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Othmar VerheyenDipl.-Phys.Ing.
ASEW-SeminarDezentrale Energieerzeugung:
Strom und Wärme in Kundennähe
Mikro-Mini-BHKWStand der Technik, Rahmenbedingungen
Marktentwicklung, Erfahrungen aus der Wohnungswirtschaft
Hannover, 06. Sept. 2011
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Fakultät für Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau
Lehrstuhl Energietechnik
Prof. Dr. rer. nat. Angelika Heinzel
• Entwicklung von Materialien und Komponenten von Brennstoffzellen
• Reformerentwicklung
• Test von Peripheriekomponenten
• Design, Aufbau und Optimierung von Brennstoffzellen-Systemen
• Systemsimulationen
• Entwicklung von Hard- und Software zur Systemsteuerung
• Energetische Ist-Analysen
• Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
• Machbarkeitsstudien
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Präsident (seit 19.05.2011): Bertold Müller-Urlaub, Stadtwerke Halle
Vizepräsidenten: Ullrich Brosziewski, beta-Energie, Hannover; Hagen Fuhl,Senertec, Schweinfurt; Prof. Dr. Martin Maslaton, Leipzig
Gründung des B.KWK am 22.01.200133 Gründungsmitglieder
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Mitgliederentwicklung
Seit März 2009: Projektgruppe „Klein-BHKW in der Gebäudetechnik“
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ReEnergie Niederrhein AG
• 1. Bürgerunternehmen am Niederrhein (ca. 100 Aktionäre)
• Projektentwicklung, Bau undBetrieb von Anlagen mit Erneuerbaren Energien (EE)
• Bürgersolarinitiativen
• Beteiligungsmodelle für EE-Projekte
Vorstand: Dipl.-Kaufmann Fred Heyer
Aufsichtsratsvorsitzender: Othmar Verheyen
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Aus Vortrag Schmieder, Solo Kleinmotoren GmbH
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Agenda
• Erfahrungen aus der Wohnungswirtschaft
• Stand der Technik
• Rahmenbedingungen
• Marktsituation / Potenziale
• Fazit
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KWK-Klassifizierung- keine Defeinition -
• Kleine KWK: ≤ 2000 kWel
• Kleinst-KWK: ≤ 50 kWel
• Mini-KWK: ≤ 15 kWel
• Mikro-KWK: 1 – 2 kWel
auch Stromerzeugende Heizung (SEH)
aber– Mikro-Gasturbinen
30 … 500 kWel
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Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Agenda
• Erfahrungen aus der Wohnungswirtschaft
• Stand der Technik
• Rahmenbedingungen
• Marktsituation / Potenziale
• Fazit
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Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
KWK-Technologien
Quelle: Dr. Lutz Dittmann, Berliner Energieagentur, Mai 2011
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BHKW mit MAN-Motoren
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Mikro-KWK-Anlagen
Quelle: Dr. Lutz Dittmann, Berliner Energieagentur GmbH, Vortrag am 20.05.2011 in Berlin
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Folie 16
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Ecopower1.3
• Motor
1-Zylinder-Viertakt-Motormit 272 cm³ Hubraum
• Brennstoff Erdgas, Flüssiggas
• Spannung (Einspeisung) 230 V
• Leistung (modulierend) elektrisch 1,5 bis 3,0 kW
thermisch 4,7 bis 8,0 kW
• Gesamtnutzungsgrad 90 %
• Geräusch 56 dB(A)
• Abmess. (HxBxT) 108 x 74 x 137 cm
• Gesamtgewicht 395 kg
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Folie 17
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
microBHKW L 4.12
• Motor
1-Zylinder; Viertakt-Mager-Gemisch-Otto-Gasmotor
• Brennstoff Erdgas
• Abgastemperatur
• Leistung elektrisch 2 - 4 kW (η = 25 %)
thermisch 5 - 12 kW (η = 70 %)
• Gesamtnutzungsgrad 95 %
• Geräusch 55 dB(A) (1m Abstand)
• Abmess. (HxBxT) 127 x 67,5 x 79 cm
• Gesamtgewicht 220 kg
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Folie 18
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Honda GE160VHonda MCHP1.0 • Motor
1-Zylinder-Viertakt-Motormit 163 cm³ Hubraum
• Brennstoff Erdgas
• Abgastemperatur <90 °C• Leistung
