GEG 2023 / 2024: Ende der gebäudeintegrierten KWK?

  • Hallo in die Runde und besonders zum letzten Beitrag:

    Wie hoch werden dann die investitionskosten wenn man für die kalten Tage bisher schon zum Dachs eine Spitzenlasttherme benötigt hat (wird man für die sehr kalten Tage auch weiter brauchen) und zusätzlich die Wärmepumpe ? Macht dies zusammen alles wirklich Sinn ?

  • Ich halte bei passender Auslegung der KWK-Anlage die Spitzenlasttherme für entbehrlich.


    Falls der Dachs mal nicht zur Verfügung steht, hast Du ja noch die Wärmepumpe (die ja auch einen Heizstab hat).


    Allerdings bin ich auch ein Befürworter davon, dass die KWK die Hauptarbeit leistet.


    In meiner Firma betreiben wir zwei Dachse - Spitzenlast wird über einen 7,5kW Heizstab abgedeckt. Der hat letzten Winter 270kWh verbraucht, die KWK 23.000kWh erzeugt, davon wurden 7.000kWh ins Netz eingespeist.


    Haupt-Stromverbraucher ist eine 16kW-Luft-Luft-Wärmepumpe (4kW el.) zur Beheizung der Werkstatt, von der ich leider bisher keine Verbrauchsdaten habe - das hat bisher eine 25kW Gasheizung erledigt.

  • Umbauen muss doch erst mal niemand was, jedenfalls nicht wegen des Gebäudeenergiegesetzes.


    Es soll ja (von extrem alten Heizkesseln abgesehen, wo wir das auch bisher schon hatten) nach dem neuen Gesetz keinen Zwang geben eine Gasheizung auszubauen, so lang sie noch funktioniert bzw. repariert werden kann. Aber ein neues gasbetriebenes BHKW wird – so wie sich das liest – ab nächstem Jahr so gut wie niemand mehr einbauen können. Und weil sich das Aufrechterhalten einer Produktion für die paar Ausnahmen nicht lohnt, folgt daraus auch, dass (nach dem Abverkauf von Restbeständen) zukünftig keine BHKW's mehr am Markt angeboten werden. Die Hersteller werden auf andere Produkte ausweichen müssen oder insolvent gehen. Außer natürlich es gelingt (je nachdem wie die Formulierungen im Gesetz schlussendlich aussehen) stattdessen BHKW's als gesetzeskonforme "Notstromaggregate" (oder was auch immer) anzubieten. Aber wenn der Gesetzgeber neue BHKW's explizit nicht will (und im Moment sieht alles danach aus) dürften die Spielräume für solche Gesetzesumgehungen sehr gering werden.

    So sehe ich es auch

    und das macht mich schon traurig....


    Klar,

    gibt hier einige Enthusiasten, aber viele haben es wirklich auch als "Brückentechnologie" gesehen.

    Doch das Ende der Brücke ist noch lange nicht erreicht.


    Im Neubau und gern auch Ertüchtigung EFH/ZFH

    dürfte WP wirklich mehr Sinn machen und soll gerne auch kommen.


    Aber bei vielen Kunden (gerad Kliniken/Hotels und manch andere Gewerbe)

    und bestimmt auch einiges im Geschosswohnungsbau halte ich es echt für kompliziert.

    ...hab da beruflich schon Versuche gestartet, aber die aktuell verfügbaren Systeme sind begrenzt um mal so eben 300kW Wärme als Luftpumpe bei 75°C VL in die Verteilung zu zimmern. Schon an Aufstellfläche für die Tischkühler scheiterte es (keine Fläche, Dach fehlende Statik)


    Das es mit steigenden EE die WP immer sinnvoller wird, steht außer Frage

    aber BHKW von jetzt auf gleich abzuwürgen missfällt mir, zumal die hohen VL-Temperaturen durchaus Chancen bieten.

    ..ganz unabhängig von gesicherter Leistung die im Netz sicherlich auch gebraucht werden könnte, wenn clever gestickt (da bin ich wieder bei flexiblen Netzentgelten) sogar sehr netzdienlich.


    Die 65% Bioerdgas mögen gehen,

    aber dann bitte mit Fahrplan....10% ab 2024 mit jährlich 5% Steigerung oder sowas in dem Dreh.

  • Wenn einer im Wohnbereich 75° Vorlauf braucht, würde ich erst am System oder der Substanz etwas ändern.

    Genau das ist eben der springende Punkt.

    Wo soll denn der Vorteil einer hohen VL Temperatur liegen ?

