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Kraft-Wärme-Kopplung

Nach der Aufstellung von Bilanzen der Versorgung mit Wärme und elektrischer Energie schlugen wir bei einem unserer Kunden vor, eine Kraft-Wärme-Kopplung einzubauen. Die gekoppelte Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme brachte in diesem Fall messbare Vorteile.

Bedingt durch die Funktionsweise der Kesselanlage in dem gegenständlichen Betrieb und die Charakteristik der Abnahme von Wärme und elektrischer Energie wurde die Möglichkeit in Betracht gezogen, die Kraft-Wärme-Kopplung als ergänzende Lösung anzuwenden. Sie besteht aus zwei Basiskomponenten: Antriebsanlage und elektrischer Generator. Die Antriebsanlage kann ein Motor mit internem Brennraum sein (z. B. ein herkömmlicher Dieselmotor mit Gasverbrennung) oder eine Gasturbine (die Turbinen ähnelt, die im Luftverkehr eingesetzt werden). In beiden Varianten dienen die Antriebe dazu, den elektrischen Generator in Bewegung zu setzen. Seine elektrische Leistung beträgt in der Regel 40 – 45% der Nennleistung des Motors oder der Turbine. Zusammen mit der elektrischen Energie wird auch Wärme durch die Rückgewinnungseinheiten aus dem Motormantel und aus Abgasen erzeugt. Die Kapazität der Wärmeerzeugung der gesamten Kraft-Wärme-Kopplung beläuft sich auf circa 45 %. Eingesetzt werden zur Erzielung dieses guten Ergebnisses Einheiten zur Wärmerückgewinnung aus dem Motormantel (Temperatur circa 90-100˚C) und die Energierückgewinnung aus den Austrittabgasen (Temperatur 300 – 600˚C).

Eine typische Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) mit einer Leistung von mehreren Megawatt nimmt nicht viel Platz ein. Die gesamte Anlage (d. h. die Antriebs- und die Erzeugereinheit) kann in einem schallgedämmten Container der Abmessungen von circa 3 x 12 m untergebracht werden. Nebenanlagen ähnlicher Größen sind meistens Verteilerzentralen elektrischer Energie und Wärme, aber auch Kühler, die zur Aufrechterhaltung einer entsprechenden Motortemperatur dienen, wenn keine Wärme in das Netz eingespeist wird. Die gesamte Anlage ist recht mobil. Wenn die Abnahme elektrischer Leistung an einem anderen Ort verlegt werden muss, dann kann die Versorgungsquelle zusammen mit den Abnahmestellen ohne Probleme verlegt werden.

Auf der Grundlage der durchgeführten Prüfungen schätzte der Auditor den Bedarf an Wärmeleistung in einem Zeitraum mit geringerem Bedarf an Heißwasser, um die Leistung der Kraft-Wärme-Kopplung zu bestimmen. Empfohlen wurde, 2 Einheiten einer Leistung von je 1,2 MWw zu wählen. Die Anlage aus zwei Einheiten ermöglicht, Wärmeenergie bereits bei Leistungen ab 700 kWw sicherzustellen. Möglich ist auch die flexible Erhöhung auf das optimale Niveau von 1,9 MWw oder sogar 2,4 MWw in Spitzenzeiten.

Bei der Auslegung der Kraft-Wärme-Kopplung muss man vor allem berücksichtigen, dass ihre optimale Nutzung sicherzustellen ist, aber aufgrund des Charakters des Anlagenbetriebs ist es erforderlich, eine Wärmeerzeugung ab sehr geringen Werten zu gewährleisten.

Nach einer bilanziellen Analyse der Wirtschaftlichkeit der Anwendung der Anlage stellte sich heraus, dass durch die Investition in die Kraft-Wärme-Kopplung Einsparungen von 696 000,00 EUR bei Aufwendungen von 1,9 Mio. EUR erzielt werden können.

Dr.-Ing. Piotr Danielski
Stellvertretender Vorstandsvorsitzender, CTO, DB Energy

Spezialist im Bereich Energieeffizienz mit Erfahrung in zahlreichen Branchen, Projektleiter bei mehr als 100 Energieeffizienzaudits, Verfasser zahlreicher Ausarbeitungen und Veröffentlichungen. Chef des Energieeffizienzteams der Kammer für industrielle Energietechnik und des Forums der Strom- und Gas-Endverbraucher

TätigkeitsbereichWir arbeiten mit Energie auf der ganzen Welt

Wir führen Energieeffizienzaudits in mittelständischen und großen Industrieunternehmen durch, wobei wir schlussendlich real Reduzierungen des Energieverbrauchs bei unseren Kunden erzielen. Bisher wurden auf Basis der Planungen unseres Teams Modernisierungen mit Gesamtkosten von über 750 Mio. EUR durchgeführt, was zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs um mindestens 5,1 TWh beitrug und bisher jährliche Einsparungen von circa 220 Mio. EUR ermöglichte.

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