elektrisch 1 kW (η = 26,3 %)thermisch 2,5 kW (η = 65,7 %)(zusätzlich BW-Gerät mit 28 kW)
• Gesamtnutzungsgrad 92 %• Geräusch 46 dB(A) (1 m)
• Abmess. (HxBxT) 118 x 113 x 32 cm• Gesamtgewicht 100 kg• Preise 15.690 Euro netto zzgl. Einbau
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Folie 19
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
ecoPOWER 1.0Seit März 2003 in Japan über 80.000
Systeme
Seit Herbst 2006 Markteinführung in den USA (heute weltweit über 100.000 Systeme)
Ab 2011 Markteinführung in Deutschland (Produktion in Gelsenkirchen)
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Folie 20
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Intelli Heimkraftwerkaus Barleben bei Magdeburg • Motor
1-Zylinder; Viertakt-Mager-Gemisch-Otto-Gasmotor
• Brennstoff Erdgas
• Abgastemperatur
• Leistung elektrisch 2,5 kW (η = %)
thermisch 8,75 kW (η = %)
• Gesamtnutzungsgrad 91 %
• Geräusch 50 dB(A)
• Abmess. (HxBxT) 100 x 75 x 75 cm
• Gesamtgewicht 450 kg
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Folie 21
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
• Kraftwandler LINATOR®
2-Zylinder-Freikolbendampfmaschine mit integriertem Lineargenerator
• Brennstoff Erdgas, Flüssiggas
• Spannung (Einspeisung) 230 V
• Leistung (modulierend) elektrisch 0,3 kW bis 2,0 kW ± 10 %
thermisch 3,0 kW bis 16,0 kW ± 5 %max. VL/RL-Temperatur 65/58 °C
• Gesamtnutzungsgrad 94 %
• Geräusch 48–54 dB(A)
• Abmessungen (HxBxT) 126 x 62 x 83 cm
• Gesamtgewicht 195 kg
lion-Powerblock
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Folie 22
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
WhisperGenPrototyp Layout
• Entwicklung Stirlingmotor seit 1987 (University of Canterbury in Neuseeland)
• Prototypenserien (5)
• Joint Venture: WhisperTech / EHE Spanien hat seit 2010 europ. Produktion
• Brennstoff: Erd- und Flüssiggas
• Kooperation: WhisperTech und IWO in 2011 - WhisperGen Version für Heizöl
• Vertrieb erfolgt in Systempaketen mit Puffer- und WW-Speicher, Steuerung
• Preis für Komplettpaket mit Pufferspeicher inklusive WW-Bereitung, Steuerung, Abgassystem: 12.268 €netto (2G Home).
aus: D.M. Clucas, J.K. Raine, Development of a hermeticallysealed Stirling engine battery charger, IMechE 1994
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Folie 23
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
• Stirlingmotor
doppeltwirkender Vierzylinder-Motormit außenliegender Verbrennung
• Brennstoff Erdgas
• Spannung (Einspeisung) 230 V
• Leistung elektrisch 1 kW
thermisch 5,5 - 12 kW max. VL/RL-Temperatur 20-85/ - °C
• Gesamtnutzungsgrad 92 %
• Geräusch 56 dB(A)
• Abmessungen (HxBxT) 85 x 94 x 56 cm
• Gesamtgewicht 137 kg
WisperGen
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Folie 24
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Navien m-CHP NCM-1130HH
• In Asien und Amerika ist die Marke Navienbekannt
• Unternehmen war in Korea Vorreiter in der Brennwerttechnik (gegründet 1978)
• Microgen KWK-Wandtherme geplant
• 2010 Zulassungen in den Niederlanden
• ersten Feldtests / Marktstart vorbereitet
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Folie 25
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Vitotwin 300-W
• Motor
Microgen Stirling
• Brennstoff Erdgas
• Abgastemperatur
• Leistung elektrisch 1 kW (η = %)
thermisch 6 kW (η = %)(zusätzlich BW-Gerät mit 20 kW)
• Gesamtnutzungsgrad %
• Geräusch
• Abmess. (HxBxT) 91 x 49 x 47 cm
• Gesamtgewicht 134 kg
• Voraussichtlich ab Sept. 2011
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Folie 26
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
eVita• Motor
Stirling-Motor (microgen)mit 272 cm³ Hubraum
• Brennstoff Erdgas, Flüssiggas
• Spannung (Einspeisung) 230 V
• Leistung (modulierend) elektrisch 1 kW (η = 13 %)
thermisch 3,8 kW (zusätzlich BW-Gerät mit 25 kW)
• Gesamtnutzungsgrad %
• Geräusch dB(A)
• Abmess. (HxBxT) 91 x 49 x 47 cm
• Gesamtgewicht 120 kg
• Preis 10.650 Euro netto zzgl. Pufferspeicher und Einbau
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Folie 27
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
EcoGen WGS 20.1
• MotorMicrogen Stirling
• Brennstoff Erdgas• Abgastemperatur• Leistung
elektrisch 1 kW (η = %)thermisch 5 kW (η = %)(zusätzlich BW-Gerät mit 5,6 - 15 kW)
• Gesamtnutzungsgrad• Geräusch
• Abmess. (HxBxT) 91 x 49 x 47 cm• Gesamtgewicht 134 kg• Preis ca. 14.200 Euro netto inklusive
Pufferspeicher zzgl. Einbau
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Folie 28
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
• MotorEinzylinder-Freikolben-StirlingmotorMicrogen
• Brennstoff Erdgas, Flüssiggas, • Spannung (Einspeisung) 230 V • Leistung elektrisch 1,0 kW
thermisch 3 - 6,1 kW (zusätzlich BW-Gerät mit 18 kW)
• Gesamtnutzungsgrad 88 %• Geräusch <45 dB(A)• Abmessungen (HxBxT) 100 x 72 x 107 cm• Gesamtgewicht 530 kg• Feldtests seit 2009• Preis mit Pufferspeicher beträgt 14.450
Euro netto zzgl. Einbau
Dachs Stirling SE
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Folie 29
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
4-Zyklen-Ericssonmotor von Enerlyt
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Folie 30
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Brennstoffzellen kleiner Leistung
• Hoher elektrischer Wirkungsgrad
• Woher kommt der Wasserstoff?
• Investitionskosten noch sehr hoch
• Hoher F&E-Aufwand - erste Feldtests vielversprechend
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Folie 31
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Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
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Folie 32
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
HXS 1000 Sulzer Hexis AGNachfolger:Galileo 1000 N
• Elektrische Leistung BZ: 0,1 - 1 kW
• Thermische Leistung BZ: 0,6 – 2,6 kW
• Thermische Leistung Zusatzbr.: 4 - 20 kW
• Elektr. Wirkungsgrad BZ: 30 %
Ziel: > 35 %
• Gesamtwirkungsgrad: 90 - 105 %
• BZ-Typ: Hexis SOFC
• Brennstoff: Erdgas, Netzdruck
• Elektr. Anschluss: 230 V AC, 50 Hz
• Abmessungen (HxBxT) : 55 x 55 x 160 cm
• Platzbedarf: 3,0 m2
• Gesamtgewicht installiert: 170 kg
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Folie 33
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
BlueGen
• Elektrische Leistung BZ: 0 - 2 kW
• Thermische Leistung BZ: 0,3 - 1 kW
• Elektr. Wirkungsgrad BZ: 60 %
(bei 1500 W)
• Gesamtwirkungsgrad: 85 %
• BZ-Typ: SOFC
• Brennstoff: Erdgas, Druck 0,9 bis 2 kPa
• Elektr. Anschluss: 230 V AC, 50 Hz
• Gesamtgewicht installiert: < 200 kg
![Page 34: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/34.jpg)
Folie 34
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Wissenschaftliche Untersuchungen
Messung am Senertec-Gerät auf dem dynamischen Prüfstand am IfE in München
Vergleichende Untersuchung an der Hochschule Reutlingen
2003 - 2005
![Page 35: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/35.jpg)
Folie 35
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Feldtest Otag „Lion Powerblock“ in Berlin
Quelle: GASAG Berliner Gaswerke AG / OTAG Vertriebs GmbH & Co. KG
Praxistest des „WhisperGen Mark V“
Quelle: MVV Energie AG
![Page 36: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/36.jpg)
Folie 36
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
FeldtestpartnerStadtwerke Halle GmbH
Erdgas Mittelsachsen
Stadtwerke Neustadt
Stadtwerke Trier
Stadtwerke Annaberg-BuchholzmicroBHKW L 4.12
![Page 37: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/37.jpg)
Folie 37
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Feldtest WhisperGen
Quelle: Markus Buggisch, Gasag Berlin, Vortrag „WhisperGen: die Stromerzeugende Heizung für Berlin“, 11.05.2010
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Folie 38
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Insgesamt 800 Brennstoffzellen bis 2015.
