Energieeffizienz durch Mikro-KWK in Wohngebäuden ecopower Vaillant Honda im Praxistest

Transkript

1 Energieeffizienz durch Mikro-KWK in Wohngebäuden ecopower Vaillant Honda im Praxistest Referent: Hartmut Meißner PowerPlus Technologies GmbH Gera Thüringen

2 Heizung + Strom + Warmwasser = ecopower Einführung KWK allgemein Überblick Mikro KWK Anlagen Technik und Einsatzgebiete Praxiserfahrungen Vorstellung von Konzepten für den Einsatz von Mini KWK Anlagen durch Versorger

3 PowerPlus Technologies GmbH Die PowerPlus Technologies GmbH ist eine 100-prozentige VAILLANT-Tochter. Mit ecopower hat sich das Unternehmen innerhalb kurzer Zeit als Technologieführer bei Systemlösungen der dezentralen Energieversorgung im Segment bis 5 kw (elektrische Leistung) etabliert. Unternehmen 1

4 Firmengeschichte Produktentwicklung (Schweiz) Beginn der Serienproduktion in Gera Valentin Energie- und Umwelttechnik PowerPlus Technologies GmbH Tochter der VAILLANT GmbH Co. KG Unternehmen 2

5 Kontakt PowerPlus Technologies GmbH Fasaneninsel Gera Telefon 0365/ Fax 0365/ Unternehmen 3

6 Entwicklung des Primärenergieverbrauchs weltweit (BGR, 2007) Wir müssen handeln! Umwelt 1

7 Internationale Klimaschutzziele Ziel: minus 25 bis 40 Prozent Verbrauch nichtregenerativer Rohstoffe (Intergovernal Panel of Climate Change) Umwelt 2

8 Energieverbrauch in Deutschland 37 Prozent des gesamten Endenergieverbrauchs in Deutschland entfallen auf die Beheizung von Gebäuden und die Warmwasserbereitung. Energieverbrauch eines Hauses Heizung (77,8 %) Quelle: AG Energiebilanzen Umwelt 3

9 Entwicklung von Heizkosten und Miete Energiepreissteigerung rund 4 Prozent pro Jahr Quelle: Statistische Jahrbücher 2000, 2003, 2006 und 2009 Umwelt 4

10 Dezentrale Energieversorgung als Alternative Hohe Energieverluste bei getrennter Erzeugung von Strom und Wärme Verluste > 40% Hoher Wirkungsgrad der eingesetzten Energie durch ecopower Verluste < 10% Umwelt 6

11 Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung 65% 25% Gesamte nutzbare Energie: 90% Umwelt 12

12 Funktionsweise ecopower Mini-BHKW Abgasführung Gas Motor Abgaswärmetauscher Plattenwärmetauscher 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. Generator Leistungselektronik Umwelt 13

13 Einbindung in die Gebäudetechnik

14 Einbindung Haustechnik 1 Mini-Blockheizkraftwerk 2 Heizgerät 3 Multispeicher Umwelt 14

15 Fazit +++ 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! Umwelt 5

16 Überblick Technik

17 Verfügbare KWK Technologien Otto-Motor (interne Verbrennung) Stirling-Motor (externe Verbrennung) Dampfexpansionsmaschine Brennstoffzelle Gasturbine

18 Verfügbare Basistechnologien für Mini - Mikro KWK Technologie Verbrennungs motor Stirlingmotor Dampfexpansionsmaschine Brennstoffzelle ablaufender Prozess interne Verbrennung externe Verbrennung externe Verbrennung elektrochem. Reaktion Beispiele Ecopower / Dachs Microgen CT Lion-Powerblock HXS 1000 Premiere Nennleistung elektr. (kw) 1,3-4,7 / 5,5 1 0,2-2,2 0,8 Nennleistung therm. (kw) 4,0 12,5 / 12,5 4,0-23,6 Zusatzbrenner 2,0-16 2,5-22 Zusatzbrenner Stromkennzahl 0,37 0,04 0,19 0,08 0,1 0,04-0,32 Modulation ja / nein ja ja nein Marktreife der Technologie Serienfertigung Markteinführung Serienfertigung Feld u. Labortests

19 Entwicklungen bei Mini - Mikro KWK Anlagen

20 KWK Klassifizierung des BMU Mikro KWK 2 kwel Mini KWK 15 kwel Kleinst KWK 50 kwel Klein KWK kwel Quelle: Kleine Kraft-Wärme-Kopplung für den Klimaschutz, Informationsbroschüre des BMU 2005,iZES Saarbrücken

