Kraft Wärme Kopplung – Heiztechnik mit Doppelnutzen (Mini- und Mikro-KWK) Was spricht für KWK – Weshalb wird der KWK-Markt jetzt interessant? 17.10.2013 SHKG Forum, Messe Leipzig Dipl.-Ing. Erik Debertshäuser Geschäftsführer Fachverband SHK Land Brandenburg Der Fachverband SHK Land Brandenburg • gegründet 1990 • freiwilliger Zusammenschluss von: • 12 Regionalinnungen der Klempner-, Installateure & Heizungsbauer • 1 Landesinnung der Ofen- & Luftheizungsbauer • ~ 50 Einzelmitglieder • ~ 40 Fördermitglieder • ca. 2/3 des Umsatzes des SHK-, Klempner- & KLO-Handwerks Der Fachverband SHK Land Brandenburg Tarifpartner der Gewerkschaften Lobbyarbeit & Interessenvertretung Mitglieder-Info & Newsletter Handwerkermarke sanitär heizung klima Kostenlose technische & betriebswirtschaftliche Beratung Kostengünstige Weiterbildung Pflege des Gemeinsinns & der Berufsehre Rahmenverträge & Großabnehmerrabatte HaftungsübernahmeVereinbarungen (KfZ, Versicherungen, Berufskleidung) Der Fachverband SHK Land Brandenburg sanitär heizung klima Begriffsdefinition µ-KWK Kraft-Wärmekopplung beschreibt die gemeinschaftliche Erzeugung von Kraft und Wärme aus Effizienzgründen. Häufig, aber nicht immer, handelt es sich um einen Motor, dessen Abwärme genutzt wird und der über einen Generator Strom erzeugt (Ausnahme: Brennstoffzelle, Gasklimagerät, Kopplung mit mechanischer Nutzung) Die Größenordnung wird nicht einheitlich beschrieben. Häufig genutzte Definitionen sind: „µ-KWK“ (VDI 4656): bis 70 kW (Brennstoff) „Stromerzeugende Heizung“ (ASUE): 1-3 kWel Für unsere Veranstaltung: µ-KWK : Ein- und Zweifamilienhaus Bild: zigazou76 Vorteile KWK/Stromerzeugende Heizung Einsatzort Einfamilienhaus Beachten Sie die Randbedingungen ● Idealerweise hoher Strombedarf gekoppelt mit hohem Wärmebedarf.  Strom > 4.000 kWh und Wärme > 25.000 kWh  Lastgang beachten!  Optimierung der Anlage nicht vergessen! ● Technikaffinität der Nutzer ● Temperaturen idealerweise bis 70°C VL (Altbau) ● Platzbedarf, Schall ● Richtige Auslegung (insbesondere Speicher)  Förderrichtlinien  Laufzeit/Startverhalten Motor Achtung: µ-KWK-Anlagen sind keine Notstromanlagen! AUSLEGUNGSGRUNDLAGEN Die Auslegungsgrundlagen sind nicht eindeutig. Herstellerauslegung mit teilweise überraschender Grundlage Selbstgestrickte Berechnungen Entwurf VDI 4656 Wärmegeführt oder stromgeführt? VDI 4656 rechnet im Prinzip auf Dauerlauf Wie viel wird selbst genutzt? Feldtest 50 % - 60 %, max. 70 % Dauerlauf führt zu sinkender Eigennutzung Was heißt eigentlich „Stromführung“? 7:00 Uhr: Der Kunde steht auf und verbraucht vermehrt Strom. 6:00 Uhr: Die Heizung startet aus der Nachtabsenkung. Bedeutung des Lastganges und der Auswahl des KWK-Moduls Netzbezug KWK-Modul Einspeisung Bild (Original): ASUE Einspeisung und Formalitäten Zwei alternative Förderwege über Einspeisung Einspeisung nach KWKG + Energiesteuerrückerstattung Einspeisung nach EEG Scheitert bei kleinen Anlagen am Angebot/Preis für Biogas Zusätzlich eine Förderung über BAFA Einmalige Förderung als Zuschuss Regionale Förderung (zum Beispiel Landesförderung, Energieversorger) KWKG – Einspeisevergütung für Strom Förderung nach KWK-Gesetz 2012 KWK-Zuschlag 5,41 ct/kWh EEX Baseload Preis 4,04 ct/kWh Größenbereich KWK-Zuschlag [ct/kWh] Zeitdauer der Förderung bis 50 kW 5,41 10 Jahre ab Inbetriebnahme oder einmalige Zahlung für 30.000 Bh vorweg (bis 2kW el) 50 kW bis 250 kW 4,0 250 kW - 2 MW 2,4 über 2 MW 1,8 max. 30.000 Vollbenutzungsstunden EEX Baseload Preis 2012 zur Verrechnung nach dem KWK Gesetz sind ausschließlich die Quartalspreise zu verwenden Verm. Netzkosten* 0,5 ct/kWh ∑ 9,95 ct/kWh * regional unterschiedlich Energiesteuerrückerstattung plakative Größenordnung bei Stirling (1 kWel) Vergütung selbst erzeugter und genutzter Strom (5,41 c/kWh), bei 1.500 kWh 80 € p.a. Ersparung Stromrechnung bei 1.500 kWh (24 c/kWh) 360 € p.a. Größenordnung Einspeisevergütung bei 1.500 kWh (el) (9,95 c/kWh): 150 € p.a. Größenordnung Energiesteuerrückerstattung bei 25.000 kWh Brennstoffeinsatz für KWK (0,55 c/kWh): 140 € p.a. Summe der Einsparung: 730 € p.a. Dieser Anteil sollte maximiert werden. Arbeitsaufwand beachten, EU-Problematik Dem steht ein gewisser Mehrverbrauch gegenüber, der aber durch Optimierung und bessere Technik gegenüber dem Altgerät kompensiert wird. 1500 +1500 = 3000 kWh Gut zu wissen: Erträge µ-KWK bei 3000 kWh/a Stromerzeugung Bild (Original): Prof. Dr.