Entscheiderworkshop Erstellung einer Machbarkeitsstudie Energieversorgungskonzept für die CAU

Entscheiderworkshop Erstellung einer Machbarkeitsstudie Energieversorgungskonzept für die CAU 20.11.2014

Agenda Begrüßung und Einleitung Darstellung der Ergebnisse/Fakten Ergebnisse der Potenzialanalyse Ergebnisse Technologien und Netzstrukturen Erste Ergebnisse der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Bericht Treffen Stadtwerken Kiel Diskussion der Ergebnisse Abstimmung nächster Schritte Sonstiges

Leistungsumfang I Kick-off-Workshop Bestandsaufnahme Entscheidungsworkshop Randbedingungen, Genehmigungsfähigkeit, Netzzusammenschlüsse, Standort Potenzialanalyse Technologien und Netzstrukturen Entscheidungsworkshop Anlagenkonzept Vorstellung

Entscheidungsworkshop Entscheidungsworkshop Einbindung des Auftraggebers in einen iterativen Prozess Vorstellung der Zwischenergebnisse im Projekt Diskussion nächster Erkenntnisse Schaffung einer ergänzenden, gemeinsamen Sicht Reflektion der neuen Ergebnisse und der resultierenden Schlussfolgerungen Bestätigung oder Korrektur der nächsten Schritte im Projekt

Technische Fakultät Derzeitige Strom- und Wärmeversorgung Wärmeversorgung: 1 Anschluss an das Fernwärmenetz der Stadtwerke Kiel 2 Indirekte Übergabestationen Leistung TF: 2 x 1.500 kw Vorlauftemperatur: 90 C Rücklauftemperatur: 70 C Stromversorgung: 1 Anschluss mit ca. 500 kw

Technische Fakultät Errichtung Photovoltaik 2 Varianten Die Technische Fakultät erwägt die Errichtung einer PV-Anlage auf dem Gebäude A. Es werden 2 unterschiedliche Varianten untersucht: Variante 1: Variante 2: 40 kwp (230 m²) 80 kwp (460 m²) Dachfläche Gesamt Geb. A: ca. 2000m²

Technische Fakultät Errichtung Photovoltaik Potentialanalyse Photovoltaik Variante 1 Variante 2 Dimension Leistung Modul 0,28 0,28 kwp Anzahl Module 144 288 Leistung Anlage 40,32 80,64 kwp Netto Kosten 40.220,46 80.440,92 Brutto Kosten 47.862,35 95.724,70 Ertragsberechnung Ausrichtung Süd 45,00 45,00 Aufständerung 16,00 16,00 Verluste 10 10 % Ertrag Anlage 37.500,00 75.100,00 kwh

Technische Fakultät Errichtung Photovoltaik Wirtschaftlichkeitsberechnung Variante Variante 1 Variante 2 Dimension Energieertrag ca. 37.500 75.100 kwh el /Jahr Energiebedarf ca. 2.241.370 2.241.370 kwh el /Jahr Investitionen ca. 55.281,01 92.909,26 Anlagen ca. 47.862,35 80.440,92 Planung (5%) ca. 2.393,12 4.022,05 Unvorhergesehenes (10%) ca. 5.025,55 8.446,30 Kapitalkosten (0,5%,20 Jahre) ca. 2.911,45 4.893,20 /a EEG-Umlage ca. 925,50 1.853,47 /a Wartung, Reparatur, Instandsetzung ca. 602,81 1.029,09 /a Anlagen ca. 50,00 100,00 /a Versicherung (1%) ca. 552,81 929,09 /a Stromkosten absolut ca. 4.439,77 7.775,76 /a Stromkosten spezifisch ca. 0,12 0,10 ct/kwh el Vergleich Stromarbeitspreis Bezug 0,14 0,14 ct/kwh el Jährliche Senkung der Stromkosten ca. 3.770 7.730 /a

Technische Fakultät Errichtung Photovoltaik Amortisation 60.000,00 Amortisation der Investition 40.000,00 20.000,00 - -20.000,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20-40.000,00-60.000,00-80.000,00-100.000,00 Jahre Variante 1 Variante 2

Technische Fakultät Errichtung Photovoltaik Amortisation 60.000,00 40.000,00 Amortisation der Investition Variante 2 Variante 1 12 Jahre 14,5 Jahre 20.000,00 - -20.000,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20-40.000,00-60.000,00-80.000,00-100.000,00 Jahre Variante 1 Variante 2

Technische Fakultät BHKW-Konzept Es werden 2 Varianten mit unterschiedlich großen BHKW untersucht Variante 1 1x BHKW: 2G-KWK-140 EG el. Leistung: 140 kw th. Leistung: 207 kw Variante 2 1x BHKW: 2G-KWK-100 EG el. Leistung: 100 kw th. Leistung: 130 kw

