geplante Fernwärmeversorgung Erfüllung des vom Kunden geforderten Primärenergiefaktors durch KWK-Einsatz Anlage ist durch den Standard ist in das Virtuelle Kraftwerk eingebunden 23 ZEBAU

24 Wärmeversorgung Högenstraße 45, Hamburg Standort der Anlage: Hamburg Högenstraße 45 Auftraggeber: W. Johannes Wentzel Dr. Nfl. Consulting GmbH Installierte Leistung: 165 kw th Baujahr: 2011 Inbetriebnahme: Anlage: 1 Erdgas-BHKW 20 kw el / 34 kw th (CoGenon GmbH) 1 Gas-Brennwertkessel 160 kw th (Viessmann) Pufferspeicher 300 l optimierte Druckhaltung neuer Edelstahleinzug Versorgungsart: Wärmeversorgung zur Raumheizung eines Wohnhauses Umstellung einer alten Heizölanlage auf eine effiziente Gasversorgung aus Kessel und BHKW Besonderheiten besondere Anforderungen an Schornsteinsanierung und Druckhaltung aufgrund der Gebäudehöhe Demontage und Entsorgung der Heizöl-Anlage (inkl. Tank); dies schafft Raum für neue Kellerräume 24 ZEBAU

25 Bauvorhaben Dieselstraße, Hamburg Standort der Anlage: Hamburg - Dieselstraße 50 / 52 Bauherr und Auftraggeber: Hanseatische Baugenossenschaft Hamburg eg Installierte Leistung: 297 kw th Baujahr: 2011 Inbetriebnahme: Anlage: Raumheizung und Warmwasserversorgung der Neubauten 1 BHKW 20 kw el / 46,7 kw th (Kraftwerk) 1 Gas-Brennwertkessel 286 kw th (Viessmann) Pufferspeicher, Schornsteinanlage etc. Besonderheiten Ersatz des Bestandes in 3 Bauabschnitten Aufbau der Versorgung nach Bedarf und Fertigstellung hoher Anteil KWK-Wärme zur Einhaltung der Anforderungen EnEV, EEWärmeG und WK Hamburg 25 ZEBAU

26 2012: Bauvorhaben Rugenpark, Hamburg Standort der Anlage: Hamburg-Osdorf Bauherr und Auftraggeber: GESA-Bau GmbH Installierte Leistung: 210 kw th Baujahr: 2012 Inbetriebnahme: Anlage: Raumheizung und Warmwasserversorgung von Reihenhäusern 1 BHKW 20 kw el / 46,7 kw th (Kraftwerk) 1 Gas-Brennwertkessel 200 kw th (Viessmann) Nahwärmenetz Besonderheiten Erschließung von Reihenhauszeilen in 3 Bauabschnitten Aufbau der Versorgung nach Bedarf und Fertigstellung hoher Anteil KWK-Wärme zur Einhaltung der Anforderungen aus EnEV, EEWärmeG und WK Hamburg 26 ZEBAU

27 Das Contracting mit der Wärmepumpe 27 ZEBAU

28 Funktion einer Wärmepumpe Die Wärmepumpe arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip wie ein moderner Kühlschrank. Als Wärmequelle dient hier kostenlose Umweltwärme aus der Luft. Sie wird am Verdampfer vorbeigeführt, wobei das Kältemittel die Wärmeenergie entzieht. Dabei wechselt das Kältemittel vom flüssigen zum gasförmigen Aggregatzustand. Durch die Zuführung von Fremdenergie wird das Kältemittel stark verdichtet und damit auf ein höheres Temperaturniveau gebracht. Anschließend wird die Wärme- Energiedirekt an den Heizkreislauf abgegeben. Dabei verliert das Kältemittel wieder an Temperatur und verflüssigt sich. Der Prozess beginnt nach der Entspannungsphase wieder von vorn. 28 ZEBAU

29 Unser Angebot Vattenfall bietet für Ein- und Zweifamilienhausbesitzer Wärmepumpen an, die in Berlin und Hamburg mit grünem Strom betrieben werden. Damit ist dieses Angebot zu 100% CO 2 -neutral. Vattenfall verkauft beim Kunden die Wärme analog zur Fernwärme über Wärmelieferverträge über Grund- und Arbeitspreis. Im Rahmen einer zweijährigen Pilotphase kooperiert Vattenfall mit Stiebel Eltron. 29 ZEBAU