Feldtest Brennstoffzellen
![Page 39: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/39.jpg)
Folie 39
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Agenda
• Erfahrungen aus der Wohnungswirtschaft
• Stand der Technik
• Rahmenbedingungen
• Marktsituation / Potenziale
• Fazit
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Folie 40
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Rahmenbedingungen
Die erfolgreiche Markteinführung/-durchdringung hängt ab:
• Technik
– Zuverlässigkeit, Standzeit, Wartungsaufwand
• Planung
– Nächste Folie
• Rechtsrahmen
– EnWG, KWKG, EnEV, EEWärmeG, TA-Luft, Steuerrecht
• Förderung
• Wirtschaftlichkeit
– Häufig einfacher Überschlag möglich
– komplexe Rechnung für Investitionsentscheidung nötig
![Page 41: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/41.jpg)
Folie 41
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Auslegungskriterien
• Energiebedarf Wärme / Strom / Kälte
• Leistungsanforderung (max. / min. / Profile)
• Gleichzeitigkeit von Strom- und Wärmebedarf (Lastgänge)
• Flexibilität und Dynamik der Energieerzeugung
• Modulationsbereich (Teillastfähigkeit)
• Verfügbarkeit von Speicherkapazität
• Laufzeiten – Ausnutzungsdauer (Jahresvolllaststunden)
![Page 42: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/42.jpg)
Folie 42
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
• Ausbauziel 25 % KWK- Strom bis 2020 § 1
• Inkrafttreten 1.1.2009
• Überprüfung Wirkung 2011 § 12
• Deckel jährliche Zuschläge 750 Mio €,
davon bis 150 Mio € für Wärmenetzausbau § 7 + 7a
• aber Flexibilisierung Deckel: Kürzungen wg.
Überschreitung werden später nachgezahlt
KWKG - Eckpunkte
In 2010 bis 2012 werden wahrscheinlich nur 40 Mio. €pro Jahr für Wärmenetze abgerufen (AGFW-Umfrage)
![Page 43: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/43.jpg)
Folie 43
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std maxBis 50 kW 5,11 10 a -50 kW–2 MW 2,1 6 a 30.000verarbeitendes Gewerbe 2,1 4 a 30.000
> 2 MW 1,5 6 a 30.000verarbeitendes Gewerbe 1,5 4 a 30.000
Glättung Förderstufen:
über 50 kW für erste 50 kW: 5,11 ct/kWh
über 2 MW für erste 2 MW: 2,1 ct/kWh § 7
KWKG – Zuschläge für KWK- Strom1.1.2009 bis 31.12.2016 31.12.2020
„Gesetzes zur Neuregelung energiewirtschaftlicher Vorschriften“(Artikelgesetz), Bundestag 30.06.2011 - Artikel 6 erfüllt bereits zwei wesentliche Forderungen im KWKG.
![Page 44: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/44.jpg)
Folie 44
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
6 Punkte für einebeschleunigte Energiewende
Brüderle/Röttgen vom 07.04.2011
1. Erneuerbare Energien zügig voranbringen2. Netze und Speicher zügig ausbauen3. Energieeffizienz konsequent steigern4. Flexible Kraftwerke schnell bauen5. Energieforschung neu ausrichten6. Bürger transparent beteiligen
KWK unter 3. e.
