Wie künftig heizen? – Die Qual der Wahl

Womit künftig heizen? - Die Qual der Wahl
Europäische Woche für nachhaltige Energie
TGZ Bautzen, 25. Juni 2013
Dipl.-Ing. Rolf Förster
Europäischer Energiemanager (IHK)
Wo ist das Problem?
•
Gasprom ist da.
•
Öl gibt’s genug mit neuen Technologien (Schieferöl)
•
Strom kommt aus der Steckdose (ist zunehmend grün).
Gasprom Gebäude St. Petersburg
Und wer bezahlt das alles?......................... WIR.
Und wer macht die Preise?......................... WIR NICHT.
Das ist das Problem!
Der Ausweg:
V
Energie sparen!
Aber Wie?
Der Wärmebedarf im Jahr
Worüber reden wir?
…über Kosten für den täglichen Verbrauch
Energieverbrauchskosten = ct je kWh Verbrauch
1.Strom
2.Wärmepumpe
>Arbeitszahl 3,5
>Arbeitszahl 2,5
3.Heizöl
4.Flüssiggas
5.Erdgas
6.Pellets
7.Stückholz (Kiefer)
8.Solar
24
(24)
6,85
9,60
9
8
6,5
5
2,5
0
Wir reden über Gebäudebestand
ODER Neubau
Die klassische Heizungsanlage...
Fußbodenheizung
Plattenheizkörper
Vorlauftemperatur
35°C
Vorlauftemperatur
>50°C
!Große Fläche
niedrige Temperatur
Kleine Fläche
Gussradiator
hohe Temperatur!
!Hohe Temperatur
viel Energie
hohe Kosten
1 Temperaturniveau im Heizkreis so niedrig wie möglich!
>Dämmen
>große Heizflächen (Fußboden-/Wandheizung)
>Hydraulischer Abgleich:
=feste Einstellung der Heizwasserdurchflussmenge an jedem Heizkörper, um unabhängig von dessen Position
im Leitungssystem eine optimale Raumerwärmung
zu gewährleisten, ohne dass zu viel Wärme
am Heizkörper ansteht
= Einsparpotenzial 10….20%
Der alte Heizkessel….
- Heizleistung an 250 Tagen unter 50%
-Veraltete Brenner
- Wirkungsgrad
>gemessen:
η ~ 90%
>tatsächlich:
η ~ 80%
- Abgasmessung nach DIN
- taktet (Ein/Aus) 50…80.000 mal/Jahr
Der alte Heizkessel….
Alter Kessel
2
viel Energie
hohe Kosten
Alter Kessel raus!
>Aber was tun?
Die Qual der Wahl…
Ihr „Kraftwerk“ nach einem Messebesuch…
Kesseltausch
Alten Kessel Ersetzen durch Brennwerttechnik
Brennwertnutzung: = Nutzung der Abgaswärme
(Wirkungsgrad gesamt gegen 100% )
-inzwischen Standard bei Gas und Öl,
bei Holz/ Pellet erste Anlagen
>Reduzierung der Energiekosten
theoretisch ca. 20%
realistisch ca. 10%
>Investition: 4…7.000,- €
Wärmepumpe
= Stromheizung/ aus 1 Teil Strom >…Teile Wärme
Leistung bei TVL
+35°C
+50°C
+60°C
Investition
zzgl. Dämmung
Jahresarbeitszahl
Luft-Wasser
Sole-Wasser
-20 bis +30°C Luft
-5 bis +20°C Sole
kW
6,3
5,9
5,5
Leistungszahl
3,8
2,8
2,5
kW
5,8
5,5
5,0
Leistungszahl
4,3
2,8
2,0
12.000, -€
+….,-€
8.000,- € + Bohrung 8.000,- € =16000,- €
+….,-€
min. 3,5
min. 3,8
Kriterium: Jahresarbeitszahl und nicht die Leistungszahl im Prospekt
Wärmepumpe im Altgebäude
Einsparung: Beispielrechnung (Gebäudebestand
AHeiz~ca. 120m²)
Auf Basis Bedarf, bisher = 2.000 l Heizöl
= 20.000 kWh/a
= 2.000,- €
Jahresarbeitszahl 3,5:
= 20.000 kWh/3,5 = 5.715 kWh x 0,25 €/kWh
= 1.429,- €
=
28%
Jahresarbeitszahl 2,5:
= 20.000 kWh/2,5 = 8.000 kWh x 0,25 €/kWh
= 2.000,- €
=
0%!!!
