Kurzfassung. Abstract. 1 Motivation. 2 Gebäudebeschreibung

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1 Effizientes und ökonomisches Energieversorgungskonzept von Bürogebäuden mit hoher Autarkiequote Concept for efficient and economic energy supply of office buildings with high self-sufficiency ratio Dipl.-Wirtsch.-Ing. Benmin Munzel, Technische Universität Braunschweig, Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen (elenia), Braunschweig, Deutschland, M.Sc. Fridolin Muuß, Technische Universität Braunschweig, Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen (elenia), Braunschweig, Deutschland, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Jan-Hendrik Psola, Technische Universität Braunschweig, Institut für Elektrische Maschinen, Antriebe und Bahnen, Braunschweig, Deutschland, Dr.-Ing. Nasser G. A. Hemdan, Technische Universität Braunschweig, Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen (elenia), Braunschweig, Deutschland, Kurzfassung Ein Energieversorgungskonzept eines realen Verwaltungsgebäudes wird analysiert und optimiert. Dabei steht für die jährliche Finanzierung des optimierten Energieversorgungskonzepts die Höhe der bisherigen Kosten für die Energieversorgung zur Verfügung. Ziel soll es sein, ein kosten/nutzenoptimales Verhältnis der verschiedenen Komponenten für das vorliegende Gebäude zu entwickeln. Eine Voraussetzung ist dabei die absolute Deckung des thermischen Bedarfs sowie das Erreichen einer hohen elektrischen Autarkiequote. Dies soll durch die Implementierung eines zentralen Managementsystems, eines BHKW, einer Hochtemperaturwärmepumpe, sowie einem Puffer- und elektrischen Speicher erreicht werden. Es werden die charakteristischen Parameter des Verwaltungsgebäudes genannt, die Preise pro Kapazitätseinheit der jeweiligen energietechnischen Komponenten in dem Optimierungsmodell hinterlegt und hinsichtlich der verschiedenen Nebenbedingungen (Autarkie, Kosten, Betriebszeiten, etc.) ausgelegt. Die Ergebnisse zeigen, dass mit einem jährlichen finanzielle Aufwand in Höhe der jährlichen Kosten für die Energieversorgung von Strom und Wärme, eine dezentrale Energieversorgung mit einer Autarkiequote von 84 % realisierbar ist und darüber hinaus eine um etwa 3 % bessere CO 2 -Bilanz erreicht werden kann. Abstract This paper proposes an optimal energy supply concept for office buildings in order to achieve high self sufficiency ratio. The main objective is to develop a cost-benefit optimal ratio between the different components of the energy system while the cost constraint was taken to be equal to the annual costs of the conventional energy supply. These components are PV system, micro CHP, a high temperature heat pump as well as thermal and an electrical storage system. Therefore, the system can meet the total thermal demand and moreover meet the electrical demand with a high selfsufficiency ratio. The cost data was selected of representative components from the energy market data. The results show that with the same financial resources the decentralized energy system can realizea self-sufficiency ratio of 84 %.. Moreover the carbon footprint can be reduced by 3 %. 1 Motivation Die energieeffiziente Bewirtschaftung von Gebäuden rückt immer mehr in den Fokus. Bis 22 soll die Energieeffizienz um 2 % gesteigert werden [1]. Hierzu ist nicht nur der Energieverbrauch, sondern auch die Energieversorgung zu zählen. Bereits heute verursacht die Energieversorgung einen hohen Kostenanteil an den Gesamtkosten. Um diesen so gering wie möglich zu halten, ist ein ganzheitliches Energiekonzept unter kombinierter Betrachtung von Strom- und Wärmeversorgung zu verwirklichen. Im Rahmen dieses Beitrags sollen die auf realen Messwerten und Simulationen basierenden Untersuchungen zur Empfehlung eines Energieversorgungskonzeptes für Großgebäude mit hoher Autarkiequote vorgestellt werden. Dabei steht als Budget die Summe einer konventionellen Energieversorgung für Strom- und Wärme zur Verfügung, für Strom wird ein Gewerbekundetarif angenommen. 2 Gebäudebeschreibung Betrachtet wird ein öffentliches Verwaltungsgebäude, das auf fünf Geschossen verschiedene Institutionen beherbergt. Das Gebäude wurde in den 7er Jahren errichtet und bietet eine Nettogrundfläche von rund 4.5 m². Die Flächen sind größtenteils mit Büro-, Besprechungs- oder Lagerräumen belegt. Es existieren darüber hinaus zwei Personenaufzüge und vier Küchenzeilen. In dem Gebäude werden keine energieintensiven Anlagen betrieben. Hauptverbraucher stellen in diesem Fall die Leuchtstoffröhren zur Lichterzeugung sowie PCs, Laptops und Drucker dar. Eine detaillierte Betrachtung der Verbrauchskomponenten ist in [2] zu finden.

