Blockheizkraftwerk (Biomasse) – Kraft-Wärme-Kopplung
Ausgangssituation
Ein Unternehmen ersetzt eine bestehende Erdgasheizung durch ein biomassebetriebenes Blockheizkraftwerk (BHKW). Das BHKW erzeugt Wärme und Strom. Im Vergleich zur Gasheizung werden fossile Brennstoffe vermieden und gleichzeitig Stromkosten durch Eigenerzeugung reduziert.
Berechnungsgrundlage
Status Quo:
- Bestehende Erdgasheizung mit 90 % Wirkungsgrad
- Jährlicher Wärmebedarf: 240.000 kWh Nutzwärme
- Bisheriger Gasverbrauch zur Wärmeerzeugung: 240.000 kWh / 90 % = 267.000 kWh
Maßnahme:
- Installation eines biomassebetriebenen BHKW mit 20 kW elektrischer Leistung
- 6.000 Betriebsstunden pro Jahr
- Gesamtenergieproduktion: 360.000 kWh, davon 120.000 kWh Strom und 240.000 kWh Wärme
- Energieeinsatz Holzpellets: 400.000 kWh
Annahmen:
- CO₂-Emissionsfaktor Netzstrom: 0,4 kg CO₂/kWh1
- Strompreis: 0,22 €/kWh2
- CO₂-Emissionsfaktor Erdgas: 0,25 kg CO₂/kWh3
- Gaspreis: 0,10 €/kWh4
- Installationskosten: 70.000 €5
- Kraft-Wärme-Kopplung-Zuschlag (KWK-Zuschlag): 0,04 €/kWh für die ersten 30.000 Betriebsstunden (aus KWK-Gesetz)6
- CO2-Emissionsfaktor Holzpellets: 0,00 kg CO₂/kWh
- Holzpelletpreis: 0,07 €/kWh7
Einsparungen
| Energie (pro Jahr) | |
|---|---|
| Alter Gasverbrauch | 240.000 kWh Wärme / 90 % = 267.000 kWh |
| Neuer Holzpelletverbrauch | 360.000 kWh Gesamtenergie / 90 % = 400.000 kWh |
| Zusätzliche Stromerzeugung | 20 kW * 6.000 Stunden = 120.000 kWh |
| CO2 (pro Jahr) | |
|---|---|
| Vermiedene CO₂-Emissionen Gas | 267.000 kWh * 0,25 kg CO₂/kWh = 66.750 kg CO₂ |
| Vermiedene CO₂-Emissionen Strom | 120.000 kWh * 0,4 kg CO₂/kWh = 48.000 kg CO₂ |
| Ersparnis | 66.750 kg CO₂ + 48.000 kg CO₂ = 114.750 kg CO₂ |
| Energie- und Materialkosten (pro Jahr) | |
|---|---|
| Alte Gaskosten | 267.000 kWh * 0,10 €/kWh = 26.700 € |
| Neue Holzpelletkosten | 400.000 kWh * 0,07 €/kWh = 28.000 € |
| Eingesparte Stromkosten | 120.000 kWh * 0,22 €/kWh = 26.400 € |
| Ersparnis | 26.700 € + 26.400 € - 28.000 € = 25.100 € |
| KWK-Zuschlag | 120.000 kWh * 0,04 €/kWh = 4.800 € |
Investitionskosten und Amortisationszeit
- Investitionskosten: 70.000 €
- Laufende Wartungskosten: vergleichbar mit alter Heizung
- Amortisationszeit ohne KWK-Zuschlag: 70.000 € / 25.100 € = circa 3 Jahre
- Amortisationszeit mit KWK-Zuschlag: 70.000 € / (25.100 € + 4.800 €) = circa 2,5 Jahre
Sonstiger Nutzen
- BHKW tragen zur Netzstabilität bei und sorgen bei Stromausfällen für teilweise Autarkie
Hinweise
- Die Verbrennung von Holzpellets/ Biomasse setzt wie bei anderen fossilen Brennstoffen auch CO2-Emissionen frei. Die Argumentation, dass Biomasse treibhausgasneutral ist, rührt daher, dass die Brennstoffe wieder nachwachsen und während dieses Prozesses die selbe Menge CO2 binden, die bei der Verbrennung freigesetzt wird. Diese Annahme ist aber unter Umweltschutzverbänden kontrovers.
Fördermöglichkeiten
- BHKWs fallen als Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) unter das Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG). Für jede erzeugte Kilowattstunde Strom gibt es einen staatlichen KWK-Zuschlag, unabhängig davon, ob der Strom selbst genutzt (0,04 €/kWh bis 50 kW Leistung) oder ins Netz eingespeist (0,08 €/kWh bis 50 kW Leistung) wird. Die Zahlungen sind zeitlich begrenzt, z. B. auf 30.000 Vollbenutzungsstunden für neue Anlagen.
Best Practices
Dorfbäckerei Tiefenbach – Energieeffizienz und Handwerkskunst
Quellen
