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Ausbildungscharts für Energieberater Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) – Grundlagen, Anwendung, Wirtschaftlichkeit.

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Präsentation zum Thema: "Ausbildungscharts für Energieberater Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) – Grundlagen, Anwendung, Wirtschaftlichkeit."—  Präsentation transkript:

1 Ausbildungscharts für Energieberater Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) – Grundlagen, Anwendung, Wirtschaftlichkeit

2 2 Klimaschutzziele Energieeinsparungen durch KWK Wirtschaftlicher Vorteil einer KWK-Anlage Fördermöglichkeiten und gesetzl. Rahmenbedingungen KWK und die EnEV Funktionsweise und Technik Mikro KWK-Geräte Komponenten einer KWK-Anlage Anforderung an die Einbindung eines BHKW Einsatzmöglichkeiten von KWK-Anlagen Fazit Inhaltsverzeichnis

3 3 Klimaschutzziele Klimaschutz als Ziel: Ein wachsender Anteil der CO 2 -Reduktionsziele für Deutschland wird durch Anwendung der KWK erreicht Stand: August 2015

4 4 Klimaschutzziele Wichtige Klimaschutzziele der Bundesregierung ? Bis zum Jahr 2020 sollen erreicht werden: Erhöhung der Stromproduktion aus KWK-Anlagen auf 25 % der Gesamtstromerzeugung Reduktion der Treibhausgasemissionen um 40 % ggü Reduktion des Wärmebedarfs in Gebäuden um 20 % ggü Reduktion des Stromverbrauchs um 10 % ggü Verdoppelung der energetischen Sanierungsrate von 1 % auf 2 % Ausstieg aus der Kernenergie bis zum Jahr 2022 Heute schon wird KWK oft mit erneuerbaren Brennstoffen wie Biogas, Klärgas, Bio-Erdgas und Power-to-Gas betrieben

5 5 Energieeinsparungen durch KWK Kraft-Wärme-Kopplung im Vergleich mit getrennter Strom- und Wärmeerzeugung am Beispiel einer Erdgas KWK-Anlage

6 6 * Bei Erdgaseinsatz in einer KWK-Anlage ggü. getrennter Strom- und Wärmeerzeugung mit Steinkohle und Heizöl EL Energieeinsparungen durch KWK Warum KWK bei Energieberatungen? Primärenergieeinsparung (bis zu 36%) hohe Nutzungsgrade (bis zu 90%) CO 2 -Reduzierung (bis zu 60%)* flexibel und steuerbar: Möglichkeit der Bereitstellung von Regelenergie erfüllt gesetzliche Anforderungen dezentrale und umweltschonende Strom- und Wärmeerzeugung hocheffiziente Technologie geeignet für Bestand und den Neubau Ausgleich der schwankenden regenerativen Energien keine Transport- bzw. Netzverluste staatliche Förderung

7 7 Energieeinsparungen durch KWK Warum KWK bei Energieberatungen? Primärenergieeinsparung von bis zu 36% ggü. der getrennten Erzeugung hohe Nutzungsgrade von über 90% möglich bei der KWK lassen sich bis zu 60% CO 2 reduzieren* flexibel und steuerbar: Möglichkeit der Bereitstellung von Regelenergie erfüllt gesetzliche Anforderungen (EEG, EEWärmeG, EnEV etc.) dezentrale und umweltschonende Strom- und Wärmeerzeugung hocheffiziente Technologie geeignet für Bestand und den Neubau idealer Partner zum Ausgleich der schwankenden regenerativen Energien (Wind, Sonne etc.) durch dezentrale Wärme- und Stromerzeugung entstehen keine Transport- bzw. Netzverluste staatliche Förderung (sichere Gesetzeslage – KWK-Gesetz = Rechtsanspruch!; Impulsprogramm etc.) * Bei Erdgaseinsatz in einer KWK-Anlage ggü. getrennter Strom- und Wärmeerzeugung mit Steinkohle und Heizöl EL DRUCK

8 8 Wirtschaftlicher Vorteil einer KWK-Anlage Bei dezentraler KWK wird dort Geld eingespart, wo sonst der größte Kostenfaktor ist, beim Stromeinkauf! Stand: August 2015

