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KWK.NRW – Strom trifft Wärme

Date post:25-Jul-2016
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Intelligente Versorgungslösungen für Unternehmen durch BHKW
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  • www.klimaschutz.nrw.de

    KWK.NRW Strom trifft WrmeIntelligente Versorgungslsungen fr Unternehmendurch Blockheizkraftwerke

  • Einmal Energie aufwenden, zweimal profitieren das ist das Prinzip der Kraft-Wrme-Kopplung (KWK). Wurden Strom und nutzbare Wrme bislang meist getrennt erzeugt, verbindet die Kraft-Wrme-Kopplung diese Prozesse mit dem Ergebnis, dass insgesamt weniger Brennstoff bentigt wird und somit weniger klimarelevante Schadstoffe emittiert werden.

    Kraft-Wrme-Kopplung ist damit das effizienteste Prin-zip zur energetischen Nutzung von Brennstoffen, gleich ob fossil oder erneuerbar. Ihre Anwendung bietet fr Klimaschutz und Ressourcenschonung enorme Poten-ziale. Der vermehrte Einsatz trgt dazu bei, die CO2-Emissionen herabzusetzen und den Bedarf an Primr-energie zu verringern. In Form von Blockheizkraftwer-ken steht diese Technik heute auch Industrie- und Gewerbeunternehmen oder ffentlichen Einrichtungen zur Verfgung. In Kombination mit einer Absorptions-kltemaschine kann aus der Wrme auch Klte erzeugt werden. Wirtschaftlich attraktiv ist KWK fr Unterneh-men, die ganzjhrig einen hohen gleichzeitigen Bedarf an Strom und Wrme bzw. Klte haben. Eine hhere Ausnutzung kann auch durch die Verknpfung mit wei-teren potenziellen Wrmenutzern (wie z.B. in einem Ge-werbegebiet) erreicht werden.

    Diese Broschre enthlt marktneutrale Informationen zu Technik, Anwendung und Frderung der KWK-Technik in Unternehmen.

    Das Ziel: 25% KWK in NRW bis 2020Die Landesregierung Nordrhein-Westfalen will die Energie-wende auch mit dem Ausbau der Kraft-Wrme-Kopplung (KWK) vorantreiben. Bis 2020 soll in Nordrhein-Westfalen der Anteil des Stroms, der mit KWK- Anlagen erzeugt wird, auf mindestens 25 % erhht werden.

    KWK.NRWGekoppelt fr den Klimaschutz

  • 3Gutes verbinden, Potenziale nutzen:Das Dienstleistungsspektrum der EnergieAgentur.NRW

    Mit ihrer Kampagne KWK.NRW Strom trifft Wrme untersttzt die EnergieAgentur.NRW die KWK-Ausbau-ziele des Landes. Gemeinsam mit relevanten Gruppen aus Wirtschaft, Forschung, Gesellschaft und Verwaltung in NRW bndelt die Kampagne vielfltige Aktionen und Manahmen, die die Kraft-Wrme-Kopplungs-Technolo-gien, ihren Nutzen und ihre Einsatzgebiete bekannter machen sollen.

    Die Partner der KWK-Kampagne sind fr Sie da:Fr und mit unseren Partnern bieten wir ein breites Spek-trum an Dienstleistungen, um Sie bei der Realisierung von KWK-Lsungen zu untersttzen.

    Beratung:Welche KWK-Anlage erfllt meine Anforderungen? Wir beraten private Endkunden, Unternehmen und Kommunen telefonisch oder im persnlichen Ge-sprch.

    Im Internet stehen Ihnen praktische BHKW-Rechner sowohl fr Wohngebude als auch fr Unternehmen zur Verfgung.

    Projekte:Von der Idee bis zur Inbetriebnahme. Wir untersttzen bei der Konzeption von KWK- Projekten.

    Finanzierung:Wie finanziere ich meine KWK-Anlage? Wir informieren ber Finanzierungskonzepte, z.B. Contracting, Leasing oder staatliche Frderung.

    Aus- und Weiterbildung:Erweitern Sie Ihr Know-how. Wir bieten Schulungsunterlagen und informieren ber zielgruppenorientierte Kurse, Workshops und Seminare.