    50kw elektrisch Erdgas BHKW von Yados

    25kw Absorptionskältemaschine aus BHKW-Abwärme

    Photovoltaikanlage 99,9 kwp

  • Wenn einer im Wohnbereich 75° Vorlauf braucht, würde ich erst am System oder der Substanz etwas ändern.

    Genau das ist eben der springende Punkt.

    Wo soll denn der Vorteil einer hohen VL Temperatur liegen ?

    absolut


    drum versuch ich schon immer wo es geht 3-Leiter System zu etablieren...

    die aktuellen Verteilungen sehe nun mal so aus.

    RLT und WW in größeren Mietshäusern sind darauf ausgelegt.


    baurechtlich sollte man längst ran,

    dass die Systeme eben nicht mehr 80/60 Stand der Technik sind.

  • Ein neues gasbetriebenes BHKW in Kombination mit Wärmepumpe (und ggf. Photovoltaik) ist - so wie ich die Erklärung lese - auch die nächsten Jahre noch für Bestandsgebäude möglich.


    Genauso der Einsatz von BHKW in Wärmenetzen.


    Bei neuen Gebäuden ist es unbedingt sinnvoll, sie so zu planen und zu bauen, dass sie keine 'Verbrennungsheizung' mehr benötigen. Denn sonst ist diese Chance für Jahrzehnte vertan.

  • Wenn irgend möglich sollte man im Bestand erstmal sanieren, sonst werden einen auch mit einer Wärmepumpe die Energiekosten eines Tages auffressen. Aber davon ab bringt auch unter Klimagesichtspunkten der massenweise Umstieg auf Wärmepumpen jedenfalls im Moment nicht viel.


    Laut Agora lagen die Emissionen von Klimagasen der deutschen Stromerzeugung im Jahr 2022 bei ca. 255 Mio t CO2(eq). Soweit ich weiß ist dieser Wert einschl. Vorketten-Emissionen gerechnet. Diese 255 Mio t wurden aus fossilen Kraftwerken emittiert, die lt. dieser Quelle in 2022 insgesamt 213,41 TWh Strom erzeugt haben. Daraus errechnet sich eine spezifische Emission für fossilen Strom im Mix von (255/213,41=) 1,195 Mio t/TWh. In Kernkraftwerken wurden 2022 weitere 32,77 TWh emissionsfreien Strom erzeugt, die ab jetzt wegfallen und durch fossile Kraftwerke aufgefangen werden müssen. Also dürfte (wenn sich sonst nichts ändert) in diesem Jahr die Emission fossiler Kraftwerke – und damit des deutschen Strommixes – auf ca. 1,195*(213,41+32,77=) 246,2 Mio t CO2(eq) steigen. Bezogen auf die gesamte Stromerzeugung von 490,3 TWh kommt man auf spezifische Emissionen des kernkraft-freien Strommixes einschl. EE von (246,2/490=) ziemlich genau 0,5 Mio t/TWh bzw. 500 Gramm CO2 pro Kilowattstunde.


    Je nachdem wie ab jetzt der EE-Anteil am Strommix steigt, wird das in den nächsten Jahren natürlich weniger. Allzuviel verspreche ich mir davon aber nicht: Zum Einen wird der Stromverbrauch wegen E-Autos und Wärmepumpen steigen und den Zuwachs an EE erstmal ausgleichen. Und an das "Deutschland-Tempo" beim Ausbau insbesondere der Windkraft glaube ich auch erst wenn ich es sehe.


    Setzt man erst mal die genannten 500 g CO2/kWh an, so erzeugt eine Wärmepumpe, die mit dem Strommix läuft und eine (m.E. optimistische) JAZ von 4 erreicht, Emissionen von ca. 500/4= 125 g CO2 pro kWh erzeugter Wärme. Bei einer vielleicht realistischeren JAZ von 3,5 (v.a. bei ungünstigen Vorlauftemperaturen) wären es ca. 140g CO2/kWh.


    Beim Erdgas liegt die spezifische Emission bei 180g CO2/kWh (Hs). Einschl. Vorkette reicht es wohl wenn man Emissionen von 200 g/kWh ansetzt, da das in dieser Hinsicht (Methanverluste!) besonders problematische russische Erdgas aus dem Mix verschwunden ist und das noch problematischere Fracking-Erdgas aus USA nur einen sehr geringen Anteil am Mix hat.


    Gute Erdgas-Brennwertthermen haben lt. technischen Daten einen Wirkungsgrad von 98% (Hs). Mit 200 g CO2/kWh Erdgas kommt sie auf Emissionen von 200/0,98= 204 g CO2 pro kWh erzeugter Wärme.