30 Der Einbau einer Wärmepumpe bietet unseren Kunden viele Vorteile gegenüber Gas- und Ölheizungen Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen (Preissteigerung bei Gas ist höher als bei Strom) Wärmepumpen verbrauchen nur ca. 25% Antriebsenergie (Nutzung von ca. 75% Umweltenergie macht unabhängiger von steigenden Energiepreisen) 100% regenerative Antriebsenergie, CO2-neutral & umweltfreundlich Wärmepumpen-Produkt auf Kostenniveau von Gas-Brennwerttechnik (Höhere Investitionskosten der Wärmepumpen gleichen sind in einer Vollkostenbetrachtung aus) Förderung energetischer hocheffizienter Anlagen ökologisch hochwertige Energie 30 ZEBAU

31 Wärmepumpe Standort der Kälteanlage: Hamburg - Farmsen-Berne Installierte Leistung: ca. 20 kw th Baujahr: 2011 Inbetriebnahme: Anlage: Inverter Luft/ Wasser-Wärmepumpe mit Heizstab Kältemittel-Zwischeneinspritzung Außenaufstellung Korrosionsgeschützt, äußere Verkleidungsteile aus feuerverzinktem Stahlblech, zusätzlich einbrennlackiert, innere Luftführung aus korrosionsfestem Aluminium Versorgungsart: Vollautomatische Heizwasser-Erwärmung bis zu +75 C Vorlauftemperatur Entzieht der Außenluft die Energie bis ca. -20 C Außentemperatur Zentrale Regelung des Heizungsanlage und Sicherheitsfunktion durch den Wärmepumpen-Manager Besonderheiten Regelung des Lüfters und der beiden Inverter-Verdichter ermöglicht einen niedrigen Schallleistungspegel Kompakte Bauform und geringer Platzbedarf 24-Stunden Überwachung der Anlage durch Datenfernübertragung auf der Leitwarte von Vattenfall Anlage ist in das virtuelle Kraftwerk eingebunden 31 ZEBAU

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33 Raum schaffen für erneuerbare Energien Ausbau regenerativer Energien nimmt stetig zu Fluktuierende Einspeisung aus erneuerbaren Energien wirkt verstärkt auf das Gleichgewicht des Stromnetzes Erneuerbare Energien werden zum Teil nicht in voller Kapazität genutzt Virtuelles Kraftwerk Neue Wege zur Integration erneuerbarer Energien sind erforderlich Wir schaffen Raum für erneuerbare Energien. 33 ZEBAU

34 Das Virtuelle Kraftwerk von Vattenfall: innovativer Zusammenschluss von Erzeugern und Verbrauchern zur Integration Erneuerbarer Energien Einspeisung Entnahme Erzeuger Verbraucher Netzfrequenz + - unser Alleinstellungsmerkmal basiert auf der Kopplung von Erzeugern und Verbrauchern - 34 ZEBAU

35 Bei wenig Wind im Netz, speisen die dezentralen BHKW des virtuellen Kraftwerkes die benötigte Energie ins Stromnetz ein und speichern nicht benötigte Wärme Szenario 1 Wenig Wind Dezentrale Blockheizkraftwerke 35 ZEBAU

36 Bei viel Wind im Netz, entnehmen die dezentralen Wärmepumpen des virtuellen Kraftwerkes die überschüssige Windenergie aus dem Stromnetz und speichern nicht benötigte Wärme Szenario 2 Viel Wind Dezentrale Wärmepumpen Einspeisung Entnahme 36 ZEBAU

37 Zusammenfassung Dezentrale Kraftwärmekopplung Bau, Errichtung und technischer Betrieb von kleinen BHKWs und Heizkessel Brennstoffversorgung Energiewirtschaftliche Steuerung Wärmepumpen Bau, Errichtung und technischer Betrieb von Wärmepumpen Strombeschaffung Energiewirtschaftliche Steuerung Kerngeschäft Steuerung Laststeuerung durch das Virtuelle Kraftwerk Ergebnisverbesserung durch Kosten- und Erlösoptimierung Visualisierung des Energieverbrauchs Bausteine einer innovativen EDL-Einheit Speicherung Nutzung der Wärmesenke als Windspeicher Funktionsfähiges Virtuelles Kraftwerk für den Verbundbetrieb Innovative Speichertechnologien Neugeschäft Projekt Vision 37 ZEBAU

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