2 2.1 Verbrauchsdaten Ein internes webbasierendes Energie-Informations- System misst im Viertelstundentakt die reellen Lastwerte des Gebäudes für den Bezug von Strom und Fernwärme mit. Die Zähler erfassen den Wärmebedarfswert mit einer Genauigkeit von 4 kw und den Strombedarfswert von,4 kw Thermischer Energiebedarf Die gemessenen Wärmeverbrauchsdaten eines Jahres werden mit Hilfe von Gradtagszahlen witterungsbereinigt betrachtet. Bild 1 zeigt die thermische Jahresdauerlinie des Gebäudewärmebedarfs. Die Spitzenlast und der Jahresverbrauch liegen mit 182 kw th respektive 3 MWh th in typischen Größenordnungen für Bürogebäude. Der thermische Jahresenergieverbrauchverbrauch pro m² liegt bei 66 kwh th und liegt somit auf dem VDI E 387 Richtwert [3] kw th Viertelstunden Bild 1 Thermische Jahresdauerlinie Basierend auf den VDEW Jahreszeit- und Typtageinteilung, werden die Tageslastprofile in die Jahreszeiten, und szeit sowie nach Werktag und Wochenende kategorisiert. Für jeden Viertelstundenlastwert wird der Mittelwert in der jeweiligen Kategorie ermittelt [4]. Dem Ergebnis in Bild 2 ist zu entnehmen, dass täglich vor 8: Uhr die Heizungsanlage hochfährt. Weiteren Auffälligkeiten wie beispielsweise der zweiten Lastspitze an Wochenendtagen oder der generell hohen Grundlast wird im Rahme der Studie nicht weiter nachgegangen. Grundsätzlich ist der thermische Energieverbrauch im etwa um das 2,5-fache größer im Vergleich zur szeit kw th Bild 2 Thermische Tageslastprofile Spitzenlast: 182 kw th Heiztage: 24 Verbrauch: 3 MWh th Elektrischer Energiebedarf Die gemessene elektrische Jahresdauerlinie ist in Bild 3 dargestellt. Die maximale Last beträgt 4 kw el und 8 % der Zeit wird eine Grundlast von über 3 kw el nachgefragt. Im Jahresverlauf werden 75 MWh el verbraucht. kw el Viertelstunden Bild 3 Elektrische Jahresdauerlinie Mit 75 MWh el Jahresverbrauch liegt das Gebäude nur knapp über der Definition eines Niedrigenergiebüros [5]. Die Viertelstundenwerte des elektrischen Lastgangs werden in gemittelte Tageslastprofile kategorisiert. In Bild 4 ist die Grundlast von 3 kw el zu erkennen. Zum Vergleich ist das VDEW-Standardlastprofil G1 Gewerbe werktags 8-18 für werktage dargestellt. Es repräsentiert Abnahmestellen wie Büros oder Verwaltungseinrichtungen und wird anhand des Jahresverbrauchs skaliert [4]. Es ist ersichtlich, dass das Standardprofil bei einem Gebäude mit diesem Jahresverbrauch einen deutlich höheren Spitzenlastwert und eine niedrigere Grundlast unterstellt. Beides spricht für eine unterdurchschnittliche Energieeffizienz des Gebäudes. kw el Bild 4 Elektrische Tageslastprofil Spitzenlast: 4 kw el Grundlast (8 %): 3 kwel Verbrauch: 75 MWh el Während der durchschnittliche elektrische Lastverlauf im und in der szeit nahezu identisch sind, könnte die erhöhte Lastaufnahme im durch intensivere Nutzung der Beleuchtung erklärt werden. Aufgrund der hohen Anzahl verwendeter Computer (- Netzteile) ist davon auszugehen, dass diese mit einem wesentlichen Anteil an Leerlaufverlusten zu der Grundlast beitragen. Weitere Informationen können aus [2] entnommen werden. 3 Auslegung Energiekonzept SLP Für die Betrachtung des Energiekonzepts des Verwaltungsgebäudes sollen verschiedene Technologien miteinander kombiniert werden, um eine möglichst hohe Autarkiequote zu erreichen. Dabei soll der Strom- und Wärmebedarf des Gebäudes gleichsam effizient und kosten-

