Gütesiegel sollen für neuen Schub sorgen
Der Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) schreitet zwar stetig voran. Doch der Absatz neuer Anlagen war zuletzt stark rückläufig. Gründe werden in einer Verunsicherung der Verbraucher bei der Förderung durch die Politik sowie in einer komplexen Bürokratie gesehen. Angesichts eines hohen Marktpotentials für die KWK zeigten sich viele Hersteller auf den diesjährigen Frühjahrsmessen aber optimistisch, was die weitere Marktentwicklung betrifft.
Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) waren auf den diesjährigen Frühjahrsmessen in Essen, Nürnberg und Hannover reichlich zu sehen (Abb.1).
Doch die Stimmung unter den Anbietern war zwiespältig. Enttäuschung ob der zuletzt rückläufigen Marktnachfrage stand Optimismus ob der weiteren Marktentwicklung gegenüber. Eigentlich sollte sich die KWK als Effizienztechnologie längst als eine tragende Säule der Energiewende positionieren. Doch der große Boom ist bislang ausgeblieben. Im vergangenen Jahr gab es nach ersten Erkenntnissen gar einen deutlichen Markteinbruch – und zwar über alle Leistungsbereiche hinweg.
Die eingesetzte Technik reicht von Blockheizkraftwerken (BHKW) mit Verbrennungsmotoren, Gasturbinen, Stirlingtechnik oder Brennstoffzellen bis hin zu großen Kraftwerken in der Industrie oder Energieversorgung. Die elektrische Leistung liegt bei der Mikro-KWK um 1 kW, bei der Mini-KWK zwischen rund 3 kW und 50 kW. Einsatz findet sich überall dort, wo die selbsterzeugte Wärme und der Strom möglichst auch selbst genutzt werden können, ob im Einfamilienhaus, Gewerbebetrieb oder Krankenhaus. Bei Anwendungen in der Industrie erreichen KWK-Anlagen elektrische Leistungen bis in den MW-Bereich, bei Energieversorgern in der Fernwärme gar über 100 MW. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) informiert regelmäßig über die Zulassung von KWK-Anlagen nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG). Die Anzahl der beim BAFA zugelassenen neuen, modernisierten und nachgerüsteten KWK-Anlagen werden dabei nach Größenklassen und Inbetriebnahmejahren differenziert. Die jüngsten Zahlen können sich zwar durch eventuelle Nachträge noch leicht erhöhen, doch es wird schon deutlich, dass es im vergangenen Jahr einen deutlichen Einbruch um 37 Prozent auf 4.641 Anlagen gegeben hat (Stand vom April 2016).
Besonders betroffen war der für das Marktsegment Einfamilienhaus interessante kleine Leistungsbereich unter 2 kW: Im zweiten Jahr in Folge brach der Markt ein, zuletzt um rund ein Drittel auf nur noch 936 Anlagen. Fasst man den Leistungsbereich der Mini-KWK von 2 kW bis 50 kW zusammen, so erkennt man auch hier einen Rückgang um gut ein Drittel auf nur noch 3.215 Anlagen. Bei KWK-Anlagen mit Leistungen zwischen 50 kW und 1 MW brach die Nachfrage um fast die Hälfte ein auf 437 Anlagen. Schaut man bei den Leistungsklassen über 1 MW, so wurden beim BAFA mit 93 Anlagen 29 Prozent weniger registriert.
Auch der Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie (BDH) vermeldet für die Absatzentwicklung von Anlagen der Mikro- und Mini-KWK mit einer elektrischen Leistung bis zu 50 kW nach 2014 (ein Rückgang von 8.000 auf 6.500 Anlagen) nun auch für 2015 (mit nur noch 5.500 Anlagen) rückläufige Zahlen.
Mit neuen Gütesiegeln will der Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung (B.KWK) – er wurde 2001 in Berlin gegründet und zählt mittlerweile mehr als 600 Mitglieder – die effiziente KWK in der Öffentlichkeit nun bekannter machen. Dazu informierte Berthold Müller-Urlaub, Präsident des B.KWK, auf der Hannover Messe über die neuen Marken „Der Blaue Strom“ und „Die Blaue Wärme“. Das Siegel soll KWK-Strom und KWK-Wärme nunmehr auch beim Kunden sichtbar machen. „Während grüner Strom aus erneuerbaren Energien stammt, lässt sich Strom und Wärme aus KWK-Anlagen bisher am Markt nicht identifizieren“, erläuterte Müller-Urlaub. Denn trotz seiner Umweltfreundlichkeit werde KWK-Strom dem Kunden bislang zusammen mit Strom aus konventionellen Kraftwerken als „Graustrom“ angeboten. In der Industrie wird die Farbe Blau bereits für die Kennung effizienter und ressourcenschonender Produkte und Technologien verwendet, beispielsweise im Automobilsektor oder beim Umweltzeichen „Der Blaue Engel“. KWK-Anlagen erzeugen nicht nur Strom („Der Blaue Strom“), sie nutzen auch die Abwärme („Die Blaue Wärme“) und geben diese nicht wie konventionelle Kraftwerke einfach in die Umwelt ab, betonte Müller-Urlaub. „Da KWK-Anlagen auf diese Weise einen Gesamtnutzungsgrad von bis zu 90 Prozent erreichen, gelten sie als hocheffizient.“
Voraussetzung für die Nutzung des Gütesiegels „Der Blaue Strom“ ist der Nachweis über die Hocheffizienz der KWK-Anlage gemäß der Effizienzrichtlinie 2012/27/EU. Das Gütesiegel kann vom Anlagenbetreiber für die Dauer von zwei Jahren „zu Werbezwecken auf der Grundlage von Eigenangaben anlagebezogen“ genutzt werden. Hierfür ist ein jährlicher Beitrag zu entrichten. Das Siegel dokumentiert, dass die Anlage fähig ist, „Blauen Strom“ bzw. „Blaue Wärme“ zu erzeugen. Eine Zertifizierungsstelle außerhalb des B.KWK übernimmt die Abwicklung und Kontrollfunktion. Die Kontrollen sollen dem Verbraucher Sicherheit geben, dass nur so viel „Blauer Strom“ und „Blaue Wärme“ gehandelt werden, wie vorher auch erzeugt wurden.
