Wirtschaftliche Wärme- und Kälteversorgung in Krankenhäusern

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1 Wirtschaftliche Wärme- und Kälteversorgung in Krankenhäusern Vortrag am Energiecampus Nürnberg Dr.-Ing. Rolf Diemer Eproplan GmbH Beratende Ingenieure Schöttlestraße 34 A Stuttgart Telefon (0711) Fax (0711) info@eproplan.de

2 Inhalt Kurzvorstellung Energiebedarf im Krankenhaus Energiekonzept Kraft-Wärme-(Kälte-)Kopplung Technik und Einsatzbereiche Energieeinsparung Kosten und Wirtschaftlichkeit Gesetzliche Rahmenbedingungen und Förderung Kälteerzeugung Vorgehensweisen bei Konzeptentwicklung und Umsetzung Praxisbeispiel O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 2

3 Kurzvorstellung Eproplan Dienstleistungen Energiemanagement Energieeinsparung / Energieeffizienz Energiekonzepte / Projektentwicklung Energie- und Umwelttechnik Elektro- und Leittechnik Contracting Strom- und Gasbeschaffung CO 2 -Emissionshandel Anlagenplanung Ausschreibung und Bauüberwachung Technische Gebäudeausrüstung Kosten- und Termincontrolling Dokumentation und Betriebshandbücher O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 3

4 Erfahrungen in Krankenhäuser Orthopädische Klinik Markgröningen Klinikum Aschaffenburg-Alzenau Fürst-Stirum-Klinik Bruchsal Universitätsklinikum Heidelberg O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 4

5 Energieverbraucher im Krankenhaus Dampferzeuger Wärmeübergabestation Trafoanlage Dieselgenerator Kälteanlage RLT-Zentrale Heizzentrale Wäscherei Heizwerk O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 5

6 Ganzheitliches Energieeinsparkonzept - Krankenhaus Bestandsaufnahme Analyse Module Vorhandene Anlagentechnik Aufbau, Auslegung, Zustand und Betrieb Verbräuche und Verbrauchskosten Abwärmepotenziale Anforderungen (Medizin, Pflege usw) Weiterentwicklung der Klinik Messungen Schwachstellen Lasten / Bedarf Benchmarking Zustands- und Funktionsbewertung Energieeffizienz Auslastung / Reserven Normen / Richtlinien Herstellerangaben Wärmeerzeugung, KWK Gebäudeheizung, Warmwasser Prozesswärme (Küche, Steri, Waschanlage Befeuchtung) Kälteversorgung Raumlufttechnik Med. Gase Beleuchtung, elektr. Antriebe, Regelungstechnische Maßnahmen, Lastoptimierung Baulicher Wärmeschutz Einsparkonzepte Bewertung Energieeinsparung Kosten Wirtschaftlichkeit CO 2 -Minderung Zusatznutzen Maßnahmenkatalog mit Prioritäten Maßnahmenplanung und Umsetzung Gebäude, Aufbau, Zustand Organisatorische Maßnahmen Erfolgskontrolle O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 6

7 Wärme-, Kälte- und Stromversorgung im Krankenhaus - Ziele Ausreichende Betriebs- und Versorgungssicherheit Einsparung Primärenergie (Ressourcenschonung) Verminderung CO 2 - und Luftschadstoff-Emissionen (Klimaschutz, Luftreinhaltung) Erfüllung gesetzliche Anforderungen (BImSchV, EEWärmeG, EnEV) Einsparung Betriebskosten und Wirtschaftlichkeit des Gesamtkonzeptes O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 7

8 Technik - typisches Motor-BHKW Brennstoff 100% Wärme ca % Strom % O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 8

9 Technik - Dampf- und Heizwassererzeugung mit Motor-BHKW O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 9

10 Technik - Motor-BHKW mit Absorptionskältemaschine Brennstoff Kälte Strom Wärme O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 10

11 BHKW-Einbindung in Gesamtanlage O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 11

12 BHKW-Auslegung mit Jahresdauerlinie O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 12

13 Primärenergie-Einsparung durch BHKW Quelle: ASUE O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 13

14 Gesetzliche Rahmenbedingungen EnergieStG EnEV EEG StromStG KWKG EEWärmeG TEHG BImSchV BDEW O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 14

15 Energie- und Stromsteuergesetz - Vergünstigung für KWK-Anlagen Wegfall der Energiesteuer auf Energieerzeugnisse (Brennstoffe) für KWK-Anlagen < 2 MW el Voraussetzungen: Hocheffizient im Sinne EU (> 1 MW el Primärenergieeinsparung min. 10 % im Vergleich zu ungekoppelter Erzeugung von Kraft und Wärme) Monats- bzw. Jahresnutzungsgrad > 70 % Innerhalb steuerlicher Nutzungsdauer der Hauptkomponenten (BHKW 10 Jahre) Vergünstigung z. B. Erdgas Regelsatz 5,50 /MWh Reduzierter Satz produzierendes Gewerbe 4,12 /MWh KWK-Anlage - Wegfall der Stromsteuer für mit eigenen KWK-Anlage < 2 MW el erzeugter und selbstgenutzter elektrischer Energie Vergünstigung Regelsatz 20,50 /MWh Reduzierter Satz produzierendes Gewerbe 15,38 /MWh KWK-Anlage - O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 15

