Kraft-Wärme-Kopplung - Schlüsseltechnologie für die...

Kunde: BUND Landesverband Hessen

Projekt: KWK-Infokampagne

Projekt-Nr.: BUND 001 / 2016

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24.10.2016

KWK-Infokampagne des

BUND Landesverbandes Hessen

Kraft-Wärme-Kopplung -

Schlüsseltechnologie

für die

Energiewende in Hessen

Auftakt der KWK-Infokampagne des


24.10.2016, Wetterdienst DWD, Offenbach

KWK - Beispiele aus der Praxis

Dipl.-Ing. Rolf Maaß

BML Ingenieurgesellschaft mbH

Luisenstraße 51

63067 Offenbach a.M.




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Inhaltsverzeichnis: Seite

1. Die BML Ingenieurgesellschaft mbH 3

2. Begriffsbestimmung 4

3. Ablauf eines KWK-Projektes 5

4. Beispielhafte Technische Konzeptionen der Wärmeversorgung 8

5. Planungs-, Genehmigungs- und Bauphase 12

6. Anlagenbetrieb und Versorgung 13

7. Beispiel: BHKW im Mehrfamilienhaus 14

8. Beispiel: BHKW im Hallenbad 16

9. Beispiel: BHKW im Wohngebiet 19




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Die BML Ingenieurgesellschaft mbH

Bürogründung01.07.1994 als Ingenieurbüro Herbert Bischoff und Partner

01.07.2002 Umfirmierung zur Ingenieurgesellschaft Bischoff und Maaß mbH

01.12.2013 Umfirmierung zur BML Ingenieurgesellschaft mbH

BüroinhaberHerbert Bischoff Rolf Maaß

Dipl.-Ing. (FH) Dipl.-Ing. (TU)

Jahrgang 1959 Jahrgang 1960

Mitarbeiter15 Dipl.-Ingenieure / B.Eng. / M.Eng.

1 CAD-Zeichner

2 kaufmännische Angestellte

4 freiberuflich tätige Dipl.-Ingenieure

1 freiberuflich tätiger Dipl.-Architekt

2 Aushilfskräfte (studentische Mitarbeiter bzw. Praktikanten)

Derzeit 6 Dipl.-Ing. mit einer VDI 6023 Zertifizierung „Trinkwasser Hygiene“

sowie 4 Dipl.-Ing. mit einer VDI 6022 Zertifizierung „Hygiene Kategorie A, raumlufttechnische Anlagen“

2 Dipl.-Ing. mit einer Zertifizierung nach § 12 der EnEV - Energetische Inspektion von Klimaanlagen

1 Dipl.-Ing. Nachweisberechtigter für Wärmeschutz nach §59 HBO

1 Dipl.-Ing. Gutachter nach AFGW 609 zur Bescheinigung von Primärenergiefaktoren

Umgesetzte KWK-ProjekteInsgesamt ca. 20, davon

in Gebietsversorgungen 6 Stck. von 50 kWel bis 800 kWel

in Wohngebäuden 5 Stck. von 20 kWel bis 140 kWel

in Kliniken 4 Stck. von 50 kWel bis 360 kWel

In Wohnheimen 3 Stck. von 20 kWel bis 240 kWel




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Begriffsbestimmung

Kraft-Wärme-Kopplung: gleichzeitiges Erzeugen von Wärme und Strom in einer

Erzeugungsanlage mit hohem Gesamtwirkungsgrad (max. 90%)

KWK-Anlagen: - Gasmotor (seltener Diesel) mit Generator als Package

(wird im engeren Sinne als BHKW-Modul bezeichnet)

- Gasturbine mit Abhitzekessel

- Brennstoffzelle

- Dampfkessel mit Dampfturbine (im Heizkraftwerk)

- Abhitzenutzungsanlagen wie Stirling-Motor oder ORC

BHKW: Blockheizkraftwerk, bestehend aus KWK-Anlage(n) und

Spitzenheizkesseln

Spitzenkessel: Heizkessel zur Erzeugung der Spitzenwärme im Winter bzw. bei

Ausfall der KWK-Anlage

Vorteile einer KWK-Anlage: - wirtschaftlich durch gute Brennstoffausnutzung

- Stromerzeugung auch zur Selbstversorgung nutzbar

- überregionale Emissionsreduzierung




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Ablauf eines KWK-Projektes

Versorgungs- und Energiebedarf

Energiekonzept

Planungs- und Genehmigungsphase

Bauphase bis zur Inbetriebnahme

Anlagenbetrieb und Versorgung

Außerbetriebnahme




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Versorgungs- und Energiebedarf

Ermittlung im Bestand durch Verbrauchsabrechnungen

oder durch Messwerte

Bei Neubauobjekten durch Heizlastberechnungen

oder Gebäudesimulationen

und Auswertung von EnEV-Nachweisen

bei Versorgungsgebieten (Stadtteilen) Aufstellung von Wärmekatastern




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Energiekonzept

Klärung der Aufgabenstellung und der Grundlagen

Durchsicht und Prüfung aller zur Verfügung gestellten Unterlagen auf Aktualität,

planerische Abstimmung und inhaltliche Plausibilität

Zusammenstellung der Energiebedarfsdaten und möglicher Entwicklungen

Erarbeitung möglicher Versorgungsvarianten für das Gesamtgebiet unter

Berücksichtigung der Vorgaben wie der Entwicklung des Gebietes,

Energierückgewinnung und -speicherung

Ermittlung der Investitionskosten sowie der Kapital-, Verbrauchs- und

Betriebsgebundenen Kosten und der Stromgutschrift

Daraus resultierend Vergleich der Wärmeerzeugungskosten

Ermittlung der ökologischen Auswirkungen, Primärenergiebedarf, Schadstoff- und

CO2-Emissionen sowie des Primärenergiefaktors nach AGFW

Zusammenfassung aller Berechnungen und Ergebnisse in Form von

Erläuterungstexten, Tabellen und Grafiken mit Vorschlag über das weitere

Vorgehen




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Beispielhafte Technische Konzeptionen der Wärmeversorgung

