Moderne KWK‐Technologien – Technik und Wirtschaftlichkeit Markus Gailfuß BHKW‐Infozentrum Rastatt / BHKW‐Consult Florian Anders Energiekompetenzzentrum Kraft‐Wärme‐Kopplung der KEA Webinar, 15.12.2016
Energiewende ‐ Sektorenkopplung
Webinar „Moderne KWK‐Technologien – Technik und Wirtschaftlichkeit“, 15.12.2016
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Prinzip der Kraft‐Wärme‐Kopplung
Webinar „Moderne KWK‐Technologien – Technik und Wirtschaftlichkeit“, 15.12.2016
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Umfrage KWK‐Anlagen in Deutschland
Wieviele KWK‐Anlagen werden jedes Jahr in Deutschland neu installiert?
weniger als 3.000
3.000 bis 6.000
6.000 bis 9.000
mehr als 9.000
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Marktentwicklung Wärmeerzeuger (Heizkessel, etc.)
Quelle: BDH 2015
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Brennstoffe für KWK‐Anlagen
Fossil
Regenerativ
Erdgas
Pflanzenöl
Heizöl
Ethanol
Flüssiggas
Biogas
Bio‐Erdgas
Klärgas
Deponiegas
Holz
Holzgas
Müll / Abfallbrennstoffe
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KWK‐Technologien
KWK‐Technologien
Stirlingmotor
Dampfmotor Dampfturbine
ORC‐ und Kalina‐Cycle‐Anlage
Verbrennungsmotor Fremdzünder (Otto) Selbstzünder (Diesel)
Gasturbine
Brennstoffzelle Grafik und Inhalt: BHKW‐Infozentrum Rastatt
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KWK‐Technologie Verbrennungsmotor
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KWK‐Technologie Stirlingmotor
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KWK‐Technologie Mikrogasturbine
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KWK‐Technologie Brennstoffzelle
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Moderne KWK‐Technologien – Technik und Wirtschaftlichkeit
Markt und Anwendungsfelder
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Umfrage Anzahl KWK‐Hersteller
Wieviele KWK‐Hersteller bieten ihre Anlagen in Deutschland an?
weniger als 10 Unternehmen
10 bis 30 Unternehmen
30 bis 50 Unternehmen
50 bis 70 Unternehmen
mehr als 70 Unternehmen
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Presentermedia / BHKW‐Infozentrum
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Datenbank der in Deutschland verfügbaren KWK‐Module
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•
basierend auf den BHKW‐Kenndaten der ASUE und des BHKW‐ Infozentrums
•
regelmäßig erweitert und aktualisiert
•
August 2016: 1.347 Module von 79 BHKW‐Anbietern
•
interaktive Suche nach Leistung und Brennstoff
•
im Internet unter bhkw‐kenndaten.de
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BHKW‐Kenndaten Elektrische Effizienz
Quelle: BHKW‐Kenndaten ASUE/BHKW‐Infozentrum (Datenbank‐Stand 03.08.2016 ) Grafik: BHKW‐Infozentrum Rastatt (www.bhkw‐kenndaten.de)
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BHKW‐Kenndaten Elektrische Effizienz
Quelle: BHKW‐Kenndaten ASUE/BHKW‐Infozentrum (Datenbank‐Stand 03.08.2016 ) Grafik: BHKW‐Infozentrum Rastatt (www.bhkw‐kenndaten.de)
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BHKW‐Module Bilder Google‐Suche
Bild: Screenshot Google‐Suchergebnis
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Einsatzmöglichkeiten von KWK‐Anlagen
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Einsatzmöglichkeiten von KWK‐Anlagen
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www.bhkw‐infozentrum.de BHKW‐Infos / Anwendungsfelder
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Einsatzmöglichkeiten von KWK(K)‐Anlagen
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Umfrage Geeignete KWK‐Technologie
Welche KWK‐Technologie scheint für ihren Anwendungsfall besonders geeignet?
