Wirtschaftliche Energieeffizienz - lohnende Maßnahmen in Gebäuden

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1 Wirtschaftliche Energieeffizienz - lohnende Maßnahmen in Gebäuden Dipl.-Ing. Matthias Schmitz-Peiffer Ingenieurgesellschaft BBP Bauconsulting mbh Bereichsleiter Energieeffizienz und Erneuerbare Energien BEG Energiegesellschaft mbh, Geschäftsführer

2 Ingenieurgesellschaft BBP Bauconsulting mbh Sachverständige, Fachplaner, Sachkundige Wärmeschutz EnEV, DIN Schallschutz Brandschutz Vorbeugender BS Gebäudetechnischer BS Schadstoffe Barrierefreies Bauen Architektur Haustechnik Konstruktion Baustoffe Bauphysik Energieeffizienz Gegründet im Mai 1990, 22 Jahre Erfahrung, 53 Mitarbeiter, 4-5 Mio. Jahresumsatz

3 Inhaltsverzeichnis 1. Ziele 2. Beispiele: Überprüfung von Fernwärmeanschlusswerten Stromeigenerzeugung mit Blockheizkraftwerk (BHKW) Sonnenenergie und Erdwärme mit Eisspeicher und Wärmepumpe Zonen- und Einzelraumregelung Monitoring, Energiemanagement und zeitnahe Verbrauchsinformationen (Smart metering)

4 Ziele Unser Ziel ist die praktische Umsetzung folgender Anforderungen rund um Immobilien aller Art: Maximale Energieeffizienz Minimale Kosten für Investor und Nutzer Minimale Umweltbelastungen Süden Nachweis der Wirtschaftlichkeit Norden als Entscheidungsgrundlage Nachweis der Effizienz durch Messung und Monitoring Osten

5 Beispiel 1: Anschlusswerte und Optimierung Regelung Maßnahmen an einer Liegenschaft in Wernigerode

6 Reduzierung der Fernwärmeanschlussleistung 350 Fernwärmeanschlussleistung kw Objekte

7 Optimierung der Regelungseinstellungen Mittelwert Einsparung: 15%

8 Wirtschaftlichkeit der Optimierung Einsparungen Messung Anschlusswertsenkung Flächen m² Anschlussleistung KW % Anschlussleistung, spez. W/m² Kosten FW Grundpreis /m²*a 0,88 Optimierung Regelung, Flächen m² Wärmeenergie MWh % Wärmeenergie, spez. kwh/m² Kosten FW Energie /m²*a 1,52 Einsparung Summe /m²*a 2,40 Investition / Honorar /m²*a 1,00 Amortisation Monate 5,00

9 Beispiel 2: Versorgungskonzept (Auszüge) Maßnahmen an einer Liegenschaft in Berlin

10 Situation, Leistung, Verbrauch, Kosten Bestand: ~ 39 Gebäude mit Wärmeversorgung, ~ m² Nettogrundfläche, 4 Heizzentralen mit überwiegend NT Kesseln Kennzahlen Leistung in W/m² Bedarf kwh/m²*a Kosten in /m² brutto Erdgas Hs ,91 Strom ,65 Summe 1,56

11 Variantenvergleich Übersicht Verteilung Erzeugung Gebäudehülle Finanzierung Maßnahmen optimieren + erneuern, Hydraulischer Abgleich, Temperaturen senken, Zonenregelung Leittechnik und Überwachung 1 Heizzentrale, 2 neue BHKW Eigenstromerzeugung mit BHKW keine Maßnahmen Eigenregie (KfW) oder Contractor

12 Heizzentralen, Blockheizkraftwerk

13 Zentrale Versorgung vor Sanierung

14 Zentrale Versorgung nach Sanierung, Var. 2.1 Solarstrom?

15 Vollwärmekosten (inkl. UST.) Vollkosten für die Abnehmer von Wärme und Strom 5,0 Vollkosten in Euro/m² * Monat 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 0.1 Bestand 4HZ 2.1 Min. 1 HZ 3.1 Min.1HZ Con 1,0 0,5 0,