9 9 KWK-Anlage mit Erzeugungszähler und Zweirichtungszähler, einer Stromganglinie mit Erzeugungslinie KWK und drei Stromrechnungen Wirtschaftlicher Vorteil einer KWK-Anlage Stand: August 2015

10 10 Wirtschaftlicher Vorteil einer KWK-Anlage Stand: August 2015 „Verbleib“ des erzeugten Stromes – Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit Der „Wert“ des erzeugten Stromes je kWh (in Ct) bei Einspeisung... Eigenverbrauch... Verkauf an Dritte (Mieter) KWK-Zuschlag5,41 Einspeisevergütung3,50 vNNE*0,50 vermiedener Strombezug (Netto, inkl. aller Umlagen) 24,00 Strompreis im Objekt (Netto)22,00 EEG-Umlage ,87- 6,24 Gesamt9,41 Ct27,54 Ct21,17 Ct Alle übrigen Erlöse bzw. Aufwendungen zum Betrieb der KWK-Anlage (bei allen Varianten gleich): Investitions- und Zinskosten Brennstoffkosten / Energiesteuererstattung Wartung- / Instandhaltungskosten * Vermiedene Netznutzungsentgelte

11 11 Wirtschaftlicher Vorteil einer KWK-Anlage Vollkosten und Stromerlöse einer KWK-Anlage bei h/a und 20 Jahren Nutzungsdauer Nützliche Rechentools zur ersten groben Abschätzung der Wirtschaftlichkeit unter: Stand: August 2015

12 12 DRUCK Wirtschaftlicher Vorteil einer KWK-Anlage KostenCt/kWh Brennstoff25,61 Wartungskosten4,49 Abschreibung5,63 Zinsen2,51 EEG-Umlage0,97 Summe39,21 ErträgeCt/kWh KWK-Zulage5,41 Energiesteuerrückerstattung2,12 KWK-Impulsprogramm0,72 Wärmegutschrift13,3 Summe21,55 Anwendungsbeispiel zu einer 5 kW el KWK-Anlage bei h/a Erforderlicher Mindestertrag Strom17,66 ct/kWh

13 13 Wirtschaftlicher Vorteil einer KWK-Anlage Warum sich auch die kleinen Anlagen rentieren? Mikro-KWK-Anlagen können einen großen Teil der elektrischen und thermischen Energiebedarfs erzeugen. Infrastruktur für Brennstoff und Heizung- sowie Trinkwassererwärmung können in der Regel beibehalten werden. Effizientere Nutzung der Energieträger durch gekoppelte Erzeugung (Erdgas, Bio-Erdgas, Flüssiggas etc.) Keine Netzverluste, da Strom- und Wärmeerzeugung vor Ort Einbindung regenerativer Energien grundsätzlich möglich Maßgeblich für die Wirtschaftlichkeit sind Eigenstromquote und die jährliche Laufzeit Jährlich werden ca Heizsysteme installiert, dabei wäre in den meisten Fällen der Einbau einer Mikro-KWK-Anlage möglich.

14 14 Wirtschaftlicher Vorteil einer KWK-Anlage Warum sich auch die kleinen Anlagen rentieren? Mikro-KWK-Anlagen können sowohl in Ein- und Zwei- als auch Mehrfamilienhäusern und Gewerbebetrieben einen großen Teil der elektrischen und thermischen Grundlast erzeugen. Ihr Leistungsbereich beginnt bereits bei 0,3 kW el Jährlich werden ca Heizsysteme installiert, dabei wäre in den meisten Fällen der Einbau einer Mikro-KWK-Anlage möglich. Bis 2020 wird ein Anteil von über 8 % erwartet. Da knapp 50 % des bundesdeutschen Baubestands mit Erdgas versorgt werden, ist die Infrastruktur bezüglich des Erdgaseinsatzes zumeist für die Mikro-KWK vorhanden. Mikro-KWK-Anlagen kommen überwiegend bei der Sanierung zum Einsatz. Die Infrastruktur für Brennstoff und Wärme- sowie Trinkwassererwärmung kann in der Regel beibehalten werden. Durch Verwendung von Mikro-KWK-Anlagen effizientere Nutzung der Energieträger (Erdgas, Bio-Erdgas, Flüssiggas etc.) Keine Netzverluste, da Strom- und Wärmeversorgung vor Ort Einbindung regenerativer Energien jederzeit möglich (Biogas, Solarthermie, Photovolataik) DRUCK