21 mikro-kwk Erweiterung der Produktpalette im kleinen Bereich das Vaillant mikro-kwk System

22 KWK Systeme von Vaillant KWK System 1 kw Stirling mchp ICE 1 kw mchpsystem Ecopower 3.0 Ecopower 4.7 Ecopower 4.7 cascade Einsatz

23 Entwicklungskooperation Vaillant/Honda im Bereich mikro-kwk Weltweit tätiger Technologiekonzern Weltweit größter Motoren- und Generatorhersteller +++ Führender europäischer Hersteller von Heizungs- Klima- und Lüftungsanlagen sowie regenerativen Systemen +++ Weitreichende Praxiserfahrung in Entwicklung und Produktion von Klein-KWK-Einheiten ( Praxisanlagen in Japan/USA) +++ seit 2003 Tochtergesellschaft ecopower mit KWK-Anlagen erfolgreich im europäischen Markt aktiv Gemeinsame Systementwicklung eines mikro-kwk-systems im kleinen Leistungsbereich für die Anwendung im Einfamilienhaus Micro-KWK 1

24 Aufgabenstellung der Entwicklungskooperation Detailbeispiele des System-Anpassungsbedarfes gegenüber Anlagen in Japan/USA: In-House-Aufstellung Hydraulische Anbindung Abgassystem Netzanbindung Wärmebedarfsteuerung Lastmanagement Beispiel Außenaufstellung mchp-anlage in Japan Ziel des Projekts: Entwicklung und Praxiserprobung eines Mikro-KWK-Gesamtsystems, das auf die europäischen Umfeldbedingungen ausgerichtet ist Bisherige Praxisanlagen sind auf die Märkte in Japan und USA zugeschnitten (in der RegelAußenaufstellung/ Garagenaufstellung). Micro-KWK 2

25 ICE 1 kw-mikro-kwk-system Honda Mikro-BHKW Vaillant Systemintegration für europäische Einfamilienhäuser Micro-KWK 3

26 Honda Mikro-KWK Das Honda Mikro-BHKW basiert auf einem erdgasbetriebenen Verbrennungsmotor. Technische Daten: 1 kw elektrische Leistung 2,8 kw thermische Leistung 22,5 % elektrischer Wirkungsgrad 85,5% Gesamtwirkungsgrad 164 cm 3 4-Takt Ottomotor Luftfilter Generator/Starter 1 Zylinder Gasmotor Ölfilter Öltank Das Gerät wurde in Japan und den USA bereits ca Mal installiert. Abgaswärmetauscher Micro-KWK 6

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30 Die zwei Leistungsklassen des ecopower Mini-BHKWs Technische Daten Umwelt 21

31 ecopower Mini-BHKW Überblick Technik 1

32 ecopower Mini-BHKW geöffnet, Ansicht von rechts Ansicht von hinten Überblick Technik 5

33 Anschlusstechnik für alle Vaillant Systemkomonenten: Steueranschlüsse Pro E Signal Ein- und Ausgänge (Serie C) Netzspannung Anschlüsse (Serie C) Überblick Technik 6

34 Know-How im Detail Einige technische Besonderheiten

35 Gas-Verbrennungsmotor Antriebseinheit des Mini-BHKWs Niedrige Emissionswerte durch Drei-Wege-Katalysator mit Lambda-Regelung Langlebige und störungsfreie Technik Know-How im Detail 3

36 Ergänzende Produkteigenschaften Nutzerfreundliche Bedienung Zwei Leistungsklassen ecopower e3.0 und e4.7 Spezielles Wärme- und Schalldämmgehäuse Entspricht höchsten Sicherheitsvorschriften (CE-Zertifiziert) Parallelbetrieb mehrerer Mini-BHKWs Know-How im Detail 4

37 Bis zu 60 Prozent mehr Strom durch Modulation Patentierte Leistungsmodulation Bis zu Anpassung der ecopower Leistung an den tatsächlichen Bedarf mehr Strom! Bis zu 60 Prozent höhere Stromproduktion durch Modulation Wirtschaftlicher Einsatz auch in Objekten mit geringem Strom- und Wärmebedarf Know-How im Detail 5

38 Die Modulation macht den Unterschied Thermische und elektrische Leistung ohne Modulation mit Modulation Know-How im Detail 6

