Die BHKW-Dimensionierung ist wichtig
Optimale Anlagenauslegung bestimmt Wirtschaftlichkeit
Foto: RMB/Energie GmbH, Saterland
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Bild: Erfurth und Braunholz GbR
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Ein BHKW ist „eine Heizung, die ihr Geld verdient“. Einerseits, weil sie bei der Wärmeerzeugung zugleich Strom liefert, der selbst genutzt oder ins öffentliche Netz eingespeist werden kann, mithin den eingesetzten Brennstoff doppelt effektiv nutzt. Ob sich ein BHKW langfristig rechnet, wird andererseits stark dadurch bestimmt, dass das gewählte BHKW möglichst genau zum energetischen Bedarf eines Gebäudes und zu seiner Nutzung passt.
Die dezentrale Strom- und Wärmeerzeugung mit Blockheizkraftwerken (BHKW) leistet einen wichtigen Beitrag zur angestrebten Energiewende, denn sie ist beim Primärenergieverbrauch um rund ein Drittel effizienter als die konventionelle getrennte Strom- und Wärmeerzeugung. Deshalb wird die „Kraft-Wärme-Kopplung“ auch staatlicherseits umfassend gefördert. Außerdem verschafft die BHKW-Technik sowohl bei Strom- als auch beim Wärmebedarf ein Stück Versorgungssicherheit und Unabhängigkeit.
Wie schnell sich ein BHKW amortisiert, hängt wesentlich von der bedarfsgerechten Dimensionierung ab. Einerseits soll ein BHKW natürlich einen wesentlichen Teil des eigenen Energiebedarfs decken, andererseits sollte es nicht überdimensioniert sein, um keine unnötig hohen Anschaffungskosten zu verursachen und um unproduktive Stillstandszeiten zu vermeiden.
Die optimale Anlagenauslegung ist deshalb vornehmste Aufgabe eines Fachplaners für Gebäude- und Energietechnik. Angesichts der Komplexität, die den Energiebedarf eines Gebäudes in Bezug auf gleich zwei Energiearten betreffen, nämlich Strom und Wärme, ist dies keine ganz einfache Angelegenheit. Die Software „BHKW-Ultimate“ ist diesbezüglich eine hervorragende Entscheidungshilfe (siehe Infokasten).
Auch der norddeutsche BHKW-Hersteller RMB/Energie setzt auf diese Software. Eine „Light-Version“ findet sich auf der Firmenwebseite. Planern und Einbaupartnern stellt das Unternehmen aber auch eine Vollversion für die detaillierte Berechnung zur Verfügung. Henning Metz, Leiter Technischer Vertrieb bei RMB/Energie, sagt dazu: „Bei einer traditionellen BHKW-Auslegung wurde früher sehr viel Wert auf möglichst lange Anlagenlaufzeiten eines BHKW gelegt. Das hat dazu geführt, dass die BHKW-Größe mehr oder weniger grafisch mit Bleistift und Lineal entlang einer theoretisch abgeleiteten Jahres(wärme)dauerlinie bestimmt worden ist. Dies war auch dem fixen Förderzeitraum von zehn Jahren geschuldet. Das Verfahren war früher schon nicht optimal für die reale Wirtschaftlichkeitsberechnung, heute ist die konzentrierte Auslegung einzig auf einen dauerhaften Grundlastbetrieb sogar vollkommen kontraproduktiv.“
Aber weshalb kommt der optimalen Anlagenauslegung überhaupt eine solch große Bedeutung zu? Auch darauf gibt Henning Metz eine Antwort: „Ein BHKW wird interessanterweise immer als ein Investitionsgut betrachtet, das eine Rendite erwirtschaften soll. Bei anderen Wärmeerzeugern wird in vielen Fällen nicht einmal eine Vergleichsbetrachtung zwischen verschiedenen Anlagentechnologien vorgenommen. Es wird einfach akzeptiert, dass die Energieversorgung keine Rendite erwirtschaftet, sondern einen Kostenblock darstellt. Auch wir führen natürlich gerne als Argument an, dass ein BHKW – im Gegensatz zu den meisten anderen Wärmeerzeugern – tatsächlich eine positive Rendite einfahren kann. Klassische Amortisationszeiten von vier bis fünf Jahren entsprechen grob 20 bis 25 % Rendite auf das eingesetzte Kapital inklusive einer signifikanten CO2-Einsparung über die BHKW-Laufzeit. Ein optimal ausgelegtes BHKW erreicht somit das betriebswirtschaftlich optimale Ergebnis.“
Zurzeit steht die staatliche Fördermittelsituation auf Basis des KWK-Gesetzes vor einer Neuorientierung. Es ist zu erwarten, dass für die Amortisation der Eigenstromverbrauch künftig eine noch größere Rolle spielen wird. Wahrscheinliche Strompreissteigerungen im Laufe der Energie- und Mobilitätswende machen den Einsatz von BHKW im kleinen bis mittleren Leistungsbereich zukünftig noch attraktiver.