3 günstig gesichert werden. Ziel ist dabei, das optimale Größenverhältnis der Einzelkomponenten zueinander, sowie in Bezug auf die Verbrauchsdaten des Gebäudes zu wählen. 3.1 Technologien Zu den Komponenten zählen hierbei eine Photovoltaikanlage, ein BHKW, ein Pufferspeicher, sowie ein Batteriespeicher und eine Wärmepumpe. Alle Komponenten, außer der PV-Anlage, befinden sich im Keller des Gebäudes. Die Leistung der Komponenten, außer der bereits installierten PV-Anlage, bilden die Outputvariablen der nachfolgend vorgestellten Optimierung dar. Während die PV-Anlage und der Pufferspeicher über eine Lebensdauer von 2 Jahren finanziert werden, wird eine 15-jährige Lebensdauer und Finanzierung für alle weiteren Komponenten vorausgesetzt [6]. Der Zinssatz liegt für alle Finanzierungen bei 2%. Bild 5 zeigt die Zusammenhänge der Komponenten untereinander. Erdwärme der den Strombedarf des Gebäudes unverhältnismäßig übersteigt. Die Kosten für die Komponenten, sowie die Bohrungen/ Flächenkollektoren werden nach Rücksprache mit aktuellen Vertriebspartnern und Baufirmen mit 1. pro kw th angenommen Pufferspeicher Der Pufferspeicher dient der Entkopplung der Wärmeund Strombereitstellung und wird nach Rücksprache mit Vertriebspartnern und Literaturrecherche mit 2 /kwh th angenommen Photovoltaik-Anlage Die 1.1 m² Dachfläche des Gebäudes wurden bereits mit Solarmodulen belegt. Die Photovoltaik-Anlage besitzt eine Leistung von 4 kw und erreicht 1.42 Volllaststunden. Bild 6 zeigt das gemessene und anschließend über die Jahreszeiten gemittelte Erzeugungsprofil der Anlage. kw el Thermischer Bedarf Elektrischer Bedarf 5 Bild 6 Erzeugungsprofil 4 kw PV-Anlage Erdgas Bild 5 Verknüpfungen der Komponenten, Energiepfade für Strom und Wärme Blockheizkraftwerk Der Einsatz des BHKW dient dazu unter Verwendung der Kraft-Wärme-Kopplung Strom und Wärme dezentral für die elektrischen Komponenten und den Heizwärmebedarf zur Verfügung zu stellen. Bei dem BHKW handelt es sich um ein thermisch geführtes BHKW mit einem Modul, welches für einen optimalen Arbeitspunkt ausgelegt sein soll und entsprechend nicht modulierbar ist. Das Blockheizkraftwerk wurde nach einem Vergleich mit existierenden Anlagen mit einer Investitionshöhe von 1.2 /kw th sowie Wartungskosten in Höhe von 1,3 /Betriebsstunde veranschlagt. Innerhalb dieser Preise ist die Installation des BHKW bereits berücksichtigt Wärmepumpe Die Hochtemperatur-Wärmepumpe (HTWP) wird parallel zum BHKW zur Heizwärmebereitstellung im bivalenten Modus betrieben. Die zusätzliche Verwendung einer HTWP zum BHKW ist in dem Wärmebedarf begründet, Im Zuge der Installation und Inbetriebnahme der PV- Anlage im Jahr 212 war eine Anpassung des Blitzschutzes notwendig. Daneben wurden Baunebenkosten von 15 % fällig. Tabelle 1 führt die einzelnen Kostenpositionen der Installation auf. Sie summieren sich zu insgesamt 92. EUR und entsprechen damit 2.3 /kw. PV-Anlage Kosten in Solarmodule incl. Ständerung 75. Anpassung