Weitere Voraussetzung für den Erwerb einer Vertriebslizenz ist die Mitgliedschaft im B.KWK. Überdies wird eine Lizenzgebühr erhoben, die zum Teil dafür verwendet wird, die Marken „Der Blaue Strom“ und „Die Blaue Wärme“ weiter aufzubauen und bekannt zu machen, so Müller-Urlaub. „Unsere Initiative macht einmal mehr klar, KWK ist keine Brückentechnologie, sondern der geborene Partner der erneuerbaren Energien und daher wichtiger Bestandteil der Energiewende.“ Mit den Marken „Der Blaue Strom“ und „Die Blaue Wärme“ wolle man der umweltfreundlichen Effizienztechnologie KWK endlich „ein Gesicht in der Öffentlichkeit“ geben.
Kurz nach der Hannover Messe informierte der B.KWK, dass man nun ergänzend auch „Die Blaue Kälte“ als neue Wortmarke beim Deutschen Patent- und Markenamt hat eintragen lassen. Durch das Gütesiegel erhalte nun auch die in Anlagen der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) aus der Abwärme gewonnene „Blaue Kälte“ einen eigenen Namen.
Die Bedeutung der KWK für die Energiewende sei jedenfalls nach wie vor groß. Denn die fluktuierenden erneuerbaren Energien können mit den vorhandenen Speichertechniken die Energiewende nicht alleine tragen, erläuterte Müller-Urlaub. „Hocheffiziente KWK-Anlagen können die erneuerbaren Energien als Partner unterstützen und die Versorgungssicherheit und Netzstabilität gewährleisten.“ Bislang ging der Ausbau aber deutlich zu langsam voran, räumte Müller-Urlaub ein. Dabei bestehe erhebliches Potential für die KWK – insbesondere in der Wohnungswirtschaft. Mit dem am 1. Januar 2016 in Kraft getretenen KWKG 2016 werde der weitere Ausbau zwar gefördert, das Ausbauziel wurde aber abgeschwächt. „Dies führt zu einer verlangsamten Weiterentwicklung der Stromerzeugung in KWK-Anlagen.“
Als weiteres aktuelles Hindernis erweist sich der Umstand, dass das KWKG 2016 bis zu den Frühjahrsmessen noch nicht vollzogen werden konnte, erläuterte Müller-Urlaub. So stand das Gesetz noch unter dem Vorbehalt einer bei¬hilferechtlichen Genehmigung durch die EU-Kommission. „Das BAFA darf bis heute für neue oder modernisierte Anlagen keine Zulassungsbescheide nach dem KWKG 2016 erteilen. Aufgrund der Prüfung ist zum Beispiel immer noch offen, ob die bekannten Fördersätze Bestand haben oder nicht. Diese Unsicherheit führt sowohl bei Herstellern als auch zukünftigen Betreibern zunehmend zu einem Rückgang der Investitionen in KWK-Anlagen. Hierdurch wird das politische Ziel, die KWK weiter auszubauen, konterkariert.“
Prognosen über die zukünftige Marktentwicklung waren daher zu diesem Zeitpunkt äußerst unsicher. Hinzu kam die bestehende Ungewissheit, wie sich das neue Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) 2016 entwickelt, so Müller-Urlaub. „Derzeit hegen viele Verbände Vorbehalte gegenüber dem vorliegenden Referentenentwurf. Aus Sicht des B.KWK wird zu wenig auf den Ausbau von Biomasseanlagen eingegangen. Lediglich mittels einer Verordnungsermächtigung kann die Bundesregierung Ausschreibungen auch für Biomasseanlagen öffnen. Diese Verordnungsermächtigung muss nach Ansicht des B.KWK gleichzeitig mit dem Gesetz beschlossen werden.“
Kritische Stimmen über die derzeitigen Rahmenbedingungen waren denn auch bei vielen Ausstellern zu hören. Mit „unklaren politischen Vorgaben“ und „jeder Menge Papierkrieg“ erklärte beispielsweise Jürgen Zastrow, Vertriebsleitung Süd bei RMB Energie, die Marktprobleme der KWK. Dies habe viele Verbraucher abgeschreckt. „Die Unsicherheit war zu spüren.“ Hinzu kam eine gewisse Zurückhaltung beim Fachhandwerk. „Weiterbildung kostet Zeit und Geld und die Auftragsbücher sind voll mit anderen Arbeiten.“ Aktuell registriere man aber wieder eine steigende Nachfrage bei allen Zielgruppen.