Wärmepumpe im Neubau
Beispielrechnung
KfW 40-Haus: Primärenergiebedarf 40 kWh/m²*a
Bei AHeiz~ca. 120m² >> 4.800 kWh/a
Jahresarbeitszahl 3,5:
3
= 4.800 kWh/3,5 = 1.372 kWh x 0,25 €/kWh
= 342,- €
Die Wärmepumpe gehört in den Neubau!
Micro-BHKW
BHKW
{Strom + Wärme}
• WisperGen:
7 (+7)kW
(Stirlingmotor)
1 kW
• Auslegung alt:
Laufzeit = Armortisation (Dauerläufer)
10…30% vom thermischen Bedarf (EFH=2…10 kW)
• Auslegung neu:
Bedarf therm. = Eigenverbrauch
Micro-BHKW
Energiemix macht Sinn!
Micro-BHKW
Bsp.: EFH 220 m² mit Einliegerwohnung, Wachau
ALT
NEU
Verbrauch Erdgas (6 ct/kWh)
35.000 kWh
34.000 kWh
Stromeinkauf (25 ct/kWh)
5.000 kWh
2.673 kWh
Kosten
3.325,- €
2.882,-€
Erlös
0
409,-€
Gespart+verdient, 1. Jahr
0
1.052,-€
Gespart+verdient, 1.-13. Jahr
0
19.085,-€
Investition
0
20.000,-€
abzügl. Förderung
0
18.500,-€
(Stromverkauf+KWK-Bonus+E-Steuerrücker.)
(Preis Gas +3%, Strom +5%)
Holzheizung
a) Stückholz
• spart immer
• kann jeder, u. U. sogar ein Mieter
• Kamin, Kaminofen, Warmluft(etagen)ofen,
Zentralheizkessel
• Entscheidend:
WAS + WIEVIEL will ich heizen?
WAS + WIEVIEL kann ich heizen?
Holzheizung
a) Stückholz
• Bedarf für EFH ca. +/-15 Rm pro Jahr
(ca. 0,1…0,2 Rm/m² Wohnfläche)
>Holzaufkommen
Menge/Preis/Holzart 50…70 €/Rm (Scheitholz)
>Ausreichend Lagerfläche…x 3 (Trocknen)
• Nur gut getrocknetes Holz ist umweltfreundlich!!!
• Zwingend technische Voraussetzung =
Pufferspeicher minimal: 55 l/kW
optimal: 100l/kW
Holzheizung
b) Pellets
• regionale Hersteller und Lieferanten
>Brennstoffqualität (DIN, ÖN, DINplus)
• Lagerung
>Menge: vorher:
2.000 l HEL
nachher: ca. 4 t Pellets
>trocken, staubfrei
(= 2.000,-€)
(= 1.000,-€)
• Moderne Heiztechnik
BafA-förderfähig
• Investition Zentralheizkessel: 8…15.000,-€
Pelletkessel mit Pelletlager
b) Pellets Beispiel EFH 130m², Pulsnitz
ALT
NEU
Heizkessel
24 kW Heizöl
6…20 kW Pellet
Lager
5.000 Liter
5 t (7m³)
Wärmespeicher
ohne
1.100 l
Verbrauch
3.000 l/a
5 t/a
Kosten Energieträger 2012
3.000,-€
1.250,-€
Investition
18.000,-€
abzügl. Förderung
15.100,-€
Solar
Die Technologien
Solarthermie
PV ALT
PV NEU
Hybrid
Wärme
für Heizung und WW
Strom
zentral/Einspeisen
Strom.