    Erstes Fazit: Eine gute Wärmepumpe verursacht aktuell 125/204= 61,3 % der Emissionen einer guten Gastherme. Eine nicht ganz so gute WP (oder eine gute WP, die unter schlechten Bedingungen läuft) kommt vielleicht auf 140/204= 68,6% der Emissionen einer guten Brennwerttherme.


    Das ist ganz ordentlich, aber für eine universelle Heilserwartung durch den Umstieg auf Wärmepumpen reicht das noch nicht. 31% Klimagas-Einsparung schafft man in einem Bestandsgebäude mit Hochtemperaturheizung auch, wenn man eine alte Ölheizung durch eine moderne Gas-Brennwerttherme ersetzt.


    Sieht man sich jetzt zum Vergleich ein Erdgas-BHKW an, so darf man für den BHKW-Strom eine Gutschrift in Höhe der (vermiedenen) Strommix-Emissionen ansetzen. Eine kWh BHKW-Strom ist also 500g CO2 "wert".


    Ein Dachs 5.5 hat bei Volllast eine Leistungsaufnahme von 19,5 kW(Hi), also 21,64 kW(Hs). Mit 200g/kWh ergibt das eine Emission von 4.330 g CO2/Bh. Die Stromerzeugung (5,5 kWh/Bh) erbringt eine CO2-Gutschrift von 5,5*500= 2.750 g CO2/Bh. Auf die vom Dachs erzeugte Wärme (14,8 kWh/Bh) entfallen somit noch Emissionen von 4.330-2.750= 1.580 g CO2/Bh bzw. 1.580/14,8= 107 g CO2/kWh.


    Zweites Fazit: Ein gutes Erdgas-BHKW verursacht aktuell – nach CO2-Gutschrift für eingesparte Emissionen aus dem Strommix – für die erzeugte Wärme deutlich weniger Emissionen als eine gute Wärmepumpe.


    Wer mag, kann das ja mal für andere BHKW's wie das NeoTower 2.0 oder für Brennstoffzellen wie die PA2 oder BG15 durchrechnen. Man wird auf ähnliche Ergebnisse kommen.


    In künftigen Jahren wird sich das ändern. Bei einem Strommix mit 450g CO2/kWh (einschl. Vorkette) steigen die Dachs-Emissionen nach Strom-Gutschrift auf 125 g/kWh Wärme, während eine WP mit JAZ 4 dann schon auf 113g/kWh kommt und mit JAZ 3,5 auf 129 g/kWh. Da liegt also der "klimatologische Break-Even" von WP und BHKW. Jetzt darf jeder seine eigene Glaskugel bemühen wann wir das geschafft haben: Vor Ende des Jahrzehnts glaube ich persönlich nicht daran.


    Aber wenn man tatsächlich ab 01.01.2024 den Einbau neuer Gasthermen verbietet, so wäre es unter Klimaschutz-Gesichtspunkten meiner Meinung nach gerechtfertigt (und auch gerecht), den Einbau neuer BHKW's (auch mit rein fossilem Erdgas betrieben) noch – sagen wir – fünf Jahre länger zuzulassen. Danach kann man ja nach dem Vorschlag von firestarter einen Zwangsanteil an Biomethan mit jährlicher Steigerung um 10 Prozentpunkte festsetzen und wäre im Vergleich zu Wärmepumpen weiterhin klimaneutral.

    |__|:-)

    Viessmann Vitotwin 300-W (1 kWel, 6 kWth) seit 2012

    PV-Anlage 8,45 kWp (65 x Solarworld SW 130poly Ost/Süd/West, SMA 5000 TL und 3000) seit 2010

    Solarthermie Viessmann Vitosol 300 Vakuumröhren 13,8 qm (Vorgänger Flachkollektoren 14 qm 2004-2021, davor 8 qm 1979-2003)

    Einmal editiert, zuletzt von sailor773 ()

  • zu den Emissionsfaktoren,


    gibts einen tollen Tabellwert im GEG


    Ja wirklich.

    Da wird für Verdängungsmix 860g veranschlagt, da ja PV und co. (ja auch BHKW) durch Einspeisevorrang ausschließlich fossile Kraftwerke verdängen. (AKW kann man eh weglassen, auch Vergangenheit, da die ganz links in der Gebotskurve standen)


    Im Grunde müssten die 860g/kWh_el. sogar für Strom-(Mehrbedarf) also auch WP gelten, aber hier hat man Strommix veranschlagt.