RMB Energie ist eine Tochtergesellschaft von RMB. Diese wiederum zählt jetzt zur Yanmar Gruppe. Der japanische Motorenhersteller und Maschinenbaukonzern hat im vergangenen November die Mehrheit der Unternehmensanteile des niedersächsischen BHKW-Herstellers übernommen. Yanmar wurde 1912 gegründet und beschäftigt derzeit weltweit mehr als 17.000 Mitarbeiter. Das Unternehmen gilt als einer der führenden Konzerne in der Entwicklung und der Herstellung von Diesel- und Gasmotoren für den Einsatz in Landwirtschaft, Bau, Energie, Industrie und Schifffahrt.
Das Portfolio von RMB Energie umfasste bislang BHKW vom Typ neoTower in vier Leistungsklassen im Bereich zwischen 5 kW und 50 kW elektrischer Leistung. Damit ließ sich der Strom- und Wärmebedarf von Gewerbebetrieben, Hotels und Mehrfamilienhäusern zum überwiegenden Teil decken. Mit dem neuen neoTower living mit 2 kW elektrischer Leistung will man jetzt darüber hinaus auch das Segment der Ein- und Zweifamilienhäuser erschließen, berichtete Jens Brake, Vorstandsmitglied von RMB und Geschäftsführer von RMB Energie (Abb. 2).
Bei der Entwicklung habe man besonderen Wert auf die Wirtschaftlichkeit für den Hausbesitzer gelegt, der „total cost of ownership“. Das BHKW zeichne sich aus durch niedrige Investitionskosten, niedrige Wartungskosten bei hoher Qualität und hohe elektrische Effizienz.
Trotz rückläufiger Marktzahlen sieht Brake bei Hausbesitzern Interesse an effizienten Lösungen. Hier biete sich der robuste Industrie-Gasmotor mit 27 Prozent elektrischem Wirkungsgrad als Plug-and-Play-Lösung an. Abgestimmt auf die Zielgruppe leiste der Dreizylinder-Reihenmotor modulierend 1,1 kW bis 2 kW elektrisch und 3,6 kW bis 5,2 kW thermisch (Abb. 3).
Besonders hob Brake die geringe Motorendrehzahl von 1.000 Umdrehungen pro Minute hervor. Die Geräuschemission läge bei nur 46 dB(A). Dazu würden auch eine Dreifachlagerung und Schwingungsisolierung der Motor-Generatoreinheit sowie ein integrierter, wasserumspülter Interferenz-Schalldämpfer, ein Spezialrahmen und ein spezielles Abgassystem beitragen.
Bei rund 4.000 Stunden Betriebszeit im Jahr und einem Wartungsintervall von 15.000 Betriebsstunden bräuchte man nur knapp alle vier Jahre eine Standardwartung durchzuführen. Ab September 2016 ist das Gerät im Markt erhältlich, so Brake. Die Erwartungen an den Markterfolg sind hoch. Angesichts der positiven Reaktionen auf die Vorstellung des neoTower living könnte die Nachfrage die derzeitig eingerichtete Produktionskapazität von 400 Anlagen für 2017 schnell überschreiten.
Wolf (die Gruppe gehört zu Centrotec Sustainable) hatte ein in 2014 neu vorgestelltes Mini-BHKW (dessen Zweizylinder-Industriemotor auf eine elektrische Leistung von 2 kW, 3 kW oder 4 kW einstellbar war) schon im vergangenen Jahr nicht mehr im Programm. Das im Verbund mit den Tochterunternehmen Kuntschar + Schlüter sowie Dreyer & Bosse Kraftwerke angebotene Spektrum an BHKW startet denn auch derzeit bei 7,5 kW elektrischer Leistung. Insgesamt liegt die Leistung der BHKW zwischen 7,5 kW und 2.000 kW elektrisch und 17,2 kW bis 1.970 kW thermisch. Damit sollen sich die KWK-Anlagen nach Bedarf dimensionieren lassen. Anwendung finden sie unter anderem für den Einsatz in Nah- und Fernheizzentralen, Freizeitanlagen, öffentlichen Gebäuden und Einrichtungen, wie Schulen, Kliniken und Behörden, Mehrfamilienhäusern sowie in Einkaufszentren, Hotels, Gastronomie und Industrie (Abb. 4 und 5).
Schon 2008 hat Wolf mit der Übernahme von Kuntschar + Schlüter sein Portfolio im Bereich mit der KWK ausgeweitet. 2011 erweiterte man das Angebot durch Einstieg bei Dreyer & Bosse Kraftwerke. Das Leistungsangebot an BHKW-Modulen von Kuntschar + Schlüter reicht dabei bis 400 kW elektrisch – Dreyer & Bosse wiederum startet bei 75 kW elektrisch. Bei den Systemlösungen kommen Motoren der Hersteller MAN, Kubota, VW, MWM und Liebherr zum Einsatz.
Wolf nutzte die Frühjahresmessen dazu, um seine Kunden und Partner über die strategische Neuausrichtung seiner Vertriebsorganisation zu informieren. Die Wolf Gruppe gliedert ihre Geschäftsfelder seit diesem Jahr in die drei Business Units Heizsysteme/Heating Systems, Klimasysteme/Airhandling Systems und BHKW/Power Systems. Durch die neue Organisation wolle man gezielter auf die verschiedenen Bedürfnisse der einzelnen Kundengruppen eingehen können. Zudem soll die neue Struktur eine individuellere Beratung der Kunden in den einzelnen Produktsparten garantieren.
