KWK-Anlagen in der Industrie 74321 Bietigheim-Bissingen www.ing-buero-schuler.de Tel. 0 7142 93 63-0 1
Realisierte Blockheizkraftwerke 1989-2014 234 BHKW-Anlagen 54 MW elektrische Leistung Blockheizkraftwerke Holz- und Pelletheizungen Biomasseheizkraftwerke Biogasanlagen Fernwärmesysteme rmesysteme Wärmepumpen Kraft-Wärme rme-kälte-kopplung Energetische Gebäudemodernisierung 2
Typisches Blockheizkraftwerk-Projekt Schulzentrum Dornstetten 3
Typisches Blockheizkraftwerk-Projekt Investitionskosten (netto) PV-Anlage 120.000 Trafostation 110.000 Blockheizkraftwerk 100.000 Heizungstechnik 130.000 Gesamtkosten 460.000 PV-Anlage BHKW el. Leistung th. Leistung Gasleistung 100 kwp 50 kw 100 kw 160 kw 4
Größtes Projekt: Heidelberger Druckmaschinen thermische Leistung elektrische Leistung Wärmeerzeugung Stromerzeugung 2.630 kw th 1.960 kw el 15.000.000 kwh 11.200.000 kwh Pufferspeicher 200 m³ Laufzeit BHKW 5.700 h/a 5
Produzierender Betrieb, Neckar-Odenwald-Kreis Erdgasbezug (Brennwert) Wärmeverbrauch Stromverbrauch 7.400.000 kwh/a 5.700.000 kwh/a 3.700.000 kwh/a Heizzentrale 6
Heizzentrale Heizkessel Erdgas/Heizöl 2 x 2.300 kw Kesselanlage Heizzentrale 7
Umgesetzte Konzeption - Blockheizkraftwerk mit 250 kw elektrischer Leistung - Pufferspeicher mit 50 m³ Speichervolumen - Option auf Zubau eines weiteren BHKW mit 250 kw elektrischer Leistung - Heizungstechnische Modernisierung zur Rücklauftemperaturabsenkung 8
Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung Zuschlag nach KWK-Gesetz - Blockheizkraftwerke über 50 kw installierter Leistung erhalten für einen Zeitraum von 30.000 Volllaststunden je kwh erzeugten Strom - für die ersten 50 kw 5,41 ct/kwh - für den Leistungsanteil zwischen 50 und 250 kw 4,0 ct/kwh - für den Leistungsanteil zwischen 250 und 2.000 kw 2,4 ct/kwh Getrennte Anlagen Blockheizkraftwerke, deren Inbetriebnahme länger als 1 Jahr auseinander liegt, gelten als eigenständige Anlagen gemäß der obigen Zuschlagszahlungen. 9
Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs 2.500 2.000 Benötigte Leistung [kw] 1.500 1.000 500 Zusatzkessel Zusatzkessel optionales BHKW 250 kwel 22 % 0 Erdgas-BHKW 268 kw Erdgas-BHKW 250 kwel Deckungsanteil 35 % 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 Stunden 10
Strombilanz am Beispiel einer Winterwochenganglinie Benötigte Leistung in kw 900 800 700 600 500 400 300 Stromerzeugung optionales BHKW Strombedarf Strombedarf Stromerzeugung Stromerzeugung BHKW Restbezug 1.900.000 kwh/a 200 Eigenstromnutzung 100 1.800.000 kwh/a 0 11.2.07 0:00 12.2.07 0:00 13.2.07 0:00 14.2.07 0:00 15.2.07 0:00 16.2.07 0:00 17.2.07 0:00 18.2.07 0:00 11
Aufstellraum Blockheizkraftwerk 12
Aufstellungsplan Blockheizkraftwerk Blockheizkraftwerk 250 kwel Heizkessel 20 m Optionales Blockheizkraftwerk 250 kwel Verteiler 25 m 13
