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Kraft-Wärme-Kopplung: Auf dieser Seite

Stromerzeugung: Ein Effizienz- und Umweltproblem

Anteil von Brenstoffen an der Stromerzeugung BRDStrom-aus-EE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) Biomasse und erneuerbare Abfälle, nicht erneuerbare Abfälle.  3) Darin enthalten Naturgase 10,9% :  Erdgas, Erdölgas und Grubengas sowie Klärgas einschl. Biogas, davon Erdgas 10,8%.  4) Windkraft  einschl. Photovoltaik.  Quelle: BMU, Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen

  • 45% des CO2 Ausstoßes in der BRD sind der Energiewirtschaft zuzurechnen (siehe auch Klimaschutz). Dieses beruht erstens auf dem hohen Anteil von fossilen Energieträgern (63%) und zweitens auf dem miserablen Wirkungsgrad mit dem die Primärenergie in Strom umgewandelt wird (letzteres gilt auch für erneuerbare Energien aus Biomasse).
  • Erneuerbare Energien decken heute 14% der für Stromerzeugung benötigter Energie. Mit dem Ausstieg aus der Kernenergie müssen nochmals 28% ersetzt werden. Dieses ist prinzipiell langfristig möglich durch den Ausbau von Wind, Wasser, Photovoltaik und Geothermie. Es verbleibt aber auch dann der hohe Anteil des mit schlechtem Wirkungsgrad erzeugten Stroms (60 bis 70%).
  • Dieses Problem kann mit einer Stromerzeugung, die auf Kraft-Wärme-Kopplung beruht, wesentlich entschärft werden (Steigerung des Wirkungsgrades von ~40 auf ~85%). Damit könnte die CO2 Bilanz der BRD um ~15% verbessert werden.

Kraft-Wärme-Kopplung was ist das ?

konventionelle Stromerzeugung

Zu 1:

In den traditionellen Kraftwerken betragen die Verluste bei der Umwandlung der Primärenergie in Strom ~58%. Entstehende Abwärme wird in die Atmosphäre oder in Flüsse entlassen.  Da Großkraftwerke in der Regel nicht in der Nähe größerer Siedlungen gebaut werden dürfen, ist eine anderweitige Verwendung der Abwärme nicht wirtschaftlich möglich.

zu 2:

Ist das Kraftwerk so ausgelegt, dass auch die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme genutzt wird spricht man von Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Dies setzt voraus , dass für die “Nah/Fern-Wärme” Abnehmer zur Verfügung stehen, die über ein Wärmeverteilnetz versorgt werden können. Das Prinzip  der Kraft-Wärme-Kopplung ist bereits vielfach in Heizkraftwerken realisiert. Damit lassen sich ~80 % der Primärenergie nutzen.

zu 3:

Das Blockheizkraftwerk (BHKW) oder Mini-BHKW erschließt die KWK auch kleineren Liegenschaften wie Mehrfamilienhäusern, Handwerks /Industriebetrieben, öffentlichen Gebäuden, Bürobauten, oder einer kleineren Ansammlung von Einzelgebäuden. BHKW haben thermische Leistungen von etwa 50 kW bis zu einigen MegaWatt. Kleine Blockheizkraftwerke (Mini-BHKW) haben typische thermische Leistungen von 6kW bis 30 kW. Mini-BHKW sind kompakte Blöcke die in einer  Einheit Motor, Generator , Wärmetauscher und Regelung beinhalten. Sie werden als Seriengeräte industriell gefertigt und müssen am Aufstellungsort nur noch angeschlossen werden.

 

Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung mit Fermwärme
Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung mit Blockheizkraftwerk

Dezentrale BHKW sind ein Baustein des deutschen Klimaschutzprogramms. Ziel dieses Programms ist es die Erzeugung von Strom bundesweit effizienter zu gestalten und damit den CO2 Ausstoß zu verringern. Die dezentrale Stromerzeugung bietet darüber hinaus auch weitere Vorteile: Schutz gegen Netzstörungen, Entlastung des zentralen Netzes (dieses ist nach wie vor erforderlich für den Last- Spitzenausgleich).

Aufbau Mini-BHKW

Aufbau / Komponeneten eines MINI-BHKW

Ein BHKW besteht im wesentlichen aus dem Verbrennungsmotor, dem Generator und den Wärmetauschern, die dem Kühlwasser und dem Abgas die Wärme entziehen. Es werden auch Anlagen mit Kondensationswärmetauscher im Abgasstrang zur Brennwertnutzung angeboten. Als Treibstoff dienen Gas und Öl (auch Bio-Gas/Öl). Bevorzugter Brennstoff ist Erdgas. Als Motor werden angepasste Diesel- oder Ottomotoren verwendet. Die Nutzungsdauer beträgt ca. 80.000 Betriebsstunden. Dies sind bei jährlicher Laufzeit von ~5.000 Stunden rund 15 Jahre.

Neuere Entwicklungen sind der Stirlingmotor als Antrieb (auch mit Pellets als Brennstoff) und Brennstoffzellen basierte BHKW. Ersteres bereits als marktgängiges Produkt, letzteres im Erprobungsstadium.

Einsatzbereich und Besonderheiten einer BHKW-Heizung mit Stromerzeugung

Einsatzbereich von BHKW:

Blockheizkraftwerke können überall dort eingesetzt werden, wo neben Elektrizität auch Wärme genutzt wird. Da Wärme im Gegensatz zu elektrischer Energie nicht über weite Strecken ohne große Verluste transportiert werden kann, findet man Blockheizkraftwerke immer dort, wo die anfallende Wärme auch genutzt werden kann. Wichtige Einsatzgebiete für BHKWs sind deshalb Wohnsiedlungen, Gewerbebetriebe und Gewerbeparks, öffentliche Gebäude und Schwimmbäder. Mittlerweile werden aber auch Blockheizkraftwerke für den Betrieb in Ein- und Zweifamilienhäusern angeboten. Diese BHKWs mit Leistungen kleiner 50kW bezeichnet man auch als Mini-BHKWs. Die folgenden Ausführungen beziehen sich im wesentlichen auf Mini-BHKWs

Randbedingungen für den Einsatz:

  • Verbrennungsmotoren haben schlechte Teillast-Wirkungsgrade und unterliegen bei häufigem Start-Stop Betrieb erhöhtem Verschleiß. Ein BHKW dass nur wenige Stunden im Jahr läuft, kann zudem nie wirtschaftlich arbeiten, da es sich über den Betrieb amortisieren muss. Um wirtschaftlich zu arbeiten, sollten BHKW daher am optimalen Arbeitspunkt möglichst lange laufen.(Laufzeiten von 4000 bis 5500 Stunden sollten erreicht werden)
  • Der erzeugte Strom kann in das öffentliche Netz eingespeist oder selber verbraucht werden. Die Einspeisevergütung, die man vom EVU erhält, ist allerdings bei Weitem nicht Kosten deckend. Es sollte daher ein möglichst großer Anteil des erzeugten Stromes auch selbst verbraucht werden können.

Diese Randbedingungen schränken den Einsatzbereich ein:

BHKWs können bei wirtschaftlichem Einsatz nur den Grundlastbereich abdecken. Mini-BHKW werden daher für etwa 20 bis 40% der maximal benötigten Heizlast ausgelegt. Es wird ein zusätzlicher (herkömmlicher) Kessel zur Abdeckung der Spitzenlast benötigt ( “Spitzenkessel” ).

Die kleinsten derzeit angebotenen Mini-BHKW haben thermische Leistungen von ca. 10 bis 20kW. Bei 5000 Betriebsstunden entspricht das einer Jahresarbeit von 50.000kWh (bei 10kW  Leistung). Bei einer Auslegung auf 40% der Heizlast (~75% des Wärmebedarfs) müsste ein mit dieser Auslegung beheiztes Gebäude einen Wärmebedarf von ca. 67.000 kWh (entspricht 6.700 Liter Heizöl oder 6.700m3 Gas) pro Jahr haben. Dieses entspricht einem schlecht gedämmten (Baujahr 69 bis 78) großen Einfamilienhaus. Diese Rechnung zeigt in etwa die untere Einsatzgrenze derzeitiger Mini-BHKW.

Nun gibt es allerdings schon modulierende Mini-BHKW, die ihre Leistung dem aktuellen Wärmebedarf in weitem Bereich anpassen können und daher als alleinige Wärmequelle angeboten werden (evtl. mit zusätzlichem Elektroheizstab). Auch damit ändert sich an der oben gegebenen Betrachtung wenig (statt 67.000 kWh sind es dann ”nur” 50.000 kWh pro Jahr) ein. Der Jahresheizenergieverbrauch eines typischen Einfamilienhauses beträgt ca. 25.000 kWh, bei einem modernen Einfamilienhaus sogar weniger als 15.000 kWh pro Jahr.

Wartungsaufwand

Die Technik der Mini-BHKW beruht im Allgemeinen auf Verbrennungsmotoren. Wie ein Kfz-Motor benötigt auch der BHKW-Motor eine regelmäßige Wartung und Generalüberholung. Serviceintervalle variieren von Hersteller zu Hersteller erheblich und sind stark abhängig vom Brennstoff. Gas schneidet bei den Serviceintervallen weitaus am besten ab gefolgt von Heizöl und am Schluss Biokraftstoffe (Rapsöl, Biodiesel). Anhaltswerte sind ca.: Erdgas  5.000 Std., Heizöl  2.500 Std., Biokraftstoffe  1.500 Std (Ölwechsel u.U. früher). Die Lebensdauer der Mini-BHKW bis zu einer Generalüberholung ist <40.000 Betriebsstunden, auch hier abhängig von Kraftstoff und Hersteller z.T. erheblich geringer. Zusätzlich ist die Lebensdauer abhängig von der Betriebsweise des BHKW. Häufiges Ein/Ausschalten und Teillastbetrieb verkürzen die Lebensdauer.

Mini-BHKWs sind im Vergleich zu Gas/Öl/Pellet Kesseln eine komplizierte wartungsaufwendige Technik mit entsprechender Anfälligkeit.

Einbindung in bestehende Technik:

Für BHKW gibt es kaum Einschränkungen bezüglich der Weiterverwendung der bestehenden Wärmeverteilung und dem eingebauten Kessel welcher als Spitzenkessel weiter betrieben werden kann. Ein ohnehin bald notwendiger Kesseltausch sollte allerdings mit dem Einbau eines BHKW vollzogen werden. Es kann dann auch eine monovalente Betriebsweise (kein Spitzenkessel) erwogen werden. Immer ausgetauscht / angepasst werden muss die Regelungs- und Pumpentechnik, und zumeist ist auch der Einbau eines Pufferspeichers sinnvoll.

Punkte von allgemeiner Bedeutung:

  • Folgende allgemeine Regeln gelten auch im Falle des Einbaues eines BHKW: Erst dämmen dann neue Anlagentechnik. Niedriges Temperaturniveau wo immer möglich spart Verluste.
  • Für die Schornsteinanbindung sollte der Kaminkehrer konsultiert werden, es ist grundsätzlich ein eigenes Abgasrohr erforderlich (evtl.in einem freiem Zug), die Abgasleitung muss im Schacht hinterlüftet sein.

 

Betriebsweise, Versorgungskonzepte, Netzeinbindung

Betriebsweise:

 

Ein BHKW erzeugt Wärme und Strom. Bei Auslegung und Betrieb muss man sich entscheiden ob die Leistung des BHKW dem Wärmebedarf oder dem Strombedarf angepasst werden soll und unterscheidet dementsprechend zwischen einer wärmegeführten und einer stromoptimierten  Anlage

  • Wärmegeführte Betriebsweise: Die BHKW-Steuerung orientiert sich am Wärmebedarf des Gebäudes. Es ist in Betrieb, wenn Wärmebedarf vorhanden ist. Gleichzeitig produzierter Strom wird selbst verbraucht soweit Bedarf vorhanden ist, überschüssiger Strom wird ins Netz eingespeist. Dieses  ist die übliche Betriebsweise von Mini-BHKW, vor allem bei Wohnbauten.
  • Stomgeführte Betriebsweise: Die BHKW-Steuerung orientiert sich am Strombedarf des Gebäudes. Es ist in Betrieb, wenn Strombedarf vorhanden ist. Mehrbedarf an Strom wird über das öffentliche Netz ausgeglichen. Gleichzeitig produzierte Wärme wird verbraucht soweit Bedarf vorhanden ist, überschüssiger Wärme muss “weggekühlt” werden.
  • Im Weiteren wird nur die wärmegeführte Betriebsweise betrachtet.

Versorgungskonzepte :

  • Netzparallelbetrieb: In der Regel werden Mini-BHKW parallel zum öffentlichen Stromnetz betrieben. Das bedeutet, dass das BHKW neben der Eigenversorgung des Objektes mit Strom und Wärme ungenutzte Strommengen in das Netz einspeist, und ein etwaiger Mehrbedarf an Strom aus dem Netz bezogen wird.
  • Netzersatzbetrieb: Solange das Netz zur Verfügung steht arbeitet das BHKW wie im Netzparrallelbetrieb. Bei Störungen oder Ausfall des Netzes wird das BHKW zunächst vom Netz getrennt und dann im Inselbetrieb wieder hochgefahren. Anwendung: Es wird Strom und Wärme benötigt, zusätzlich auch BHKW Betrieb nach Netzausfall (auch wenn der Strom weg ist kann man noch heizen). Siehe auch Notstrombetrieb
  • Inselbetrieb : Wenn kein Anschluss an ein öffentliches Stromnetz vorhanden ist, können Blockheizkraftwerke im so genannten Inselbetrieb gefahren werden. Typische Anwendungsfälle dafür sind abgelegene Häuser, Schutzhütten und dergleichen. Das BHKW versorgt das Objekt mit Strom und Wärme, wobei die Strombereitstellung Priorität besitzt. Für den Inselbetrieb sind neben dem BHKW noch ein Wechselrichter und eine Batterie notwendig.
  • Notstrombetrieb: Das BHKW läuft normal im Netzparallelbetrieb. Bei Netzausfall übernimmt es die gesamte Stromversorgung. Dies setzt eine angepasste Steuerung und eine Notkühleinrichtung voraus (Im Falle, dass Strom noch erzeugt werden muss, wenn keine Wärme mehr benötigt und der Puffer schon voll ist).

Möglichkeiten der Netzeinbindung eines Blockheizkraftwerkes (BHKW)

Anlagenauslegung

Jahresdauerlinie: Zur Dimensionierung eines BHKW ist der Verlauf des Wärmebedarfes über das Jahr, die sog. Jahresdauerlinie, hilfreich. Die geordnete Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs entsteht, wenn man zu jeder Stunde des Jahres den Wärmebedarf ermittelt und diesen - nach der Größe geordnet - über alle Stunden des Jahres aufzeichnet. Der höchste Wert entspricht der maximalen Heizlast an den kältesten Tagen im Jahr. In den nebenstehenden Beispielen wurde die Heizlast nicht absolut (kW) sondern in % der maximalen Heizlast dargestellt. Die Jahresdauerlinie endet nicht bei 0% Wärmeleistung, da in der Regel ein Grundwärmebedarf durch z.B. den Warmwasserverbrauch gegeben ist,

Die Fläche unter der Jahresdauerlinie entspricht dem gesamten Jahreswärmebedarf. Die eingeblendeten Balken zeigen den Teil des Wärmebedarfs, den ein BHKW bei einer bestimmten Auslegung abdeckt.

  •  Grafik 1 :
  • Hier ist das BHKW auf 20% der max Heizlast ausgelegt. Mit dieser Auslegung wird eine Laufzeit des BHKW von ca 7.400 Stunden erreicht.
  • Pufferspeicher: Ist der Bedarf niedriger als die Leistung des BHKW kann mit Hilfe eines Zwischenwärmespeichers (Puffer) eine wirtschaftlich günstige Betriebsweise durch Vermeidung des sonst erforderlichen häufigen Taktens des BHKW erreicht werden. Mit Hilfe eines Pufferspeichers kann darüber hinaus die Bereitstellung von Strom und Wärme etwas unabhängiger gestaltet werden. So kann das BHKW beispielsweise bei einer gemischten Betriebsweise Strombedarfsspitzen unabhängig vom momentanen Wärmebedarf abdecken. Die Aufladung des Pufferspeichers erfolgt vorrangig in verbrauchsschwachen Zeiten (Nachtabsenkung). Der Pufferspeicher sollte auf ein Volumen ausgelegt werden, dass der Größe einer thermischen Vollbetriebsstunde entspricht.
  • Spitzenkessel: Der nicht abgedeckte Bereich oberhalb der 20% muss von einem Spitzenkessel, der parallel zum BHKW arbeitet, abgedeckt werden (z.B, ein Gas-Brennwertkessel). Dieser Spitzenkessel müsste auf 80% der Heizlast ausgelegt werden, könnte aber auch auf 100% ausgelegt sein um im Notfall das BHKW in jeder Situation ersetzen zu können.
  • Grafik 2 : Zeigt das gleiche Bild mit einer BHKW Auslegung auf 30% der max. Heizlast.
  • Grafik 3 : Zeigt ein BHKW, dass modulierend arbeitet. D.h. das BHKW kann seine Leistung im Bereich von -im Beispiel- 15 bis 40% der Heizlast stufenlos dem Bedarf anpassen. Es wird dadurch das sonst erforderliche häufige Takten vermieden (erst bei Anforderung unterhalb der min. Leistung). Es gibt auch Auslegungen bei denen der Bereich unter der minimalen Leistungsabgabe durch den Spitzenkessel übernommen wird.

 

Das BHKW sollte, um sich in akzeptablen Zeiträumen zu amortisieren, mindestens eine Laufzeit von 4000 bis 5500 Vollast-Betriebsstunden erreichen. Damit diese Laufzeiten erreicht werden muss das BHKW auf ca. 20-40% des max. Wärmebedarfs ausgelegt werden (bei modulierende Anlagen evtl. höher). Mit dieser Grundlastauslegung können 40-75% (bei modulierenden Anlagen evtl, höher) der benötigten Wärmemenge für Heizung und Warmwasser bereitgestellt werden.

Wärmeleistung eines Blockheizkraftwerkes (BHKW) bei Auslegung auf 20%

Wärmeleistung eines Blockheizkraftwerkes (BHKW) bei Auslegung auf 30%

Wärmeleistung eines modulierenden Blockheizkraftwerkes (BHKW) mit Auslegung biz zu  50%

Hydraulische Einbindung

Hydraulische Einbindung BHKW: parallel Hydraulische Einbindung BHKW: Reihenschaltung

Hydraulische Einbindung:

Insbesondere beim Einbau eines BHKW in der Sanierung muss die Einbindung die Besonderheiten der bestehenden Anlage berücksichtigen:

  • baulicher und reglungstechnischer Zustand der vorhandenen  Anlage
  • VL- und RL-Temperaturen
  • Umlaufende Wassermenge, bestehende Umwälzpumpen
  • Platzbedingungen
  • Vorhandene Abgasanlage (Schornstein)

 

Grundsätzlich können 2 Einbindungsarten unterschieden werden

  • Parallele Einbindung (Bild 1) :
    • Bei Anlagen mit gewünschten niedrigen RL-Temperaturen (z.B.: Brennwertkessel)
    • Dient auch der hydraulische Entkopplung (oft in der Sanierung hilfreich)
    • Rücklauf des BHKW wird dem Netzrücklauf entnommen
    • evtl. BHKW Rücklaufanhebung
  • Reihenschaltung mit RL-Anhebung (Bild 2) :
    • Kessel heizt nur bei Bedarf nach, evtl. höhere Kesselverluste
    • evtl. hydraulische Weiche, Bypassschaltung
    • einfache Regelung

Steuer- und Regelungstechnik Die Regelungstechnik ist das Gehirn einer BHKW-Anlage, es soll:

  • Einen kontinuierlichen Betriebe des BHKW gewährleisten
  • Eine lange Laufzeit des BHKW ermöglichen
  • Die Be- und Entladung des Puffers steuern
  • Die Startvorgänge minimieren
  • Eine hohe Eigennutzung des erzeugten Stromes sicherstellen

BHKW mit Nahwärmenetz und Hausanschlüssen

Nahwaermenetz

Soll ein BHKW für mehrere Wohnungen / Häuser genutzt werden können diese über ein Nahwärmenetz angeschlossen werden.  Jede Einheit hat ihre eigene witterungsgeführte Regelung mit individuellem Programm. Zwei Betriebsweisen für das Gesamtsystem sind denkbar:

    • Keine Kommunikation zwischen den Regelungen: Die Zentrale hält das Pufferniveau immer minimal auf der höchsten benötigten Systemtemperatur. Dies ist in der Regel die Temperatur zur Warmwassererzeugung.
    • Eine effektivere differenzierte Regelstrategie ist möglich, wenn die Stationen erst bei Unterschreitung der benötigten Vorlauftemperatur eine Anforderung an die zentrale Regelung setzen. Umgekehrt könnte die zentrale Regelung die Satelliten veranlassen Ihre WW-Puffer aufzuladen, wenn z.B. überschüssige Solarenergie vorliegt.

Invest-Kosten Mini-BHKW

Die Preise für Mini-BHKW bewegen sich zwischen 10.000 bis 15.000 € je nach Ausstattung. Für Eine Gesamtanlage in der Sanierung kann man mit 20.000 bis 25.000 € rechnen (Verrohrung ,Regelung, Pumpen, Ventile, Speicher, Montage, Abgasanlage)

Die Wartungskosten bei den Mini-BHKW liegen deutlich über denen eines 'normalen' Brenners. Erfahrungswerte zeigen, dass die Kosten bei ca. 2 bis 3 ct pro erzeugter kWh elektrisch liegen. Ein Mini-BHKW mit 5kW elektrisch würde bei 4000 Vollbetriebsstunden dann ca. 400 bis 600 € Wartungskosten im Jahr verursachen.

Warum und wie kann ein BHKW einen wirtschaftlichen Vorteil im Vergleich zu herkömmlicher Heizungstechnik erzielen ?

Ein BHKW hat in der Regel einen schlechteren Gesamtwirkungsgrad (Ausnutzung des Brennstoffes) als ein moderner Gas- oder Ölkessel. Daher ist eigentlich nicht zu erwarten, dass sich die Anschaffung eines BHKW vor allem auch in der Sanierung lohnen könnte. Dass dies aber durchaus möglich ist ,soll folgendes einfaches Beispiel verdeutlichen. Die folgenden Angaben beziehen sich im wesentlichen auf Mini-BHKW und basieren auf den ab 2009 gültigen Vergütungen.

BHKW-Strombilanz

Durch das Kraf-Wärme-Kopplung Gesetz (KWK-G) und durch das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) ergeben sich eine Reihe von Vergünstigungen für den Betrieb von BHKW sowohl für den Bezug von Kraftstoff, als auch für die Vergütung und die steuerliche Behandlung des erzeugten Stromes.

 

  • Bezug von Kraftstoffen: Erstattung der Energiesteuer : Leichtes Heizöl 61,35 Euro / 1.000 Liter  dies entspricht 0,6132 cent / kWh.  Erdgas 0,55 cent / kWh. Pflanzenöl unterliegt ohnehin keiner Energiesteuer
  • Eispeisevergütung für BHKW-Strom nach KWK-G: Die Vergütung richtet sich nach dem an der Strombörse Leipzig erzielten Basisdurchschnittspreis des letzten Quartals. Derzeit ca 6.55 cent/kWh. Zusätzlich wird ein Ausgleich für vermiedene Netzkosten gewährt. Dieser wird durch das jeweilige EVU festgelegt und beträgt derzeit ca. 0,7 cent/kWh.
  • KWK-Bonus nach KWK-G: Dieser Zuschlag in Höhe von 5,11 cent/kWh wird sowohl für den eingespeisten als auch für den selbstgenutzten KWK-Strom gezahlt. Er wird bei Anlagen < 50kW elektr für eine Dauer von 10 Jahren gewährt, nachdem die Anlage bis spätestens bis zum 31. Dezember 2016 in Dauerbetrieb genommen wurde.
  • Eispeisevergütung für BHKW-Strom nach EEG: Wird als Kraftstoff Biomasse verwendet, treffen für die Berechnung der Vergütung die Regeln des EEG zu. Die Einspeisevergütung beträgt: Anlagen bis 150 kW elektr 11,67 Cent pro kWh elekt zuzüglich eines KWK-Bonus von  3,0 Cent pro KWh elekt (gilt für Gebäude <=200 kWh/m2). Der Bonus unterliegt einer Degression von 1,0 Prozent p.a. und wird für die Dauer von 20 Jahren gewährt.
  • Selbstgenutzter Strom unterliegt nicht der Stromsteuer. D.h. auf selbstgenutzten Strom entfallen keine Abgaben.

 

Das Beispiel oben zeigt, dass das BHKW über die Stromerlöse sehr kostengünstige Wärme erzeugen kann. Die Wärmegestehungskosten (ohne Berücksichtigung von Investitionen und Wartung) betragen für ÖL 2,5 Cent im Vergleich zu einem sehr guten Ölkessel mit 100% Wirkungsgrad.

Noch besser sieht es für das Gas betriebene BHKW aus.

Bei den aktuellen Rapsölpreisen ist die Wirtschaftlichkeit von Rapsöl KWK-Anlagen nur schwer darstellbar.

Weiter kann man feststellen, dass ein wesentlicher Punkt ein möglichst hoher Eigenverbrauch des produzierten Stromes ist.

Die gesamte Betrachtung ist stark abhängig von den Energiepreisen. Mittelfristig kann man wohl davon ausgehen, dass die Preise für Strom, Gas, Heizöl in der Relation zueinander gleich bleiben, und sich die obige Betrachtung nicht wesentlich ändert. Die Entwicklung der Preise für Biomasse ist schwer abschätzbar.

 

Man kann das obige Modell zu einer  Gesamtabschätzung der Wirtschaftlichkeit heranziehen.

Beispiel: Einsatz des Mini-BHKW mit einer thermischen Leistung von 10 KW und einer elektrischen Leistung von 5 kW nach obigem Modell  mit einer Jahreslaufzeit von 4.000 Vollbenutzungsstunden.

Es wird eine Wärmemenge von 10kWx4.000h erzeugt =40.000 kWh. Damit werden gegenüber einem konventionellen Ölheizkessel pro Jahr 40.000 x (8,2-2,5 Cent) = 2.280€ eingespart. Abzüglich der jährlichen Wartungskosten von ~500,00 € verbleiben 1.789,00 €.

Die Kosten für eine derartige Anlage betragen etwa 20.500€. Statisch betrachtet würde damit  Amortisationszeit bei 20.500 / 1.789 = 11,5 Jahren liegen. Diese Rechnung zeigt u.A., dass die Einsparungen proportional mit der Laufzeit anwachsen .

Höhere Jahreslaufzeiten heißt natürlich auch geringere Lebensdauer, was sich in der Gesamtbilanz dann wiederum negativ bemerkbar macht.