Die BDR Thermea Gruppe bot mit ihren Marken SenerTec, Brötje und Remeha ein breites Angebot an KWK-Lösungen. Der Bedarf für Mikro- und Mini-KWK sei jedenfalls vorhanden. „Es gibt keine Marktprobleme, es gibt weiterhin einen ungesättigten Markt und große Ausbauchancen“, erklärte Bernd Gercken, Vertriebsleitung Deutschland von SenerTec Kraft-Wärme-Energiesysteme (Abb. 6).
Aktuell verteile sich die Nachfrage zu drei Viertel auf das Gewerbe und ein Viertel auf Privathaushalte. Dabei sei der Wohnungssektor ein „schlafender Riese“. Speziell für den Geschossbau wolle man noch in diesem Jahr ein Konzept vorstellen. Wichtig sei, allgemein den Bekanntheitsgrad der KWK-Technologie bei den Zielgruppen zu erhöhen. „Wenn dies gelöst ist, kommt der KWK-Durchbruch.“
Seit 1996 produziert und vertreibt SenerTec den Dachs. Seit 2009 gehört das Unternehmen zu BDR Thermea. Je nach Ausführung liegt die elektrische Leistung des Dachs zwischen 0,7 kW und 20 kW, die thermische Leistung reicht bis zu 42 kW. Die Einsatzbereiche der Anlagen reichen vom Einfamilienhaus bis hin zu Wohnanlagen, Gewerbebetrieben, öffentlichen Gebäuden, Hotels oder Supermärkten. Mit über 33.000 installierten Dachs KWK-Anlagen bezeichnet sich SenerTec in dem Segment als Marktführer in Europa.
In diesem Jahr standen auf den Messen besonders die neuen Features der Dachs Generation 1.1 und des Dachs Pro 20 im Fokus. Der „klassische“ Dachs mit einer elektrischen Leistung von 5 kW bis 5,5 kW präsentiert sich jetzt mit Hocheffizienzpumpe, integriertem Ansaugschalldämpfer und Abgaswärmeübertrager (Kondenser). Damit habe man die Effizienz der Anlage erhöhen können, die thermische Leistung reiche bis zu 14,8 kW. Der „große Bruder“ des Dachs, der Dachs Pro 20, ist mit einer elektrischen Leistung bis 19,2 kW und einer thermischen Leistung bis 42 kW besonders für Objekte geeignet, deren jährlicher Wärmebedarf mindestens bei 200.000 kWh und Strombedarf bei über 40.000 kWh liegt. In zweiter Generation verfügt er über einen integrierten Brennwertwärmeübertrager. In Zehn-Prozent-Stufen lässt sich die Leistung von 50 bis 100 Prozent modulieren.
Auch Marcus Bernhardt, Produktmanager bei August Brötje, sieht im Markt „immer noch viele Hemmnisse“, angefangen bei einer Verunsicherung durch eine sich ständig ändernde Förderung, bis hin zu einer hohen Komplexität sowohl beim Antragswesen als auch bei der Abrechnung. Hier bestehe noch Handlungsbedarf, die Prozesse (sprich Anträge, Formulare, Zählerwelt) zu vereinfachen. Im Bereich der KWK vertreibt Brötje ausschließlich den EcoGen WGS mit Strirlingmotor. Dieser erzeugt 1 kW Strom und 3,8 kW bis 6,7 kW Wärme. Das integrierte Gasbrennwertgerät hat als Zusatzbrenner eine Heizleistung von 9 kW bis 20 kW. In dem angesprochenen Kundensegment hätten die zuletzt geringen Energiekosten für wenig Investitionswille gesorgt. Einerseits kämen von interessierten Endkunden immer noch häufig Anfragen, andererseits hätte das Handwerk „genug andere Arbeit“, erklärte Bernhardt. So könne es beispielsweise im Badbereich „schneller mehr Geld verdienen“.
„Mit neuen Argumenten kann man Produkten neuen Schwung verleihen. Daher integrieren wir eine revolutionäre Batterietechnologie in unser Stirling-Heizgerät“, erklärte Bernhardt. Dabei spricht er von einem EcoGen Energy-Tower, der als Studie vorgestellt wurde (Abb. 7).
Die kompakte Einheit liefert 3,3 kW elektrische und 20 kW thermische Energie. Die Speicherkapazität der bleibasierten Batterietechnologie beträgt 6,7 kWh bis 13,2 kWh bei einer maximalen Lade-/Entladeleistung von 3,3 kW. Ziel sei eine nahezu unabhängige, dezentrale Stromversorgung direkt in den eigenen vier Wänden. Laut Untersuchungen könnten mit dem System aus stromerzeugender Heizung samt Stromspeicher in Zukunft bis zu 94 Prozent des Strombedarfs eines herkömmlichen Vierpersonenhaushalts abgedeckt werden.
Als Vorteil der Systemstudie hebt Brötje mehr Unabhängigkeit von Energieversorgern hervor – sowohl bei Strompreiserhöhungen als auch bei Netzausfällen (Stichwort hauseigene Notstromversorgung). Auch eine Erweiterung mit regenerativen Energien sei möglich (sprich Kopplung mit Photovoltaik oder Windstrom).