BHKW-Konzept Technische Fakultät Potentialanalyse Verteilung Wärmebedarf und Entwicklung Gebäude Ist-Situation Zukunft Fläche Anteil Wärmebedarf Flächenveränderung Fläche neu Wärmebedarf Gebäude A 6.027 m² 33% 720 MWh 0 m² 6.027 m² 720 MWh Gebäude B 883 m² 5% 105 MWh 0 m² 883 m² 105 MWh Gebäude C 2.203 m² 12% 263 MWh -2.203 m² 0 m² 0 MWh Gebäude D 2.234 m² 12% 267 MWh -2.234 m² 0 m² 0 MWh Gebäude E 1.087 m² 6% 130 MWh 0 m² 1.087 m² 130 MWh Gebäude F 2.682 m² 15% 320 MWh -547 m² 2.135 m² 179 MWh Gebäude G 1.458 m² 8% 174 MWh 0 m² 1.458 m² 174 MWh Sonstige 1.816 m² 10% 217 MWh 0 m² 1.816 m² 217 MWh Neubau 0 m² 0% 3.570 m² 3.570 m² 250 MWh Summe 18.390 m² 100% 2.197 MWh -1.414 m² 16.976 m² 1.525 MWh

Leistung in MW BHKW-Konzept Technische Fakultät Potentialanalyse Variante 1 Variante 2 BHKW Laufzeit: BHKW Laufzeit: 4.850 VBh 6.200 VBh Stromerzeugung gesamt: Stromerzeugung gesamt: ca. 650 MWh ca. 600 MWh Wärmeerzeugung: Wärmeerzeugung: ca. 1.000 MWh ca. 800 MWh Deckung des Wärmebedarfs: 65% Deckung des Wärmebedarfs: 53% 1,000 0,900 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000 BHKW Variante 2 Wärmebedarf Abdeckung BHKW Stunden

BHKW-Konzept Technische Fakultät Energiewirtschaftliche Ansätze Für die Berechnung der Wirtschaftlichkeit wurden folgende Berechnungsgrößen verwendet: Kapitalgebundene Kosten Zinssatz ca. 4 %/Jahr Kapitaldienstfaktoren (Annuitätische Betrachtung): Betrachtungszeitraum: BHKW 10 Jahre ==> 12,33% / Jahr Kesselanlage 20 Jahre ==> 7,36% / Jahr Bauliche Anlagen 50 Jahre ==> 4,66% / Jahr Nahwärmetrasse und Erdgasanschluss 40 Jahre ==> 5,05% / Jahr Anschluss Wärmenetz 20 Jahre ==> 7,36% / Jahr Wartung/Reparatur/Versicherung/Betrieb BHKW (Vollwartung) ca. 2,0 Ct/kWh el Erdgas-Kesselanlage ca. 1,0% je Jahr v.d.inv. Bauliche Anlagen ca. 0,3% je Jahr v.d.inv. Nahwärmetrasse und Erdgasanschluss ca. 0,5% je Jahr v.d.inv. Steuern/Versicherung ca. 0,8% je Jahr v.d.inv. Energie- und Hilfsstoffkosten Erdgas Arbeitspreis inkl. aller Nebenkosten 3,55 Ct/kWh Hs Nahwärme Strom Arbeitspreis inkl. aller Nebenkosten Arbeitspreis ohne BHKW inkl. aller Nebenkosten Arbeitspreis mit BHKW inkl. aller Nebenkosten 58,27 /MWh 14,17 Ct/kWh 15,17 Ct/kWh