dezentral
Wärme und Strom
Kollektor
Modul
Modul
Kombi Koll./Modul
Speicher
Wechselrichter
Eigener kleiner Speicher
Speicher Wärme
Speicher Strom
(Überkapazität als Wärme
speichern)
Investitionszuschuss
Subventionierter
Strompreis
Investitionszuschuss
Eigennutzung
Netzeinspeisung
Eigennutzung
Eigennutzung
Unabhängig
Abhängig
Unabhängig
Unabhängig
Solar: Macht das Sinn?
Wärme
Strom
Im Hellen hab ich´s und brauch´s nicht,
im Dunkeln brauch ich´s und hab´s nicht.
Im Juli hab ich´s und brauch´s nicht,
im Dezember brauch ich´s und hab´s nicht.
ABER: an 200 Tagen hab UND brauch ich´s!
Intelligente
Speicher
und
Regler
Voraussetzungen
-verschattungsfrei
-Ausrichtung (SO) – S – (SW)
-Neigung: ideal 90° Einstrahlung auf Kollektor/Modul
>20…60°
-Qualität der Kollektoren und Module
-Speicherung
PV Photovoltaik
(Strom)
4-Personen-Haushalt: ca. 4.000 kWh/a Strom
Leistung: 1 kWp/10m²
Sonnenstunden in Deutschland: 1.000…1.500 h/a
~40m² für Eigenbedarf
Problem:
>>Speicherung
Solarthermie
Luftkollektoren
Flachkollektoren
- mittlere Leistung
- preisgünstig
Röhrenkollektoren
- hohe Leistung
- preisintensiv
Solarthermie
Auslegung
Gebäudezustand
Kollektorfläche
NEU
Kleiner
ALT
Größer
Speichervolumen
•Warmwasser UND Heizung
•Kollektorfläche ~10 - 20% der Wohnfläche
•Wärmespeicher:
•BAW-Vorgabe: 50 ltr./m²
•Empfehlung: 100 ltr./m²
•bislang (fast) immer zu klein
Beispiele im Eigenheim (Gebäudebestand)
Beispiel 1: Standardanlage
Warmwasser (WW)
WW und Heizung
5 m² Kollektorfläche
10 m² Kollektorfläche
300 l WW-Speicher
750 l Puffer- oder Kombispeicher
Solarsteigeleitung, Pumpenset,
Installationszubehör, Regler
Solarsteigeleitung, Pumpenset,
Installationszubehör, Regler
Materialkosten:
Montagekosten:
Förderung BafA:
Summe Investitionen:
3.900,- €
1.000,- €
0,-€
4.490,- € Summe Investitionen:
Ersparnis:
50% von ca. 3.500 kWh (=350 l Öl)
= 175 l Heizöl
Materialkosten:
Montagekosten:
Förderung BafA:
9.000,- €
1.500,- €
1.500,-€
9.000,- €
Ersparnis:
20% von ca. 35.000 kWh (=3.500 l Öl)
= 700 l Heizöl
Beispiel 2: Hamster-Lösung
22 m² Flachkollektoren
2.500 l Wärme-Hamster
Steigeleitung, Installationsmaterial,
Pumpenset, elektronischer Regler
Materialkosten
Montagekosten
Förderung BafA
Investitionskosten
14.000,-€
2.000,-€
./. 1.980,-€
14.020,-€
Ersparnis: 35…40%...55 von 35.000 kWh (3.500 l Öl)
= 1.400 l Heizöl
Beispiel 3: Die Paketlösung
1. Solar-Hamster
(Röhren- oder
Flachkollektor)
2. Holz- oder Pelletoder Kombikessel
3. Wärme-Hamster
2.000 ltr.