Blitzschutz 6. Baunebenkosten 11. Tabelle 1 Kostenpositionen PV-Anlage Elektrischer Energiespeicher Bei der Auswahl des Energiespeichers für das gegebene Anwendungsszenario eignen sich grundsätzlich nur Batteriespeicher. Diese sind im Hinblick auf Verfügbarkeit, Skalierbarkeit, Energieinhalt und Zyklenwirkungsgrad für diesen Fall anderen Technologien überlegen [7]. Beachtet werden muss das zu den eigentlichen Zellen des Batteriespeichers weitere Komponenten beinhaltet sind, wie etwa der Wechselrichter. Zudem ergibt sich beim Batteriespeicher Raumbedarf für Aufständerung,

4 P th,la st Ist BHKW an? BHKW an (thermisch geführt) bis Speicher voll P th,bhwk + P th,sp > P th,la st P th,sp > P th,la st P el,la st P el,pv > P el,la st P el,pv > P el,la st + P el,wp Wärmepumpe an, el. Leistung aus Netz P el,bhkw + P el,pv > P el,la st E el,bat = E el,bat,ma x Batterie laden P el,bhkw + P el,pv > P el,la st + P el,bat P el,la st = Elektrischer Bedarf P el,pv = Elektrische Erzeugung PV P el,bhkw = Elektrische Erzeugung BHKW P el,bat = Elektrische Leistung Batteriespeicher E el,bat = Energieinhalt Batteriespeicher P el,wp = Elektrische Leistung Wärmepumpe P th,wp = Thermische Leistung Wärmepumpe P th,la st = Thermischer Bedarf P th,bhkw = Thermische Erzeugung BHKW P th,sp = Thermische Leistung Pufferspeicher E th,sp = Energieinhalt Batteriespeicher P el,bat + P el,bhkw + P el,pv > P el,la st Batterie entladen Bezug elektrischer Energie aus dem Netz E th,sp = E th,sp,ma x Abgabe elektrischer Energie in das Netz Wärmepumpe an Einspeichern in Pufferspeicher Bild 7 Modelllogik Modelloutput und Ergebnisse Wie bereits erwähnt steht für die Finanzierung der Komponenten der Energieversorgung exakt die jährliche Summe einer konventionellen Energieversorgung zur Verfügung. Diese setzte sich aus dem Fernwärmebezug für die Raumerwärmung, sowie dem Bezug von Strom aus dem öffentlichen Stromnetz zusammen. Bild 8 und Tabelle 4 verdeutlichen die jeweiligen Kostenanteile. Verkabelung und Monitoring der Zellen sowie für das Temperaturmanagement. Hierdurch werden die reinen Zellparameter bezogen auf den gesamten Batteriespeicher relativiert. Als elektrische Speichertechnologie wird ein Li-Ion Batteriepeicher nach Tabelle 2 verwendet. Technologie Li-Ion Zyklenwirkungsgrad 85-95% Entladetiefe 3% Selbstentladung/Monat 5% Umrichterwirkungsgrad 96% Tabelle 2 Technologieüberblick Li-Ion Batteriespeicher Bei der Auslegung wird für den Batteriespeicher der Energieinhalt als nutzbare Energiemenge angesetzt. Als weitere Komponente wird für den Batteriespeicher neben den eigentlichen Zellen ein Batterieumrichter benötigt. Dieser ist innerhalb der Kostenkalkulation für Li- Ionen-Speichersysteme integriert. Die Kosten pro kwh installierter Speicherkapazität werden mit 1.5 angenommen. 