Schon 2008 brachte Remeha mit dem eVita ein wandhängendes KWK-Gerät auf Stirlingbasis auf den niederländischen Markt, seit 2010 ist man mit dem Produkt auch auf dem deutschen Markt vertreten. Der Stirlingmotor leistet 1 kW elektrisch und 5,6 kW thermisch, zusammen mit dem integrierten Brennwertmodul als Spitzenlastkessel erreicht der eVita eine Gesamtleistung von 27,4 kW thermisch. Mittlerweile gibt es vier Systempakete. Neue Hydrauliksets ergänzen nun die Pakete 1 und 2 (mit Frischwasser-Kombispeicher). Ziel dabei war, die Montagezeit zu optimieren. Mit den Hydrauliksets bekommt der Kunde komplett vormontierte Einheiten auf einem teilbaren Montagerahmen. Dieser Rahmen wird an der Wand und am Boden befestigt. Darauf wird der eVita gehangen und mit den Anschlüssen der Sets verbunden. Eine Systemtrennung soll den eVita vor möglichen Verunreinigungen schützen.
Das Produkt kommt gut im Markt an, berichtete Christian Ruholl aus dem Produktmanagement von Remeha (Abb. 8).
Gegen den Markttrend habe man im vergangenen Jahr steigende Absatzzahlen verzeichnen können. Der typische Kunde zeichne sich durch Technikbegeisterung und einen hohen Wärmebedarf (z.B. bei großen Wohnungen oder einem Schwimmbad) aus. Der Bekanntheitsgrad steige und auch die Schulungsanfragen seitens des Handwerks.
Im Bereich KWK verfügt Remeha über das Stirlinggerät hinaus noch über zwei Mini-BHKW, den ELW 20-43 mit 10 kW bis 20 kW regelbarer elektrischer Leistung und 20 kW bis 43 kW thermischer Leistung sowie den ELW 50-100 mit bis zu 50 kW elektrischer und 100 kW thermischer Leistung, ergänzte Frank Draber, Leiter Anlagentechnik bei Remeha (Abb. 9).
Als Brennstoffe sind Erdgas oder Flüssiggas vorgesehen. Remeha halte weiter an der KWK fest. „Wir sehen die KWK-Technologie als Teil unserer Systemtechnik.“ Die Produkte seien erfolgreich in die bestehende Kessellandschaft integriert worden. Aktuell sei im Markt auch wieder ein positiver Trend bei der Mini-KWK zu verzeichnen, besonders beim Mittelstand, so Draber. „Wir sind nicht unzufrieden.“ Allgemein sei der Beratungsaufwand für eine optimale Kundenlösung gestiegen.
Vom Wohnhaus bis zum Stadtwerk – die 1996 gegründete EC Power sieht ihre Zielgruppe in Objekten mit einem jährlichen Wärmebedarf zwischen 30.000 kWh und 2 Mio. kWh. Dazu bietet man vier Mini-BHKW Anlagen vom Typ XRGI mit 6 kW, 9 kW, 15 kW und 20 kW elektrischer Leistung an (Abb. 10).
Da sich die Anlagen sowohl modulierend als auch in Parallelschaltung betreiben lassen, decke die Produktpalette einen Einsatzbereich von 3 kW bis 80 kW elektrisch ab. Europaweit seien bereits über 7.000 Anlagen verkauft worden.
Interessante Objekte für die XRGI 6 und XRGI 9 seien große Einfamilienhäuser, Mehrfamilienhäuser, kleine Hotels und Bürogebäude. Das XRGI 15 eigne sich für größere Hotels, landwirtschaftliche Betriebe oder Pflegeheime. Und das XRGI 20 schließlich spiele seine Vorteile in Objekten wie Krankenhäusern oder Stadtwerken aus. Zu einem System gehören neben der eigentlichen Power Unit (mit Motor, Generator und Wärmeübertrager) auch ein Wärmespeicher, ein Q-Wärmeverteiler (er verteilt die Wärme auf den Wasserkreislauf und den Wärmespeicher) und eine iQ-Steuerungseinheit (für eine bedarfsgeführte Betriebsoptimierung).
Seit 1995 beschäftigt sich KW Energie mit dem Bau von BHKW. Gestartet mit der Herstellung von Pflanzenöl-BHKW, erweiterte man die Produktpalette schon bald um Gas-BHKW. Das Spektrum ihrer Mini-BHKW reichte zuletzt von 7,5 kW bis 50 kW elektrischer Leistung. In diesem Frühjahr nun wurde das Angebotsspektrum um den neuen smartblock 75s mit serienmäßig integriertem Brennwertwärmeübertrager erweitert (Abb. 11).
„Mit dem neuen smartblock 75s kommen wir dem von Partnern und Kunden oft geäußerten Wunsch nach einem BHKW in der 70-kW-Klasse entgegen“, so Andreas Weigel, Geschäftsführer der KW Energie. „Und ganz nebenbei runden wir so unsere modulare smartblock-Reihe nach oben ab.“ Diese umfasst jetzt das Leistungsspektrum von 7,5 kW bis 75 kW elektrischer Leistung und von 22,1 kW bis 139,8 kW thermischer Leistung. Schon jetzt verzeichne man eine „ausgezeichnete Resonanz“ bei den Fachhandelspartnern, ergänzte der für den Vertrieb zuständige Geschäftsführer Andreas Bodensteiner.