39 Wärmebedarf und Abwärmenutzung Dezentrale Stromerzeugung mit Mini-BHKW Wärmebedarf eines Haushaltes Brauchwasser Know-How im Detail 7

40 Wärmebedarf und Abwärmenutzung Dezentrale Stromerzeugung mit Mini-BHKW Spitzenheizgerät Wärmeangebot des modulierenden wärmegeführten BHKW-Moduls Wärmebedarf eines Haushaltes Brauchwasser Know-How im Detail 8

41 Einstellung Steuerung Know-How im Detail 9

42 Wärmeführung und Produktionsprogramm für Strom Zwei Profile Wärmeführung Individuelles Tages-Heizprogramm Drei verschiedene Temperaturen Produktionsprogramm Stromproduktionsoptimierung Maximale Produktion, wenn der Strom im Haus gebraucht wird Drei Produktionsstufen Know-How im Detail 10

43 Aufstellbedingungen Know-How im Detail 12

44 Bedingungen für den Gasanschluss Obligatorisch installierter Gaszähler Gaskugelhahn mit Brandschutzeinrichtung Gesetzlich normierter Gasschlauch Druck: Minimal 15 mbar Maximal 50 mbar (z. B. Sicherheitsgasschlauch BOA Gasinix NF NW 12) Know-How im Detail 14

45 Bedingungen für den Abgasanschluss Raumluftabhängig Abgasleitung: l max : 26 m; 6 x 90 dicht (2,3 mbar) Temperaturbeständig 120 C (PVDF) Zuluftleitung: l max : bis 20m; 6 x 90 Obligatorische Kondensatleitung: Siphoniert (8 cm) geneigt (2 ) Know-How im Detail 15

46 Gemeinsame Abgasanlage bei Kaskaden: Vaillant Brennwertgeräte (ecotec, ecovit, ecocraft) und ecopower Bei Kaskaden mit Vaillant Brennwertgeräten ist ein gemeinsames Abgassystem einsetzbar. Know-How im Detail 16

47 Elektrische Einbindung Netzeinbindung Örtliche Vorschriften beachten Anschluss: 5-polig; 1,5 mm 2 allpolige Trennstelle Z 10 A Sicherung Rückspeise- und Bezugszähler Z = geeichter Elektrozähler

48 Hydraulisches Einbindungsbeispiel Nr. 8 ecopower + ecocraft + Hydraulische Weiche Know-How im Detail 18

49 Hydraulisches Einbindungsbeispiel Nr. 1a Multifunktionsspeicher MTL Know-How im Detail 17

50 Vaillant Systemkomponenten: Spitzenlastkessel ecocraft Brennwertkessel Al-Si Guß-Wärmetauscher mit geringem Wasserinhalt Modulbauweise (Wärmertauscher, Brenner, Gebläse, Feuerungsautomat...) 6 Leistungsgrößen: 80/120/160/200/240/280 kw Großer Modulationsbereich 12 kw bis Nennleistung Integriertes Brennermanagement Abgasanschluss Ø 150/200 mm Micro-KWK 4

51 Vaillant Systemkomponenten: Gas-Wandheizgerät ecotec Das Gas-Wandheizgerät mit Komfort Leistungsgrößen: kw Modulationsbereich bis 22% Exclusiv-Variante mit Energiesparender Hocheffizienzpumpe Micro-KWK 5

52 Wartung und Betriebsführung

53 Wartungszyklen des ecopower BHKWs Dynamische Wartung nach Betriebsstunden Kosten ca. 363, inklusive Material/Arbeitszeit Große Generalreparatur nach ca Betriebsstunden Kostenplanung ca 2.500, (Motor) Wartung und Betriebsführung 3

54 Wartungsverträge Mit 5, 7 und 10 Jahren Funktionsgewährleistung Preis : 5Jahre 7Jahre 10Jahre Ecopower3,0 880,- 880,- 980,- Ecopower4,7 950,- 950,- 1050,- bis Betriebsstunden jede weitere Betriebstunde Euro 0,158 Ihr Ansprechpartner rund um das Thema Wartungsverträge ist Herr Michael Koch. Michael.Koch@ecopower.de Telefon:

55 Beratung und Auftragsannahme Kundendienst *0,14 Euro/Minute aus dem deutschen Festnetz, ggf. abweichende Mobilfunkgebühren, ab Mobilfunkpreis maximal 0,42 Euro/Minute Wartung und Betriebsführung 1