    Information:Was muss ich wissen? Wir informieren ber Technologien, Frderpro-gramme u.v.m.

    Wir berichten ber Projekte und Innovationen. Wir vermitteln Kontakte und bringen Partner zusammen.

    Veranstaltungen:Wer, was, wann, und wo? Wir fhren in ganz NRW Informations- und Fachveran-staltungen durch und sind auf Fachmessen prsent.

    Internetangebote:Immer aktuell unter www.kwk-fr-nrw.de Checklisten BHKW-Rechner Veranstaltungen Projektbeispiele Frdermglichkeiten Angebote der Partner Online-Marktfhrer.KWK

    Alle Angebote der EnergieAgentur.NRW sind herstellerneutral und bewegen sich im vorwettbewerblichen Bereich.

  • 4Strom- und Wrmeerzeugung sind derzeit weitgehend getrennte Vorgnge. Nur in wenigen Fllen wird Wrme, die bei der Energieerzeugung in groen Kraftwerken ent-steht, ausgekoppelt und per Nah- oder Fernwrme auch zum Heizen genutzt. In herkmmlichen Kraftwerken, in denen es diese Auskopplung nicht gibt, werden nur 40 bis 60 % der eingesetzten Primrenergie in Strom umge-wandelt. D.h. 40 bis 60 % werden ungenutzt durch den Khlturm abgegeben.

    Durch Kraft-Wrme-Kopplung lsst sich der Gesamt-Nutzungsgrad der eingesetzten Energie auf 80 bis 90 % steigern, wodurch sich Einsparungen von bis zu 40 % gegenber der getrennten Erzeugung von Strom und Wrme realisieren lassen. Ganzjhrig hoher Strom- und Wrmebedarf?Fr wen sich KWK lohntKWK lohnt sich fr Unternehmen, die kontinuierlich einen gleichzeitigen Bedarf an Strom und Wrme bzw. Klte haben insbesondere dann, wenn durch den Bedarf an Prozesswrme und Warmwasser eine hohe Wrme-grundlast gegeben ist. KWK wird noch attraktiver, wenn mglichst viel des erzeugten Stroms selbst verbraucht wird. Je teurer der Strom ist, desto wirtschaftlicher ist der Eigenverbrauch fr den KWK-Betreiber.

    60 % Wrme 30 % elektrischer Strom

    5 % Abgasverlust

    ABGAS-WRMETAUSCHER

    GENERATOR

    5 % Strahlungsverlust

    100 % Brennstoff

    VERBRENNUNGS-MOTOR

    MOTORKHLUNG

    Das Prinzip Kraft-Wrme-KopplungStrom und Wrme gleichzeitig erzeugen

    Energiebilanz eines Blockheizkraftwerkes

    So funktioniert Kraft-Wrme-KopplungDie Kraft-Wrme-Kopplung erfolgt in den meisten Fllen durch Verbrennungsmotoren, Gas- und/oder Dampf- turbinen in Verbindung mit einem Generator. Aber auch Dampfmotoren, Stirlingmotoren, ORC (Organic Rankine Cycle)-Anlagen und innovative Technologien, wie Brenn-stoffzellen werden zur Kraft-Wrme-Kopplung eingesetzt.

    Die obige Abbildung zeigt ein Blockheizkraftwerk (BHKW) mit Verbrennungsmotor. Dieser treibt einen Generator an, der Strom erzeugt. Im BHKW wird die Wrme aus der Motorkhlung sowie aus dem Abgas nutzbar gemacht. Somit werden die vorhandenen Wrme-potenziale optimal genutzt. Etwa 30 % des Brennstoffs dienen der Erzeugung elektrischer Energie.

  • 5Kraft-Wrme-Kopplung leistet durch ihre hohe Effizienz einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und zur Ener-giewende.

    Wegen der begrenzten Verfgbarkeit fossiler Brenn-stoffe und die durch dessen Einsatz entstehenden Schadstoffe ist es wichtig, diese effektiver zu nutzen und verstrkt durch regenerative Energien zu ergnzen bzw. zu ersetzen.