16 Beispiel 3: Sonnenenergie und Erdwärme mit Eisspeicher und Wärmepumpe

17 3.1: Wärmepumpe Sole / Wasser Nutzung der oberflächennahen Erdwärme durch Sonden. - sinnvoll besonders bei kleinen Grundstücken - auch bei Heizungsmodernisierung geeignet - Tiefe der Sonden 40 bis 100 m, Abstand 8 m - Tiefenbohrungen nur mit bergrechtlicher Genehmigung - hoher Wirkungsgrad - nur gering schwankende Leistung - komplexe und relativ teure Installation - Aufbau nicht überall möglich - genehmigungspflichtig - ca. 50 W/m Tiefe auch zur passiven Kühlung nutzbar Regeneration der Wärmequelle

18 3.2: Wärmepumpe COP + Temperaturen COP (Coefficient of Performance): Leistungszahl der Wärmepumpe Verhältnis zwischen der abgegebenen Wärmeleistung zur aufgenommenen Leistung

19 3.3: Eisspeicher Phase 1 Heizbetrieb: Die Wärmepumpe entzieht dem Eisspeicher Energie, welche für Heizzwecke und Brauchwasserbereitung zur Verfügung steht. Phase 2 Heizbetrieb: Dieser Vorgang setzt sich solange fort bis sich im Speicher Eis gebildet hat. Durch die Umwandlung von Wasser zu Eis wird Kristallisationswärme frei und steht zu Heizzwecken zur Verfügung Phase 3 Regeneration: Solare Strahlungsenergie sowie die Energie der Umgebungsluft erwärmen das Brauchwasser im Warmwasserspeicher Phase 4 Regeneration: Ist das Brauchwasser erwärmt wird der Eisspeicher regeneriert. Das Eis wird in Wasser umgewandelt. Regeneration- und Heizphase wechseln sich ständig ab damit ausreichend Wasser zu Heizzwecken zur Verfügung steht.

20 3.4: Eisspeicher- Vorteile System Ertragssicherheit durch ein genaues mathematisches Modell Hohe, kurzfristige Leistungsentnahme Reparaturmöglichkeit im Eisspeicher Kein Genehmigungsverfahren Wasserrecht Kein Risiko durch Bohrungen Kein Umweltrisiko Keine thermische Belastung des Erdreichs Einsatz in Wasserschutzgebieten möglich

21 3.5: Eisspeicher - Gebäude, Heizlast 40 kw Wärmeerzeugung Wärmespeicherung Eisbildung Wärmeversorgung Dachabsorber: kwh Gesamt: kwh Dachabsorber: kwh Erdreich: kwh Gesamt: kwh Wärmeentzug Speicher: kwh Antriebsenergie WP: kwh Summe: kwh

22 3.6: Verbrauchs- und Betriebskosten Verbrauchs- und Betriebskosten für die Abnehmer von Wärme 3,00 Verbrauchs- u. Betriebskosten in /(m²*monat) 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0, FW H WP ES+WW HP

23 3.7: Kapitalkosten Kapitalkosten 0,6 0,5 Kapitalkosten in /(m²*monat) 0,4 0,3 0,2 0, FW H WP ES+WW HP

24 3.8: Vollkosten Vollkosten für die Abnehmer von Wärme 3,00 2,50 Vollkosten in /(m²*monat) 2,00 1,50 1,00 0,50 0, FW H WP ES+WW HP

25 Beispiel 4: Zonen- und Einzelraum Regelung

26 Raumheizung Einzelraumregelung Stellmotoren für Heizkörperventile Kommunikation über Funk Batteriebetrieb (Alternativ kabelgebunden) Raum- oder Zonenregler für Temperatur oder Feuchte Repeater, bidirektionale Gateway: Funk / Ethernet Zeitprogramme zentral oder dezentral änderbar Mögliche Hersteller: Eltaco, Kieback&Peter, Omnio, Opus, Dr. Riedel, Schoof, Telefunken, Thermocon