56 ecopower Vertriebsingenieure Über 25 Vertriebsingenieure deutschlandweit beraten Sie gern. Unternehmen 4

57 ecopower Kundendienst Wartung und Betriebsführung 2

58 Grundlagen für Verkauf von Strom und Wärme nov. KWK Gesetz 2009 EEG VDI 2077 Heizkostenverordnung

59 Nutzungsmodell des KWK-Stromes im Einfamilienhaus - Nutzung zur Eigenstromversorgung - Überschuss-Strom wird eingespeist - Vergütung von 5,11 Ct/kWh Strom auf die Nettostromerzeugung - Energiesteuerbefreiung - Stromsteuerbefreiung für eigen genutzten Strom

60 Nutzungsmodell des KWK-Stromes im Mehrfamilienhaus

61 Zählerplätze Strom im MFH Laut 4 Absatz 3b KWKG steht einem Anschlussnehmer, in dessen elektrische Anlage hinter der Hausanschlusssicherung Strom aus KWK - Anlagen eingespeist wird, ein Anspruch auf Anerkennung eines abrechnungsrelevanten Zählpunkts (sog. Summenzähler) gegenüber seinem Netzbetreiber zu.

62 Stromverkauf an Mieter Unterzähler 1 Versorgungsnetz des Energieversorgers Hausanschluss Bezugszähler Rückspeisezähler -Nach neuem KWK-Gesetz zulässig -Es wird eine Mischkalkulation gemacht -Ein Teil Strom für die Mieter kommt vom BHKW -Ein weiterer Teil von Energieversorger -Ein Teil Strom vom BHKW wird rückgespeist Daraus muß der Strompreis für die Mieter errechnet werden. + Aufschlag = Verkaufspreis an die Mieter Unterzähler 2 Unterzähler 3 Mieter 1 Mieter 3 Mieter 3 Wenn ein Mieter einen anderen Stromversorger wählen will, wird sein Unterzähler vom Hauptzähler einfach abgezogen (Bilanzierungsverfahren).

63 Stromverkauf an Dritte Der Stromverkauf an Dritte gemäß KWK 4 Abs. 3b bedingt folgendes: zum Verkauf an Dritte muss ein Bilanzkreis bei der Bundesnetzagentur gebildet werden. Dort müssen die Bereitstellungs- und Liefermengen angemeldet werden und mit ¼ Std. Messungen nachgewiesen werden. Für den Einzelnen nicht zu empfehlen da er dann Strom zukaufen muss Für den Verkauf an Dritte empfiehlt sich einen Stromhändler zu suchen und über diesen an den Dritten zu verkaufen. Für diesen Strom sind dann die gesamten Umlagen fällig, KWK, EEG, Konzessionsabgabe, Netzentgelte und die Stromsteuer, Stromverkauf an den Versorger. Einspeisevergütung gemäß Baseload Preis ca. 4,3 Ct/kWh Preise zzgl. Bonus KWKG 5,11 Ct/kWh

64 Gesetz zur Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung * Gilt ab 1. Januar 2009 für 10 Jahre ab Inbetriebnahme Förderprogramme 4

65 Zählerplätze Wärme RECHTSBEZIEHUNGEN DES HAUSEIGENTÜMERS ZU SEINEN MIETERINNEN Für die Versorgung der Mieter/-innen mit Wärme gilt der laufende Mietvertrag weiter. Die Wärmekosten verteilen Hauseigentümer/-innen per Nebenkostenabrechnung auf ihre Mieter/-innen. Dabei gelten wie zuvor die Heizkosten und Betriebskostenverordnung (siehe Glossar). Grundsätzlich darf der Eigentümer nur die Brennstoffkosten und die anteiligen Betriebskosten zur Erzeugung der Wärme auf die Mieter umlegen. Die Ermittlung erfolgt zukünftig über die VDI 2077

66 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen

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

68 Betriebskosteneinsparung bei voller Leistung und 100 % Eigenverbrauch Einsparung bei: Betriebsstunden = 3.392, Betriebsstunden = 5.428,00 Förderprogramme 10

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70 Einsatzgebiete ecopower Mini-BHKW Ein-, Zwei- und Mehrfamilienhäuser Gewerbebetriebe Hotels, Pensionen, Gasthöfe Fitness-Studios, Gesundheits- und Therapiezentren Kindergärten, Schulen, Sporthallen Verwaltungsgebäude, Pflege- und Seniorenwohnheime Umwelt 20