BHKW-Konzept Technische Fakultät Investitionen Investitionen Investitionen Basis Variante 1 Variante 2 BHKW Speichergröße ca. 0 m³ 9 m³ 6 m³ Module ca. 0 160.000 140.000 Speicher 1.000 /m³ 0 9.000 6.000 Hydraulische Anbindung ca. 0 30.000 30.000 Elektrische Anbindung ca. 0 50.000 50.000 MSR ca. 0 75.000 75.000 Lüftungsanlage ca. 0 30.000 30.000 Schornstein ca. 0 20.000 20.000 Zwischensumme ca. 0 374.000 351.000 Unvorhergesehenes ca. 0 37.000 35.000 Planung, Gutachten etc. ca. 0 62.000 58.000 Summe Investitionen BHKW ca. 0 473.000 444.000 Kesselanlage Kesselanlage inkl. Peripherie ca. 0 80.000 80.000 Hydraulische Anbindung ca. 0 10.000 10.000 Schornstein ca. 0 20.000 20.000 Zwischensumme ca. 0 110.000 110.000 Unvorhergesehenes ca. 0 11.000 11.000 Planung, Gutachten etc. ca. 0 18.000 18.000 Summe Investitionen Kesselanlage ca. 0 139.000 139.000 Bauliche Anlagen Heizzentrale ca. 0 150.000 150.000 Unvorhergesehenes ca. 0 15.000 15.000 Planung, Gutachten etc. ca. 0 25.000 25.000 Summe Investitionen bauliche Anlagen ca. 0 190.000 190.000 Erdgasanschluss Erdgasanschluss ca. 0 10.000 10.000 Zwischensumme ca. 0 10.000 10.000 Unvorhergesehenes ca. 0 1.000 1.000 Planung, Gutachten etc. ca. 0 2.000 2.000 Summe Investitionen Nahwärmetrasse ca. 0 13.000 13.000 Anschluss Wärmenetz Anschluss Wärmenetz inkl. Pumpen ca. 0 50.000 50.000 Unvorhergesehenes ca. 0 5.000 5.000 Planung, Gutachten etc. ca. 0 8.000 8.000 Summe Investitionen Erdgas-Hausanschluss ca. 0 63.000 63.000 Summe Investitionen gesamt ca. 0 878.000 849.000 IPP ESN Power Engineering GmbH

BHKW-Konzept Technische Fakultät Investitionen 1.000.000 900.000 800.000 700.000 600.000 500.000 400.000 300.000 200.000 100.000 Investitionen 0 Variante 1 Variante 2 Summe Investitionen gesamt 878.000 849.000 Anschluss Wärmenetz 63.000 63.000 Erdgasanschluss 13.000 13.000 Bauliche Anlagen 190.000 190.000 Kesselanlage 139.000 139.000 BHKW 473.000 444.000

BHKW-Konzept Technische Fakultät Wirtschaftlichkeitsberechnung Wirtschaftlichkeitsberechnung Basis Variante 1 Variante 2 Dimension Grundlagen Investitionen 0 878.000 849.000 Jährliche Ausgaben 403.850 437.433 440.165 /a Kapitalkosten 0 82.681 79.106 /a BHKW 0 58.317 54.741 /a Kesselanlage 0 10.228 10.228 /a Bauliche Anlagen 0 8.845 8.845 /a Erdgasanschluss 0 657 657 /a Anschluss Wärmenetz 0 4.636 4.636 /a Wartung, Reparatur, Instandsetzung 0 15.439 14.341 /a BHKW 0 13.574 12.476 /a Kesselanlage 0 1.390 1.390 /a Bauliche Anlagen 0 475 475 /a Versicherung 0 6.585 6.368 /a Brennstoffkosten 88.851 94.585 95.989 /a BHKW 0 72.697 66.014 /a Gaskessel 0 21.888 29.975 /a Fernwärme 88.851 0 0 /a Stromkosten 314.999 238.142 244.361 /a Strombezug 314.999 221.710 229.258 /a EEG-Umlage Eigenstromnutzung (40%) 0 16.433 15.103 /a Gutschriften 0-11.263-10.228 /a Energiesteuerrückerstattung 0-11.263-10.228 /a Jahreskosten ca. 403.850 426.170 429.937 /a

Jahreskosten IPP ESN Power Engineering GmbH BHKW-Konzept Technische Fakultät Wirtschaftlichkeitsberechnung 500.000 /a 450.000 /a Wirtschaftlichkeitsberechnung Technische Fakultät 400.000 /a 350.000 /a 300.000 /a 250.000 /a 200.000 /a 150.000 /a 100.000 /a 50.000 /a Gutschriften Stromkosten Fernwärme Erdgaskosten Versicherung Wartung, Reparatur, Instandsetzung Kapitalkosten 0 /a -50.000 /a Basis Variante 1 Variante 2

Jahreskosten IPP ESN Power Engineering GmbH BHKW-Konzept Technische Fakultät Wirtschaftlichkeitsberechnung 500.000 /a 450.000 /a 400.000 /a 350.000 /a 300.000 /a 250.000 /a 200.000 /a 150.000 /a 100.000 /a 50.000 /a 0 /a -50.000 /a Wirtschaftlichkeitsberechnung Technische Fakultät Basis Variante 1 Variante 2 Gutschriften Stromkosten Fernwärme Erdgaskosten Versicherung Wirtschaftlichkeitsberechnung Basis Variante 1 Variante 2 Dimension Grundlagen Investitionen 0 878.000 849.000 Jahreskosten ca. 403.850 426.170 429.937 /a Mehrkosten gegenüber Basis 22.320 26.087 /a Amortisation 22,2 26,1 Jahre

