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Rahmenbedingungen zur Wärmenutzung im EEG & KWKG

Fachgespräch Energiepflanzen / NAWARO

Thema: Effiziente Nutzung biogener Wärmequellen

TLL Jena, 05.11.2012

Dipl.-Ing. (FH) Daniel Illing

Fachgespräch Energiepflanzen/NAWARO TLL Jena, 05.11.2012Dipl.-Ing. (FH) Daniel Illing

Wärmenutzung EEG & KWKG

Agenda

1. BIOBETH

2. Möglichkeiten der Wärmenutzung

3. Erneuerbare-Energien-Gesetz

4. Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz

5. Beispiele sinnvoller Wärmenutzung

6. Resümee

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BIOBETH

• Thüringer Bioenergieprogramm, Kabinettsbeschluss 10/2006• seit 01.06.2008 • 5 Mitarbeiter

Dipl.-Ing. (FH)Denis Peisker

Projektleiter

Dipl.-Ing. (FH)Daniel Illing

Projektingenieur

Dipl.-Ing. (FH)Ulrike Nüßler

Öffentlichkeitsarbeit

M.EngKaren Schubert

Projektingenieurin

Dipl.-Ing. (FH)Bianca Jelinek

Projektingenieurin



Inhaltliche Schwerpunkte• Begleitung von Bioenergieprojekten

Abwärmenutzungskonzepte und Neuerrichtung für Biogasanlagenholzhackschnitzelbasierte Wärmeversorgung öffentlicher GebäudeNahwärmeversorgung von GemeindenBioenergiedörfer und Bioenergieregionen

• FördermittelratgeberErneuerbare-Energien-GesetzMarktanreizprogramm (BAFA, KfW)Landesprogramme (Nahwärme-, Biogasleitungen)BMU-Programme für Kommunen

• Auswirkungen neuer rechtlicher RahmenbedingungenEEWärmeGEEG 20121. BImSchVEnWG

• Öffentlichkeitsarbeit

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Pavillon „Nachwachsende Rohstoffe“ Jena

- für die BUGA 2007, seit 2008 auf dem

Gelände der TLL in Jena

- Ausstellung „Leben mit nachwachsenden

Rohstoffen“

- betreut vom TZNR und BIOBETH

- Beratung, Veranstaltungen, Führungen

Strohheizwerk Schaugarten Ausstellung



BIOBETH Projekte

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www.biobeth.de



Agenda

1. BIOBETH





6. Resümee

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Möglichkeiten der Wärmenutzung

• Wärmetransport– Standort – Wärmenetze (Satelliten-BHKW)– Wärmespeicher

• Kälteerzeugung– Absorptionskälteanlagen– Adsorptionskälteanlagen– DEC-Anlage1

• Stromerzeugung– ORC, (SRC)– Stirling-Motor

Bild: BHKW-Info

1) dessicative and evaporative cooling = Kühlung durch Trocknung und Verdunstung



Wärmenutzung am Standort• zur Beheizung von Gebäuden und Gewerbetrieben• zur Warmwasserbereitstellung• Beheizung von Unterglaskulturen• Gärrestaufbereitung• Trocknung von Brennholz• neue Getreidelager mit Trocknung• beheizte neue Ställe• Aquakulturen• ….

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Wärmenetze - Motivation

Günstige Wärme

……….

Gemeindestärken

RegionaleWertschöpfung

Umweltschutz

Unabhängig(er)vom Weltmarkt

MehrKomfort

Wenig Aufwand



Wärmenetze

• bewährte Technik• überwiegende Zweileitersystem (Vor- und Rücklauf)• Mediumrohr (Stahl oder Kunststoff) + Schutzrohr (Kunststoff)• Wärmeverluste nehmen mit Leitungslänge zu• relativ hohe Leitungs- und Tiefbaukosten (200-500 €/mTrasse)• Netzpumpe, Übergabestationen erforderlich

Foto: C.A.R.M.E.N. e.V.