71 Referenzen Erstes Mehrfamilienhaus in Deutschland, das mit Bioerdgas versorgt wird Referenzen 1

72 Referenzen Großes Einfamilienhaus mit Pool bei Papenburg Referenzen 2

73 Referenzen Hotel AURORA, 45 Betten, Kappeln, Drehort für die ZDF-Serie»Der Landarzt«Referenzen 4

74 Referenzen Finkenwerder Bäcker, Hamburg-Finkenwerder Referenzen 5

75 Referenzen Gartenbaubetrieb HARMS, Rauderfehn Referenzen 6

76 Referenzen Landwirt, Heinz Imken, Hasellünne Referenzen 8

77 Referenzen 4 Fun, Fitness-Studio, Kappeln Referenzen 9

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79 Mit ecocalc.pro die Wirtschaftlichkeit berechnen Schnelle Berechnung der Wirtschaftlichkeit: Für den BAFA-Antrag Wirtschaftlichkeit mit ecocalc.pro berechnen! Förderprogramme 14

80 Konzepte für den Einsatz von Mini-KWK durch Versorgungsunternehmen

81 Vernetzung als Virtuelles Kraftwerk Chancen Das Beispiel VW Lichtblick zeigt, dass der Einsatz von Mini KWK in neue Dimensionen gehen kann Stückzahlen von bisher gesamt Mini-KWK von ca Stck./ Jahr werden erheblich übertroffen Der klassische Einsatzfall für Mini KWK muss neu überdacht werden Plan Lichtblick bis Anlagen / Jahr KWK bekommt mehr Aufmerksamkeit

82 Vernetzung als Virtuelles Kraftwerk Anforderung an die Technik Anlagen müssen fernsteuerbar sein Internetfähig Wärmespeicher müssen neu dimensioniert werden, Reserve für Spitzenzeiten Bedingungen für sicheren Betrieb und die Anforderung an die Betriebsweise müssen erprobt werden Hohe Stromkennzahl für Effizienz Zuverlässigkeit

83 Vernetzung als Virtuelles Kraftwerk Akzeptanz beim Kunden finden Überzeugung von Kunden Die Kunden müssen für sich einen Vorteil sehen

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85 Einsatz KWK im Contracting Investition und Betrieb durch den Versorger Einsatz in der Wohnungswirtschaft Zusätzliches Angebot für private EFH / MFH Übernahme des Ersatzinvest beim Kunden, gleichzeitig Absicherung der Energielieferung durch Lieferverträge. Sorglospaket für den Kunden, langfristige Kundenbindung möglich Kostenminimierung bei Neubau von Immobilien Schaffung kleiner Nahwärmenetze im Siedlungsbau

86 Einsatz in der Wohnungswirtschaft Anforderung an die Wohnungswirtschaft an Senkung Primärenergiebedarfs für Gebäude Modernisierung notwendig Wohnungsgenossenschaft sind steuerbefreit!!! wenn nicht gewerblich tätig Einnahmen aus BHKW Betrieb fallen unter gewerbliche Tätigkeit damit könnte die Steuerfreiheit entfallen Ansatz für Energiedienstleistung gegeben Kostenminimierung bei Neubau von Immobilien

87 Jetzt auch für ecopower: Förderprogramme 5

88 Förderung beantragen leicht gemacht! Hersteller übernimmt Ausfüllen der Anträge Kostenfreie Serviceleistung für Fachpartner und deren Kunden Auswahl der optimalen Förderkombination Maximale Zuschuss-Förderung für Mini-BHKW-Kunden Einfach Datenschutzerklärung und Checkliste ausfüllen. Angebot und ecocalc-berechnung beilegen. Alles andere erledigt das Förderwunder! Förderprogramme 6

89 Vermarktung Die Vermarktung der KWK Systeme erfolgt über das Fachhandwerk Vertrieb ecopower Systeme 2-stufig Vaillant Honda 1kW 3-stufig Beratung und Unterstützung durch VKB und VI Vaillant

90 Fünf gute Gründe für ein Mikro / Mini-BHKW Spart nicht nur Geld, verdient sogar Geld Produziert nicht nur Wärme, sondern auch Strom Zukunftsfähige Technik Schont die Umwelt Investitionsmodell

91 Fazit Die Mini Mikro KWK Technik ist verfügbar Es lohnt sich in Mikro - Mini KWK zu investieren

92 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit