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Technologie und Wirtschaftlichkeit von
Mikro-BHKW
10. Hessischer Energieberatertag
Prof. Dr.-Ing. Bert OschatzInstitut für Technische Gebäudeausrüstung DresdenForschung und Anwendung GmbH
Prof. Dr.-Ing. Bert Oschatz, ITG Dresden Technologie und Wirtschaftlichkeit von Mikro-BHKW Frankfurt, 14.11.2013
INHALT
Technologie
Kostenaspekte beim Einsatz von Mikro-KWK-Systemen
– Einflussfaktoren• Energiepreise• Thermischer und elektrischer Nutzungsgrad• Eigenstromnutzung
Energiekosteneinsparung durch Mikro-KWK
Umweltaspekte Primärenergiebedarf CO2-Emissionen
Normative Aspekte: EnEV Bewertung
Fazit2
Prof. Dr.-Ing. Bert Oschatz, ITG Dresden Technologie und Wirtschaftlichkeit von Mikro-BHKW Frankfurt, 14.11.2013
Nano-/Mikro-/Mini-/Groß-BHKW –Klassifizierung nicht eindeutig
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Bild: Vaillant
Bild: SenerTec
Bild: Viessmann
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Übliche Klassifizierung von KWK-Anlagen
Keine einheitliche Definition der Begrifflichkeiten mit festen Leistungsgrenzen
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Elektrische Leistung Einsatzgebiet Vorwiegende Technologie
Mikro-KWK-Anlagen bis etwa 2 kWel Ein-/ZweifamilienhäuserStirling-Motor, Gas-Verbrennungsmotor
Mini-KWK-Anlagen bis etwa 30 kWelMehrfamilienhäuser, Gewerbebetriebe
Otto-/Dieselmotor
KWK-Anlagen > 30 kWelindustrieller Bereich, größere Wohngebäudekomplexe
Otto-/Dieselmotor, Gasturbinen, Dampfturbinen
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Mikro-KWK im Sinne DIN V 18599-9:2011
Bild: Vaillant
Bild: Viessmann
Bild: Remeha
Bild: Vaillant
Stirling-, Gasexpansions- oder Verbrennungsmotor mit 2 kW bis 20 kW thermischer Leistung
Einsatzbereich: Wohnbau – Ein-/Zwei- und Mehrfamilienhäuser
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Marktwachstumsprognose für Brennstoffzellen-Heizgeräte aus dem Jahr 2001
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Herstelleranteil
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2013: Brennstoffzellen auf dem Weg zur Marktreife
Dynamische Entwicklung
Erste Geräte marktverfügbar
Absatzzahlen noch überschaubar
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Brennstoffzellen auf dem Weg zur Marktreife SOFC PEM-FC
Hersteller CFCBlueGen
ViessmannGalileo 1000 N Vaillant Elcore
Elcore 2400
Baxi InnotechGAMMA PREMIO
ViessmannVitovalor
300-PElektrische Leistung* 0,5–1,5 kW 1,0 kW 1,0 kW 0,3 kW 1,0 kW 0,75 kW
Thermische Leistung 0,6 kW 1,8 kW 2,0 kW 0,6 kW 1,9 kW 1,0 kW
Elektrischer Wirkungsgrad* 60% 30 – 35% 35% 35% 34% 37%
Statusmarkt-
verfügbarLabor-/Feldtest
Labor-/ Feldtest
Markteinführung 2013 (geplant)
Labor-/Feldtest
Feldtest Marktein-
führung 2014 Bilder: CFC, Vaillant, Elcore, IBZ
* BOL-Angaben
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Wirtschaftlichkeitsberechnung nach VDI 2067„Wirtschaftlichkeit gebäudetechnischer Anlagen,
Grundlagen und Kostenberechnung“
Jahresgesamt-kosten in €/a
Kapitalgebundene Kosten in €/a
Verbrauchsgebundene Kosten in €/a
Betriebsgebundene und sonstige Kosten
in €/a
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VDI 2067: Kapitalgebundene Kosten
10
0K
0K,N A100faAA Tq1
1qa
Investition für betriebstechnische Anlagenteile und zugehörige Bauteile
Umrechnung in jährliche Kosten im Betrachtungszeitraum mittels Annuitätsmethode:
AN,K jährliche kapitalgebundene Kostena Annuitätsfaktorq ZinsfaktorT Betrachtungszeitraum in JahrenA0 InvestitionsbetragfK Faktor für Instandsetzung in %
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VDI 2067: Kapitalgebundene Kosten
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rechn. Nutzungsdauer Aufwand für Instandsetzungnach VDI 2067 Blatt 1 nach VDI 2067 Blatt 1
TN [a] fK [%]Wärmeerzeuger + Regelung
Gas
Brennwertgerät 18 1,5Niedertemperaturkessel 20 2Brennwert-Kombigerät 18 2Mikro-KWK (Gesamtsystem) * 18 3,0
ÖlBrennwertgerät 18 1,5Niedertemperaturkessel 20 2
Fernwärme Fernwärme-Hausstation 20 2
StromSpeicherheizung 25 1Wärmepumpe 20 3
PelletsPelletkessel 20 2autom. Beschickung Pelletkessel 25 1,5
TrinkwassererwärmungWarmwasserspeicher 25 1Solaranlage 20 0,5Elektro-Durchlauferhitzer 15 1
Heizflächen/Leitungssystem 30 1Leitungssystem Warmwasser 25 2Hausanschluss 50 1Heizöllagerung/Pelletlagerung 30 1sonstige Baukosten 50 1Gas-/Öl-/Elektroinstallation 50 1Demontage 50 0
* Werte angenommen, da Mikro-KWK in VDI 2067 nicht enthalten
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VDI 2067: Verbrauchsgebundene Kosten
Energiekosten, abhängig vom – Energiebedarf des Gebäudes – Arbeitskosten des Energieträgers
Grundkosten für leitungsgebundene Energieträger
Kosten für Hilfsenergie
Zinskosten gelagerter Brennstoffe
Gegengerechnet werden die Einnahmen bei Mikro-KWK– Vergütung für erzeugten Strom– Rückvergütung Energiesteuer– Eingesparte Strombezugskosten
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VDI 2067: Betriebsgebundene, sonstige Kosten
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Wartungskosten– Nach VDI 2067 in Abhängigkeit von
Investitionskosten und Wartungsfaktor der einzelnen Anlagenteile
Schornsteinfegerkosten
Versicherungen
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Kostenaspekte von Mikro-KWK
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Neubau GebäudebestandInvestitions-kosten
relativ hochWettbewerbssysteme z.T. preiswert er (Wärmepumpen)
relativ hoch, aber im Vergleich mit Wettbewerbssystemen akzeptabel
Energiekosten-einsparung
vergleichsweise geringkürzere Laufzeit, geringere Stromerzeugung
Vergleichsweise hochLange Laufzeiten, hohe Stromerzeugung
Betriebskosten relativ hoch relativ hoch
Bevorzugter Einsatz-bereich
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Vollkostenvergleich von Heizsystemen in Bestandsgebäuden
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Einfamilienhaus freistehendKenngrößen EFH Bestand,
unsaniert*)
Thermische Hülle Keller außerhalb
Gebäudenutzfläche AN 209 m²
spezifischer Jahresheizwärmebedarf qh
123 kWh/m²a
spezifischer Jahreswärmebedarf TWE qTWE
12,5 kWh/m²a
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Vollkostenvergleich von Heizsystemen Anlagenvarianten
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Ausgangszustand: Gas-NT-Kessel, mindestens 20 Jahre alt Anlage nicht hydraulisch abgeglichen, überdimensioniert
Sanierungsvarianten:
Gas-BW-Kessel mit indirekt beheiztem WW-Speicher Gas-BW-Kessel mit solarer TWE Gas-BW-Kessel mit solarer TWE/Heizungsunterstützung Luft/Wasser-WP, elektrisch mit indirekt beheiztem WW-Speicher Sole/Wasser-WP, elektrisch mit indirekt beheiztem WW-Speicher Mikro-KWK (Stirling, 1,0 kWel , 7,5 kWth +Booster)
Vorhandene Heizflächen 70/55°C bleiben, außer bei WP 55/45°CAustausch Erzeuger + Leitungsdämmung + hydr. Abgleich + neuer WW-Speicher + neue Umwälzpumpe Bilder: Viessmann Werke,
DSE GmbH, Buderus
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Vollkostenvergleich von Heizsystemen Standardvariante
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608991
1.289
2.1252.685
2.045
3.3162.374
2.2122.043
2.1781.689
1.711
108
7394
128
200 310
209100%
89%96%
101%
131%137%
116%
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
4.500
5.000
Gas-NT,Ausgangszustand
Gas-BW-Gerät Gas-BW + sol.TWE
Gas-BW + sol.TWE/HeizU
Luft/Wasser-WP Sole/Wasser-WP Mikro-KWKStirling, 80/11
Jahr
esge
sam
tkos
ten
in €
/a
System
Vollkostenvergleich von Heizsystemen in Bestandsgebäuden-EFH Bestand
Kapitalgebundene Kosten Verbrauchsgebundene Kosten Betriebsgebundene Kosten
Zahlenangaben in % :Kostenindizes bezogen auf
Jahresgesamtkosten Gas-NT-Gerät
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Vollkostenvergleich von Heizsystemen Parametervariation: Energiepreis
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Einfluss der Energiepreise auf die Jahresgesamtkosten der Systeme
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Vollkostenvergleich von Heizsystemen Parametervariation: Energiepreis
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Aktuelle Energiepreise
Parametervariation Erdgaspreis WP-Preis
mittlerer Energiepreis über 20 Jahre ct/kWh ct/kWhbei einer Preissteigerung von 3% p.a. 7,52 21,5
mittlerer Energiepreis über 20 Jahrebei einer Preissteigerung von 5% p.a. 9,26 26,5
EFH Bestand Feste Kosten Arbeitspreis€/a €/kWh
Erdgas 175 0,056Strom, Normaltarif - 0,220Strom, WP-Tarif 80 0,160
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Vollkostenvergleich von Heizsystemen Parametervariation: Energiepreis
20
100%89%
96%101%
131%137%
116%
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a.
Gas-NT Gas-BW-Gerät Gas-BW + sol. TWE Gas-BW + sol.TWE/HeizU
Luft/Wasser-WP Sole/Wasser-WP Mikro-KWK Stirling,60%
Eigenstromnutzung
Jahr
esge
sam
tkos
ten
in €
/a
System
Vollkostenvergleich von Heizsystemen im EFH BestandEinflussparameter: Energiepreis
Kapitalgebundene Kosten Verbrauchsgebundene Kosten Betriebsgebundene Kosten
Zahlenangaben in % :Kostenindizes bezogen auf
Jahresgesamtkosten Gas-NT-Gerät
100%89%
113%
96%
118%
101%
122%131%
153%
137%
154%
116%
139%
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a.
Gas-NT Gas-BW-Gerät Gas-BW + sol. TWE Gas-BW + sol.TWE/HeizU
Luft/Wasser-WP Sole/Wasser-WP Mikro-KWK Stirling,60%
Eigenstromnutzung
Jahr
esge
sam
tkos
ten
in €
/a
System
Vollkostenvergleich von Heizsystemen im EFH BestandEinflussparameter: Energiepreis
Kapitalgebundene Kosten Verbrauchsgebundene Kosten Betriebsgebundene Kosten
Zahlenangaben in % :Kostenindizes bezogen auf
Jahresgesamtkosten Gas-NT-Gerät
100%89%
113%
134%
96%
118%
138%
101%
122%
140%131%
153%
173%
137%
154%
169%
116%
139%
160%
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a. aktuell 3% p.a. 5% p.a.
Gas-NT Gas-BW-Gerät Gas-BW + sol. TWE Gas-BW + sol.TWE/HeizU
Luft/Wasser-WP Sole/Wasser-WP Mikro-KWK Stirling,60%
Eigenstromnutzung
Jahr
esge
sam
tkos
ten
in €
/a
System
Vollkostenvergleich von Heizsystemen im EFH BestandEinflussparameter: Energiepreis
Kapitalgebundene Kosten Verbrauchsgebundene Kosten Betriebsgebundene Kosten
Zahlenangaben in % :Kostenindizes bezogen auf
Jahresgesamtkosten Gas-NT-Gerät
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Vollkostenvergleich von Heizsystemen Parametervariation: Nutzungsgrad von Mikro-KWK
Annahme Eigenstromnutzung Leistung elektrisch / thermisch Mikro-KWK Stirling – 60% 1,0…1,4 7,3…7,7 Mikro-KWK Otto – 40% 0,96/1,04 2,5 / 2,7
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Bilder: WhisperGen, De Dietrich Remeha, Vaillant
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Vollkostenvergleich von Heizsystemen Parametervariation: Nutzungsgrad von Mikro-KWK
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2.045 2.045 2.045 2.045 2.074 2.074
3.316
1.711 1.9171.513 1.378
1.582 1.406
108
209209
209209
216216100%
116%122%
110%106%
113%108%
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
4.500
5.000
Gas-NT,Ausgangszustand
Mikro-KWK Stirling80/11
Mikro-KWK Stirling78/9
Mikro-KWK Stirling82/13
Mikro-KWK Stirling80/15
Mikro-KWK Otto60/23
Mikro-KWK Otto65/25
Jahr
esge
sam
tkos
ten
in €
/a
System
Vollkostenvergleich von Heizsystemen im EFH Bestand Einflussparameter: Nutzungsgrad ηel und ηth
Kapitalgebundene Kosten Verbrauchsgebundene Kosten Betriebsgebundene Kosten
Zahlenangaben in % :Kostenindizes bezogen auf
Jahresgesamtkosten Gas-NT-Gerät
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Vollkostenvergleich von Heizsystemen Parametervariation: Anteil der Eigenstromnutzung
Einfluss der Eigenstromnutzung auf die Vergütung des erzeugten Stroms und damit auf die Jahresgesamtkosten der Mikro-KWK-Variante
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Berücksichtigt wird:
Mikro-KWK Stirling 80/11
Anteil der Eigenstromnutzung
• 30%
• 40%
• 50%
• 60%
• 70% Anteil KWK-Strom (Eigenstromnutzung)
Stromeinspeisung in das öffentliche Netz
100%
Bild: Viessmann
Bild: E.ON
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Vollkostenvergleich von Heizsystemen Parametervariation: Anteil der Eigenstromnutzung
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2.045 2.045 2.045 2.045 2.045
3.316
1.929 1.856 1.784 1.711 1.638
108
209 209 209 209 209100%
122% 120% 118% 116% 114%
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
4.500
5.000
Gas-NT,Ausgangszustand
Mikro-KWK Stirling,30%
Eigenstromnutzung
Mikro-KWK Stirling,40%
Eigenstromnutzung
Mikro-KWK Stirling,50%
Eigenstromnutzung
Mikro-KWK Stirling,60%
Eigenstromnutzung
Mikro-KWK Stirling,70%
Eigenstromnutzung
Jahr
esge
sam
tkos
ten
in €
/a
System
Vollkostenvergleich von Heizsystemen im EFH BestandEinflussparameter: Anteil der Eigenstromnutzung bei Mikro-KWK
Kapitalgebundene Kosten Verbrauchsgebundene Kosten Betriebsgebundene KostenZahlenangaben in % :
Kostenindizes bezogen auf Jahresgesamtkosten Gas-NT-Gerät
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Energiekosteneinsparung durch Mikro-KWKim Bestands-EFH
25Quelle: Berechnung der Energiekosteneinsparungen beim Einsatz eines Mikro-KWK, ITG Dresden für Erdgaskampagne, Mai 2011
IST-Zustand:Gas-NT-Kessel
Sanierung: Gas-BW-Kessel
Sanierung: Mikro-KWK
Jahresenergiebedarf-Wärme kWhHi/a 41.503 33.472 41.103Jahresenergiekosten-Wärme €/a 2.958 2.385 2.929Grundpreis Gas €/a 150 150 150Jahresenergiekosten-Wärme €/a 3.108 2.535 3.079Rückerstattung Energiesteuer €/a - - -229Haushaltsstrombedarf kWh/a 4.000 4.000 3.600Stromerzeugung kWh/a - - 4.567
eingespeiste Strommenge (40%) kWh/a - - 1.827
selbstgenutzter Strom (60%) kWh/a - - 2.740Einspeisevergütung €/a - - -140
Förderung selbstgenutzter Strom €/a - - -82
verbleibender Strombedarf kWh/a 4.000 4.000 860Grundpreis Strom €/a 80 80 80Stromkosten €/a 972 972 272
Energiekosten im 1. Jahr €/a 4.080 3.507 2.900
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Energiekosteneinsparung durch Mikro-KWK
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UmweltaspektePrimärenergiebedarf
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Jahres-Primärenergiebedarf QP beinhaltet die Energiemenge, die für Heizung, WW-Bereitung, Lüftung und Kühlung unter Einbeziehung der vorgelagerten Prozesskette außerhalb des Gebäudes aufgewendet werden muss.
Gewinnung Umwandlung Transport
Primärenergiefaktor fP
GesamterPrimärenergiefaktor
1,13,01,5
ErneuerbarerPrimärenergiefaktor
0,00,41
Nicht erneuerbarerPrimärenergiefaktor
1,12,60,5
= +ErdgasStromBiogas
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UmweltaspektePrimärenergiebedarf
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UmweltaspektePrimärenergiebedarf
29
221,9208,0
194,0210,6
196,8 195,7 200,7
161,4
181,7167,8
153,7
225,6 220,6
248,0
160,5
121,2
40,2 40,2 40,2 40,2 40,2 40,2 40,2 40,2
0,0 0,0 0,0
-55,3-63,9
-92,5
0,0 0,0
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
Gas-BW Gas-BW+solareTWE
Gas-BW+sol.TWE/HeizU
Gas-Mikro-KWK, 80/11
Gas-Mikro-KWK, 82/13
Gas-Mikro-KWK, 60/23
Luft/Wasser-WP
Sole/Wasser-WP
Prim
ären
ergi
ebed
arf i
n kW
h/m
²a
System
Nicht erneuerbarer Primärenergiebedarf im EFH BestandHeizung/Warmwasserbereitung + Haushaltsstrom
Gesamt Heizung/TWE incl. Hilfsenergie Haushaltsstrom Gutschrift für erzeugten Strom
Annahme Haushaltsstrom: 3.200 kWh/a
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UmweltaspekteCO2-Emissionen
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EnergieträgerKohlendioxidemissionsfaktoren
[kg CO2/kWh](GEMIS-Version 4.6)
Strom 0,573
Erdgas 0,226
Bioerdgas, 20% Biogas 0,195
Bioerdgas, 100% Biogas 0,073
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UmweltaspekteCO2-Emissionen
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UmweltaspekteCO2-Emissionen
32
9.6969.100
8.4939.029
8.411 8.276
9.256
7.4427.841
7.2456.638
9.723 9.505
10.686
7.401
5.587
1.855 1.855 1.855 1.855 1.855 1.855 1.855 1.855
0 0 0
-2.549-2.949
-4.264
0 0
-6.000
-4.000
-2.000
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
Gas-BW Gas-BW+solareTWE
Gas-BW+sol.TWE/HeizU
Gas-Mikro-KWK, 80/11
Gas-Mikro-KWK, 82/13
Gas-Mikro-KWK, 60/23
Luft/Wasser-WP
Sole/Wasser-WP
CO
2-Em
issi
onen
in k
g C
O2/a
System
CO2-Emissionen im EFH BestandHeizung/Warmwasserbereitung + Haushaltsstrom
Gesamt Heizung/TWE incl. Hilfsenergie Haushaltsstrom Gutschrift für erzeugten Strom
Annahme Haushaltsstrom: 3.200 kWh/a
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EnEV-Bewertung von BHKW-Nahwärmesystemen mit Primärenergiefaktoren Standardwerte nach DIN V 18599-1:2007-02
Standardwerte für Nah-/Fernwärme aus KWK in DIN V 18599:2011 und EnEV 2014 unverändert – Berechnung konkreter fp-Werte modifiziert
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Anrechenbarkeit von Biogas/Bioöl in EnEV 2014
Keine Veränderung bei Anrechenbarkeit von flüssiger oder gasförmiger Biomasse
Primärenergiefaktor 0,5 für Bioöl/Biogas nur, wenn flüssige oder gasförmige Biomasse im unmittelbaren räumlichen Zusammenhang mit dem Gebäude erzeugt wird
Anrechnung von Bioöl/Biogas bei Einsatz in Nah-/Fernwärme
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Bewertung von BHKW-Nahwärmesystemen mit Primärenergiefaktoren
Berechnung eines konkreten Versorgungsnetzes
Primärenergiefaktor von Nah-/Fernwärmenetzen abhängig vom Primärenergiefaktor des verdrängten Stromes
Unterschiedliche Ansätze nach EnEV 2009, AGFW FW 309, DIN V 18599:2011-12 und EnEV 2014
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Aktuelle Auslegung zur EnEV 2009
§ ???
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Aktuelle Auslegung zur EnEV 2009
Aus Gründen der Gleichbehandlung von großen und kleinen KWK-Anlagen ist der gleiche Ansatz zur Bewertung von BHKW im/am
Gebäude zu verwenden fP,Verdrängungsstrom = 3,0
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Primärenergiefaktoren Strom
PrimärenergiefaktorStrommix
Primärenergiefaktor Verdrängungsstrommix
EnEV 2009 2,6 2,6AGFW FW 309 2,6 3,0EnEV 2009 nach Auslegung 2,6 3,0DIN V 18599:2011 2,4 2,8EnEV 2014: ab 01. Januar 2016 1,8 2,8
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Anteil der regenerativen Energieträger am Stromverbrauch in Deutschland
Beitrag der erneuerbaren Energien zur Strombereitstellung in Deutschland
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
[GW
h]
Wasserkraft Windenergie
Biomasse * Photovoltaik
* Feste und flüssige Biomasse, Biogas, Klär- und Deponiegas, biogener Anteil des Abfalls; 1 GWh = 1 Mio. kWh;Aufgrund geringer Strommengen ist die Tiefengeothermie nicht dargestellt; StromEinspG: Stromeinspeisungsgesetz; BauGB: Baugesetzbuch; EEG: Erneuerbare-Energien-Gesetz;
Quelle: BMU - E I 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Hintergrundbild: BMU / Christoph Edelhoff; Stand: Februar 2013; Angaben vorläufig
EEG:April 2000
EEG:August 2004
StromEinspG: Januar 1991 - März 2000
EEG: Januar 2009
Novelle BauGB:November 1997
EEG:Januar 2012
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Verfahren A „Bilanzierung von Brennstoff und Strom“Die Stromproduktion der KWK-Anlage wird bei der Anlagenbewertung nach DIN V 18599-1 berücksichtigt (Gutschrift) . Außerdem wird der Endenergiebedarf des Brennstoffs für die KWK-Anlage und den Spitzenlast-Wärmeerzeuger an den Teil 1 übergeben.