Eine exakte Ermittlung der Kosten, Gewinne und der Wirtschaftlichkeit ist präzise nur in einer Simulation ermittelbar, die die Verläufe von Wärme- und Strombedarf mit den vom BHKW erzeugten Verläufen in Beziehung setzt und daraus die Laufzeiten, Strom-Einspeisung, Strom-Eigennutzung und Wärmeerzeugung ermittelt.

Der Einbau von Mini BHKW wird vom Staat gefördert. Siehe Förderungen

Mini-BHKW (<20kW)

Firma

Typ

Strom-kenn-zahl 1)

 modulierend 2)

Elektrische Leistung [kW]

Thermische Leistung [kW]

Brennstoff

Wirkungsgrad gesamt

Erd-gas

Flüssig-gas

Heiz-öl

RME

Raps-öl

Senertec

Dachs RS

4,9

 

5

10,3

 

 

 

 

x

89

 

Dachs SEplus

2,2

 

5-5,5 3)

10,3-12,5 3)

x

x

x

x

x

89

Vaillant

ecopower 3.0

 

x

1,3-3

4,0-8

x

x

 

 

 

bis 96%

 

ecopower 4.7

0,38

x

1,3-4,7

4-12,5

x

x

 

 

 

bis 96%

giese HB7.5-15

HB7.5-15

0,5

60%, 100%

4,5-7,5

9,0-15,0

 

 

x

x

 

 

höfler

Mikro S8

0,4

50 bis 100%

4,0-8,0

10,0-20,0

x

 

 

 

 

 

eaw-energieanlagenbau

EW S 5,3 S

0,5

 

5

10

x

 

x

 

 

 

ECpower

XRGI 15G-TO

 

x

6-15,2

17-30

x

 

 

 

 

bis 92%

 

XRGI 17D-SD

 

x

 4,0-17,0

 11,0-26,0

 

 

x

 

 

bis 88%

2G HOME GmbH

WhisperGenTM

 

x

1

7,,5-14,5

x

Stirlingmotor

 

 

>95%

KW Energie GmbH

KWE 7,5G-3 AP

0,39

 

7,5

19

x

 

 

 

 

88

Sunmachine GmbH

Sunmachine

0,286

 

3

10,5

Pellets, Stirlingmotor

 

 

90

RMB / Energie GmbH

RMB - 3.8

 

x

2,6-3,8

9,9

x

 

x

 

 

87

Honda

ECOWILL

 

 

1

3,25

x

 

 

 

 

85

OTAG GmbH

Lion

 

 

0,2-2,2

2,5-16

x

Doppelfreikolben Heißdampf

94

green energy solutions

green one

 

x

3,0-6,6

6,7-14,1

 

 

x

 

 

85,8

 

green two

 

x

4,0-6,9

8,0-18,7

x

x

 

 

 

 

proenvis GmbH

primus 1,4

0,36

x

2,0-3,8

5,6-10,7

x

x

 

 

 

92-95%

ATN Hölzel GmbH

Clever Piko

0,37

 

2,2

6

 

 

x

 

 

91

 

Clever Mikro

0,56

 

5

8,9

 

 

x

 

 

77

1) Stromkennzahl = elektrische Leistung / thermische Leistung

2) Modulieren: Das BHKW kann seine Leistung in Grenzen dem Bedarf anpassen, kontinuierlich oder in Stufen

3) Die Leistung ist abhängig vom verwendeten Brennstoff

Die Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und Aktualität

Rechtlicher Hinweis: Alle Angaben sind ausschließlich unverbindliche Richtwerte. Die exakte Dimensionierung, Kosten und  Erträge für ein konkretes Bauvorhaben können nur von einem qualifizierten Fachbetrieb unter Berücksichtigung der Bausubstanz und der Gegebenheiten vor Ort ermittelt werden. Kennwerte in hier gezeigten Grafiken/Tabellen dienen ausschließlich der  Erläuterung von qualitativen Sachverhalten.

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