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• Kesselmodernisierung steht bei vielen Privat- und Kommunalgebäuden bevor

• EEWärmeG– Ziel: 2020 Anteil EE am Endenergieverbrauch für Wärme 14% (2008: 7,3%)– bei allen Neubauten müssen EE für die Wärmeversorgung genutzt werden

• Biogas (KWK oder Biomethan) -> mind. 30%• Flüssige Biomasse -> mind. 50 %• Feste Biomasse -> mind. 50 %• Solarthermie -> mind. 15 % • ….

– Ersatzmaßnahmen• Anschluss an Wärmenetz (wesentlicher Anteil EE)• unter 15% der Energie-Einsparverordnung (EnEV)• ….

– seit 01.05.2011 Pflicht Einsatz EE für öffentliche Bestandsbauten

Zeitfenster



• Kesselmodernisierung steht bei vielen Privat- und Kommunalgebäuden bevor

• EEWärmeG– Ziel: 2020 Anteil EE am Endenergieverbrauch für Wärme 14% (2008: 7,3%)– bei allen Neubauten müssen EE für die Wärmeversorgung genutzt werden

• Biogas (KWK oder Biomethan) -> mind. 30%• Flüssige Biomasse -> mind. 50 %• Feste Biomasse -> mind. 50 %• Solarthermie -> mind. 15 % • ….

– Ersatzmaßnahmen• Anschluss an Wärmenetz (wesentlicher Anteil EE)• unter 15% der Energie-Einsparverordnung (EnEV)• ….

– seit 01.05.2011 Pflicht Einsatz EE für öffentliche Bestandsbauten

Zeitfenster

EEWärmeG in Thüringen

• evtl. nach Vorbild Baden-Württemberg auch für Bestandsbauten (§ 3 Abs. 2 EEWärmeG), wenn wesentliche Änderung an Heizungsanlage (z. B. Kesseltausch)

• Richtlinie 2009/28 EG (3. Stufe ab 01.01.2015) Nutzungspflicht auch für Bestandsbauten, wenn erhebliche Renovierungsarbeiten (z. B. Kesseltausch)

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Satelliten-BHKW



Satelliten-BHKW

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Satelliten-BHKW

EEG 2009Auslegung Anlagenbegriff entscheidend

EEG 2012alles eine Anlage







Bild: BHKW-Info


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Kälteanlagen-Technologien

WasserWasser mit

Feststoff (Silicagel)

Wasser (LM LiBr) oder Ammoniak

(LM Wasser)

Kohlenwasser-stoffeKältemittel

0,30,4 - 0,60,6 - 1,01,3 - 1,6COP

Wärmeenergie (50-180°C)ElektroenergieAntriebsenergie

sorptiveEntfeuchtung

thermisch (Adsorption von Wasserdampf)

thermisch (Absorptions-

lösungskreislauf)

mechanische Verdichtung

Verdichtungs-prinzip

Verdunstung KältemittelVerdampfen Kältemittel

PhyskalischerKühlungseffekt

DEC-AnlageAdsorptions-kälteanlagen

Absorptions-kälteanlagen

Kompressions-kälteanlagen

COP = Coefficient of Perfomance -> Kälteleistung pro eingesetzte Leistung (Wärme oder elektr. Strom) LM = Lösungsmittel



KWKK in Thüringen

Anbieter

Anwender

Anwendung geplant

Tranter Solarice GmbH (Ammoniak/Wasser)

EAW Energieanlagenbau GmbH(Wasser/LiBr)

Gleichamberg (150 kW)Rieth (54 kW)

Pahren (54 kW)

Jückelberg (200 kW)

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Bild: BHKW-Info




Wärmenutzung: StromerzeugungORC-Anlagen

⇒ Organic-Rankine-Cycle-Anlagen- Prozess ähnlich Dampfmaschine, allerdings mit

org. Lösungsmittel (geringere Siedetemperaturen und -drücke)