    Die KWK bietet dafr die passende Technik. Sie nutzt vorhandene Ressourcen so effizient wie mglich. Mit jedem BHKW in Industrie, Gewerbe oder ffentlichen Einrichtungen wird nicht nur die eigene Energiebilanz verbessert sondern auch die von NRW und Deutsch-land insgesamt.

    Mit (fast) jedem Brennstoff mglichDie Kraft-Wrme-Kopplung funktioniert mit fast jedem Brennstoff. Regenerative Energietrger, wie Holz und Biogas sowie fossile Energietrger knnen in Strom und Wrme umgewandelt werden. In lndlich strukturierten Rumen, wie in Ostwestfalen, im Sauerland oder am Nie-derrhein, werden zahlreiche KWK-Anlagen auf Basis von Biogas betrieben.

    Zeitgeme Versorgungslsungen Energie effizient nutzen

    Doch nicht nur bei den endlichen fossilen Energien ist es wichtig, sie so effizient wie mglich zu nutzen. Auch das energetische Potenzial erneuerbarer Energien muss mit Bedacht genutzt werden. Der Einsatz in KWK stellt eine hocheffiziente Nutzung sicher. Regenerative Energien sparen in Verbindung mit KWK deutlich mehr fossile Energien und damit CO2 ein als bei der getrennten Strom- und Wrmeerzeugung.

    Dezentral bestens mit Strom und Wrme versorgtDer Ausbau der KWK-Technik leistet einen Beitrag zur Dezentralisierung der Stromproduktion. Durch die Ein-zelversorgung von Objekten oder Gruppen von Objekten wird die Wrme genau dort erzeugt, wo sie bentigt wird. Fr einen wirtschaftlichen Betrieb sollten KWK- Anlagen im Regelfall die Wrmegrundlast des Objektes abdecken. Zur Abdeckung von Lastspitzen und zur Besi-cherung der KWK-Anlage werden in der Regel zustzliche Heizkessel eingesetzt.

  • 6Maximal wirtschaftlich Die richtige Dimensionierung

    Strom

    KOPPLUNG VON KRAFT WRME

    Dampf

    Abgas

    Luft Gas/l Speisewasser RcklaufHeizungswasser

    Abgas

    VorlaufHeizungswasser

    GENERATOR

    MOTOR

    Khlwasser

    DA

    MP

    F-

    ER

    ZE

    UG

    ER

    KA

    TA

    LYS

    AT

    OR

    KWK mit Dampferzeugung

    Wr

    mel

    eist

    ung

    in k

    W

    Stundenwerte

    0

    24

    384

    744

    1104

    1464

    1824

    2184

    2544

    2904

    3264

    3624

    3984

    434

    4

    470

    4

    5064

    5424

    5784

    6144

    650

    4

    6864

    7224

    7584

    7944

    830

    4

    8664

    250

    200

    150

    100

    50

    Geordnete Jahresdauerlinie des WrmebedarfsRaumwrme + Prozesswrme

    Die Investitionskosten fr ein BHKW sind vergleichsweise hoch. Deshalb sollte ein BHKW hohe jhrliche Betriebs-stunden erreichen, um wirtschaftlich zu arbeiten. Die Gre des Aggregats wird neben dem Stromverbrauch im Wesentlichen durch den Wrmebedarf bestimmt. Die Dimensionierung der Gesamtanlage bedarf im Einzelfall einer sorgfltigen technischen und wirtschaftli-chen Projektierung unter Beachtung der aktuellen Markt-bedingungen und deren zuknftigen Entwicklungen.

    Auslegung der StromversorgungFr die Ermittlung der Strom-Grundlast ist der Lastgang unerlsslich. Die Daten liegen beim Netzbetreiber blicherweise vor, da dieser sie fr die Erstellung der Stromabrechnung bentigt.

    1. Bei Produktionsbetrieben mit 3- oder 4-Schichtbetrieb wird das BHKW auf die Tagesgrundlast ausgelegt.

    2. Beim 1- oder 2-Schichtbetrieb kann es oft gnstiger sein, das BHKW auf die Grundlast im Produktionszeit-raum auszulegen. Auerhalb dieser Zeiten wird das BHKW entweder in seiner Leistung reduziert oder abgeschaltet.

    Ist die elektrische Leistung kleiner als die Grundlast

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