Auch die Bedeutung einer im Bedarfsfall sofort verfügbaren dezentralen Stromerzeugung durch BHKW, die sich flexibel aktivieren lässt, wird im Zuge des Umbaus der Stromgewinnung im Rahmen der Energiewende noch zunehmen. Wenn nämlich bei den volatilen regenerativen Energieträgern Wind und Sonne gerade eine „Dunkelflaute“ herrscht, können BHKW Lastspitzen bedienen. Das Risiko eines gefürchteten Blackouts kann somit minimiert werden.
Ebenso bedeutsam für die Amortisation bleibt die Auswahl eines BHKW, das exakt auf den jeweiligen Anwendungsfall des Betreibers zugeschnitten ist, um stets im optimalen Leistungsbereich arbeiten zu können. Der norddeutsche BHKW-Hersteller RMB/Energie ist für diese Anforderung mit 14 verschiedenen „neoTower“-Modellen im elektrischen Leistungsspektrum von 2,0 bis 50,0 kW bestens gerüstet. Das bedeutet: Für alle Einsatzzwecke vom größeren Ein- oder Zweifamilienhaus über Hotellerie und Gewerbe bis zur Industrie ist garantiert eine maßgeschneiderte BHKW-Lösung aus dem „neoTower“-Programm verfügbar. Und die trägt grundsätzlich die vier Kern-Qualitätsmerkmale der Marke in ihrer DNA: Geräuscharmut, Robustheit, Effizienz und Kompaktheit. Finden lässt sich diese maßgeschneiderte Lösung mithilfe der schon erwähnten Spezialsoftware „BHKW-Ultimate“.
Fazit
Für die schnellstmögliche Amortisation und dauerhaft hohe Wirtschaftlichkeit eines BHKW ist die Auswahl eines optimal zum jeweiligen Objekt passenden BHKW essentiell. Softwarelösungen berücksichtigen dabei die Vielzahl der Einzelparameter, so wie es mit händischer Berechnung nur unzureichend gelingen kann – und ein nach Leistungsstufen einzigartig ausdifferenziertes Lieferprogramm wie das des norddeutschen Herstellers RMB/Energie hat für jeden Einsatzzweck das geeignete Gerät zu bieten.
Im Gespräch mit Christian Erfurth
tab: Herr Erfurth, Ihr Unternehmen hat eine Software entwickelt, die das optimale BHKW für den jeweiligen Einsatzzweck ermittelt. Was war die besondere Herausforderung bei der Entwicklung dieser Spezialsoftware?
Christian Erfurth: Mit „BHKW-Ultimate“ ist uns im Jahr 2012 ein erfolgreicher Einstieg in die KWK-Branche gelungen. Die Innovation bestand in der stundengenauen Simulation eines BHKW und dessen Peripherie, wodurch die Prognosegüte der Wirtschaftlichkeit auf eine deutlich verlässlichere Ebene gehoben wurde. Herausforderung war es für uns, die teils sehr komplexen technischen und rechtlichen Aspekte mit einer komfortablen Benutzeroberfläche und einer nachvollziehbaren Funktionslogik zu vereinen. Dieses Ziel ist uns erhalten geblieben, da „BHKW-Ultimate“ regelmäßige Updates erhält, die neben Änderungen der Fördersituation stets auch neue Funktionen enthalten.
tab: Welche Parameter liegen der Wirtschaftlichkeitsprognose zugrunde? Womit muss der Anwender das Programm „füttern“, um relevante Ergebnisse zu bekommen.