Zudem kooperiert KW Energie jetzt mit Burkhardt. Der Spezialist für Holzvergaser hat das Ziel, seine Produktpalette für Holzgas-BHKW (bislang 165 kW bzw. 180 kW) nach unten zu erweitern. Dazu greift man auf den speziell für Holzgas entwickelten und optimierten smartblock 50T zurück. Den Vertrieb des smartblock 50T übernimmt Burkhardt, wobei das BHKW ausschließlich als Komplettsystem in Verbindung mit einem Holzvergaser ausgeliefert wird.
„Die Bilanz der KWK-Industrie fiel 2015 für alle Befürworter dieser Technologie ernüchternd aus“, konstatierte auch Dr. Jens Wichtermann, Unternehmenssprecher der Vaillant Group. „Gleich mehrere Rahmenbedingungen wirken sich kontraproduktiv aus: beispielsweise der Verfall des Ölpreises, gleichbleibende Strompreise, Laufzeitverlängerungen für Braunkohlekraftwerke oder die EEG-Umlage auf KWK-Strom. Ohne die dringend notwendige Erhöhung der Austauschquote bei Heizungs-Bestandsanlagen sind die klimapolitischen Ziele der Bundesregierung kaum zu erreichen. Das Potential für KWK im Gebäudebestand ist weiterhin gewaltig. Um den derzeitigen Nachfrage-Trend umzukehren, bedarf es eines klaren Bekenntnisses zu dieser Hocheffizienztechnologie.“
Vaillant deckt mit seinen motorbetriebenen BHKW einen Bereich von 1 kW bis 20 kW elektrischer Leistung ab. Gerade in diesem Bereich der Mikro- und Mini-KWK hätten sich unstete politische Rahmenbedingungen sowie zu viel Bürokratie bei der Zulassung negativ ausgewirkt. So sei die Nachfrage zuletzt besonders in der Leistungsklasse von 1 kW zurückgegangen.
„Perspektivisch hat in dieser Leistungsklasse die Brennstoffzelle deutlich größeres Potential im Markt“, betonte Wichtermann. Rückgänge habe es auch im Markt bei der Leistungsklasse von 3 kW bis 10 kW gegeben, während die größeren Leistungsklassen im Bereich von 20 kW bis 50 kW stabil blieben.
Nachfrage bestehe noch in den Kundensegmenten der kleinen und mittleren Unternehmen, der Industrie mit hohem Strombedarf sowie der Gastronomie und dem Hotelgewerbe. Auch das Contracting im Neubau werde interessanter, so Wichtermann. „Aufgrund gesetzlicher Regelungen ist im Wohnungsmarkt die Stromvermarktung an Dritte nur mit Spezialisten bzw. Contracting-Unternehmen umsetzbar. Durch verbesserte Förderbedingungen des KWKG 2016 ist eine Netzeinspeisung jedoch empfehlenswert und durchaus wirtschaftlich. Der gesamte erzeugte Strom wird ins öffentliche Netzt eingespeist. Die Erträge kommen den Eigentümern zu Gute.“
Im Bereich der Mikro-KWK ist Vaillant seit 2011 mit dem ecoPower 1.0 vertreten, bei dem ein Motor von Honda 1 kW elektrische und 2,5 kW thermische Leistung erzeugt. Als Systemergänzung präsentierte man zur Speicherung von selbst produziertem Strom jetzt die zweite Generation des Batteriespeichers eloPack (Abb. 12).
„Der neue eloPack kann effizient und flexibel in Systeme eingebunden werden“, erklärte Christian Sieg, Leiter Produkt- und Dienstleistungs-Management Vaillant Deutschland. „So lässt sich das Gerät beispielsweise mit elektrisch betriebenen Wärmeerzeugern und allen Stromerzeugungsanlagen, wie BHKW, Brennstoffzellenheizgeräte sowie Photovoltaik, Wind- oder Wasserkraftanlagen kombinieren.“
Der Batteriespeicher ist von 2 kWh bis 12 kWh Kapazität erhältlich – in Schritten von 2 kWh. Er soll sich problemlos in vorhandene Anlagen und die elektrische Umgebung eines Gebäudes integrieren lassen. Laut Vaillant müssen nur die Strom- und Datenanschlüsse sowie eine Busverbindung hergestellt werden. Die Batteriemodule werden zum einfacheren Transport zum Aufstellungsort separat zum Gehäuse geliefert. Einmal eingebundene Geräte könnten jederzeit durch zusätzliche Batteriemodule erweitert und die Speicherkapazität des Geräts dadurch gesteigert werden. Die Erstinvestition könne dadurch so gering wie möglich gehalten werden.
Zum Einsatz kommen Module mit Li-Ion-Eisenphosphat-Technik. Vaillant kalkuliert beim Batteriespeicher mit einer Lebenszeit von rund 20 Jahren. Rund 10.000 Vollladezyklen würden sich problemlos absolvieren lassen, so Sieg. „Rechnet man mit etwa 250 Vollladungen pro Jahr, stehen nach 20 Jahren 5.000 Ladezyklen in der Bilanz. Das System verfügt damit über ausreichend Puffer für eine lange und zuverlässige Lebensdauer.“
Im Bereich der Mini-KWK bietet Vaillant für den Betrieb mit Erdgas oder Flüssiggas den ecoPower 3.0 und den ecoPower 4.7 an, mit einer modulierenden elektrischen Leistung von 1,5 kW bis 3 kW bzw. 1,5 kW bis 4,7 kW. Zudem wurde im vergangenen Jahr ein neues Modell des ecoPower 20.0 im Markt eingeführt (Abb. 13).