3.2 Optimierungsmodell Für die Auslegung der Komponenten werden die jährlichen Ausgaben für den Energiebezug (Strom, Fernwärme) mit den Annuitäten für die Kredittilgung verglichen. Das besondere bei einem Bürogebäude ist die Korrelation von Energiebedarf und Energiebereitstellung durch PV. Im werden parallel zum elektrischen Verbrauch hohe Stromerträge von der Photovoltaikanlage erzielt. Im, bei geringen PV-Erträgen, wird der Strombedarf primär aus dem BHKW bereitgestellt, die dabei anfallende Wärme kann für den Heizbedarf verwendet werden. Anhand der Simulation werden eine energie- und kostenoptimale Auslegung für Art und Größe des Batterie- und Pufferspeichers, sowie ein optimales Verhältnis der thermischen Erzeugungskapazität von BHKW und Hochtemperaturwärmepumpe ermittelt Modellinput und Rechenlogik Die Rechenlogik ist neben den Inputvariablen und den Nebenbedingungen das Kernelement der Optimierung und hat maßgeblichen Einfluss auf die Outputs. Hauptaugenmerk der verwendeten Rechenlogik ist das Ziel der Minimierung der notwendigen BHKW Taktungen sowie die Bestimmung eines optimalen Verhältnisses von BHKW- Hochtemperaturwärmepumpen- und Speicherkapazität. Der Batteriespeicher soll dazu verwendet werden den überschüssigen PV-Strom aufzunehmen und entsprechend bei Bedarf abzugeben um auf diese Weise den Eigenverbrauch zu erhöhen und den Bezug von Strom aus dem Netz und die damit verbundene Kosten zu minieren. Bild 7 zeigt den Ablauf der Rechenlogik, welche für das Optimierungsmodell verwendet wurde.

5 Bild 8 Kostenbilanz Ausgangslage/Referenzszenario Dabei entstehen die Kosten für die Deckung des Wärmebedarfs durch das Nutzen von Fernwärme. Hierbei unterteilen sich die Kosten in einen Arbeitspreis in Höhe von 6,1 ct/kwh und einen Leistungspreis in Höhe von 51,1 /kw und Jahr. Die Verwendung von Fernwärme wurde gewählt, da die Anbindung des Gebäudes an das Fernwärmenetz ohne großen Aufwand möglich ist und somit eine denkbare Alternative darstellt. Die Deckung des Strombedarfs in Höhe von 75 MWh wird durch das öffentliche Netz zu einem Preis von 19,5 ct/kwh angenommen. Entsprechend stehen für eine dezentrale Energieversorgung jährlich 43.9 bereit, welche nach den folgenden Richtlinien in die unter Kapitel 3.1 genannten Technologien investiert werden. 1. Deckung des kompletten Wärmebedarfs 2. Stromeigenverbrauchsquote > 3 % 3. Jährlicher finanzieller Aufwand < Laufzeit BHKW > 41 h 5. CO 2 Reduktion im Vergleich zur herkömmlichen Energieversorgung Als Ergebnis der Optimierung ist dabei die in Tabelle 3 dargestellte Konstellation der genutzten Technologien als kosten- und nutzenoptimale Lösung erzielt worden: Technologie BHKW Hochtemp.WP Pufferspeicher PV-Anlage Li-Ion Speicher installierte Leistung (kw) bzw. Kapazität (kwh) 67 kw th, 4,2 kw el 48 kw th, 18 kw el 29 kwh, 5 l bei 5 C Nutzwärme 4 kw (fixe Inputvariable) 14 kwh Tabelle 3 kosten- nutzenoptimale Lösung Wärmebezugskosten Strombezugskosten 4 Technisch-wirtschaftliche Bewertung Durch die zur Verfügung stehenden Mittel in Höhe von 43.5 kann eine dezentrale anstatt der zentralen Energieversorgung aufgebaut werden. Die Kombination von BHKW, Wärmepumpe und einem großen Pufferspeicher führt dazu, dass beide Komponenten mit geringerer Leistung angesetzt werden können. Das BHKW erzeugt 67 kw th und 39 kw el. Die thermische Leistung orientiert sich mit ungefähr 3 % des Heizmaximalwertes anhand empfohlener Leistungen [8]. Der Wirkungsgrad entspricht bei dem BHKW mit einer Feuerungsleistung von 116 kw ungefähr,91. Während das BHKW eine Laufzeit von 4.2 h