Ergebnisse: - KWK-Netto-Stromproduktion Qf,prod,CHP,a
- brennwertbezogener Endenergiebedarf des KWK-Prozesses Qf,CHP,a
- brennwertbezogener Endenergiebedarf des Spitzenlastwärmeerzeugers Qf,HP,a
Verfahren B „Bilanzierung des Primärenergiefaktors für Wärme“ – EnEV 2014Alternativ darf die von der KWK-Anlage gelieferte Wärme bilanziert werden, in diesem Fall wird ein zugehöriger Primärenergiefaktor ermittelt.
Ergebnisse: - bereitzustellende Endenergie Wärme Qf,a
- Primärenergiefaktor dieser Wärme fP
Berechnung KWK nach DIN V 18599-9: 2011
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Auswirkungen der Änderung von PEFStromam Beispiel eines konkreten Nahwärmenetzes
Nahwärmenetz für ca. 50 Wohngebäude, fast ausschließlich EFH Leitungslänge Nahwärmenetz gesamt : 1.400 m Gesamte Gebäudeheizlast: 430 kW Gesamte Gebäudenutzfläche: 15.150 m²
Wärmeerzeugung BHKW (αGBHKW=61%, Leistung: thermisch 100 kW, elektrisch 49,5 kW) Gas-Brennwertkessel als Spitzen- und Ersatzwärmerzeuger
(αGBW=39%, 600 kW Nennleistung) Einsatz von Erdgas-Biogas-Gemisch mit 35% Biogasanteil
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Auswirkungen der Änderung von PEFStromam Beispiel eines konkreten Nahwärmenetzes
Primärenergiefaktor des Nahwärmenetzes nach EnEV 2009 ursprünglich fp=0,59
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Auswirkungen der Änderung des PEFStromauf den Primärenergiefaktor des Nahwärmenetzes
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0,59
0,43 0,430,50 0,49
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
EnEV 2009 AGFW EnEV 2009 nachAuslegung
DIN V18599:2011-12
EnEV 2014 ab01.Januar 2016
PEF Strom 2,6 2,6 2,6 2,4 1,8
PEF Verdrängung 2,6 3,0 3,0 2,8 2,8
Primärenergiefaktor des Nahwärmenetzes stark von der Bewertung des KWK-Stroms
(primärenergetischer Gutschrift) abhängig
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Primärenergiefaktor einer Brennstoffzelle mit Spitzenlast-Brennwertkessel in Abhängigkeit von Deckungsanteil BZ und
Primärenergiefaktor für KWK-Strom
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FAZIT Technologie und Wirtschaftlichkeit von Mikro-KWK
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Dynamische Entwicklung bei Stirling- und Otto-Motoren, Geräte markverfügbar
Brennstoffzellen-Heizgeräte in der Markteinführungsphase
Investitions- und Betriebskosten wie bei anderen Effizienztechnologien relativ hoch, dafür aber deutliche Energiekosteneinsparungen gegenüber alten Bestandskesseln
Wirtschaftlichkeit im Einzelfall von Randbedingungen abhängig Auslastung (Vollbenutzungsstunden) Vorteile im Bestand Anteil des selbst verbrauchten Stroms am insgesamt erzeugten Strom Vergütung des erzeugten Stroms und sonstige Förderungen Politik
Mikro-KWK trägt im Gebäudebestand zu deutlichen CO2- und Primärenergieeinsparungen bei Beitrag zur Erfüllung Klimaschutzziele der Bundesregierung