Seine Leistung moduliert zwischen 10 kW bis 20 kW elektrisch und 29 kW bis 44 kW thermisch. Damit eigne es sich perfekt für Objekte mit einem jährlichen Wärmebedarf ab 150.000 kWh.
Bei Viessmann zeigt man sich mit dem Absatz seiner KWK-Produkte sehr zufrieden. So seien beispielsweise die Mikro-KWK-Geräte mit Stirlingmotor Vitotwin 300-W und 350-F stark nachgefragt. „Wir sehen in diesem Segment für uns keine Marktprobleme.“ Nach wie vor registriere man die stärkste Nachfrage aus den Bereichen Ein- und Zweifamilienhäuser sowie mittelständische Gewerbebetriebe, aber auch von großen Industrieunternehmen. Im Wohnungssektor böten vor allem Ein- und Zweifamilienhäuser noch erhebliche Potentiale für die KWK. „Aus diesem Grund werden wir neben den genannten Mikro-KWK-Geräten mit Stirlingmotor und dem bereits in den Markt eingeführten Brennstoffzellenheizgerät Vitovalor 300-P im kommenden Jahr mit dem SOFC-Gerät von Hexis ein weiteres Brennstoffzellensystem als Seriengerät anbieten.“
Mikro- und Mini-KWK seien als Hocheffizienztechnologie unverzichtbar für das Gelingen der Energiewende, so Viessmann. „Aus diesem Grund erwarten wir grundsätzlich eine positive Marktentwicklung. Insbesondere gilt dies für den Leistungsbereich bis 50 kW. Denn diese Anlagen werden durch die Novelle des KWK-Gesetzes für die Betreiber noch attraktiver, weshalb wir von weiteren Marktzuwächsen ausgehen. Schwieriger einzuschätzen ist die Entwicklung bei BHKW über 100 kW. Hier sind die Förderbedingungen schlechter geworden, in erster Linie durch die EEG-Umlage, die auf den selbst verbrauchten Strom zu entrichten ist, und durch den Entfall der Förderung von selbstverbrauchten Strom nach dem KWKG. Die Belastung durch die EEG-Umlage sollte zurückgenommen werden und durch eine geringe Förderung des Eigenstromverbrauchs sollten Anreize für Investitionen geschaffen werden.“
Viessmann bietet KWK-Systeme mit elektrischen Leistungen von 0,75 kW bis 530 kW und thermischen Leistungen von 1 kW bis 660 kW. Auf den Frühjahrsmessen informierte man beispielsweise über das Mikro-KWK-Gerät Vitotwin 350-F mit Stirlingmotor und integriertem Gasbrennwert-Spitzenlastkessel samt Heizwasser-Pufferspeicher (Abb. 14).
Der Stirlingmotor kann modulierend betrieben werden und liefert eine elektrische Leistung zwischen 0,6 und 1 kW. Die thermische Leistung des Stirlingmotors beträgt zwischen 3,6 und 5,3 kW, inklusive Spitzenlastkessel stehen rund 26 kW Wärmeleistung zur Verfügung. Als „ideale Ergänzung zur eigenen Stromerzeugung“ empfiehlt man den neuen Vitocharge Batteriespeicher. Dieser sei modular aufgebaut und eigne sich mit Speicherkapazitäten von 2,5 kWh bis hin zu 30 kWh bevorzugt für Ein- und Mehrfamilienhäuser, aber auch für Gewerbebetriebe. Bis zu 95 Prozent Autarkie vom öffentlichen Stromnetz könnten Anlagenbetreiber damit erreichen. Weiterhin präsentierte man das Mini-BHKW Vitobloc 200 EM-6/15 mit integrierter Brennwerttechnik. Seine Leistung liegt bei 6 kW elektrisch und 14,9 kW thermisch. Zielgruppen sind kleinere Gewerbebetriebe und Mehrfamilienhäuser. Besonders für den Einsatz in Industrie und Kommunen ist das gezeigte BHKW Vitobloc 200 EM-530/660 konzipiert (Abb. 15).
Es weist 530 kW elektrische und 660 kW thermische Leistung auf. Im Gegensatz zu anderen BHKW dieser Leistungsklasse seien Komponenten wie Abgas-Wärmeübertrager, Plattenwärmeübertrager, Katalysator und Schmieröltank im Gehäuse integriert, betont Viessmann. „Mit einem Raumbedarf von wenig mehr als 13 m³ ist es das kompakteste Gerät im Markt und benötigt besonders wenig Platz und Raumhöhe.“
Bosch Thermotechnik bietet BHKW zum einen unter der Marke Buderus an. Das Leistungsspektrum der Loganova Module reicht dabei von 12 kW bis 400 kW elektrischer Leistung (Abb. 16).
