Mikro KWK Die stromerzeugende Heizung - Dipl.-Ing. (TU) Burkhard Maier Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik e. V.
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Mikro KWK Die stromerzeugende Heizung Dipl.-Ing. (TU) Burkhard Maier Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik e. V.
Agenda
Mikro-KWK, die umweltfreundliche,
stromerzeugende Heizung
Vorteile der dezentralen
Stromerzeugung
Technologien zur
Gebäudebeheizung im
Vergleich
Praxisbeispiel Stirling-Heizgerät
Vergleich von wärme- und
stromoptimierter Fahrweise
Fördermittel für Mikro-KWK
Einsatz von Stromspeichern
(Batterien)
Zusammenfassung
Vorteile der Kraft-Wärme Kopplung
Quelle: ASUE
Funktionsprinzip Einspeisung
+700 W - 100 W - 200 W
KWK
Zähler
Haupt-Zähler
+1000 W
Funktionsprinzip Bezug aus dem Netz
-300 W - 100 W - 200 W
KWK
Zähler
Haupt-Zähler - 1000 W +1000 W
Technologievergleich Mikro-KWK / übrige Heizung
System Erdgas-/Öl-
Erdgas-/Öl- Mikro-KWK Mikro-KWK Elektro-
Brennwert- Pellet-
Brennwert- mit Stirling- mit Otto- Wärme-
heizung & Heizung
heizung Motor Motor pumpe
Solarthermie
Einmalige Anschaffungskosten 6.000 € 14.000 € 14.500 € 25.000 € 19.000 € 20.000 €
Laufende Energiekosten 1.900 € 1.600 € 2.000 € 2.300 € 1.500 € 1.500 €
pro Jahr pro Jahr pro Jahr pro Jahr pro Jahr pro Jahr pro Jahr
Durchschnittl. Stromkosten-
800 € 1.000 €
einsparung pro Jahr --- --- --- ---
pro Jahr pro Jahr
(inkl. Einspeisevergütung)
Staatliche Förderung
300 € 1.600 € 2.375 € 2.375 € 1.200 € 2.500 €
(einmalig)
CO2-Einsparung ggü.
10% 25% 40% 40% 20% 80%
klassischer Erdgas-/ Ölheizung
Anmerkungen Erdgas-/ Erdgas-/ Strom- Strom- Luft als Inklusive
Ölheizung Ölheizung erzeugende erzeugende Wärme-quelle Pellet-
vorhanden vorhanden Heizung mit Heizung mit speicher
Anschaffungs- 6m2 verhältnis- verhältnis-
kosten beziehen Kollektoren für mäßig mäßig hoher
sich auf Moderni- Warm-wasser geringer Strom-
sierung der und Strom- erzeugung
vorhandenen Heizungsun- erzeugung
Heizung auf den terstützung
neuesten Stand Inklusive
Modernisierung
der vorhanden-
en Heizung auf
den neuesten
Stand
Bei den ausgewiesen Kosten handelt es sich um durchschnittliche Werte für einen 4-Personen-Haus(halt) mit rund 150 m2 Nutzfläche.
Technologie: Brennstoffzellen-Heizgerät
Das Brennstoffzellen-Heizgerät besteht aus
den Modulen:
PEFC-Brennstoffzelleneinheit
20 kW (26 kW) Spitzenlastwärmeerzeuger
300 l Pufferspeicher
Hydraulikmodul
Energiemanager
Zielmarkt:
Neubaumarkt und modernisierte
Bestandsbauten
Optimierte thermische Leistung bietet die
Möglichkeit, in den Bereich der Niedrig-
und Passivenergiehäuser vorzustoßen.
Der hohe el. Wirkungsgrad erhöht für den
Kunden die Wirtschaftlichkeit des Systems.
Brennstoffzellen-Heizgerät
Brennstoffe: Erdgas Typ E & Typ LL
Leistungsdaten: 250-700 W elektrisch
960 W thermisch
Wirkungsgrade1: >35 % elektrisch
56% thermisch
Maße 1800 mm (Höhe2)
(Gesamtsystem): 1200 mm (Breite)
1050 mm (Tiefe)
Gewicht BZE: 125 kg
Standzeit: Stack-Lebensdauer von
80.000 h bei 1000
Start/Stopp-Zyklen
1bezogen auf Hi nach DIN EN 50465
2ohne Abgassystem
Änderung und Irrtum vorbehalten
Praxisbeispiel
Bilanzierung von
Wärme
Strom
Gas
6 Wohneinheiten
Baujahr 1970
310 m² Wohnfläche
Klima-Region Raum Berlin
Heizwärmeverbrauch
47.000 kWh/a
Warmwasser 7.000 kWh/a
Stromverbrauch 19.200 kWh/a
Feldtestergebnisse
Laufzeit 5789 h/a
Anteil Stirling 85 %
Stromproduktion 5.361 kWh
Eigenverbrauch 70 %
Brennerstarts 8,4 / d
Primärenergieeinsparung 25 %
5.361 kWh 70%
3.753 kWh x 0,29 € = 1.088 €
30% 1.608 kWh x 0,09 € = 145 €
5.361 kWh x 7,3 x 0,0055 € = 215 €
1.448 €Stromlastgang
Stromlastgang mit Zwangsladung
Gegenüberstellung der Ergebnisse etwas geringeren Stromproduktion Erhöhung des Eigennutzungsanteil um ca. 5 % Ersparnis ca. 50 €/a
Gesamtübersicht mögliche Förderungen Mikro-KWK
Förderung Art Betrag
Bafa Basisförderung 1.900 €
Bafa Wärmeeffizienzbonus 475 €
Bafa KWK Zuschlag pauschal 1.623 €
KfW Investitionszuschuss 1.500 €
Gesamtbetrag:
5.498 €
+ Regionale Förderungen
(Bundesland, Kommune, Gemeinde)
z.B. Klimaschutzagentur Mannheim 4500€
Stand 01.01.2015Stromspeicher (Batterien) Speicher bei niedrigem Verbrauch laden Speicher bei hohem Verbrauch (Peak) entladen Eigennutzung von selbst produziertem kostengünstigem Strom maximieren Zukauf von teurem Strom aus dem Netz minimieren Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz erhöhen (~ 95 %) Erweiterbar für die Einbindung von Photovoltaik-Anlagen Fördermöglichkeit für Batterien nutzen (~ 2.000 €) CO2-Emissionen reduzieren und die Umwelt schonen
Stromverlauf über den Tag mit und ohne PV
Kostenrechnung
Stirling system: 14300€ Battery: 0€ Bester Fall
Heat demand kWh 15.000 25.000 35.000
Runhours engine h 1850 3800 4950 Praxiswerte
Own consumption % 55 55 55
Revenues per annum € 433 893 1162
System price € 12950 12950 12950
Pay back time y 34,8 15,6 11,4
Stirling system: 14300€ Battery: 2540€ Inkl. Batterie
Heat demand kWh 15.000 25.000 35.000
Je höher der
Runhours engine h 1850 3800 4950
Eigenverbrauch desto
Own consumption % 80 80 80
kürzer die
Revenues per annum € 517 1066 1387
System price € 12950 12950 12950
Amortisationszeit
Battery price € 540 540 540
Pay back time y 29,3 13,2 9,7
Stromverbrauch: 3-4 Personen, 5.000 kWh
Annahmen: Energiesteuerrückerstattung (5,50 €/MWh Gas), Stromeinspeisung (0,0541 €/kWh), Kosten
für selbst produzierten Strom (0,27 €/kWh)
Ohne Installationskosten, Förderung der Batterie: 2000€, Förderung Mikro-KWK: 2.375 € (2015)Batterieauswahl für stationären Betrieb
Zusammenfassung Mikro-KWK Mikro-KWK Anlagen mit Otto- und Stirling-Motor sind als Seriengeräte verfügbar und laufen stabil. Die Amortisation wird sich in den nächsten Jahren weiter verbessern, da die Schere zwischen Strom- und Gaspreis weiter auseinandergehen wird. Die Energiewende benötigt neue intelligente Lösungen, die es ermöglichen, die Lücke in der Energieversorgung zu schließen. (z. B. Schwarmstromnutzung, allg. dezentrale Lösungen) Brennstoffzellen-Heizgeräte sind im Wirkungsgrad deutlich besser und befinden sich derzeit in der Phase der Markteinführung. Neue attraktive Fördermöglichkeiten sollen die Mikro-KWK- Technologien auch im Einfamilienhaus weiter vorantreiben. Die Ergänzung von Batterien ist für die Mikro-KWK theoretisch wirtschaftlich darstellbar, ist derzeit aber nur vereinzelt im Einsatz. Mit Batterien sind Betreiber von Mikro-KWK-Anlagen im Einfamilienhaus nahezu energieautark in Bezug auf Strom. Ein Teil der Kapazität der Batterien könnte der Allgemeinheit zur Verfügung gestellt werden. (Massenspeicher) Die steigende Anzahl an PV-Anlagen, die aus den 10 Jahre der Förderung herausfallen, wird den Bedarf an Batterien deutlich steigern.
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Referent (Titel Vorname Nachname) Bundesindustrieverband Deutschland Haus,- Energie- und Umwelttechnik e. V. BDH www.bdh-koeln.de
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