    Lass ich auch durchgehen, da ja wir nicht bis zum letzten Tag der thermischen Großkraftwerke warten können um dann mit einem Schnipp alles auf einmal auf WP und co. umzurüsten.


    Aber dennoch,

    solange nicht das letzte thermische Großkraftwerk verschwunden ist,

    verbietet es sich den Sinn von KWK überhaupt nur ansatzweise in Frage zu stellen.

    ...und bei Betriebzeiten von 10...15Jahren sehe ich keine Veranlassung denen jetzt schon Knüppel in die Füsse zu werfen.

  • Ein neues gasbetriebenes BHKW in Kombination mit Wärmepumpe (und ggf. Photovoltaik) ist - so wie ich die Erklärung lese - auch die nächsten Jahre noch für Bestandsgebäude möglich.

    Wärmepumpe ja, sofern die WP mindestens 65% der Wärmeerzeugung erbringt. Das degradiert das BHKW zur Spitzenlasttherme. M.E. kann sich ein neues BHKW unter solchen Bedingungen unmöglich rechnen.


    Ob die WP mit BHKW-Strom oder mit PV-Strom oder mit Bezugsstrom aus dem Strommix läuft, ist für das GEG und den 65%-Anteil vollkommen Banane. WP-Wärme gilt immer als 100% emissionsfrei (egal ob das einer physikalischen Betrachtung standhält oder nicht). Und PV-Strom bei der Frage des 65% Anteils irgendwie hineinzumixen wird in den Erläuterungen zum GEG explizit ausgeschlossen.

    Viessmann Vitotwin 300-W (1 kWel, 6 kWth) seit 2012

    PV-Anlage 8,45 kWp (65 x Solarworld SW 130poly Ost/Süd/West, SMA 5000 TL und 3000) seit 2010

    Solarthermie Viessmann Vitosol 300 Vakuumröhren 13,8 qm (Vorgänger Flachkollektoren 14 qm 2004-2021, davor 8 qm 1979-2003)

  • Das degradiert das BHKW zur Spitzenlasttherme. M.E. kann sich ein neues BHKW unter solchen Bedingungen unmöglich rechnen.

    Bei uns wird die Situation sein, dass wir mit drei Wärmepumpen auf jeden Fall im Sommerhalbjahr mehr oder weniger mit PV Strom Heiz - und Warmwasserversorgung decken.


    Im Winterhalbjahr werden wir die KWK Anlage nur betreiben, wenn wir Strom benötigen, sei es für die Verbraucher oder die Wärmepumpe. In der Regel war es dann so, dass der Dachs lief und eine Wärmepumpe ( knapp 3 kW ) ebenfalls vom Dachsstrom versorgt wurde. Das wären dann aber immer noch 50 % WP Betrieb. Über das Jahr werden wir sicherlich so 65 % überschreiten und somit die Bedingungen auch für unsere Bestandsanlage erfüllen.


    Ich gehe mal davon aus, dass in etwa 5 Jahren der Spitzenstrompreis sehr hoch sein wird und das die Fixtarif Stromtarife für uns zu teuer werden, so das wir einen Flexiblen bzw. Variablen Strompreis abschließen werden und mit KWK und Stromspeicher unseren Energieeinkauf und Selbstversorgung realisieren werden.


    Dafür ist unsere KWK Anlage ein unverzichtbarer Baustein und kein Spitzenlastwärmeerzeuger.

  • Dafür ist unsere KWK Anlage ein unverzichtbarer Baustein und kein Spitzenlastwärmeerzeuger.

    Genau so sehe ich auch die sinnvolle Betriebsweise eines BHKW. Ich betreibe es, wenn ich Strom oder Wärme brauche und mit der jeweils anderen Energie sinnvoll etwas anfangen kann.


    All die letzten Jahre ist die wichtigste Entscheidung bei solchen Investitionen immer gewesen, ob sich etwas finanziell lohnt.


    Jetzt stehen wir da, wo uns diese Logik hingebracht hat.


    sailor773 Eine Ergänzung der BHKW- und PV-Anlage um eine Wärmepumpe wird wahrscheinlich die Rentabilität eines BHKW schmälern. Das war jedenfalls das Rechenergebnis, als ich für unser erstes Contracting-Projekt eine Wirtschaftlichkeitsberechnung durchgeführt habe. Es wird aber trotzdem eine Wärmepumpe zugebaut, weil es einfach sinnvoll ist, an vielen Tagen im Winter mit PV-Strom und Wärmepumpe zu heizen.