BHKW-Konzept Technische Fakultät Sensitivitätsberechnung 600.000 /a Sensitivität der Erdgas-/Fernwärmekosten 500.000 /a 400.000 /a 300.000 /a 200.000 /a Basis Variante 1 Variante 2 100.000 /a 0 /a

BHKW-Konzept Technische Fakultät Sensitivitätsberechnung 600.000 /a Sensitivität der Stromkosten 500.000 /a 400.000 /a 300.000 /a Basis Variante 1 Variante 2 200.000 /a 100.000 /a 0 /a

BHKW-Konzept Technische Fakultät Sensitivitätsberechnung 600.000 /a Sensitivität der Stromkosten 500.000 /a 400.000 /a 300.000 /a Basis Variante 1 Variante 2 200.000 /a 100.000 /a Ab einer Strompreissteigerung von 30% ist der Einsatz eines BHKW wirtschaftlich. 0 /a

Technische Fakultät Fazit Die Berechnungen haben folgendes gezeigt: Der Einsatz von Photovoltaik auf dem Gebäude A erwirkt eine Senkung der jährlichen Stromkosten in Höhe von ca. 3.700 (40 kwp), bzw. 7.700 (80 kwp). Es sind Investitionen in Höhe von ca. 55.000 (40 kwp), bzw. 92.000 (80 kwp) notwendig. Der Einsatz eines BHKW am Standort der Technischen Fakultät ist zur Zeit nicht wirtschaftlich darstellbar. Auf Grund der geringen Wärmeabnahme kann das BHKW nicht genügend Laufzeit erreichen, um ohne KWK-Bonus wirtschaftlich zu arbeiten.

Campus Derzeitige Wärmeversorgung 3 Wärmeversorgung: Je Sektor ein Anschluss an das Fernwärmenetz der Stadtwerke Kiel 2 Sektor 1+2: Indirekte Übergabestation Leistungen ermittelt Vorlauftemperatur: 90 C Rücklauftemperatur: 70 C 1 Sektor 3: Direkte Übergabestation Leistungen ermittelt Vorlauftemperatur: 130 C Rücklauftemperatur: 50 C

Campus BHKW-Konzept - Varianten Fernwärme 3 2 Zentrale Variante 1: Versorgung der Sektoren 1 + 2 über: 2x BHKW: MWM TCG 2020V12 el. Leistung je: 999 kw th. Leistung je: 1.030 kw 2x Kessel: th. Leistung je: 7.000 kw Versorgung des Sektors 3 über Fernwärme 1

Campus BHKW-Konzept - Varianten 3 Variante 2: Versorgung der Sektoren 1 + 2 über: Zentrale 2x BHKW: MWM TCG 2020V12 el. Leistung je: 999 kw th. Leistung je: 1.030 kw Zentrale 1 2 2x Kessel: th. Leistung je: 7.000 kw Versorgung des Sektors 3 über: 1x BHKW: MWM TCG 2020V16 el. Leistung: 1.560 kw th. Leistung: 1.579 kw 2x Kessel: th. Leistung je: 6.000 kw

Campus BHKW-Konzept - Varianten 3 Variante 3: Versorgung der Sektoren 1-3 über: 2x BHKW: MWM TCG 2020V16 el. Leistung je: 1.560 kw th. Leistung je: 1.579 kw 2 2x Kessel: th. Leistung je: 12.000 kw Zentrale 1

BHKW-Konzept- Campus Potentialanalyse Wärmestruktur Ist Zukunft Sektor 1 Sektor 2 Sektor 3 Sektor 1 Sektor 2 Sektor 3 Wärmebedarf Bibliothek ca. 0 0 1.550 0 0 1.550 MWh Wärmebedarf Sportforum ca. 0 0 2.717 0 0 2.717 MWh Wärmebedarf Gewächshäuser ca. 0 0 1.826 0 0 1.826 MWh Wärmebedarf Lehre ohne Labor ca. 4.962 2.076 4.865 4.526 2.076 4.687 MWh Wärmebedarf mit Labor ca. 5.365 10.566 8.980 3.475 11.070 7.869 MWh Summe Wärmebedarf ca. 10.327 12.642 19.938 8.001 13.146 18.648 MWh Netzverluste ca. 5% 12% 2% 5% 12% 2% Netzverluste ca. 476 1.465 455 369 1.524 425 MWh Netzwärmebedarf ca. 10.803 14.107 20.393 8.369 14.670 19.073 MWh Leistung Bibliothek ca. 0 0 816 0 0 816 kw Leistung Sportforum ca. 0 0 1.235 0 0 1.235 kw Leistung Gewächshäuser ca. 0 0 830 0 0 830 kw Leistung Lehre ohne Labor ca. 2.919 1.221 2.862 2.662 1.221 2.757 kw Leistung Lehre mit Labor ca. 3.066 6.037 5.132 1.986 6.326 4.496 kw Summe Leistung ca. 5.985 7.259 10.874 4.648 7.547 10.134 kw Netzverluste 8.760 54 167 52 42 174 49 kw

