Wirtschaftlichkeitsberechnung Wärme

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