Primärenergie und CO2 sparen
Modernisierung einer Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlage
Am Standort Vilsbiburg wird zur Versorgungen von fünf Bürogebäuden eine Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlage betrieben. Zentraler Bestandteil ist ein Blockheizkraftwerk (BHKW). Im Sommer und in der Übergangszeit wird die Wärme mit einer Absorptionskälteanlage mit LiBr (Lithiumbromid) als Arbeitsmittel in Kaltwasser umgewandelt.
Ein BHKW dient zur dezentralen Versorgung von einer oder mehreren Anlagen mit Wärme und elektrischer Energie. Die mechanische Energie des mit Erdgas betriebenen Verbrennungsmotors wird mit Hilfe eines Generators in elektrische Energie umgewandelt. Gleichzeitig wird ein großer Teil der freiwerdenden Wärme zu Heizzwecken genutzt. Man spricht dann von einer Anlage zur Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Wird die Abwärme auch zur Beheizung einer Absorptionskälteanlage genutzt, nennt man das Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK).
Blockheizkraftwerke werden zur Deckung der Grundlast von Wärme, der allgemein wirtschaftlicheren Variante, aber auch zur Abdeckung von Leistungsspitzen (vor allem bei der elektrischen Energie) eingesetzt. Daneben sind sie auch zur Energieversorgung einzelner Produktionsanlagen geeignet.
13 Jahre altes BHKW modernisiert
In Vilsbiburg werden fünf Bürogebäude ganzjährig mit Wärme versorgt. Im Sommer und in der Übergangszeit wird die Wärme mit einer Absorptionskälteanlage mit LiBr (Lithiumbromid) als Arbeitsmittel in Kaltwasser umgewandelt. Grund für die Modernisierung waren die steigenden Betriebs- und Wartungskosten des 13 Jahre alten BHKW. Ein weiteres Motiv war der technische Fortschritt. Der Stand der Technik erlaubt heute höhere elektrische Wirkungsgrade und somit eine effektivere Ausnutzung des Brennstoffes. Dagegen wird die 14 Jahre alte Absorptionskälteanlage weiter genutzt.
Die Planung zur Modernisierung und Einbindung ins bestehende Netz übernahm die Delta ImmoTec GmbH (www.delta-gruppe.de). Nach zweimonatigen Umbau- und Erneuerungsarbeiten durch die Delta Gebäudetechnik GmbH ist die Anlage seit Oktober 2012 im Dauerbetrieb. Das gasbetriebene Blockheizkraftwerk verfügt über eine elektrische Leistung von 401 kW. Knapp die Hälfte der am Standort notwendigen Grundlast wird somit selbst produziert. Der Lastgang bzw. der Bezug aus dem Netz wird dabei deutlich abgesenkt.
Dazu kommt eine thermische Leistung von 548 kW unter Volllast. Jährlich werden so etwa 3 Mio. kWh Strom erzeugt, etwa 25 % des Gesamtverbrauchs des gesamten Standortes sowie 4 Mio. kWh Nutzwärme für Heizzwecke, im Sommer für die Bereitstellung von Klimakälte (Kaltwasser). Der Wärmenutzungsgrad beträgt im Jahresmittel 90 %, die jährliche Nutzungsstundendauer liegt bei etwa 8400 h, in denen etwa 400 Teillaststunden enthalten sind.
Amortisationszeit von 2,2 Jahren
Im Vergleich zur konventionellen Energieversorgung (Wärmedeckung über Kessel, Kälte über konventionelle Kälteanlage mit Schraubenverdichter, Strom durch Zukauf) ergibt sich eine Primärenergieeinsparung von 34 %, bzw. eine CO2-Einsparung (bezogen auf Erdgas) von 780 t pro Jahr. Es ergeben sich Stromgestehungskosten von 15,9 Cent/kWh. Diese resultieren überwiegend aus Brennstoff- und Kapitalkosten (siehe Abbildung).
Durch Ausschöpfung der KWK-Umlage nach KWK-Gesetz sowie der Energiesteuerermäßigung nach §53 Energiesteuergesetz verbleiben 10,6 Cent/kWh. Dazu kommt je nach Wärmenutzungsgrad eine Wärmegutschrift durch die Nutzung der Abwärme. Die Eigennutzung von BHKW-Strom entlastet zusätzlich das Stromnetz.
Für die Ermäßigungen bei der Brennstoffsteuer beziehungsweise über die KWK-Umlage (Laufzeit 30 000 Betriebsstunden), werden die Ergebnisse monatlich an die Bundesanstalt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gemeldet. Ferner wird jährlich eine Nutzungsgradberechnung durchgeführt und von einem Wirtschaftsprüfer testiert.
Die bisher erreichten Betriebsdaten lassen eine Amortisationszeit von etwa 2,2 Jahre erwarten. Wäre die Gesamtanlage mit Absorptionskälteanlage ersetzt worden, würde die Amortisationszeit bei 3,7 Jahren liegen.