„Auf Grundlage des anstehenden Monitorings zum Kraft-Wärme-
Kopplungs-Gesetz werden wir das Gesetz weiterentwickeln. Dabei
werden wir prüfen, ob und wie Angebote der Energieversorger zur
Effizienzsteigerung beim Verbraucher einbezogen werden können.“
![Page 45: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/45.jpg)
Folie 45
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
• Zielformulierung (z.B. 30 % statt 25 % KWK-Strom bis 2020)
• Abnahme- und Vergütungspflicht von KWK-Strom aus Anlagen > 50 kW
• Erweiterung Modernisierungsbegriff (z.B. unterhalb 50 %-Kostengrenze
anteilige Förderung; für Neuanlagen (ab 2002))
• Erhöhung KWK-Bonus (z.B. um 0,7 ct/kWh für alle Stufen);
neue Leistungsklasse (50 – 250 kW - NRW-Entwurf)
Einführung eines Effizienzbezuges (z.B. über Stromkennzahl)
• Bessere Förderung von Wärmenetzen; Neuaufnahme von Speichen
• Starke Vereinfachung für Mikro-KWK-Anlagen (1 und 2 kW)
KWKG – Novelle 2012 - Optionen
![Page 46: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/46.jpg)
Folie 46
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
EEWärmeG
§ 5 - Mindestanteile
Solarenergie mind. 15 %, gasförmige Biomasse 30 %, flüssige und
feste Biomasse 50 %, Geothermie 50 % (mit bestimmten Arbeitszahlen)
§ 6 - Ersatzmaßnahmen1. den Endenergiebedarf zu mind. 50 % aus KWK-Anlagen
(diese muss hocheffizient nach EU-Richtlinie 2004/8/EG sein) decken,
2. Maßnahmen zur Einsparung der Energie,3. den Endenergiebedarf aus einem Netz der öffentlichen Nah-
oder Fernwärmeversorgung decken (wenn die Wärme zu einem wesentlichen Teil aus Erneuerbaren Energie, überwiegend (also zu mind. 50 %) aus Abwärme, KWK oder aus einer Kombination stammt)
![Page 47: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/47.jpg)
Folie 47
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Berechnung Primärenergiebedarf
KWK-Lösungen helfen bei der Einhaltungder EnEV und des EEWärmeG
![Page 48: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/48.jpg)
Folie 48
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
WirtschaftlichkeitA Jährliche kapitalgebundene Kosten• Investitionskosten (BHKW, Kamin ua.)
• Kapitalmarktkosten (Zinsen)
B Jährliche verbrauchsgebundene Kosten• Brennstoffkosten
• Hilfsenergiekosten
• Kosten von Netzdienstleistungen z.B. Preis für Leistungsreserve
C Jährliche betriebsgebundene Kosten• Instandhaltung
• Wartungskosten: fixer Anteil - betriebsabhängiger Anteil
• - Energiesteuererstattung
D Jahreskosten• Summe A + B +C
– Wert der Eigenstromerzeugung = Wärmeerzeugungskosten
nach VDI 2067
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Folie 49
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Wärmepreisäquivalenz
Brennstoffversteuert Wärme
Brennstoffsteuerfrei
KesselNutzungsgrad 93 %
BHKW
gleicher Wert / Wärmegutschrift
Hs/Hi
Hs/HiWärme
Strom
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Folie 50
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Berechnungsgrundlagen Strom
• Bezug Haushaltsstrom 16,8 ct/kWh (ca. 21,8 ct/kWh (brutto))
• Einspeisung ins Netz 50,00 €/MW*
• verm. NNE 0,5 ct/kWh
• KWK-Bonus nach KWKG 5,11 ct/kWh* Preisentwicklung
EEX
in €/MWh
73,173Q/2008Maxim.
53,612Q/2011aktuell
48,134 Jahresmittel
47,856 Jahresmittel
42,232 Jahresmittel
29,741Q/2007Minim.