- teillastfähig- geringe Instandhaltungskosten- hohe Automatisierbarkeit- geringer Betreuungsaufwand- Wirkungsgrad 8-20 %- im großen Leistungsbereich schon viele Jahre

erprobte Technik- hohe Erstinvestitionen

(KTBL: 70 kWelektr.-> 350.000 €)- BGA ab 500 kW wirtschaftlich

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Wärmenutzung: StromerzeugungStirling-Motor

⇒ 1816 von Robert Stirling erfunden- abgeschlossenes Arbeitsgas (Luft, Helium)

wird an 2 Bereichen erhitzt und gekühlt- beliebige externe Wärmequelle- keine Abgase- keine Verunreinigungen- wartungsarm- geräuscharm- vollautomatisierter Betrieb- Anwendung vor allem in Raumfahrt und

Entwicklungshilfe- wenig Langzeiterfahrung



Wärmenutzung - Fördermöglichkeiten

• Wärmetransport– Standort KWKG, MAP, Landesprogramm, KWK-Bonus*– Wärmenetze (Satelliten-BHKW) KWKG, MAP, Landesprogramm, KWK-Bonus*– Wärmespeicher KWKG, MAP

• Kälteerzeugung– Absorptionskälteanlagen Gewerbliche Kälteanlagen, KWK-Bonus*– Adsorptionskälteanlagen Gewerbliche Kälteanlagen, KWK-Bonus*– DEC-Anlage Gewerbliche Kälteanlagen, KWK-Bonus*

• Stromerzeugung– ORC Technologie-Bonus*– Stirling-Motor Technologie-Bonus*

*) nach EEG 2009

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Fördermöglichkeiten• Bund

– Erneuerbare-Energien-Gesetz

– Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz

– Marktanreizprogramm (BAFA, KfW)

• Thüringen

– Förderprogramm für Wärme- und Biogasleitungen

– Agrarinvestitionsprogramm

– BBT Sonderprogramm Biomasse



Agenda

1. BIOBETH





6. Resümee

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Erneuerbare-Energien-Gesetz

EEG 2000

EEG 2004 § 8 Abs. 3 KWK-Bonus 2 ct/kWh§ 8 Abs. 4 Technologie-Bonus 2 ct/kWh

EEG 2009 § 27 Abs. 4 Nr.3 KWK-Bonus (Anlage 3) 3 ct/kWh§ 27 Abs. 4 Nr.1 Technologie-Bonus (Anlage 1) 1/2 ct/kWh

EEG 2012 § 27 Abs. 4 KWK-Pflicht (Anlage 2) BestandteilGrund-vergütung



Vorgaben KWK - EEG 2009

• KWK-Bonus 3 ct/kWh

• Anlage 3 Positiv- und Negativliste

• Nachweis durch Umweltgutachten

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Vorgaben KWK - EEG 2012

• KWK-Bonus -> Bestandteil der Grundvergütung (Anlage 2)

• § 27 Abs. 4– mind. 60 % Wärmenutzung (25 % bis Ende des 1. auf Erzeugung folgenden

Kalenderjahres) – Biogas:

• Ausnahme: mind. 60 Masse-% Gülleeinsatz• 25 % für Beheizung Fermenter werden angerechnet

• § 27 Abs. 7 (bei Nichteinhaltung)– Verringerung auf tatsächliche Monatsmittelwerte der Stundenkontrakte der

Strombörse EPEX Spot SE Leipzig– Ab dem 6. Jahr 80 % der Grundvergütung (Bonus für Einsatzstoffe bleibt

unberücksichtigt)

• Nachweis durch Umweltgutachten



KWK - EEG 2009 / EEG 2012

1. Strom aus Kraft-Wärme-Kopplung (Stromkennzahl x Nutzwärme)

2. Wärmenutzung nicht auf Negativliste

3. a) Positivliste

b) Ersatz fossiler Energie

EEG 2009: im vergleichbaren Energieäquivalent & mind. 100 € pro kWtherm Mehrkosten