15 15 Fördermöglichkeiten und Rahmenbedingungen

16 16 Fördermöglichkeiten und Rahmenbedingungen Förderinstrumente: Mini-KWK-Förderrichtlinie KfW-Förderprogramm Förderprogramm von Bundesländern und Kommunen Förderprogramme einzelner Energieversorgern Förderprogramme von Gas- und Stromnetzbetreibern Gesetzliche Rahmenbedingungen: Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG) Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) Energiesteuergesetz (EnergieStG) Stromsteuergesetz (StromStG) Energieeinsparverordnung (EnEV)

17 17 Fördermöglichkeiten und Rahmenbedingungen Treibhausgasemissionen und klimaschädliche fossile Energien minimieren

18 18 Fördermöglichkeiten und Rahmenbedingungen Ziele und Wirkung des KWK-Gesetz: Treibhausgasemissionen und klimaschädliche fossile Energien minimieren Anteil der KWK-Stromerzeugung bis zum Jahr 2020 auf 25 % erhöhen, derzeit liegt die KWK bei einen Anteil von 17 % Wesentliche Regelungen zur Stromeinspeisung aus KWK-Anlagen Förderung der Modernisierung und des Neubaus von KWK-Anlagen Berücksichtigung der Brennstoffzelle als neue Technologie Förderung des Neu- und Ausbaus von Wärme- und Kältespeichern im Zusammenhang mit KWK-Anlagen Förderung von Nah- und Fernwärmenetzen mit KWK-Anlagen Hohe Primärenergiegutschrift bei der Planung einer KWK-Anlage durch Anrechnung des erzeugten Stroms

19 19 Fördermöglichkeiten und Rahmenbedingungen Ziele und Wirkung des KWK-Gesetz: Die Bundesregierung hat sich zum Ziel gesetzt die Treibhausgasemissionen und die klimaschädlichen konventionellen Energien zu minimieren. Anteil der KWK-Stromerzeugung soll bis zum Jahr 2020 auf 25 % erhöht werden, derzeit liegt die KWK bei einen Anteil von 17 % Wesentliche Regelungen zur Stromeinspeisung aus KWK-Anlagen befinden sich im „Gesetz für die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung (Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz) die Förderung der Modernisierung und des Neubaus von KWK-Anlagen Berücksichtigung der Brennstoffzelle als neue Technologie Förderung des Neu- und Ausbaus von Wärme- und Kältespeichern im Zusammenhang mit KWK-Anlagen Förderung von Nah- und Fernwärmenetzen mit KWK-Anlagen DRUCK Hohe Primärenergiegutschrift bei der Planung einer KWK-Anlage durch Anrechnung des erzeugten Stroms

20 20 KWK und die EnEV – Wohngebäude Vergleich der EnEV Jahresprimärenergieanforderungen zwischen 2014 und 2016 bei KWK-Anlagen mit kontrollierter Wohnraumlüftung

21 21 Die in der KWK-Anlage erzeugten Strommengen werden auf den Primärenergiebedarf mit dem Verdrängungsstrommix 2,8 gut geschrieben Bestandsbau: wirtschaftliche Energieeinsparmöglichkeit gegenüber baulichen Maßnahmen Neubau: Vorteil im Vergleich zu heiztechnischen Alternativen (elektr. Wärmepumpe Wasser/Sole, Pelletheizung, Lüftungsanlage) 25 % Verschärfung (2016) bei Neubauten in der EnEV kann mit KWK-Anlagen und einem geringen zusätzlichen Aufwand erfüllt werden Konkretes Rechenbeispiel finden Sie im Anhang: hier klickenhier klicken Energieeinsparverordnung (EnEV) ist Teil des deutschen Baurechts Beinhaltet bautechnische Standardanforderungen zum effizienten Energieverbrauch Verluste bei Erzeugung, Verteilung, Speicherung und Übergabe der Wärme werden berücksichtigt (Anlagenaufwandszahl) Nicht mehr die Nutzenergie, sondern die an der Gebäudegrenze übergebene Endenergie ist für den EnEV-Nachweis relevant Primärenergetische Bewertung des Energiebedarfs KWK und die EnEV – Wohngebäude

22 22 KWK und die EnEV – Wohngebäude Energieeinsparverordnung (EnEV) ist Teil des deutschen Baurechts Beinhaltet bautechnische Standardanforderungen zum effizienten Energieverbrauch in Wohngebäuden, Bürogebäuden und teilweise Betriebsgebäuden Durch Einbeziehung der Anlagentechnik in die Energiebilanz werden auch die bei der Erzeugung, Verteilung, Speicherung und Übergabe der Wärme entstehenden Verluste berücksichtigt (Anlagenaufwandszahl) Nicht mehr die dem Raum zur Verfügung gestellte Nutzenergie, sondern die an der Gebäudegrenze übergebene Endenergie ist relevant Primärenergetische Bewertung des Energiebedarfs, indem die durch Gewinnung, Umwandlung und den Transport des jeweiligen Energieträgers entstehenden Verluste mittels eines Primärenergiefaktors in der Energiebilanz des Gebäudes Beachtung finden Die in der KWK-Anlage erzeugten Strommengen werden auf den Primärenergiebedarf mit dem Verdrängungsstrommix 2,8 gut geschrieben KWK ist die im Bestandsbau wirtschaftlichste Energieeinsparmöglichkeit gegenüber baulichen Maßnahmen Beim Neubau vorteilhaft im Vergleich zu heiztechnischen Alternativen (elektr. Wärmepumpe Wasser/Sole, Pelletheizung, Lüftungsanlage) Die im Jahr 2016 in Kraft tretende 25 % Verschärfung der EnEV in Bezug auf die Anforderungen für den Primärenergiebedarf bei Neubauten in der EnEV kann mit KWK-Anlagen und einen geringem zusätzlichen Aufwand erfüllt werden DRUCK

23 23 Funktionsweise und Technik Mikro-KWK 1 kW el KWK gibt es von einem Kilowatt bis mehreren hundert Megawatt !!! Mini-KWK 15 kW el Mittelgroße-KWK 500 kW el Groß-KWK mit GuD-Anlage 300 MW el Nano-KWK > 1 kW el

24 24 Funktionsweise und Technik Welche Bauformen von KWK-Anlagen gibt es: Zentrales Kraftwerk mit Wärmeauskopplung Gasturbine mit Abhitzekessel oder Gas- und Dampfkraftwerke Otto- oder Diesel-Motor (interne Verbrennung) Stirling-Motor (externe Verbrennung) Brennstoffzelle (elektrochemische Umwandlung) Grundprinzip: Primärenergie (z.B. Erdgas, Biogas, Kohle, Flüssiggas) wird in einem Prozess in Wärme und Kraft (Elektrizität) umgewandelt Zentrale KWK-Anlage: Dampfturbine- oder eine Gasturbine/GUD-Anlage mit Wärmenutzung z.B. Fernwärme Dezentrale KWK-Anlage: Motor treibt einen Generator an, welcher wiederum Elektrizität erzeugt Ausnahme Brennstoffzelle: elektrochemisches Prinzip Was bedeutet Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) – Definition? Nach § 3 KWK-G: Kraft-Wärme-Kopplung ist die gleichzeitige Umwandlung von eingesetzter Energie in elektrische Energie und in Nutzwärme in einer ortsfesten Anlage. […]

25 25 Funktionsweise und Technik Grundprinzip: Es wird Primärenergie (z.B. Erdgas, Biogas, Kohle, Flüssiggas) in Wärme und Kraft (Elektrizität) in einem Prozess umgewandelt Bei zentralen KWK-Anlagen kann dieses eine Dampfturbine- oder eine Gasturbine/GUD-Anlage mit Wärmenutzung z.B. Fernwärme sein In einer KWK-Anlage treibt ein Motor einen Generator an, welcher wiederum Elektrizität erzeugt, Eine Ausnahme bildet die Brennstoffzelle mit einem elektrochemischen Prinzip Was bedeutet überhaupt Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) – Definition? Nach § 3 KWK-G: (1) Kraft-Wärme-Kopplung ist die gleichzeitige Umwandlung von eingesetzter Energie in elektrische Energie und in Nutzwärme in einer ortsfesten Anlage.[…] Welche Bauformen von KWK-Anlagen gibt es: Zentrales Kraftwerk mit Wärmeauskopplung Gasturbine mit Abhitzekessel oder Gas- und Dampfkraftwerke Otto- oder Diesel-Motor (interne Verbrennung) Stirling-Motor (externe Verbrennung) Brennstoffzelle (elektrochemische Umwandlung) DRUCK

26 26 Mikro-KWK-Geräte Verbrennungs- motor Stirling- motor Brennstoff- zelle Mikro- Gasturbine Für Mikro-KWK-Anlagen stehen unterschiedliche Technologien zur Verfügung

27 27 PrinzipVorteileNachteile Verbrennungs- motor Motor seit über 100 Jahren im Auto bewährt hoher elektrischer Wirkungsgrad (ca %) hoher Gesamtwirkungsgrad (ca. 90%) hohe elektrische Leistungen (1 kW bis mehrere MW) viele Brennstoffe möglich höhere Wartungskosten notwendige Schalldämmung Stirling- motor hoher Gesamtwirkungsgrad (ca. 95% möglich) geringe Emissionen geringer Verschleiß weniger Schalldämmung geringer elektrischer Wirkungsgrad (10 – 15%) geringe Gesamtleistung Brennstoffzellehoher elektrischer Wirkungsgrad (bis 60%) kein mechanischen Verluste Elektrochemische Umsetzung geringe Wartung hohe Investitionskosten Lebensdauer der Zelle derzeit wenig Geräte am Markt verfügbar GasturbineElektrischer Wirkungsgrad 17 – 20 % lange Lebensdauer Wartungsarm begrenztes Teillastverhalten Geräuschemissionen geringer elektrischer Wirkungsgrad Mikro-KWK-Geräte

28 28 Komponenten einer KWK-Anlage

29 29 Komponenten einer KWK-Anlage Die wesentlichen Baugruppen einer KWK-Anlage sind: Motor, Generator, Heizungswärmetauscher, Abgaswärmetauscher, Abgasführung, Schalldämpfer, Umwälzpumpen, Steuereinheit Zusatzheizkessel Extern oder Intern (für eine bedarfsgerechte Bereitstellung der Wärme, da meist die KWK-Anlage auf die Grundlast im Objekt ausgelegt ist) Heizwasser-Pufferspeicher speichert die Wärme und stellt sie flexibel zur Verfügung oder Kombispeicher kann Trinkwasser und Heizwasser speichern Um lange Laufzeiten der KWK-Anlage zu gewährleisten: produzierte Wärme sollte sofort verbraucht oder gespeichert werden können kleine Bedarfsspitzen sollten aus einem Pufferspeicher heraus gedeckt werden können Es sollte sichergestellt sein, dass das Zusatzheizgerät nicht zu häufig angefordert wird Ein KWK-Anlage kann zumeist in die bestehende Heizungsanlage integriert werden Ein Stromspeicher kann in vielen Fällen wirtschaftlich sein Kombination mit PV möglich und sinnvoll

30 30 Komponenten einer KWK-Anlage Die wesentlichen Baugruppen einer KWK-Anlage sind: Motor, Generator, Heizungswärmetauscher, Abgaswärmetauscher, Abgasführung, Schalldämpfer, Umwälzpumpen, Steuereinheit Da in den meisten Fällen, die KWK-Anlage auf die Grundlast im Objekt ausgelegt ist, wird für eine bedarfsgerechte Bereitstellung der Wärme ein zusätzlicher Heizkessel benötigt, hierfür gibt es prinzipiell zwei Lösungen: Externer oder Interner Zusatzheizkessel Um die Produktion von Strom und Wärme zu entkoppeln, bietet es sich an einen Wärmespeicher einzusetzen Ein Heizwasser-Pufferspeicher speichert die Wärme und stellt sie flexibel zur Verfügung oder ein Kombispeicher kann Trinkwasser und Heizwasser speichern Um lange Laufzeiten des BHKW zu gewährleisten: sollte produzierte Wärme sofort verbraucht oder gespeichert werden können und kleine Bedarfsspitzen sollten aus einem Pufferspeicher heraus gedeckt werden können sollte sichergestellt sein, dass das Zusatzheizgerät nicht zu häufig angefordert wird KWK-Anlage kann zumeist in die bestehende Heizungsanlage integriert werden Ein Stromspeicher kann in vielen Fällen wirtschaftlich sein Kombination mit PV möglich uns sinnvoll DRUCK