Verbrennungsmotor
Mikrogasturbine / Gasturbine
Stirlingmotor
Brennstoffzelle
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Moderne KWK‐Technologien – Technik und Wirtschaftlichkeit
Auslegung und Planung
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Auslegung von KWK‐Anlagen
Bild: Energiekompetenzzentrum BW
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Auslegung von KWK‐Anlagen
KWK‐Anlagen werden normaler Weise nach dem Wärmebedarf ausgelegt
Spitzenlast wird durch Heizkessel bereitgestellt
Vielfache Meinung: je höher die jährlichen Betriebsstunden der KWK‐ Anlage umso besser
Realität ist deutlich komplexer
Beachtet werden müssen
möglichst hoher Anteil KWK‐Wärme am Gesamtwärmebedarf
Stromeigennutzungsmöglichkeit
gesetzliche Vorgaben (z. B. EnEV, EEWärmeG, EWärmeG)
Vergleich unterschiedlicher Leistungsgrößen hinsichtlich der Gesamtkosten
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Wärmebedarf Tagungszentrum / Hotel
Wärmelastdeckung durch BHKW 15 kWel 160.000
Wärmeerzeugung in kWh
140.000 120.000 100.000 Kessel
80.000
BHKW
60.000 40.000 20.000 0 Jan
Feb
Mrz
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
Grafik und Inhalt: BHKW‐Infozentrum Rastatt
Laufzeit BHKW: Wärmebedarfsabdeckung:
7.500 Stunden/a 30%
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Wärmebedarf Tagungszentrum / Hotel
Wärmelastdeckung durch BHKW 34 kWel 160.000
Wärmeerzeugung in kWh
140.000 120.000 100.000 Kessel
80.000
BHKW
60.000 40.000 20.000 0 Jan
Feb
Mrz
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
Grafik und Inhalt: BHKW‐Infozentrum Rastatt
Laufzeit BHKW: Wärmebedarfsabdeckung:
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6.400 Stunden/a 50%
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Wärmebedarf Tagungszentrum / Hotel
Wärmelastdeckung durch BHKW 50 kWel 160.000
Wärmeerzeugung in kWh
140.000 120.000 100.000 Kessel
80.000
BHKW
60.000 40.000 20.000 0 Jan
Feb
Mrz
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
Grafik und Inhalt: BHKW‐Infozentrum Rastatt
Laufzeit BHKW: Wärmebedarfsabdeckung:
Webinar „Moderne KWK‐Technologien – Technik und Wirtschaftlichkeit“, 15.12.2016
6.000 Stunden/a 60%
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Strombezug Tagungszentrum / Hotel
Grafik und Inhalt: BHKW‐Infozentrum Rastatt
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Strombezug Tagungszentrum / Hotel
Grafik und Inhalt: BHKW‐Infozentrum Rastatt
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Technische Einbindung
Presentermedia / BHKW‐Infozentrum
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Moderne KWK‐Technologien – Technik und Wirtschaftlichkeit
Wirtschaftlichkeit
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Wirtschaftlichkeitsberechnung
Investitionskosten alleine sind nicht entscheidend
Wirtschaftlichkeit wird betrachtet
Kosten und Erlöse der unterschiedlichen Heizvarianten werden über einen Zeitraum von 10‐20 Jahre verglichen
Fokus ist gerichtet auf das Versorgungsobjekt (Gebäude)
Basis ist die Energiebilanz der verschiedenen Heizvarianten
VDI‐Richtlinie 2067 „Wirtschaftlichkeit gebäudetechnischer Anlagen“
Kosten werden jährlich betrachtet
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Wirtschaftlichkeitsberechnung Kosten
Investitionskosten für BHKW‐Modul
Kosten für technische Einbindung des BHKW‐Moduls
Zins und Tilgung dieser Kosten auf Jahreswerte
Vollwartungskosten
Wartung
Instandsetzung
Brennstoffkosten
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Umfrage Bedeutung Investitionskosten
Wieviel Prozent der in zehn Jahren anfallenden Kosten für einen BHKW‐Betrieb im Leistungsbereich 20 kW bis 100 kW sind den Investitionskosten zuzuordnen?