EEG 2012: im vergleichbaren Energieäquivalent

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Positiv- und Negativliste

a) Beheizung Gebäude, die nicht EnEV

b) Wärmeeigenbedarf wird fossil gedeckt

a) Beheizung Gebäude, die nicht EnEVb) zur Verstromungc) Wärmeeigenbedarf wird fossil gedecktNegativliste

a) Beheizung, Kühlung von Gebäuden nach EnEV bis 200 kWh/m² (auch wenn 200 kWh/m² übersteigt werden)

b) Wärmenetz (mind. 400 m und höchstens 25% Verluste angerechnet)

c) Prozesswärme & Holztrocknung (bis 0,9 kWh/kg Holz) für stoffliche & energetische Nutzung

d) Beheizung Geflügelaufzuchte) Beheizung Tierställe (pro Tierplatz)f) Beheizung Gewächshäuserg) Hygienisierung & Pasteurisierung von

Gärresten (wenn erforderlich)h) Gärresttrocknung zur Düngemittelherstellung

uuuuuui) zur Verstromung

a) Beheizung, Kühlung von Gebäuden nach EnEV bis 200 kWh/m²uuuuuuuuuuuu

b) Wärmenetz (mind. 400 m und maximal 25% Verluste)

c) Prozesswärme & Herstellung Holzpellets als Brennstoff uuuuuuu

d) Beheizung Geflügelaufzuchte) Beheizung Tierställe (pro Tier)f) Beheizung Gewächshäuserg) Uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu

uuuuuuuuuuuuuuuug) Gärresttrocknung zur

Düngemittelhers.

Positivliste

EEG 2012 (Anlage 2)EEG 2009 (Anlage 3)



G+KWKB

Sinnvolle Wärmenutzung

BHKW

Clearingstelle EEG Votum 2010/17 (07.02.2011)

Strom

Wärme

G=GrundvergütungTB=Technologie-BonusKWKB=KWK-Bonus

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G+TB

mind. 45% Gesamtwirkungsgrad

G

BHKW ORC


Strom

Wärme




G+TB+KWKB

Wärmenutzung nach Anlage 3 (KWK-Bonus)

G

BHKW ORC


Strom

Wärme



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G+TB+KWKB

Wärmenutzung nach Anlage 3 (KWK-Bonus)

G+TB

mind. 45% Gesamtwirkungsgrad

G+KWKBG


BHKW ORC


Strom

Wärme



EEG 2012

Anlagenbegriff entscheidend



EEG-Umlage

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Kosten & Nutzen Erneuerbare Energien



Agenda

1. BIOBETH





6. Resümee

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• Gesetz für die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung

• zuletzt geändert 12.07.2012

• regelt – Abnahme/Vergütung von Strom aus KWK-Anlagen– Zuschläge für Neu-/Ausbau von Wärme- und Kältenetzen– Zuschläge für Neu-/Ausbau von Wärme- und

Kältespeichern

• Auszahlung über zuständigen Stromnetzbetreiber (KWKG-Umlage)

Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz



Förderberechtigt Förderung Bedingungen

Betreiber von Wärme- bzw. Kältenetzen

≤ DN 100: 100 €/mTr

(max. 40%)

> DN 100: 30%

insgesamt max. 10 Mio. € pro Projekt

über Grundstücksgrenze der KWK-Anlagebis 31.12.2020 in Betreibmind. 1 Abnehmer, der nicht Eigentümer oder Betreiber KWK-Anlage istMöglichkeit Anschluss un-bestimmterAnzahl an AbnehmernAntrag beim BAFA nach Inbetriebnahme bis spätestens 01.07. des Folgejahres

KWKG – Wärme- und Kältenetz

Quelle: §§ 5a, 6a und 7a KWKG

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Förderberechtigt Förderung Bedingungen

Betreiber von Wärme- bzw.