![Page 51: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/51.jpg)
Folie 51
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
BHKW- Kenndaten 1 kW-Modul
• elektr. Leistung 1 kW (7,2 %)
•Therm. Leistung 10 kW (72,0 %)
•Brennstoffleistung 13,9/15,4 kW (Hi/Hs)
•Investition1 4.361 €/kW
•Angesetzte Investition2 4.900 € (Angebote bis20.000 €)
•Gaspreis - Grundvariante 6 ct/kWh Hs
•Gaspreis BHKW 5,45 ct/kWh Hs
1 nach Formel BHKW-Kenndaten 2005 [neu: 2011] Stromkennzahl2 incl. 2 % Preissteigerungsrate, aufgerundet 0,10
z.B. z.B. WisperGenWisperGen
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Folie 52
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Wirtschaftlichkeitsrechung
Quelle: Othmar Verheyen, Neue Chancen für kleine BHKW in der Gebäudetechnik, Ingenieurspiegel 4/2009, S. 69/70
![Page 53: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/53.jpg)
Folie 53
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Agenda
• Erfahrungen aus der Wohnungswirtschaft
• Stand der Technik
• Rahmenbedingungen
• Marktsituation / Potenziale
• Fazit
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Folie 54
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
KWK-Stromanteil an nationaler Stromproduktion
Source: IEA data and analysis; data merged from years 2001, 2005, 2006.
![Page 55: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/55.jpg)
Folie 55
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
KWK-Markt stagniert
![Page 56: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/56.jpg)
Folie 56
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Wirtschaftliches KWK-Potenzial
Quelle: Eikmeier, Schulz, Krewitt, Nast, EuroHeat & Power, 6/2006
Die Potenziale werden nicht „automatisch“ realisiert
![Page 57: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/57.jpg)
Folie 57
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Marktentwicklung KWK bis 2 MW
Quelle: Öko-Institut 2010
Abschätzung für 2011:Weitere Zunahme des Marktvolumens um rund11% in Deutschland, etwas mehr im Export.
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Folie 58
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
BHKW <50 kW
2006 27 MW
2007 23 MW
2008 28 MW
2009 ca. 64 MW
(nach Öko-Institut 02/2010)
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Folie 59
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Ca. 18 Mio. Heizungen in Deutschland
Jährlicher Bedarf an Heizkessel ca. 640.000
25 % durch KWK-Anlagen 160.000
Mit einer elektr. Leistung von 1 kW pro Heizung sind nach 10 Jahren
1.600 MW (installierte Leistung) möglich
entsprechend 6,4 TWh/a > 1 % der Erzeugung
Stromerzeugende HeizungPotenzialabschätzung
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Folie 60
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Agenda
• Erfahrungen aus der Wohnungswirtschaft
• Stand der Technik
• Rahmenbedingungen
• Marktsituation / Potenziale
• Fazit
![Page 61: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/61.jpg)
Folie 61
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
KWK in der Wohnungswirtschaftpositiv
• Reduzierung der Betriebskosten (Mietnebenkosten)
• Ökologische, soziologische Vorteile
• Hilft bei Erfüllung von EEWärmeG und EnEV
• Weniger Leerstand - Wertsteigerung
negativ
• Mieter-Vermieter-Dilemma (Invest, Betrieb)
• Hoher Transaktionsaufwand (Netzbetreiber, Bafa, Zollamt …)
• Stromverkauf ist neues Betätigungsfeld (Verträge, USt.)