-Ing. Bert Oschatz, ITG Dresden (Bestands-Einfamilienhaus) Förderung BAFA Randbedingungen (Auszug, am Beispiel 1 kWel) ● 1.500 € (ab 01.01.2014 Degression 5% p.a) ● Jährliche Betriebsdaten (Brennstoff, Strom) zwecks Monitoring ● Pufferspeicher 70 l / installierte kWh(thermisch), mindestens 300 l ● Hydraulischer Abgleich (-> Schulung „Fachregel Optimierung“, Software ZVPLAN) ● Umwälzpumpen Effizienzklasse A ● KWK-Anlagen aus BAFA-Liste ● Kein Anschluss- /Benutzungszwang Fernwärme ● Wartungsvertrag ● Wärme- und Stromzähler für KWK-Prozess ● Ab 01.04.2012 Mehr unter: www.bafa.de Bild: Wolfgang Staudt Nochmals zur Klarstellung Wer einspeist und Förderung haben möchte, braucht… 1 Stromzähler am Hauseingang nach EVU-Vorgabe (bilanziert Einspeisung und Bezug) 1 Stromzähler am Gerät (netto Stromerzeugung vor Eigenverbrauch und Einspeisung) 1 Wärmemengenzähler oder alternative Lösung Einen hydraulischen Abgleich Ein geeignetes Gerät mit einem förderkonformen Pufferspeicher Bild: falonaj Kosten Lieferung und Installation (inkl. MwSt.) (Feldtest mit 130 Anlagen) 35.000 € 30.000 € 30.000 € 25.000 € 22.650 € 20.000 € 15.000 € 14.000 € 10.000 € 7.000 € 5.000 € 0€ Min Kosten MKWK Quelle: E.ON Max Kosten MKWK Ø-Kosten MKWK Ø-Install.kosten ZUSAMMENFASSUNG Die Anforderungen sind hoch, aber beherrschbar. ● Weiterbildung (z.B. SHK Kraftwerker) ● Planungsleistung ● Administrative Aufgaben Die Aussichten sind vielversprechend. ● Potenziell gesundes Preisgefüge ● Möglichkeit, sich lokal als moderner Betrieb zu positionieren ● KWK als eine wichtige Variante neben der Brennwerttechnik  Brennwerttechnik fast 25 Jahre alt KWK-Simulation 3D (ETU) Auslegungs- und Simulationssoftware zur Planung und Optimierung von KWK- Anlagen  Bedarfsbestimmung: Bestimmung des Heizenergiebedarfs anhand von Gebäudedaten, Gebäudenutzung und klimatischen Bedingungen  Nutzungsprofile für Sollwert der Heizung, Warmwasserbedarf und Stromverbrauch, in stündlicher Auflösung, aus Bibliothek und frei editierbar  BHKW aus Katalogdaten (ca. 40 BHKW, von 4 kW thermisch bis 50 kW)  Berechnung der Anlagenkonfiguration nach den Gegebenheiten vor Ort  Auslegung von KWK-Anlagen entsprechend den klimatischen Bedingungen  Simulation nach Klima- bzw. Gebäudedaten, Nutzungsprofilen etc.  Tabellarische und grafische Erfassung Marktübersicht Mikro-KWK Otto-Motor Wärme Zündkerze Ventil Benzin-LuftGemisch ansaugen  Prinzip: Interne Verbrennung explosive Verbrennung Benzin-LuftGemisch verdichten Heiße Abgase werden ausgestoßen  Maßgebliche Entwicklungen: - Vaillant ecoPower 1.0 1 kWel - Kirsch L 4.12 2–4 kWel 1. Takt 2. Takt 3. Takt 4. Takt Kurbelwelle Kraft Stirling-Motor  Prinzip: externe Verbrennung Verdrängerkolben mit Regenerator Arbeitskolben  Maßgebliche Entwicklungen: - Microgen - Infinia/Enatec - WhisperGen Quelle: EON 1 kWel 1 kWel 1 kWel Kraft Wärmeabfuhr Wärme Wärmezufuhr Marktübersicht Mikro-KWK Otto-Motor Vaillant Infinia/Enatec Stirling-Motor BT / Buderus Kirsch BT / Junkers Ariston / elco Microgen Stirling-Motor Quelle: EON Vaillant Viessmann Brötje Remeha Senertec Bei den aktuellen Geräteentwicklungen gibt es insbesondere bei den StirlingSystemen Kerntechnologien, die von verschiedenen Heizgeräteherstellern in deren entsprechende Systemlandschaft integriert werden. Wie wird sich das Marktvolumen entwickeln? Marktvolumen mikro-KWK (<3kW el.) in tausend Stk. 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Bis 2020 erwartet Vaillant ca. 185.500 installierte mikro-KWK Systeme (<3kW el.). Quelle: Interne Annahme Vaillant Group 2020 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.-Ing. Erik Debertshäuser Geschäftsführer Fachverband SHK Land Brandenburg 0331 747 04 14 0176 112 220 21 [email protected] www.brandenburg-shk.de