Blockheizkraftwerk el. Leistung th. Leistung Gasleistung 245 kw 366 kw 690 kw 14
Investitionskosten Blockheizkraftwerk Blockheizkraftwerk 288.000 Heizungstechnische Einbindung und Abgasleitung 161.000 Pufferspeicher 56.000 Elektroarbeiten/Regelung 33.000 Bauliches 29.000 Netto-Investitionskosten 567.000 15
Entwicklung der Strombezugspreise Strompreis in ct/kwh 16 14 12 10 8 6 10,71 3,17 3,17 Strompreissteigerung Steuern von und Umlagen 33 % in 5 Jahren Arbeits- und Grundpreis 12,36 12,48 12,00 11,12 12,36 12,00 Abgaben 14,26 7,64 4 7,54 6,62 2 0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Jahr Preis 16
Wirtschaftlichkeit Betriebsgebundene Kosten Bestand Blockheizkraftwerk 250 kw (mit KWK-Zuschlag) Blockheizkraftwerk 250 kw (ohne KWK-Zuschlag) (ohne MwSt.) /a /a /a Betriebskosten BHKW 32.000,-- 32.000,-- Brennstoffkosten 322.000,-- 399.000,-- 399.000,-- Stromkosten 481.000,-- 269.000,-- 269.000,-- KWK-Zuschlag -- -77.000,-- -- Rückliefererlöse -- -1.000,-- -1.000,-- Summe 803.000,-- 622.000,-- 699.000,-- 100% 77% 87% Differenz zu Bestand 181.000,-- 104.000,-- Förderdauer 4 Jahre Investitionskosten 567.000 Kapitalrückflusszeit 567.000 : 181.000 = 3,1 Jahre 17
Vorschlag BMWi KWKG-Novelle Mögliche Änderungen bei Änderung des KWK-Gesetzes: KWK-Zuschlag Leistungsklasse bisher Vollrückspeisung Eigenstromnutzung bis 50 kw 5,41 ct/kwh 8,00 ct/kwh 4,00 ct/kwh 50 bis 250 kw 4,00 ct/kwh 5,00 ct/kwh 0,00 ct/kwh 250 bis 2.000 kw 2,40 ct/kwh 3,40 ct/kwh 0,00 ct/kwh über 2.000 kw 1,80 ct/kwh 2,80 ct/kwh 0,00 ct/kwh 18
Wesentliche Bestandteile eines Blockheizkraftwerks 19
Lösungsansatz 1: BHKW-Auslegung Auslegung Standard-Blockheizkraftwerk Vorlauftemperatur: 90 C Rücklauftemperatur maximal: < 70 C BHKW mit höherem Heizwassertemperatur-Niveau - Rücklauftemperatur maximal: 78 C - Vorlauftemperatur: 95 C Höheres Temperaturniveau wird durch spezielle hydraulische Schaltungen am BHKW erreicht. 20
Lacktrockner - Kappenlackierung Werksheizungsnetz Vorlauftemperaturen: ca. 95 C Rücklauftemperatur: ca. 85 C Ursachen für hohe Rücklauftemperaturen: - Überströmungen - hohe Umlaufwassermengen 21
Prüfbäder thermische Regelung 22
Lufterhitzer und hydraulische Weiche 23
Lösungsansatz 2: Temperatur-Kaskade 100 Temperatur in C 90 80 70 Lacktrockner Prüfbäder Raumwärme witterungsgeführt Vorlauf- und Rücklauftemperatur variabel 60 50 24
Untersuchungsgebiet Quartierskonzept kfw-programm 432 Energetische Stadtsanierung Wohngebiet Industriegebiet Schulzentrum 25
Industrieblockheizkraftwerk mit Nahwärmenetz Wärmenetz rund 1.170 m Industriebetrieb 2.500 kwh/m*a 1.340 kwh/m*a Verbindungsleitung Schule rund 520 m 26
Flexible Energieversorgung durch Nahwärmesysteme 27