4. Warmwasserbereitung
(ex-oder intern)
5. Anschlusspaket
Heizung
Beispiel Paket Solar+ Pellets Beispiel ZFH 200m², Chemnitz
ALT
NEU
Heizkessel
30 kW Heizöl
7…25 kW Pellet/Holz
+ 14m² Solar
Lager
6.000 Liter
5,5 t (7m³)
Wärmespeicher
Ohne
2.200 l
Verbrauch
4.500 l/a
6 t/a
Kosten Energieträger 2012
4.500,-€
1.280,-€
Investition
29.000,-€
abzügl. Förderung
25.000,-€
Beispiele
Bayreuth, Eigenheim mit Wärmepumpe, Solar und 2.200-ltr.-Speicher oval im Gewölbe
Beispiele
Passivhaus Weimar: 18m² Hochleistungsdoppelglaskollektoren, Kamin mit Wassertasche
4.500-Liter-Wärme-Hamster©
Beispiele
EFH mit FEWO Zinnwald: 25m² Hochleistungsdoppelglaskollektoren, Gastherme 6…18 kW
6.000-Liter-Wärme-Hamster©
Beispiele
Mehrfamilienhaus Stützengrün:
2 Solarthermieanlagen: 38m² Ost/West und 12m² Süd mit 5.600-ltr.Speicher (Raumhöhe 2,09m) >> Reduzierung Gaskessel von 108 auf 68 kW!
Den Erfolg bestimmt der Speicher
energie.depot: Wärme-Hamster©
•
•
•
•
werksvorgefertigt, vor Ort montiert
keine Einbringbeschränkung/kein Kippmaß
Größe nach Bedarf und Aufstellraum
Werkstoff: GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff)
korrosionsbeständig
geringes Gewicht
selbst isolierend (Wärmeleitfähigkeit λGFK = 0,15…0,3…0,7 W/m*K
λSt = 48…50 W/m*K)
Der Wärme-Hamster©
Baukastenprinzip, Einzelteile vorgefertigt, Montage vor Ort
Der Wärme-Hamster©
Volumen: 1.000 … 50.000 ltr.,
Bäckerei Richter, Dresden
künftig bis…500.000 ltr.
850 ltr.- Speicher
Maße: H = … 1,75 … 5,00 m (frei wählbar)
Ø = … 1,20 … 5,00 m (frei wählbar)
ehem. Kohlebunker,
jetzt 1.500 ltr-Speicher
EFH in Weismain/Franken
(Solar + Öl)
Schloss Lomnitz/PL, 12.000 ltr.-Speicher (Holz)
Der Wärme-Hamster©
Ausstattung: projektbezogen
Energieeintrag: Solar, Biomasse, BHKW,...Wärmerückgewinnung
Anwendung: EFH …… Industrie-Immobilie
EFH, 220 m² Wohnfläche, 22 m² Solar, 2 m³-Speicher/
Wachau
Gewerbebetrieb, 49 kW Pelletheizung, 40 m² Solar, 6,5 m³-Speicher/
Radeberg
Der Wärme-Hamster© Kein Platz im Haus? Dann-unterirdisch!
Mehrfamilienhaus Cottbus/Dreifertstraße; Fernwärme, 40m² Röhrenkollektor, 4.000 ltr.-Speicher, unterirdisch
Der Wärme-Hamster© im Brauhaus Dessau: 5 x 50m³ + 31m³ = 281 m³
Schlussfolgerungen
1.
Machen Sie sich unabhängig!
Nicht Abhängigkeiten tauschen!
2.
An Wärme und Strom denken!
3.
Solarenergie in Verbindung mit intelligentem Speicher
= einzige wirkliche Unabhängigkeit!
>Gilt für Wärme genauso wie für Strom!
4.
Fachplanung, nicht 0-8-15
5.
Investitions- und Folgekosten bewerten!
6.
Nur Sparen = inflationssicher!
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.
Der Wärme-Hamster© im Goethe-Institut München
6m³ Wärmespeicher
und 2 Stück
6m³ Kältespeicher
Druckstufe jeweils
bis 6 bar