Christian Erfurth: Die Erstellung einer Wirtschaftlichkeitsprognose mit „BHKW-Ultimate“ gestaltet sich in der Regel zweiteilig. Zunächst geht es darum, die passende Anlage zur Objektsituation zu finden. Zentral ist dabei die Ermittlung der jeweiligen Bedarfe an Wärme und Strom. In Kombination mit dem hinterlegten BHKW-Katalog und der automatischen Förderdatenbank ist so eine schnelle Grobauslegung möglich. Im zweiten Schritt werden für die weiteren einflussnehmenden Parameter, für die bis dahin sinnvolle Standardwerte angenommen wurden, individuelle Einstellungsmöglichkeiten geboten. Das betrifft die Preise und Teuerungsraten von Brennstoffen und Strom, den Einsatz von Wärme- und Stromspeichern, Kaskaden, Netzersatzanlagen und vielem mehr.
tab: Was macht ein BHKW so attraktiv gegenüber einer konventionellen Heizungsanlage und „klassischem“ Strombezug von einem der üblichen Energieversorger?
Christian Erfurth: Allen voran steht natürlich die Ersparnis von Energiekosten. So amortisieren sich die Kosten für ein BHKW, ausreichend Wärme- und Strombedarf sowie eine sinnvolle Dimensionierung vorausgesetzt, in der Regel schon nach wenigen Jahren.
Darüber hinaus spielt auch der emotionale Faktor der (zumindest teilweisen) Unabhängigkeit vom Stromversorger
und das Gefühl, Energie ökologischer zu erzeugen, eine große Rolle.
tab: Stichwort CO2-Reduktion: Welchen Beitrag kann die BHKW-Technik zur Reduktion der klimaschädlichen Emissionen leisten?
Christian Erfurth: KWK-Anlagen zeichnen sich durch enorme Gesamtwirkungsgrade aus und heben sich damit der von der klassischen getrennten Erzeugung von Wärme und Strom ab. Durch die bessere Ausnutzung des verwendeten Brennstoffs ergibt sich bereits eine Reduzierung der Emissionen. Viel entscheidender ist aber die Wirkung der dezentralen Stromerzeugung auf das Netz. Aufgrund der Erzeugung des Stroms direkt am Ort des Bedarfs ergibt sich eine Entlastung für das derzeit in Deutschland viel diskutierte Transportproblem. Durch den Wegfall von Durchleitung und Umspannung des Stroms trägt KWK somit zusätzlich zu einer umweltfreundlicheren Energienutzung bei.
tab: Die Amortisation oder überhaupt der wirtschaftliche Betrieb eines BHKW hängt zu einem Großteil von einer optimalen bedarfsgerechten Dimensionierung ab. Weshalb ist dies so bedeutsam?
Christian Erfurth: Wegen der derzeit in Deutschland herrschenden Fördersituation ist die Einspeisung von Strom in das allgemeine Versorgungsnetz in der Regel nicht rentabel.
Folglich ist es für die Wirtschaftlichkeit eines BHKW entscheidend, den erzeugten Strom auch im Objekt selbst zu verbrauchen. Aus diesem Grund ist eine passende Dimensionierung der elektrischen Leistung der Anlage auf die Objektsituation von zentraler Bedeutung. Auf der
anderen Seite muss allerdings auch die erzeugte Wärme sinnvoll genutzt werden können. Diese Wechselwirkungen zwischen Wärme- und Strombedarf, Energiespeichern und den einzelnen Leistungsniveaus der jeweiligen Anlage werden in „BHKW-Ultimate“ per Simulation übersichtlich heraus- und dargestellt.
tab: Der BHKW-Hersteller RMB/Energie ist einer der Nutzer Ihrer Software. Für welchen Anwenderkreis haben Sie die Software entwickelt und wie kann man sie – beispielsweise als Kunde von RMB/Energie – sinnvoll einsetzen?