27 Raumheizung Einzelraumregelung Einsparung nach DIN Effizienzklasse D -> A: 74% C -> A: 30% Angesetzte Einsparung 20%

28 Beispiel: Zonenregelung und Gasverbrauch Gasverbrauch - Ablesung EDBT - Witterungskorrektur BEG, BBP kwh Morgensonne

29 Beispiel: 3 Gebäude mit Tagesnutzung (Fernleitung 1)

30 Beispiel 5: Monitoring, Energiemanagement und zeitnahe Verbrauchsinformationen (Smart metering)

31 5.1 Monitoring, Energiemanagement Das Energiemonitoringsystem speichert die Daten aus den Gebäuden zentral. Diese sind im Wesentlichen folgende. - Zählerdaten: Energiemengen für Wärme, Brennstoffe, Strom - Messdaten: Temperaturen, Volumenströme, Drücke - Meldungen: Störungen, Warnungen aus den SPS Auswertemöglichkeiten: - Effizienzkennzahlen wie Nutzungsgrade, Arbeitszahlen, Energie etc. - Witterungsbereinigung - Sollwertberechnung, Vergleich SOLL-IST, z.b. Tagesverbräuche - Grenzwertüberwachung, Versand von Meldungen z.b. per SMS - Berichte: wöchentlich, monatlich oder jährlich automatische Erstellung und Versand per Mail 31

32 5.2 Monitoring, Beispiele 8.000, ,00 Flächen Flächen m² Erdgas ,80 1,60 Flächen m² 6.000, , , , , ,00 kwh/m²a ,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 /m²*monat brutto 0, Verbrauch Verbrauch wk Kosten Kosten wk 0, Erdgas 2011 Verbrauch kwh/a Verbrauch wk kwh/a kwh Wk = witterungskorrigiert 32

33 5.3 Wärmeversorgung Fernwärme Alle Gebäude mit Fernwärmeversorgung Kennzahlen Gebäude / WE Anzahl 313 / 92 Fläche NGF m² Verbrauch 2010 kwh/jahr kwh/m²a 125,01 Kosten /Jahr brutto /m²mon 0,65 Mittelwert Fernwärme: Energiekennzahl, flächenbezogner Verbrauch kwh/m²*a Wirtschaftseinheiten 33

34 5.4 Wärmeversorgung mit Erdgas Alle Gebäude mit Erdgasversorgung Kennzahlen Gebäude / WE Anzahl 420 / 104 Fläche NGF m² Verbrauch 2010 kwh/jahr kwh/m²a 168,47 Kosten /Jahr brutto /m²mon 0,65 Mittelwert Erdgas: Energiekennzahl, flächenbezogner Verbrauch kwh/m²*a Wirtschaftseinheiten 34

35 BEG Energiegesellschaft mbh Angebote: - Energie Liefer Contracting, - Energie Einspar Contracting, - Gebäudeautomation, - Monitoring, - Energiemanagement und - Smart metering für: Wärme, Kälte, Wasser und Elektrizität kw h Verbrauch Erdgas, witterungsbereinigt Morgensonne 2010 Morgensonne 2011 Morgensonne Themen: Reduzierung von - Anschlusswerten, - Energieverbrauch, - Energiekosten und CO 2 -Emissionen Planung in der Regel durch BBP kw h Verbrauch Erdgas, witterungsbereinigt Mutterhaus 2010 Mutterhaus 2011 Mutterhaus

36 Vielen Dank für Ihr Interesse! Ingenieurgesellschaft BBP Bauconsulting mbh BEG Energiegeselschaft mbh www. Energiegesellschaft.com