Buderus berichtete über eine verbesserte Effizienz bei dem neuen Loganova EN50 mit 50 kW elektrischer und bis zu 89 kW thermischer Leistung. Durch eine interne Brennwertnutzung sei kein externer Brennwertwärmeübertrager mehr erforderlich. Dank interner Dämpfungselemente und eines optimierten Schallspektrums im tieffrequenten Bereich sei der Einbau auch in lärmempfindlichen Anwendungsbereichen möglich.
Zum anderen verfügt Bosch Thermotechnik mit der Tochter Bosch KWK Systeme über ein Kompetenzzentrum für KWK-Systeme. Im März 2010 hatte man dazu Köhler & Ziegler Anlagentechnik übernommen, die 2011 umfirmiert wurde und seit 2012 ihre Anlagen unter der Marke Bosch vertreibt. Das Portfolio umfasst unter anderem BHKW-Module von 12 kW bis 400 kW elektrischer Leistung und kundenspezifische BHKW-Systemlösungen bis 2.145 kW elektrischer Leistung.
Zu den Marktproblemen im Bereich der Mikro- und Mini-KWK sieht man bei Bosch KWK Systeme wesentliche Herausforderungen für einen Marktdurchbruch in der Wirtschaftlichkeit von Objekten mit geringer Stromeigennutzung, in der Vergütung für eingespeisten Strom und in der komplizierten Anmeldung und Netzanbindung. So stünde beispielsweise ein Mieterverband vor einer ganzen Reihe von Fragenstellungen – z. B. nach dem Anlagenbetreiber, wer den Zuschlag bekommt, wie die Messsysteme aussehen oder wie abgerechnet wird.
Dabei bestehe noch Nachfrage im Markt, ob im Ersatzgeschäft, bei Energieversorgern, in der Industrie (in größeren Leistungsklassen) oder auch bei Neubau und Sanierung von Wohnobjekten. Die Chancen für einen Marktdurchbruch der KWK in der Wohnungswirtschaft hätten sich verbessert. „Aufgrund der erhöhten Förderung für Einspeisung sind die BHKW nun betriebskostendeckend betreibbar. Herausfordernd sind dabei noch immer die Amortisationszeiten und die juristische Gestaltung von Mieterstrommodellen.“
Aktuell informierte man über das im vergangenen Jahr vorgestellte KWK-Konzept „Druckluft und Wärme“ statt „Strom und Wärme“ (Abb. 17).
Der Hintergrund: Die Drucklufterzeugung ist ein großer Stromverbraucher in der Industrie, mit wachsendem Einsparpotential. Besteht gleichzeitig Bedarf an Heiz- und Prozesswärme, so biete sich das neue Druckluft-Wärme-Kraftwerk CHP CA 570 NA als Lösung an. Statt der getrennten Erzeugung von Druckluft (üblicherweise mit einem strombetriebenen Verdichter) und Wärme (meist mit einem separaten Heizkessel) erzeugt das neue Kraftwerk kombiniert Druckluft und Wärme aus Erdgas. Dabei treibt ein Gasmotor einen ölgeschmierten und öl-ein¬gespritzten Schraubenverdichter an.
„Aus Verdichteröl, Motorkühlwasser und Abgas werden mit Wärmetauschern über 80 Prozent der Primärenergie zurückgewonnen und ihrem Heizungskreislauf zugeführt“, berichtete Bosch KWK Systeme. Ein schwingungsarmer Grundrahmen und eine Schallschutzkabine sollen helfen, die Geräuschentwicklung am Aufstellort so gering wie möglich zu halten.
Strom, Wärme und Kälte aus einer Hand war ein Thema bei Johnson Controls (Abb. 18).
Unter dem Motto „Flexibilität zum Festpreis“ stellte man dazu mit den York-Container-Modulen eine Komplettlösung vor. Die neuen Container mit der Bezeichnung York-Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (YKWKK) sollen für Preissicherheit, Flexibilität und Zukunftssicherheit stehen. Die Module seien platzsparend und räumlich flexibel einsetzbar. Sie könnten dort aufgebaut werden, wo es passt: auf dem Dach, im Gebäude oder auch außerhalb. Jedes Container-Modul enthalte die gesamte Technik für eine wirtschaftliche KWKK, inklusive BHKW und Absorber zur Kälteerzeugung.
„Unsere Kunden bekommen dabei alle Komponenten anschlussfertig vormontiert. Nach der Installation sind die Container sofort einsatzbereit“, erklärte Ulrich Brinkmann, Vertriebsleiter HVACR Deutschland von Johnson Controls.
Von der Beauftragung eines Planungsbüros bis zur Installation der KWKK würden rund drei Monate weniger Zeit benötigt als für herkömmliche Systeme. Dies wirke sich auf die Kosten aus. Insgesamt ließe sich mit den neuen Containern rund zehn Prozent bis 15 Prozent Kosteneinsparungen erzielen, betonte Brinkmann. Aktuell im Programm seien 15 unterschiedliche Baugrößen von 200 kW bis 1.189 kW elektrischer Leistung bzw. von 187 kW bis 939 kW Kälteleistung. Anwendungen fänden sich beispielsweise in der Lebensmittelindustrie, Hotels mit Spa- und Fitnessbereichen, Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen, Rechenzentren oder Flughäfen. Die Container-Lösung biete sich dabei überall dort an, wo eine hohe räumliche Flexibilität gefragt oder der Platz in Gebäuden begrenzt ist.
Montag, 05.09.2016