16 KWK-Gesetz - Förderung für KWK-Strom Ziel: Erhöhung der jährlichen Nettostromerzeugung aus KWK- Anlagen auf 110 TWh bis 2020 und 120 TWh bis 2025 (2015 rund 102 TWh) Geförderte Anlagen / Kategorien: Neubau und Modernisierung von KWK-Anlagen Nachrüstung von Anlagen der ungekoppelten Strom- oder Wärmeerzeugung zu KWK-Anlagen Bestandsanlagen erdgasgefeuert Neubau / Ausbau von Wärme- und Kältenetzen Neubau / Ausbau von Wärme- und Kältespeichern innovative KWK-Systeme Voraussetzungen zur Förderung KWK-Strom u. a. KWK-Stromeinspeisung vollständig in öffentliches Netz Förderung Eigenstromversorgung bis max. 100 kw inst. elektr. Leistung, darüber keine Förderung Keine Verdrängung bestehende Fernwärmeversorgung O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 16

17 KWK-Gesetz Fördersätze für erzeugten Strom Fördersätze und Förderdauer Neuanlage, Einspeisung ins öffentliche Netz Neuanlage, Eigenstrom Neuanlage, Eigenstrom, BesAR Neuanlage, Kundenanlage 100 % EEG (Contracting) Bis einschließlich 100 kw 8 ct/kwh bis 50 kw VBh 6 ct/kwh bis 100 kw 4 ct/kwh bis 50 kw VBh 3 ct/kwh bis 100 kw 5,41 ct/kwh bis 50 kw VBh 4 ct/kwh bis 100 kw 4 ct/kwh bis 50 kw VBH 3 ct/kwh bis 100 kw > 100 kw bis 1 MW > 1 MW bis 50 MW > 50 MW 5 ct/kwh bis 250 kw 4,4 ct/kwh bis 1 MW Ausschreibung 3,1 ct/kwh Keine Förderung Keine Förderung Keine Förderung 4 ct/kwh bis 250 kw 2,4 ct/kwh bis 1 MW 2 ct/kwh bis 250 kw 1,5 ct/kwh bis 1 MW Keine Förderung, Wechsel in Ausschreibung möglich Keine Förderung, Wechsel in Ausschreibung möglich 1,8 ct/kwh 1 ct/kwh Modernisierung > 50 % Wie oben Wie oben Ausschreibung Wie oben Modernisierung > 25 % Wie oben VBh Wie oben VBh Keine Förderung Wie oben VBh Nachrüstung > 10 %, > 25 %, > 50 % Wie oben / / Wie oben / / Feste Fördersätze / / Wie oben / / Innovative Systeme Ausschreibung Ausschreibung Ausschreibung Ausschreibung O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 17

18 KWK-Gesetz - Förderung für Wärme- und Kältenetze Ausbau, Netzverstärkung (+50% Wärme), Zusammenschluss Netze, Anbindung KWK-Anlage, Umstellung Dampf in Heizwasser (+50% Wärme), Inbetriebnahme bis zum Min. 75% Wärmeversorgung in KWK oder min 50 % Wärme aus KWK und erneuerbaren Energien (min. KWK >/= 25%) innerhalb der nächsten 36 Monate ab IBN Netz Zuschlag in Abhängigkeit Nennweite z. B. mittlerer Nenndurchmesser bis 100 mm 100 pro lfd. m (max. 40/30% der Investition), max. 20 Mio. pro Projekt Wärme- bzw. Kälteleitung über Grundstücksgrenze (Flurstück KWK-Anlage) Möglichkeit des Anschlusses von Abnehmern (öffentliches Netz) Min. ein Abnehmer, der nicht Eigentümer bzw. Betreiber der in Netz einspeisenden KWK-Anlage ist O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 18

19 KWK-Gesetz - Förderung von Wärme- und Kältespeichern Neubau Speicher oder Umrüstung bestehender Behälter mit fabrikneuen Komponenten Wärme / Kälte überwiegend (> 50%) aus KWK oder Abwärme oder Wärme aus erneuerbaren Energien solange KWK >/= 25% Inbetriebnahme bis zum Mittlerer Wärmeverluste < 15 W/m² Zuschlag in Abhängigkeit des Volumens (250 /m³, max. 30%) Erhöhung des Speichervolumens bei Druckspeichern > 95 C Maximal 10 Mio. Euro pro Projekt. O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 19