erzielt, wird die Hochtemperaturwärmepumpe lediglich 1.16 h als unterstützende Heizkomponente eingesetzt. Hierbei wurden keine Anlaufzeiten der Komponenten berücksichtigt, sodass die oben genannten Werte das absolute Maximum darstellen. Der Pufferspeicher mit einer Kapazität von 21 kwh nutzbarer thermischer Energie reicht aus, um die Spitzenheizlasten abzupuffern und ermöglicht darüber hinaus einen schonenden konstanten Betrieb des BHKW. Im Durchnitt schaltet sich das BHKW 1,8 Mal pro Tag ab und wieder an. Der Batteriespeicher dient der Erhöhung der Eigenverbrauchsquote und somit der Reduzierung des Strombezugs aus dem öffentlichen Netz. Tabelle 4 zeigt die Kostenkonstellation für die in Tabelle 3 ermittelte Lösung. Komponente Jährliche Finanzierung Gas PV-Anlage Wartung BHKW BHKW Strom und EEG Umlage Wärmepumpe 2935 Li-Ion Speicher 1367 Pufferspeicher 355 Erlös 8.3 Tabelle 4 Kostenbilanz kosten- nutzenoptimale Lösung Durch den Verkauf des überschüssigen Stroms aus BHKW zu je 5,3 ct/kwh und aus PV zu je 9 ct/kwh (nach EEG-Einspeisevergütung 214) wird ein Erlös von 8.4 erzielt, der für die Finanzierung der Komponenten ebenfalls zur Verfügung steht. Die zu Grunde gelegten Kosten je Leistungs- oder Kapazitätseinheit können dem Kapitel 3 entnommen werden. Die jährliche Einsparung durch das neue Energiekonzept beträgt 1.1 und kann weiterhin investiert, oder als Rücklage verwendet werden Verursachte und vermiedene Kosten Durch den Batteriespeicher, dessen nutzbare Kapazität 14 kwh beträgt, wird eine Jahresersparnis in Höhe von ca. 75 erreicht, die auf den verminderten Strombezug und den entsprechenden erhöhten Eigenverbrauch in Höhe von 31 % zurückgeführt werden kann. Bei einer größeren Dimensionierung des elektrischen Energiespeichers hätten die Kosten den Nutzen einer weiteren Erhöhung des Eigenverbrauchs übertroffen. Die elektrische Autarkiequote wird durch das nach der thermischen Last ausgelegte BHKW auf 84 % gesteigert. Der Großteil der Gesamtkosten wird durch den Gasbezug des BHKW verursacht (vgl. Tabelle 4). Dieser liegt mit

6 über 25. bei ca. der Hälfte der jährlichen Kosten. Durch die hohe Betriebsdauer des BHKW von 4.2 h/jahr fallen die Wartungskosten ebenfalls erheblich ins Gewicht Primärenergieverbrauch und CO 2 -Emissionen Mit der Umstellung von einer zentralen zur dezentralen Energiebereitstellung konnten sowohl der Primärenergieverbrauch, als auch die CO 2 -Emissionen gesenkt werden. Die erzielten Einsparungen können der Tabelle 5 entnommen werden. Szenario Primärenergieverbrauch/Jahr CO 2 - Emission/Jahr 349,77 MWh 18 t Ausgangsszenario Versorgungskonzept 241,5 MWh 77,5 t Tabelle 5 Vergleich Primärenergieverbrauch und CO 2 - Emissionen Das Ausgangsszenario für den Primärenergieverbrauch setzt sich aus dem Wärmebedarf multipliziert mit dem Primärenergiefaktor für Fernwärme in Höhe von,54 zuzüglich des elektrischen Energiebedarfs multipliziert mit dem Primärenergiebedarf des aktuellen deutschen Strommixes in Höhe von 2,4. Durch das neue Versorgungskonzept wird der Ausgangswert ca. 3 % gesenkt. Maßgeblichen Einfluss auf diese Absenkung hat der durch das BHKW an die Nachbarschaft abgegebene Strom, der entsprechend den