31 31 Anforderung an die Einbindung eines BHKW

32 32 Anforderung an die Einbindung eines BHKW Quelle: Callux Anforderung an die hydraulische Einbindung der Anlage: Die Wärme der KWK-Anlage muss zuverlässig abgeführt und vollständig genutzt werden Um eine sichere Wärmeabfuhr und möglichst viele Betriebsstunden für das BHWK zu gewährleisten, sollte in der Regel ein Heizwasser-Pufferspeicher oder Kombispeicher vorhanden sein. Hydraulischer Abgleich empfehlenswert Ab wann lohnt es sich über ein Blockheizkraftwerk nachzudenken: jährliche Raumwärmebedarf: mindestens kWh jährliche Warmwasserbedarf: mindestens kWh jährliche Eigenstrombedarf: mindestens kWh ausreichend Platz am Aufstellort und den Zugängen

33 33 Anforderung an die Einbindung eines BHKW Quelle: Callux Ab wann lohnt es sich über ein Blockheizkraftwerk nachzudenken: Der jährliche Raumwärmebedarf: mindestens kWh Der jährliche Warmwasserbedarf: mindestens kWh Der jährliche Eigenstrombedarf: mindestens kWh Für das Einbringen der Anlage + Speicher sowie die Installation sollte im Aufstellraum z. B. Keller aber auch zu den Zugängen ausreichend Platz vorhanden sein Anforderung an die Hydraulische Einbindung der Anlage: Die Wärme der KWK-Anlage muss zuverlässig abgeführt und vollständig genutzt werden Um eine sichere Wärmeabfuhr und möglichst viele Betriebsstunden für das BHWK zu gewährleisten, sollte in der Regel ein Heizwasser-Pufferspeicher oder Kombispeicher vorhanden sein. Hydraulischer Abgleich empfehlenswert DRUCK

34 34 Einsatzmöglichkeiten Öffentliche Einrichtungen Schwimmbäder · Sportstätten · Krankenhäuser · Altenheime · Bildungseinrichtungen · Verwaltungsgebäude Industrie und Gewerbe Supermärkte · Bäckereien · Metzgereien · Kaufhäuser · Hotels und Gaststätten · Brauereien · Molkereien Wohnsiedlungen Nahwärme · Quartierslösungen · Fernwärme Einfamilienhaus Größere Einfamilienhäuser · Mehrfamilienhäuser · Größere Mehrfamilienhäuser

35 35 Einsatzmöglichkeiten Einfamilienhaus Voraussetzung: ausreichender Wärmebedarf, Strombedarf, gewisse Sommerlast, bei unterschiedliche Nutzungsprofile > Wärmespeicher Wohnsiedlungen degressive Kosten und höhere Wirtschaftlichkeit durch größere Einheiten, kurze Wege zum (Nahwärmenutzung) Verbraucher, Minimierung der elektrischen Verluste Industrie und Gewerbe Wirtschaftlichkeit bei kontinuierlichen Strom- und Wärmeabsatz, mögliche Kälteerzeugung aus Abwärme (z.B. Lebensmittelmärkte, Rechenzentren, Hotel) Öffentliche Einrichtungen Ideal für Contracting-Lösungen, Einbeziehung in einen Wärmeverbund, möglicher höherer Eigenstrombedarf, Straßenbeleuchtung, Wasserwerke

36 36 Einsatzmöglichkeiten Sommertag Wintertag Lastgang eines Mehrfamilienhauses mit KWK- und PV-Anlage zur größtmöglichen Eigenstromdeckung KWK-Anlage mit Ergänzung einer PV-Anlage zu den verschiedenen Jahreszeiten

37 37 Einsatzmöglichkeiten Sommer Photovoltaikanlage: erzeugt tagsüber Strom KWK-Anlage: läuft in den Morgen- und Abendstunden (Wärme wird in Pufferspeichern eingelagert, steht dadurch durchgehend zur Verfügung) Winter BHKW hat tagsüber eine längere Laufzeit, schaltet aber dennoch ab, wenn der PV-Ertrag zur Eigenstromdeckung ausreicht. In den Nachtstunden ist aufgrund eines nur geringen Strombedarfs kein wirtschaftlicher BHKW-Betrieb möglich. Über feste „Sperrzeiten“ wird ein BHKW- Betrieb verhindert. Die meisten BHKWs arbeiten mit einer Leistungsmodulation, die sich am momentanen Strombedarf orientieren kann. Betriebsweise: „Strombedarfsgeführt mit Wärmebedarfsdeckelung.“ KWK- und Photovoltaikanlage ergänzen sich optimal. Anteil der Eigenstromversorgungsquote wird durch „Hybridstrom“ erhöht.