B.KWK-Veranstaltungen für die Wohnungswirtschaft (München, Hamburg, Dortmund) mit Praxisbeispielen
Ungewohntes Betätigungsfeld – doch großes Interesse
![Page 62: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/62.jpg)
Folie 62
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Grenze zwischen den Netzen
ZusatzbezugStromlieferant
----------------------- Messung VerbraucherNetzbetreiber
Einspeisung
Verbraucher
BHKWVerbraucher
Eigenbedarf oder
Lieferung an Dritte
Das KWKG ab 01.01.2009
Messung
KWK-Zuschlag
auf gesamte Nettoerzeugung
Quelle: Ullrich Brosziewski,
![Page 63: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/63.jpg)
Folie 63
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Direktverkauf an Mieter
Z
Z
BHKW
Z
ZNetzbetreiberStromlieferanten
Abrechnungsrelevanter Zählpunkt
Quelle: Ullrich Brosziewski
![Page 64: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/64.jpg)
Folie 64
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Freie Wahl des Anbieters
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
BHKW
Z
�
NetzbetreiberStromlieferanten
Quelle: Ullrich Brosziewski
KWK-Zuschlagauf gesamte
Nettoerzeugung
EigenbedarfLieferung an Dritte
← Einspeisung→ Zusatzbezug
g
![Page 65: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/65.jpg)
Folie 65
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Aufteilung der Kosten für HKVO
nach VDI 2077Bestandteile:
• Brennstoffkosten (ohne Abzug Steuererstattung)
• Wartungskosten (keine Instandhaltungskosten – schwierig bei Vollwartungvertrag)
• Messkosten für Wärme (nicht solche für Strom)
Quelle: Ullrich Brosziewski
![Page 66: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/66.jpg)
Folie 66
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Fazit für die Wohnungswirtschaft
BHKW-Strom möglichst selbst nutzen bzw. an
Mieter/Eigentümergemeinschaft verkaufen!
– Rechtliche Hürden nicht ganz einfach!
– Praktische Probleme: z. B. freie Anbieterwahl
– Austausch mit Netzbetreiber
– Unsicherheit bei kalkulierter Wirtschaftlichkeit
Hier kann die Wohnungswirtschaft Unterstützung
gebrauchen (Stadtwerke, Contractoren) –
aber Achtung:
Stromerzeugung kann EEG-Umlagepflichtig sein!
![Page 67: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/67.jpg)
Folie 67
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Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Agenda
• Erfahrungen aus der Wohnungswirtschaft
• Stand der Technik
• Rahmenbedingungen
• Marktsituation / Potenziale
• Fazit
![Page 68: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/68.jpg)
Folie 68
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Fazit
– Mini-KWK für MFH und GHD ist
markteingeführt und effizient,
Marktdurchdringung fehlt aber noch.
– Mikro-KWK für EFH im Feldtest,
entwickelt sich gut / Markteinführung
Energiewirtschaftliche Situation
• Preisentwicklung für den Brennstoff einerseits und für Strom und
Wärme andererseits führen zum Öffnen oder Schließen der
Wirtschaftlichkeitsschere (unvorhersehbar).
• Unsicher: Vergütung von Überschussstrom (Einspeisung)
Kosten für Gas und Reststrom
Förderung (KWKG, Förderprogramme)
![Page 69: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/69.jpg)
Folie 69
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Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Gute Ökobilanz für KWK
Quelle: Nachhaltige Ver- und Entsorgung, BMBF, Bonn/Berlin 2006
![Page 70: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/70.jpg)
Folie 70
Othmar Verheyen
Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Quelle: EuroHeat&Power, 2010, Heft 9 Trendresearch-Studie „Mikro-KWK“
![Page 71: 110907 Mikro Mini BHKW Hannover - uni-due.de · Folie 43 Othmar Verheyen Mikro-Mini-BHKW Hannover, 06. 09. 2011 Leistung ct/kWh Dauer Vollbenutz.std max Bis 50 kW 5,11 10 a - 50 kW–2](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022041420/5e1e988a3a804c22072aca63/html5/thumbnails/71.jpg)
Folie 71
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Mikro-Mini-BHKWHannover, 06. 09. 2011
Wichtig für MarktdurchdringungMikro-KWK-Anlagen / 1 – 2 kWel
• Reduzierung der Herstellungskosten(z. B. über Stückzahlen)
• Alltagsgeschäft im Handwerk(Plug and play - Schulungen –Standard wie Brennwertkessel)
• Stark vereinfachtes Fördersystem(z. B. kummulierte Bonuszahlung bei Inbetriebnahme (Änderung des KWKG))
• Verbesserte Technik (Erhöhung elektr. Wirkungsgard)
• Umsetzung durch Contractoren, Stadtwerke
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