Leistung in MW BHKW-Konzept- Campus Potentialanalyse Variante 1: BHKW Laufzeit: ca. 6.100 VBh 12,000 10,000 BHKW Sektor 1+2 Stromerzeugung: ca. 12.000 MWh Wärmeerzeugung: ca. 12.700 MWh 8,000 6,000 4,000 2,000 Wärmebedarf Abdeckung BHKW Deckung des Wärmebedarfs: Sektor 1+2: 55% Gesamt : 30% 0,000 Stunden Anteil Fernwärme Zukauf : 45%

Leistung in MW Leistung in MW BHKW-Konzept- Campus Potentialanalyse Variante 2: BHKW Laufzeit: Sektor 1+2 Sektor 3 ca. 6.100 VBh ca. 6.400 VBh 12,000 10,000 8,000 BHKW Sektor 1+2 Stromerzeugung gesamt: ca. 22.000 MWh Stromeinspeisung: ca. 5.400 MWh Wärmeerzeugung: ca. 22.800 MWh Deckung des Wärmebedarfs: Sektor 1+2: 55% Sektor 3: 52% Gesamt : 53% 6,000 4,000 2,000 0,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 Stunden BHKW Sektor 3 Wärmebedarf Abdeckung BHKW Wärmebedarf Abdeckung BHKW 0,000 Stunden

Leistung in MW BHKW-Konzept- Campus Potentialanalyse Variante 3: BHKW Laufzeit: Sektor 1-3 ca. 6.900 VBh 25,000 20,000 BHKW Sektor 1-3 Stromerzeugung gesamt: ca. 21.500 MWh Stromeinspeisung: ca. 4.100 MWh Wärmeerzeugung: ca. 18.300 MWh 15,000 10,000 5,000 0,000 Wärmebedarf Abdeckung BHKW Stunden Deckung des Wärmebedarfs: Sektor 1+2: 50% Sektor 3: 40% Gesamt : 43% Anlage über 2MW Stromsteuerpflichtig!

BHKW-Konzept- Campus Energiewirtschaftliche Ansätze Kapitalgebundene Kosten Zinssatz ca. 4 %/Jahr Kapitaldienstfaktoren (Annuitätische Betrachtung): Betrachtungszeitraum: BHKW 10 Jahre ==> 12,33% / Jahr Kesselanlage 20 Jahre ==> 7,36% / Jahr Bauliche Anlagen 50 Jahre ==> 4,66% / Jahr Nahwärmetrasse und Erdgasanschluss 40 Jahre ==> 5,05% / Jahr Anschluss Wärmenetz 20 Jahre ==> 7,36% / Jahr Wartung/Reparatur/Versicherung/Betrieb BHKW (Vollwartung) ca. 1,0 Ct/kWh el Erdgas-Kesselanlage ca. 1,0% je Jahr v.d.inv. Bauliche Anlagen ca. 0,3% je Jahr v.d.inv. Nahwärmetrasse und Erdgasanschluss ca. 0,5% je Jahr v.d.inv. Steuern/Versicherung ca. 0,8% je Jahr v.d.inv. Energie- und Hilfsstoffkosten Erdgas Arbeitspreis inkl. aller Nebenkosten 3,55 Ct/kWh Hs Nahwärme Strom Arbeitspreis inkl. aller Nebenkosten Arbeitspreis ohne BHKW inkl. aller Nebenkosten Arbeitspreis mit BHKW inkl. aller Nebenkosten 55,63 /MWh 15,57 Ct/kWh 16,29 Ct/kWh