weniger als 15%
zwischen 15% und 30 %
zwischen 30% und 50 %
mehr als 50%
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Presentermedia / BHKW‐Infozentrum
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Investitionskosten Erdgas‐Verbrennungsmotoren elektrische Leistung
5 kW
20 kW
50 kW
110 kW
500 kW
Richtpreisübersicht 2015 der ASUE / BHKW‐Infozentrum Gerundete Nettoinvestition Modulkosten
20.000,‐ Euro
38.000,‐ Euro
69.000,‐ Euro
103.000,‐ Euro
275.000,‐ Euro
Richtpreisübersicht 2015 der ASUE / BHKW‐Infozentrum Gerundete Nettoinvestition Modul inklusive Einbindung und Pufferspeicher
30.000,‐ Euro
55.000,‐ Euro
100.000,‐ Euro
156.000,‐ Euro
440.000,‐ Euro
900,‐ Euro
2.200,‐ Euro
4.500,‐ Euro
7.500,‐ Euro
23.500,‐ Euro
Zusatzkosten Brennwertwärme‐ Tauscher gemäß BHKW‐Consult‐ Studie 2015 Gerundete Nettoinvestition inkl. Standard‐Einbindung
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Vollwartungskosten Erdgas‐Verbrennungsmotoren
Elektrische Leistung in kW
Vollwartungspreise in Ct/kWhel 5
4,4 – 6,5
20
3,4 – 4,2
50
2,6 – 3,4
100
1,9 – 2,5
250
1,4 – 1,8
500
1,1 – 1,4
Daten aus Projekten und Anfragen des BHKW‐Infozentrums und BHKW‐Consult in den Jahren 2014 bis 2015
Netto‐Angaben ohne MwSt. pro kWh erzeugter Brutto‐Strommenge
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Kosten und Erlöse KWK‐Anlagen bis 2.000 kW Investitions‐Förderung
Investition
Wärme‐Erlöse
Brennstoffkosten Energiesteuer
Strom‐Erlöse Grafik und Inhalt: BHKW‐Infozentrum Rastatt
Bild: presentermedia / BHKW‐Infozentrum
Energiesteuer‐ Rückerstattung
Instandhaltung
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Investitionsförderung
günstigere Kreditvergabe bei Erreichung besserer Energie‐ Effizienzklassen durch Einsatz von KWK‐Anlagen
KfW‐Förderprogramme
Förderprogramm: Energieeffizient Bauen und Sanieren ‐ Zuschuss Brennstoffzelle
Mini‐KWK‐Impulsprogramm
Förderprogramm KlimaschutzPlus in Baden‐Württemberg
Regionale Förderprogramme
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Wärmeerlöse einer KWK‐Anlage
Vermeidung der Kosten für eine alternative eigene Wärmeerzeugung
Erdgaskosten im eigenen Heizkessel
Verkauf der Wärme an Dritte
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Stromerlöse einer KWK‐Anlage Selbstnutzung und Allgemeinstrom • Stromsubstitution (z. B. 16 Cent/kWh) • EEG‐Umlage i. H. v. 40% muss abgeführt werden • KWK‐Zuschlag (Förderung nach KWKG)
Stromverkauf an Dritte • Stromsubstitution (z. B. 15 Cent/kWh) • EEG‐Umlage i. H. v. 100% muss abgeführt werden • KWK‐Zuschlag (Förderung nach KWKG)
Grafik und Inhalt: BHKW‐Infozentrum Rastatt
Einspeisung in das Netz der allgemeinen Versorgung • Stromeinspeisevergütung (Üblicher Preis und Entgelte für dezentrale Einspeisung oder Direktvermarktung) rund 3‐4 Cent/kWh • KWK‐Zuschlag (Förderung nach KWKG) • keine EEG‐Umlage
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Wirtschaftlichkeitsvergleich für Versorgungsobjekt
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Moderne KWK‐Technologien – Technik und Wirtschaftlichkeit
Beispielhafte KWK‐Projekte
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KWK‐Broschüre 33 Erfolgsbeispiele aus BW
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Datenbank BHKW des Monats
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Moderne KWK‐Technologien – Technik und Wirtschaftlichkeit
Fazit
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KWK als Zukunftsoption
Kraft‐Wärme‐Kopplung ist ökologisch und ökonomisch sinnvoll, wenn die Wärme genutzt werden kann
die allermeisten KWK‐Anlagen werden derzeit noch wärmegeführt betrieben
moderne KWK‐Anlagen werden stromoptimiert oder stromorientiert gefahren
zukünftig wird die Entkopplung der Strombereitstellung von der Wärmenutzung im Zuge der Flexibilisierung der KWK‐Anlagen an Bedeutung gewinnen
dies wird zu größer dimensionierten KWK‐Anlagen mit weniger Betriebsstunden pro Jahr führen
kurz‐ und mittelfristig werden insbesondere KWK‐Anlagen, die den Strombezug durch KWK‐Strom ersetzen, besonders wirtschaftlich sein
langfristig wird die KWK‐Technologie auf regenerative Energiequellen umsteigen müssen und nur noch in Zeiten in Betrieb sein, in denen Wind‐ und Solarstrom nicht in ausreichender Menge zur Verfügung stehen
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Danke für Ihre Aufmerksamkeit!
Das nächste KWK‐Webinar mit dem Schwerpunktthema „Rechtliche Rahmenbedingungen“ findet am 2. Februar 2017 statt Linksammlung: Energiekompetenzzentrum BW BHKW‐Infozentrum Rastatt BHKW‐Consult
http://www.energiekompetenz‐bw.de/ https://www.bhkw‐infozentrum.de http://www.bhkw‐consult.de
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