primärenergieintensiven deutschen Strommix substituiert. Die CO 2 Emissionen für das Ausgangsszenario setzen sich aus,211 t/ MWh für Fernwärme und,559 t /MWh für den deutschen Strommix zusammen. Der Gesamtwert konnte durch das neue Energieversorgungskonzept um 29 % gesenkt werden. Maßgeblichen Einfluss haben hier ebenfalls die PV-Anlage, die den Strombezug aus dem öffentlichen Stromnetz reduziert, und die durch die KWK umgewandelte und eingespeiste Energie. Dabei beträgt der CO 2 -Ausstoß pro kwh verbrauchten Gas,22 kg CO 2. 5 Fazit Diese Arbeit hat das Ziel die finanzielle und technische Machbarkeit einer möglichst energieautarken Versorgung eines Bürogebäudes darzustellen. Als Referenzszenario für die elektrische Energie diente der deutsche Strommix mit einem Preis in Höhe von 19,5 ct/kwh für Gewerbekunden und die Bereitstellung der thermischen Energie über Fernwärme durch den regionalen Energieversorger. Es wurde gezeigt, dass durch eine jährliche Finanzierung in Höhe der jährlichen Kosten für den elektrischen und thermischen Energiebezug, Kosten gespart eine bessere CO 2 -Bilanz erreicht werden können. Durch die Auslegung des nicht modulierenden BHKW anhand der thermischen Last kommt es lediglich zu einer Eigenverbrauchsquote von 31 %, da eine große Menge des erzeugten Stroms ins Netz eingespeist wird. Eine weitere Erhöhung der Kapazität des elektrischen Energiespeichers übersteigt den Nutzen bei diesem Gebäude. Vor allem im wird der Speicher dafür genutzt den PV Strom zwischen zu speichern. Mit dem Ausblick auf die Veräußerung des KWK- Stroms an sich in lokaler Nähe befindliche Abnehmer könnten die Erlöse durch die Einspeisung weiter erhöht werden, während der der Käufer ebenfalls seine Kosten minimieren könnte. Zu beachten sind hier jedoch die anfallenden Netznutzungsentgelte, Steuern und andere Abgaben. Weiterhin können durch die Nutzung von Elektrofahrzeugen innerhalb einer Flotte die Eigenverbrauchsquote, sowie die CO 2 Belastung weiter zum positiven beeinflusst werden. 6 Literatur [1] Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, EU- Energieziele und Maßnahmen Der klima- und politische EU-Rahmen bis 23 [2] Munzel, Benmin; Muuß, Fridolin; Psola, Ja- Hendrik; Hemdan, Nasser G. A.: DC Energieversorgungskonzept für Großgebäude mit hoher Autarkiequote, Frankfurt: VDE-Kongress 214 [3] VDI E 387 Richtwert Maximalwerte für den Heizwärmebedarf in Bürogebäuden [4] Meier, Fünfgeld Schieferdecker, Repräsentativen VDEW-Lastprofile, WDEW Materialien M-28/29, [5] Energieagentur NRW Verwaltungsgebäude (mit einfacher technischer Ausstattung) auf dem Weg zum Niedrigenergiebüro 214 (-in Anlehnung an Schweizer Norm SIA 38/4) [6] Meena, N., Baharawani, V., Dubey, A., Brighu, U., Mathur, J.: Need and Comparison of Energy Storage Technologies - A Review: International Journal of Applied Engineering Research Vol. 9, Num. 2, 214 [7] Psola, J.-H., Canders, W.-R., Henke, M.: Technologies and Operational Concepts for Energy Storages. Hamburg: Enviroinfo 213 [8] Pielke, M.: BDEW Meistererfahrungsaustausch, Netzintegration von Mini-BHKW der Hausenergieversorgung, Lübeck-Travemünde 29

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