BHKW-Konzept- Campus Investitionen Investitionen Variante 1 Variante 2 Variante 3 Investitionen Basis BHKW Sektor BHKW Sektor BHKW Sektor 1+2 1+2 & 3 1+2+3 Unvorhergesehenes 10% Planung, Gutachten etc. 15% BHKW Speichergröße ca. 0 m³ 90 m³ 180 m³ 150 m³ Module ca. 0 1.000.000 1.800.000 1.500.000 Speicher 1.000 /m³ 0 90.000 180.000 150.000 Hydraulische Anbindung ca. 0 100.000 150.000 130.000 Elektrische Anbindung ca. 0 150.000 250.000 200.000 MSR ca. 0 150.000 250.000 150.000 Lüftungsanlage ca. 0 150.000 250.000 180.000 Schornstein ca. 0 100.000 200.000 120.000 Zwischensumme ca. 0 1.740.000 3.080.000 2.430.000 Unvorhergesehenes ca. 0 174.000 308.000 243.000 Planung, Gutachten etc. ca. 0 287.000 508.000 401.000 Summe Investitionen BHKW ca. 0 2.201.000 3.896.000 3.074.000 Kesselanlage Kesselanlage inkl. Peripherie ca. 0 350.000 700.000 500.000 Hydraulische Anbindung ca. 0 50.000 100.000 100.000 Schornstein ca. 0 80.000 160.000 100.000 Zwischensumme ca. 0 480.000 960.000 700.000 Unvorhergesehenes ca. 0 48.000 96.000 70.000 Planung, Gutachten etc. ca. 0 79.000 158.000 116.000 Summe Investitionen Kesselanlage ca. 0 607.000 1.214.000 886.000 Bauliche Anlagen Heizzentrale ca. 0 350.000 700.000 400.000 Unvorhergesehenes ca. 0 35.000 70.000 40.000 Planung, Gutachten etc. ca. 0 58.000 116.000 66.000 Summe Investitionen bauliche Anlagen ca. 0 443.000 886.000 506.000 Nahwärmetrasse und Erdgasanschluss DN 450 700 /m 0 94.500 94.500 94.500 DN 350 500 /m 0 117.500 117.500 117.500 DN 400 600 /m 0 0 100.000 600.000 Erdgasanschluss ca. 0 20.000 20.000 20.000 Zwischensumme ca. 0 232.000 332.000 832.000 Unvorhergesehenes ca. 0 23.000 33.000 83.000 Planung, Gutachten etc. ca. 0 38.000 55.000 137.000 Summe Investitionen Nahwärmetrasse ca. 0 293.000 420.000 1.052.000 Anschluss Wärmenetz Anschluss Wärmenetz inkl. Pumpen ca. 0 100.000 150.000 150.000 Unvorhergesehenes ca. 0 10.000 15.000 15.000 Planung, Gutachten etc. ca. 0 17.000 25.000 25.000 Summe Investitionen Erdgas-Hausanschluss ca. 0 127.000 190.000 190.000 Summe Investitionen gesamt ca. 0 3.671.000 6.606.000 5.708.000

BHKW-Konzept- Campus Investitionen 7.000.000 6.000.000 5.000.000 4.000.000 3.000.000 2.000.000 1.000.000 0 Investitionen Variante 1 Sektor 1+2 Variante 2 Sektor 1+2 & 3 Variante 3 Sektor 1-3 Summe Investitionen gesamt 3.671.000 6.606.000 5.708.000 Anschluss Wärmenetz 127.000 190.000 190.000 Nahwärmetrasse und Erdgasanschluss 293.000 420.000 1.052.000 Bauliche Anlagen 443.000 886.000 506.000 Kesselanlage 607.000 1.214.000 886.000 BHKW 2.201.000 3.896.000 3.074.000 IPP ESN Power Engineering GmbH