Variante A : Dezentrale Versorgung

mit Gasbrennwerttherme und Solarthermie pro Gebäude

Brennstoff: Erdgas

Variante B : Dezentrale Versorgung

mit Luft / Wasser-Wärmepumpen pro Gebäude

Energiequelle: Erdwärme, elektrischer Strom

Variante C : Zentrale Versorgung

durch Blockheizkraftwerk (BHKW) mit Spitzenkesselanlagen

Brennstoff: Erdgas

Einspeisevergütung des erzeugten Stroms nach KWK-G 2016

Variante D : Zentrale Versorgung

durch Blockheizkraftwerk (BHKW) mit Spitzenkesselanlagen

Brennstoff: Biomethen / Erdgas

Einspeisevergütung des erzeugten Stroms nach EEG 2016




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Beispielhafte Konzeption: Mehrere BHKW

Erzeugungsdaten BHKW und Spitzenkessel:

Wärmebedarf: kW

Gleichzeitigkeitsfaktor: -

Wärmehöchstlast: kW

Wärmeleistung BHKW (1/2): 81 / 414 kWth

Elektr. Leistung BHKW (1/2): 50 / 280 kWel

Vollbenutzungsstunden BHKW (1/2): 8.395 / 6.500 h/a

Gesamtwärmeverbrauch: MWh/a

Wärmeerzeugung BHKW (1/2): 680 / 2.691 MWh/a

Stromerzeugung BHKW (1/2): 420 / 1.820 MWh/a

Wärmeerzeugung Spitzenkessel (1/2/3/4): MWh/a

BHKW-Anteil an: Th. Leistung (1/2): 4% / 20% = 24%

Wärmeerzeugung (1/2): 15% / 61% = 76%

Primärenergiefaktor: 0,49

1.042

4.413

2.533

0,80

2.026




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Beispielhafte Konzeption: Holzhackschnitzelkessel mit ORC und BHKW

Technische Daten:

Wärmebedarf: kW

Gleichzeitigkeitsfaktor: -

Wärmehöchstlast: kW

BHKW1 BHKW2 BHKW3 ORC

Wärmeleistung: 1.190 81 81 4.000 kWth

Elektr. Leistung: 1.200 50 50 897 kWel

Vollbenutzungsstunden: 6.744 8.420 8.420 3.572 h/a

Wärmeerzeugung: 8.025 682 682 14.289 MWh/a

Stromerzeugung: 8.093 421 421 3.204 MWh/a

Gesamtwärmeerzeugung KWK: MWh/a

Wärmeerzeugung Kessel: MWh/a

KWK-Anteil an Wärmehöchstlast:

KWK-Anteil an Wärmeerzeugung:

Regenerativer Anteil an Wärmehöchstlast:

Regenerativer Anteil an Wärmeerzeugung:

Primärenergiefaktor:

13.000

1

82%

0,071

13.000

23.678

5.249

41%

31%

49%




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Beispielhafte Konzeption: Dampfkessel-Holzhackschnitzel mit ORC




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Planungs- Genehmigungs- und Bauphase

Nach Konzeptentscheidung Absicherung durch dynamische

Wirtschaftlichkeitsberechnung (auch Wärmepreisfindung möglich)

Vorplanung mit Größenauslegung und Kostenschätzung

Entwurfsplanung mit Kostenberechnung

Wenn erforderlich, Genehmigungsplanung nach BImSchG, sonst nur Bauantrag

Ausführungsplanung und Erstellung von Ausschreibungsunterlagen

Ausschreibungsverfahren öffentlich oder beschränkt

Auftragsvergabe an Heizungs- bzw. Anlagenbauunternehmen

Errichtung der technischen Anlagen

Inbetriebnahme und Probebetrieb

Abnahme und Mängelbeseitigung




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Anlagenbetrieb und Versorgung

Betriebsoptimierung, Kostencontrolling

Gestaltung der Wartung (eigen / fremd)

Sicherstellung der Instandsetzung, Notfallreparaturen

Weiterqualifizierung des Bedienungspersonals

Wärmeabrechnung

Akquisition von Neukunden

Bei Contractingverträgen: Endschaftsregelung




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BHKW im Mehrfamilienhaus

BHKW-Modul 20kWel, 43 kWth

Brennwertthermen als

Spitzenkesselanlage 2 x 120 kWth




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BHKW im Mehrfamilienhaus

Warmwasserbereitung für ca. 40 WE

mit Frischwasserstation

Motor mit Generator bei geöffneter

Schallschutzhaube




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BHKW im Hallenbad

BHKW-Module je 120kWel, 198 kWth mit Schallschutzhaube




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BHKW im Hallenbad

BHKW-Module je 180kWel, 250 kWth ohne Schallschutzhaube




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BHKW im Hallenbad

Spitzenkessel 2 x 550 kW




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BHKW im Wohngebiet

BHKW-Modul 50kWel, 81 kWth und Spitzenkessel 2 x 440 kW




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BHKW im Wohngebiet

Gebäude nach Bemalung (Rückansicht)




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BHKW im Wohngebiet

Gebäude nach Bemalung (Straßenseite)




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BHKW im Wohngebiet




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BHKW im Wohngebiet

Der schönste Moment…

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Date post:	10-Aug-2019
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