38 38 Fazit KWK-Anlagen sind technisch ausgereift können bis zu 60 % CO 2 - Emissionen einsparen können bis zu 36 % Primärenergie einsparen haben einen deutlichen energetische Vorteil ggü. der konventionellen Erzeugung leisten einen wichtigen Beitrag zu den Klimaschutzzielen Erfüllen die gesetzliche Anforderungen Tragen zur Flexibilisierung des Stromnetzes bei sind wirtschaftliche hoch interessant

39 39 Kraft-Wärme-Kopplung – der Umwelt und dem Geldbeutel zuliebe

40 40 Rechenbeispiel EnEV 2016 Bildquellen: Hottgenroth Software Gebäudeenergiebilanz im Vergleich ohne / mit KWK Neubau Mehrfamilienhaus 6 WE Wohnfläche: 562 m² / Nutzfläche: 674 m² / Ve m³ 3 Vollgeschosse, voll unterkellert, Dach nicht genutzt U-Werte:  OGD: 0,17 W/m²K  Außenwand: 0,22 W/m²K  Kellerdecke: 0,30 W/m²K  Fenster: 1,20 W/m²K zentrale Warmwasserbereitung mit Zirkulation Heizungsregelung / Dämmung / Verteilung / Speicherung alles EnEV-gerecht zulässige Höchstwerte gem. Anforderungen EnEV 2016:  Transmissionswärmeverlust H T : 0,40 W/m²K  Jahres-Primärenergiebedarf q P : 42,48 kWh/m² tatsächlicher Transmissionswärmeverlust: 0,35 W/m²K Primärenergiebedarf …. ?

41 41 Rechenbeispiel EnEV 2016 Variante ohne KWK Brennwert-Kessel 30 kW (ohne Solaranlage) Variante mit KWK Mini-BHKW 5,5 kW el. / 13,4 kW th. / f p = 0,56 Spitzenlastkessel: 20 kW Deckungsanteil KWK für Heizung: 87 % Deckungsanteil KWK für Trinkwarmwasser: 100 %

42 42 Rechenbeispiel EnEV 2016 ohne KWK mit KWK Ergebnisse Heizung (Wärmebedarf Q h : kWh/a, q h : 37,54 kWh/m²a)

43 43 Rechenbeispiel EnEV 2016 ohne KWK mit KWK Ergebnisse Heizung (Wärmebedarf Q h : kWh/a, q h : 37,54 kWh/m²a)

44 44 Rechenbeispiel EnEV 2016 ohne KWK mit KWK Ergebnisse Heizung (Wärmebedarf Q h : kWh/a, q h : 37,54 kWh/m²a)

45 45 Rechenbeispiel EnEV 2016 ohne KWK mit KWK Ergebnisse TW-Erwärmung (Wärmebedarf Q TW : kWh/a, q TW : 12,50 kWh/m²a)

46 46 Rechenbeispiel EnEV 2016 ohne KWK mit KWK Ergebnisse TW-Erwärmung (Wärmebedarf Q TW : kWh/a, q TW : 12,50 kWh/m²a)

47 47 Rechenbeispiel EnEV 2016 ohne KWK mit KWK Ergebnisse TW-Erwärmung (Wärmebedarf Q TW : kWh/a, q TW : 12,50 kWh/m²a)

48 48 Rechenbeispiel EnEV 2016 ohne KWK mit KWK Ergebnisse Anforderungswert q p : 42,48 kWh/m²a EnEV-Anforderung nicht erfüllt EEWärmeG nicht erfüllt EnEV-Anforderung erfüllt EEWärmeG erfüllt (Ersatzmaßnahme mind. 50 % KWK) Zurück zur Präsentation: hier klickenhier klicken

49 49 Kraft-Wärme-Kopplung – der Umwelt und dem Geldbeutel zuliebe


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