BHKW-Konzept- Campus Wirtschaftlichkeitsberechnung Wirtschaftlichkeitsberechnung Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Basis BHKW Sektor BHKW Sektor BHKW Sektor BHKW 1+2 1+2 & 3 1+2+3 Einspeisung Dimension Grundlagen Investitionen 0 3.671.000 6.606.000 5.708.000 2.229.000 BHKW 0 2.201.000 3.896.000 3.074.000 2.024.000 Kesselanlage 0 607.000 1.214.000 886.000 0 Bauliche Anlagen 0 443.000 886.000 506.000 53.000 Nahwärmetrasse und Erdgasanschluss 0 293.000 420.000 1.052.000 89.000 Anschluss Wärmenetz 0 127.000 190.000 190.000 63.000 Jährliche Ausgaben 7.076.579 6.447.793 7.053.670 6.823.294 7.025.446 /a Kapitalkosten 0 360.797 646.114 534.875 261.140 /a BHKW 0 271.363 480.342 378.996 249.541 /a Kesselanlage 0 44.664 89.328 65.193 0 /a Bauliche Anlagen 0 20.622 41.243 23.554 2.467 /a Nahwärmetrasse und Erdgasanschluss 0 14.803 21.220 53.151 4.497 /a Anschluss Wärmenetz 0 9.345 13.981 13.981 4.636 /a Wartung, Reparatur, Instandsetzung 0 132.119 239.990 231.133 160.578 /a BHKW 0 123.476 223.535 215.748 160.000 /a Kesselanlage 0 6.070 12.140 8.860 0 /a Bauliche Anlagen 0 1.108 2.215 1.265 133 /a Nahwärmetrasse 0 1.465 2.100 5.260 445 /a Versicherung 0 27.533 49.545 42.810 16.718 /a Brennstoffkosten 2.342.717 2.626.712 3.273.154 2.837.619 3.775.071 /a BHKW 0 1.123.628 2.026.566 1.946.934 1.432.354 /a Gaskessel 0 442.036 1.246.588 890.685 0 /a Fernwärme 2.342.717 1.061.048 0 0 2.342.717 /a Stromkosten 4.733.862 3.300.632 2.844.868 3.176.856 2.811.940 /a Strombezug 4.733.862 3.001.681 2.303.663 2.225.490 2.424.561 /a Stromsteuer 429.015 EEG-Umlage Eigenstromnutzung (40%) 0 298.951 541.205 522.352 387.379 /a Gutschriften 0-174.083-483.318-432.393-698.429 /a Stromeinspeisung -169.343-130.755 Energiesteuerrückerstattung 0-174.083-313.975-301.638-221.914 /a KWK-Bonus 0 0 0 0-158.115 /a Wärmeverkauf 0 0 0 0-318.400 /a Jahreskosten ca. 7.076.579 6.273.710 6.570.352 6.390.901 6.327.017 /a

Jahreskosten IPP ESN Power Engineering GmbH BHKW-Konzept- Campus Wirtschaftlichkeitsberechnung 8.000.000 7.000.000 6.000.000 Wirtschaftlichkeitsberechnung Campus Gutschriften Stromkosten Fernwärme 5.000.000 Erdgaskosten 4.000.000 Versicherung 3.000.000 2.000.000 Wartung, Reparatur, Instandsetzung Kapitalkosten 1.000.000 0-1.000.000 Basis BHKW Sektor 1+2 BHKW Sektor 1+2 & 3 BHKW Sektor 1+2+3

Jahreskosten IPP ESN Power Engineering GmbH BHKW-Konzept- Campus Wirtschaftlichkeitsberechnung 8.000.000 7.000.000 6.000.000 5.000.000 4.000.000 3.000.000 2.000.000 1.000.000 0 Wirtschaftlichkeitsberechnung Campus Gutschriften Stromkosten Fernwärme Erdgaskosten Versicherung Wartung, Reparatur, Instandsetzung Kapitalkosten -1.000.000 Basis BHKW Sektor 1+2 BHKW Sektor 1+2 & 3 BHKW Sektor 1+2+3 Wirtschaftlichkeitsberechnung Variante 1 Variante 2 Variante 3 Basis BHKW Sektor BHKW Sektor BHKW Sektor Dimension 1+2 1+2 & 3 1+2+3 Investitionen 0 4.370.380 7.860.180 6.835.195 Jahreskosten ca. 8.421.128 7.428.901 7.785.151 7.589.376 /a Einsparung gegenüber Basis 0 992.227 635.977 831.752 /a Amortisation 3,3 6,5 5,2 Jahre

BHKW-Konzept- Campus Sensitivitätsberechnungen 9.000.000 /a Sensitivität der Erdgas-/Fernwärmekosten 8.000.000 /a 7.000.000 /a 6.000.000 /a 5.000.000 /a 4.000.000 /a 3.000.000 /a Basis Variante 1 Sektor 1+2 Variante 2 Sektor 1+2 & 3 Variante 3 Sektor 1-3 2.000.000 /a 1.000.000 /a 0 /a

BHKW-Konzept- Campus Sensitivitätsberechnungen 8.000.000 /a Sensitivität der Kapitalkosten 7.000.000 /a 6.000.000 /a 5.000.000 /a 4.000.000 /a 3.000.000 /a Basis Variante 1 Sektor 1+2 Variante 2 Sektor 1+2 & 3 Variante 3 Sektor 1-3 2.000.000 /a 1.000.000 /a 0 /a

BHKW-Konzept- Campus Sensitivitätsberechnungen 10.000.000 /a Sensitivität der Stromkosten 9.000.000 /a 8.000.000 /a 7.000.000 /a 6.000.000 /a 5.000.000 /a 4.000.000 /a 3.000.000 /a Basis Variante 1 Sektor 1+2 Variante 2 Sektor 1+2 & 3 Variante 3 Sektor 1-3 2.000.000 /a 1.000.000 /a 0 /a