Christian Erfurth: RMB/Energie gehört bereits seit vielen Jahren zu unseren Premium-Kunden. Schnell ist aus der freundschaftlichen Zusammenarbeit eine „BHKW-Ultimate RMB-Edition“ entstanden, die im Look & Feel und in der Funktionalität speziell auf die Anforderungen und die Produktpalette von RMB/Energie zuschnitten ist. Diese Software wird allen Partnern und Interessenten zur Verfügung gestellt. Typischerweise sind dies Stadtwerke, Kontraktoren und Heizungsbauer. Auch andere BHKW-Hersteller erweitern ihr Portfolio mit Anlagen von RMB/Energie und sind dadurch auch Nutzer dieser speziellen Edition der Software.
tab: Einen wesentlichen Anteil an der Amortisation eines BHKW hat zurzeit die staatliche Förderung. Wie ist da die aktuelle Situation, wie schätzen Sie die Zukunft der Fördermittelvergabe ein, und wird auch dies in Ihrer Software berücksichtigt?
Christian Erfurth: In einigen Fällen ist der Einsatz eines BHKW bereits ohne staatliche Förderungen wirtschaftlich möglich. Relevante Förderungen entstehen durch das KWKG, welches bei Kleinanlagen auch eine Vergütung für selbstverbrauchten Strom vorsieht. Negativ ist hier aber die jetzt schon knapp bemessene Förderdauer zu bewerten, über deren Absenkung aktuell erneut diskutiert wird. Unverständlich ist aus unserer Sicht immer noch die seit 2014 auf selbsterzeugten und selbstverbrauchten Strom zu zahlende EEG-Umlage, die zumeist zu einem Anteil von 40 % fällig wird.
Auch haben wir in den letzten Jahren eine zunehmende Unsicherheit bezüglich der Fördersituation und deren
Bürokratie in der KWK-Branche wahrnehmen können. Hier stehen wir unseren Kunden mit „BHKW-Ultimate“ zur Seite, da dort die aktuell gültige Fördersystematik passend zu den Objekt- und Anlagenbedingungen automatisiert angewendet wird.
tab: Die Wirtschaftlichkeit eines BHKW hängt nicht allein von der Fördermittelsituation ab, sondern auch vom Eigenbedarf des Nutzers an Strom und Wärme. Können Sie hier eine generalisierende Aussage treffen, wo BHKW typischerweise besonders sinnvoll einsetzbar sind – und wo womöglich auch nicht.
Christian Erfurth: Grundsätzlich kann ein BHKW fast überall sinnvoll sein. Beispielsweise ist der Einsatz des Mikro-BHKW „neoTower 5.0“ vom Hersteller RMB/Energie bereits ab einem Wärmebedarf von ca. 80.000 kWh/a und einem Strombedarf von ca. 25.000 kWh/a wirtschaftlich realisierbar. Typische Objekte sind dabei Altenheime, Schwimmbäder, Hotels, aber auch Gewerbe- und Industriebetriebe jeglicher Art. Ungünstige Bedingungen für den KWK-Einsatz entstehen, wenn Wärme- und Strombedarfe zeitlich getrennt voneinander entstehen oder für einen größeren Zeitraum im Jahr überhaupt nicht vorhanden sind.
tab: Wo sehen Sie den BHKW-Markt in fünf oder zehn Jahren und wovon ist die prognostizierte Marktentwicklung Ihrer Ansicht nach abhängig?
Christian Erfurth: KWK wird häufig unterschätzt. Vom Gesetzgeber und vom Bürger. Der Markt wird zudem durch Bürokratismus und Unsicherheiten in der Fördersituation geschwächt. Hier sollte langfristige Planungssicherheit herrschen. Bei Verbrennung von fossilen Energieträgern ist ein BHKW die effizienteste Lösung.
Dadurch kann Kraft-Wärme-Kopplung die entscheidende Brückentechnologie zum langfristigen Ziel der vollständig aus erneuerbaren Quellen bereitgestellten Energieversorgung sein. Kurz- und mittelfristig trägt jedes einzelne BHKW dazu bei, die Erforderlichkeit des kostenintensiven Trassen- und Netzausbaus zu senken, da Strom dort erzeugt wird, wo er auch gebraucht wird.
Zur Erreichung dieser Ziele ist eine breitere und vor allem langfristige Unterstützung von staatlicher Seite dringend notwendig. Die Marktentwicklung wird maßgeblich davon abhängen.
tab: Herr Erfurth, vielen Dank für das Gespräch.