    Zu Hause kann ich seit Anfang März wegen der reichlichen PV-Erzeugung an vielen Tagen das BHKW aus lassen. Obwohl ich den PV-Strom bisher nur über einen Heizstab nutzen kann - die Wärmepumpe kommt noch, aber es waren andere Baustellen wichtiger.


    Und PV-Strom bei der Frage des 65% Anteils irgendwie hineinzumixen wird in den Erläuterungen zum GEG explizit ausgeschlossen.

    muss man ja auch nicht, da Heizenergie aus einer Wärmepumpe bereits als erneuerbare Energie zählt.

  • gibt hier einige Enthusiasten, aber viele haben es wirklich auch als "Brückentechnologie" gesehen.

    Doch das Ende der Brücke ist noch lange nicht erreicht.


    Im Neubau und gern auch Ertüchtigung EFH/ZFH

    dürfte WP wirklich mehr Sinn machen und soll gerne auch kommen.

    KWK als Brückentechnologie? Nein, das ist keine Brückentechnlogie - der Brennstoff mag ein Brücken-Brennstoff sein (Kohle, Erdgas, etc.), weil der irgendwann mal aus Verfügbarkeitsgründen nicht mehr zur Verfügung steht (Kohle, Erdgas) oder aber aus GHG-Emissionsgründen nicht mehr gerne verbrannt wird. Aber die Kraft-Wärme-Kopplung ist ein Energiewandlungsprinzip, das hohe (exergetische) Effizienzen verspricht. Das Ende der Brücke für die Technologie wird nie erreicht werden, solange wir saisonale Energiespeicher auf Basis von chemischer Energien (Molekülen) brauchen.


    Gruß,

    Gunnar

    Ist die Wärme kraftgekoppelt, wird die Energie gedoppelt. (Ulli Brosziewski)

  • Ich sehe KWK mit Motor auf jeden Fall als Brückentechnologie,

    irgendwann in 10-20 Jahren wird sich das keiner mehr antun wollen (Wartung, Brennstoffeinkauf, vielleicht auch zu hohe Brennstoffpreise)

    weil es wesentlich billiger und einfacher ist Strom zu speichern.

    Wenn wir dann (in diesen 10-20 Jahren) großzügige EE Überschüsse haben, lohnt es sich diese zu speichern,

    selbst wenn die Speicherkosten hoch sind. Da wird sich auch ein Umweg über Wasserstoff Elektrolyse nicht rechnen.

    Elektrische Speicher haben jetzt schon gute Wirkungsgrade und werden sicherlich nicht schlechter.


    Und den Bedarf von Saisonspeichern wie hier schon mehrfach diskutiert wurde, sehe ich in diesen Größenordnungen nicht.

    Eher Erdwärme/Geothermie plus WP für Fernwärmenetze zum Beispiel.

    EE Erzeugung findet schön ausgeglichen über das Jahr verteilt statt. Wind und Sonne ergänzen sich perfekt.

    50kw elektrisch Erdgas BHKW von Yados

    25kw Absorptionskältemaschine aus BHKW-Abwärme

    Photovoltaikanlage 99,9 kwp

  • Wenn einer im Wohnbereich 75° Vorlauf braucht, würde ich erst am System oder der Substanz etwas ändern.

    Wo soll denn der Vorteil einer hohen VL Temperatur liegen ?

    Vergleichsweise kompakte Wärme-Transport-Infrastrukturen von A nach B und kleine Übergabeflächen in die zu beheizende Raumluft im Ziel gebiet. Die exergetischen Verluste sind allerding durchen Temperatursprung allerding recht groß, wenn man mit 75° anfängt und eigentlich nur rund 18-20 °C benötigt.


    Bei 75 °C Wärmeenergie und angenommener 0°C Außentemperaturreferenz ist der Exergiegehalt 1-(273+0)/(273+75) = 0.2158 während dieser bei 20 °C Nutztemperatur 1-(273+0)/(273+20) = 0.0683 beträgt. Alleine das Runtermischen vernichtet also zwei Drittel der Nutzexergie in der Heizwärme. Wenn die Temperaturkasakade sowieso im Kessel bei über 1000°C Verbrennungstemperatur anfängt, dann schenkt sich ja nichts, wo man auf die 20 °C Nutztmperatur runterkühlt, aber wenn man einen KWK-Prozess dazwischen klemmt, dann schon.


    Gruß,

    Gunnar

    Ist die Wärme kraftgekoppelt, wird die Energie gedoppelt. (Ulli Brosziewski)