Treffen Stadtwerke Kiel AG 04.11.2014 Teilnehmer: Hr. Meier, Stadtwerke Kiel AG (Vorstandsvorsitzender) Dr. Teupen, Stadtwerke Kiel AG (Vorstand Technik und Personal) Hr. Rose, Stadtwerke Kiel AG (AL Vertrieb Firmen- und Immobilienkunden) Hr. Alznauer, Stadtwerke Kiel AG (Leiter Energieservices) Dr. Pfründer, Christian-Albrecht-Universität CAU Hr. Renken, Christian-Albrecht-Universität CAU Hr. Possel, IPP ESN Powerengineering GmbH Hr. Lutz-Kulawik, IPP ESN Powerengineering GmbH Hr. Knitter, IPP ESN Powerengineering GmbH Agenda: Begrüßung & Vorstellung Kurzportrait IPP ESN Machbarkeitsstudie Energieversorgungskonzept CAU Historie Aufgabenstellung Projektstatus Diskussion und Lösungsansätze

Kleinwindkraftanlagen Campus Varianten Es werden 2 unterschiedliche Kleinwindkraftanlagentypen betrachtet: Variante 1: Horizontale KWKA Variante 2: Vertikale KWKA Hersteller: Braun Windturbinen GmbH Typ: ANTARIS 4.5kW Hersteller: Turbina Energy AG Typ: 1 kw Turbine

Kleinwindkraftanlagen Campus Wirtschaftlichkeitsberechnung Variante 1 Variante 2 Variante Einheit Horizontale KWKA Vertikale KWKA Durchschnittliche Windgeschwindigkeit Kiel ca. 6,5 5,5 m/s Energieertrag ca. 12.000 1.600 kwh el /Jahr Investitionen ca. 19.000 7.500 Anlagen ca. 13.500 6.000 Befestigung / Fundament ca. 5.000 1.000 Planung ca. 500 500 Kapitalkosten (0,5% Zinsen/20 Jahre) ca. 1.001 395 /a EEG-Umlage ca. 296 39 /a Wartung, Reparatur, Instandsetzung ca. 300 60 /a Stromkosten Absolut ca. 1.597 495 /a Stromkosten Spezifisch ca. 13,3 30,9 ct/kwh el Die Berechnungen zeigen, dass die gewählte Horizontale Anlage den Strom günstiger produzieren kann als die Vertikale Anlage. Die Stromerzeugungskosten liegen deutlich unter den Strombezugskosten von ca. 15-16 ct/kwh. Eine Wirtschaftlichkeit ist somit gegeben.

Kleinwindkraftanlagen Campus Wirtschaftlichkeitsberechnung - Amortisation 10.000,00 5.000,00 - -5.000,00-10.000,00 Amortisation der Investition Variante 1 15 Jahre 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Variante 2 Keine Amortisation -15.000,00-20.000,00-25.000,00 Variante 1 Horizontale KWKA Jahre Variante 2 Vertikale KWKA

Technische Fakultät Fazit Die Berechnungen haben folgendes gezeigt: Der Einsatz von horizontalen Kleinwindkraftanlagen auf den Gebäuden der CAU können wirtschaftlich grünen Strom erzeugen. Für eine Aussage der Umsetzungsfähigkeit muss ein Statiker hinzugezogen werden. Der Einsatz von BHKW-Anlagen bringt in allen Varianten einen wirtschaftlichen Vorteil mit sich. Die jährliche Einsparung liegt zwischen 500.000 und 800.000.

Leistungsumfang I Nächste Schritte Kick-off-Workshop Bestandsaufnahme Entscheidungsworkshop Randbedingungen, Genehmigungsfähigkeit, Netzzusammenschlüsse, Standort Potenzialanalyse Technologien und Netzstrukturen Entscheidungsworkshop Anlagenkonzept Vorstellung

Projektplan Leistungsumfang I 2014 2015 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz 1. Kick-OFF-Workshop 2. Bestandsaufnahme 3. Entscheidungsworkshop 4. Klärung der Randbedingungen 5. Potenzialanalyse 6. Nutzung verfügbarer Technologie 7. Entscheidungsworkshop 8. Erstellung Anlagenkonzepte 9. Vorstellung und Handlungsempfehlung IPP ESN Power Engineering GmbH

IPP ESN POWER ENGINEERING GMBH RENDSBURGER LANDSTRASSE 196-198 24113 KIEL TEL. +49 431 64959-80 FAX +49 431 64959-898 info@ipp-esn.de www.ipp-esn.de Dipl.-Ing. Michael Knitter Telefon: 0431 64959-818 knitter@esn.de Dipl.-Ing. Thomas Lutz-Kulawik Telefon: 0431 64959-815 t.lutz@ipp-esn.de