Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme
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14051064 MIWO Langwarthöfe Bonn Bauherrin MIWO – Mietwohnungsbau und –verwaltung in der Region Köln/Bonn MIWO Gesellschaft mbH & Co. GK Lotharstr. 106 53115 Bonn Architekt Uwe Schröder Architekt Kaiserstr. 25 53115 Bonn TGA ZWP Ingenieur-AG An der Münze 12-18 50668 Köln Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme- u Stromversorgung_2014-11-27.docx Seite 2/13 14051064 Inhalt 1. Grundlagen der Berechnung 4 2. Variantenbeschreibung 5 2.1 Variante I: Gasbrennwertkessel / BHKW / EVU 5 2.2 Variante II: Pelletkessel / PV-Anlage / EVU 6 2.3 Variante III: Gasbrennwertkessel / Solarthermie / EVU 7 2.4 Variante IV: Wärmepumpe / Solarthermie / EVU 8 2.5 Variante V: Pelletkessel / BHKW / EVU 9 3. Ergebnisse 10 4. Empfehlungen 13 Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme- u Stromversorgung_2014-11-27.docx Seite 3/13 14051064 1. Grundlagen der Berechnung Für die Mietwohnbebauung (MIWO) Langwarthöfe in Bonn wurden fünf unterschiedlichen Versorgungsvarianten untersucht. Als Grundlage für die Wirtschaftlichkeitsberechnung sind folgende Parameter zu Grunde gelegt: Betrachtungszeitraum 20a Zins 5,0% Inflation 2,0% Gaspreissteigerung 3,0% Pelletpreissteigerung 2,0% Strompreissteigerung 4,0% Prognostizierter Jahresenergiebedarf: Heizwärmebedarf 140 MWh/a TWW-Wärmebedarf 50 MWh/a Strombedarf 72 MWh/a Verwendete Abkürzungen: TWW – Trinkwarmwasser BHKW – Blockheizkraftwerk EVU – Elektroversorgungsunternehmen PV – Photovoltaik Nachfolgen sind die einzelnen Varianten mit den Vorteilen und Nachteilen beschrieben. Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme- u Stromversorgung_2014-11-27.docx Seite 4/13 14051064 2. Variantenbeschreibung 2.1 Variante I: Gasbrennwertkessel / BHKW / EVU Bei der Variante I sorgt ein Blockheizkraftwerk (BHKW) für den Grundlastwärmebedarf und für die Spitzenlast ist ein Gasbrennwertkessel installiert. Der durch das BHKW erzeugte Strom kann im Gebäude genutzt werden. Auf Grund sehr niedriger allgemeiner Stromverbraucher kann der gesamt erzeugte Strom nicht 100% direkt verbraucht werden. Reststrom wird an Elektroversorgungsunternehmer verkauft. Vorteile der Variante: insgesamt niedrige CO2 Emissionen Eigenstromerzeugung durch Kraftwärme-Kopplung effiziente Technologie durch parallele Wärme- und Stromerzeugung niedrige Herstellkosten könnte bei Netzausfall weiter betrieben werden, sofern der gesamte Strom verbraucht wird. Nachteile der Variante: Lärmemission zwei Wärmeerzeuger notwendig Wartungsaufwand Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme- u Stromversorgung_2014-11-27.docx Seite 5/13 14051064 2.2 Variante II: Pelletkessel / PV-Anlage / EVU Bei der Variante II ist ein Pelletkessel in die Technikzentrale für die gesamte Wärmeerzeugung installiert. Die Anlage benötigt darüber hinaus ein Pelletlager und die Möglichkeit den Brennstoff anliefern zu lassen. Für die Stromerzeugung ist eine PV-Anlage auf dem Dach vorgesehen. Der Reststrombedarf wird durch ein Elektroversorgungsunternehmen (EVU) abgedeckt. Vorteile der Variante: Nutzung regenerativer Energie sehr geringe CO2 Emissionen geringere Brennstoffkosten im Vergleich zu Gas Stärkung der heimischen Wirtschaft und Beitrag zur Unabhängigkeit von Öl- und Gasimporten Nachteile der Variante: Platzbedarf für Pelletlager Anlieferung von Holzpellets mit LKW’s (1-2 mal pro Jahr) Wartungsaufwand Ascheentsorgung mit LKW benötigte Dachfläche für PV-Anlage hohe Herstellkosten mögliche Beeinflussung der Dachbegrünung durch PV-Anlage Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme- u Stromversorgung_2014-11-27.docx Seite 6/13 14051064 2.3 Variante III: Gasbrennwertkessel / Solarthermie / EVU Bei der Variante III ist eine Solarthermie installiert, die für die Grundwärmelast sorgt. Die Spitzenlastabdeckung erfolgt, wie in der Variante I, über einen Gasbrennwertkessel. Der gesamte Strombedarf wird beim EVU gekauft. Vorteile der Variante: Nutzung regenerativer Energie Nachteile der Variante: mögliche Beeinflussung der Dachbegrünung durch Solarthermie Erhöhte Stromkosten höhere Herstellkosten als bei der Variante I Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme- u Stromversorgung_2014-11-27.docx Seite 7/13 14051064 2.4 Variante IV: Wärmepumpe / Solarthermie / EVU Für die Grundwärmelast ist bei der Variante IV eine Solarthermie installiert. Eine Wärmepumpe ist für die Spitzenlastabdeckung installiert. Der Strom für die eigene Nutzung sowie auch für den Wärmepumpenbetrieb wird beim EVU gekauft. Vorteile der Variante: Nutzung regenerativer Energien Nachteile der Variante: hohe CO2 Emissionen durch Stromnutzung zusätzlicher Planungsaufwand Hydrogeologie (Simulation) Bauzeitverlängerung durch Brunnenbau oder Erdwärmesonden Genehmigungsrisiko wg. Grundwassernutzung mögliche Beeinflussung der Dachbegrünung durch Solarthermie Stromabschaltung bei hohem Netzbedarf (Winter). Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme- u Stromversorgung_2014-11-27.docx Seite 8/13 14051064 2.5 Variante V: Pelletkessel / BHKW / EVU Die Variante V ist nur eine alternative Variante zu der Variante I. Bei der Variante V wird einen Pelletkessel anstelle einen Gasbrennwertkessel für die Spitzenwärmelast verwendet. Vorteile der Variante: niedrige CO2 Emissionen Eigenstromerzeugung durch Kraftwärme-Kopplung effiziente Technologie durch parallele Wärme- und Stromerzeugung könnte bei Netzausfall weiter betrieben werden, sofern der gesamte Strom verbraucht wird. Nachteile der Variante: Lärmemission Zwei Wärmeerzeuger notwendig höhere Wartungsaufwand als bei Variante I hohe Herstellkosten Platzbedarf für Pelletlager Anlieferung von Holzpellets mit LKW’s (1-2 mal pro Jahr) Wartungsaufwand Ascheentsorgung mit LKW Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme- u Stromversorgung_2014-11-27.docx Seite 9/13 14051064 3. Ergebnisse Nachfolgend sind die Investitionskosten als Differenzkostenbetrachtung für alle Varianten dargestellt. Elemente die gleich sind wie z.B. Heizkörper nicht betrachtet: Die Variante I hat niedrigsten Investitionskosten. Auf dem Platz 2 ist die Variante II mit einem Kostendifferenz zu der Variante I von 16.500 €. Der Vergleich des Endenergiebedarfs für Gas, Strom und Pellets: Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme- u Stromversorgung_2014-11-27.docx Seite 10/13 14051064 Das Diagramm des Endenergiebedarfs zeigt, dass bei der Variante IV, Nutzung einer Wärmepumpe, weniger Endenergie verbraucht wird. Bei der Variante IV wird nur Strom genutzt. Zum Vergleich zum Endenergiebedarf ist der Vergleich des Primärenergiebedarfs für Gas, Strom und Pellets dargestellt: Der Primärenergiefaktor für den Strom liegt deutlich höher als die Primärenergiefaktoren für das Gas und Pellet. Die Variante I braucht in der Summe deutlich mehr Primärenergie, als die anderen Varianten. Die Variante II scheint als die Variante mit der kleinsten Primärenergie bedarf. Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme- u Stromversorgung_2014-11-27.docx Seite 11/13 14051064 Vergleich der Betriebskosten mit Preissteigerung: Der Betriebskostenvergleich zeigt, dass die Varianten mit der Nutzung der Gas- und Pelletenergie wirtschaftlicher sind als die Variante mit dem Wärmeerzeuger mit dem größeren Stromverbrauch. Die kleinste Betriebskosten weist die Variante II (Gasbrennwertkessel und Pelletkessel) auf. Auf dem Platz 2 folgt die Variante V (BHKW und Pelletkessel) mit einem Kostendifferenz zu der Variante II von 1.325 €. Danach folgt die Variante I (BHKW und Gasbrennwertkessel) mit einem Kostendifferenz zu der Variante II von 2.750 €. An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass der Beschaffungspreis für Pellets saisonal stark schwanken kann. Die Kostenentwicklung für diesen Rohstoff ist derzeit schwer abzuschätzen. Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme- u Stromversorgung_2014-11-27.docx Seite 12/13 14051064 Nachfolgend sind die Gesamtkosten abgebildet: Auf Grund der niedrigen Investitionskosten und der eigenen Stromerzeugung, trotzt dem höheren Gasverbrauch, hat die Variante I die niedrigsten Gesamtjahreskosten. Nachfolgend liegt die Variante II mit einem Kostendifferenz zu der Variante I von 1.769 €. Auf dem Platz 3 folgt die Variante V mit dem Kostendifferenz von 1.771 € zu Variante I. 4. Empfehlungen Auch unter Berücksichtigung des hohen Gasverbrach der Variante I ist dies die wirtschaftlichste Variante. Die Variante I wird somit zur Ausführung empfohlen. Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme- u Stromversorgung_2014-11-27.docx Seite 13/13