Kältespeichern

≤ 50 m³: 250 €/m³WÄ

> 50 m³: 250 €/m³WÄ

(max. 30%)

insgesamt max. 5 Mio. € pro Projekt

mittlere Wärmeverluste bezogen auf durchschnittliche Jahres-temperaturDeutschland < 15 Watt pro m² Behälter-oberflächeNeu- und Ausbau bis 2020Wärme überwiegend aus KWK-Anlagen mind. 1 m³ Wasseräquivalent oder mind. 0,3 m³ je kW installierter elektr. Leistung der KWK-AnlageAntrag beim BAFA nach Inbetriebnahme bis spätestens 01.07. des Folgejahres

KWKG – Wärme- und Kältespeicher

Quelle: §§ 5b, 6b und 7b KWKG



Wärmeleitung

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Wärmeleitung - Förderung KWKG

Förderfähig (bis Übergabestelle)



Wärmeleitung - Förderung KfW

Förderfähig (bis Übergabestelle)

Förderfähig (Übergabestation)

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Wärmeleitung - Förderung Thüringen

Förderfähig (evtl. bis Hauswand)



Agenda

1. BIOBETH





6. Resümee

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Biogasanlage mit Wärmenetz

Angebote von TLL und BIOBETH gesichtet

Wärmenetz (u.a. Hotel, Feuerwehr, Privathäuser)

• ca. 900 m

• Grundlastversorgung

• Förderung über Landesprogramm

250 kW(el) installierte Leistung

Inbetriebnahme BHKW am 15.12.2009

Beispiel Mellingen



Beispiel Tanna

Biomasseheizwerk Tanna

Bestehendes Wärmenetz ca. 10 km (seit 1997)

Biogasleitung ca. 3,7 km

Satelliten-BHKW(527 kWelektr )

Biogasanlage Rothenacker (1 BHKW 527 kWelektr)

2 Bilder: IB Dr. Markert

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Beispiel Krölpa OT Rockendorf

Optimierung und Wärmekonzept der bestehenden BGA (Rockendorf)

Biogasleitung und Satelliten-BHKWzur Gewürz- und Kräutertrocknung



Informationsabend „Energiewende in unserer Gemeinde“

Kulturhaus Kromsdorf, 26.09.2012Dipl.-Ing. (FH) Daniel Illing

4. KiBTBIOBETH "Bioenergie in Kommunen"

Messe Erfurt, 25.09.2012

Bioenergiedorf Schlöben

Biogas- und Holzhackschnitzelanlage zur Wärmeversorgung

Fragebogen, Bürgerversammlungen, Besichtigungen

Berechnungen und Wärmenetzstudie durch BIOBETH

2009 Gründung Bioenergiedorf Schlöben eG

2011 Spatenstich

2012 Gewinner Wettbewerb Bioenergiedorf 2012

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Agenda

1. BIOBETH





6. Resümee



Resümee

• Wärmenutzung1. Wärmetransport bzw. Satelliten-BHKW (viele Praxisbeispiele)2. Kälteerzeugung3. Stromerzeugung

• vor Investition Abstimmung mit Umweltgutachter & Netzbetreiber (Anlage 2/3 EEG)

• Wärmeliefervertrag mit Preisgleitklauseln

• derzeit gute Fördermöglichkeiten

• Kesseltausch bei privaten und kommunalen Gebäuden steht an -> verstärktes Interesse an biomassebasierter Wärme -> Übergabepunkt entscheidend!!!

• Eigenwärmebedarf Biogasanlage kennen (vor allem Winter)

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Förderung Wärmemengenzähler



Naumburger Straße 98 07743 Jena

Tel.: 03641 / 683 459E-mail: [email protected]: www.biobeth.de

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