20 Eigenerzeugung mit KWK-Anlage und EEG 2014 Bis : 100 % Befreiung von EEG-Umlage für in eigener KWK-Anlage erzeugten und im eigenen Betrieb genutzten Strom (in 2017 = 6,88 ct/kwh) Seit (EEG 2014 tritt zum in Kraft): Bestehende KWK-Anlagen sowie Erneuerung/Erweiterung bestehender KWK- Anlagen: o Bestehende Anlage ist Anlage mit Stromerzeugung vor oder Genehmigung nach BImSchG vor und erstmalige Stromerzeugung nach und vor o Max. Leistungszuwachs bei Erweiterung 30 % o Weiterhin 100 % Befreiung von EEG-Umlage Neue KWK-Anlagen o Stromerzeugung ab o Belastung des selbstverbrauchten Strom mit 30 % in 2014/2015, 35 % in 2016 und 40 % ab 2017 o Voraussetzung: Hocheffiziente KWK-Anlage, Jahresnutzungsgrad > 70 % o Kraftwerkseigenverbrauch zu 100 % von EEG-Umlage befreit O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 20

21 KWK-Anlagen und EEWärmeG Nutzungspflicht Eigentümer von Wohngebäuden und Nichtwohngebäuden (Neubauten mit Nutzfläche > 50 m²), die unter Einsatz von Energie beheizt oder gekühlt werden, müssen Wärme- und Kälteenergiebedarf anteilig durch Erneuerbare Energien decken o 15% durch Solar oder o 30% durch Biogas mit hocheffizienter KWK-Anlage oder o 50% durch feste oder flüssige Biomasse oder o 50% Geothermie oder Umweltwärme Öffentliche Hand muss Wärme- und Kälteenergiebedarf von bereits errichteten öffentlichen Gebäuden, die grundlegend renoviert werden, durch anteilige Nutzung erneuerbarer Energien decken o Gasförmige Biomasse min. 25 % o Sonstige erneuerbare Energien min. 15 % Pflichterfüllung durch Ersatzmaßnahmen KWK-Anlagen min. 50 % (hocheffizient!) Fernwärme oder Fernkälte aus o wesentlichem Anteil aus erneuerbaren Energien o min. 50 % aus Abwärme oder KWK-Anlagen oder Kombination Kombination Erneuerbare Energie und Ersatzmaßnahme möglich O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 21

22 KWK-Anlagen und EnEV Energetische Mindestanforderungen für Neubauten, Erweiterungen, Ausbau (Wohngebäude, Nichtwohngebäude) u. a. Höchstwerte des Jahresprimärenergiebedarfs Höchstwerte der mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten weitere Pflichterfüllung Kombination von Dämmstandard und Anlagentechnik bzw. Primärenergiefaktor möglich Einsatz von KWK mit niedrigem Primärenergiefaktor trägt zur Erfüllung der Anforderungen bei O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 22

23 Von den Planungskriterien zum KWK-Konzept Bestandsaufnahme und Ist-Analyse Konzepterstellung Konzeptbewertung Realisierung Vorhandene Anlagentechnik Anforderungen Nutzer Mängel und Schwachstellen Energiesparmaßnahmen Gegenwärtiger und künftiger Energiebedarf (Wärme, Kälte, Strom) Mögliche Konzepte (min. 2 Varianten) Anzahl und Größe der Module Aufstellung und Einbringung Einbindung (Brennstoff, Heizsystem, Abgase, Steuerung) Genehmigungsfähigkeit (Schall, Luftschadstoffe) Energiebilanzen und Primärenergieeinsparung CO 2 -Minderung Investitionen, Fördermöglichkeiten Betriebskosten, Wirtschaftlichkeit Sensitivitätsanalyse Finanzierung Planung und Bau Betrieb O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 23

24 Kälteversorgung im Krankenhaus Kälteverbraucher: überwiegend RLT-Anlagen ggfls. Kühldecken MRT, CRT Kälteerzeugung im Krankenhaus: Häufig mehrere dezentrale Kälteerzeugungsanlagen (verbrauchernah) In Einzelfällen zentrale Kälteversorgung und Kälteinseln Möglichkeiten der Kälteversorgung Elektr. angetriebene Verdichter-Kältemaschine (z. B. Schraube, Turbo) Absorptionskältemaschine in Verbindung mit KWK-Anlage Freie Kühlung Nutzung von Kältespeichern Aufbau von Kälteinseln oder zentrale Kälteversorgung Individuelles Konzept für jede Klinik erforderlich O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 24

25 Beispiel: Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 25

26 Beispiel O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 26

27 Beispiel O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 27

28 Beispiel O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 28

29 Zusammenfassung KWK in Kliniken infolge hohem Wärme- und Strombedarf meist geeignet Preiswerte und zuverlässige KWK/KWKK-Technik auf dem Markt verfügbar Unter stimmigen Randbedingungen ist KWK wirtschaftlich realisierbar Vorhandene Fördermöglichkeiten/Vergünstigungen und steigende Strompreise verbessern Wirtschaftlichkeit KWK leistet Beitrag zur Einsparung fossiler Primärenergie, Luftreinhaltung und zum Klimaschutz Basis für wirtschaftlichen Wärme-, Kälte- und Stromversorgung ist ein zuverlässiges Gesamtkonzept O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 29

30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Rolf Diemer Dr.-Ing. Geschäftsführender Gesellschafter Eproplan GmbH Beratende Ingenieure Schöttlestraße 34 A Stuttgart Telefon Telefax r.diemer@eproplan.de O:\0210\0300\Bayern Innovativ Krankenhaus \Vortrag Wärme Kälte_ ppt 30