Die rechtlichen Aspekte von Blockheizkraftwerken und deren Verwendung in Arealnetzwerken

Diplomarbeit , 2004 , 94 Seiten , Note: 1,5

Jura - Zivilrecht / Handelsrecht, Gesellschaftsrecht, Kartellrecht, Wirtschaftsrecht

Diese Diplomarbeit wurde auf Anfrage und zur Unterstützung des Energiereferates im Umweltamt Frankfurt am Main verfasst.
Damit soll etwas mehr Transparenz sowohl tatsächlich, als auch rechtlich, im Umgang mit BHKWen (Blockheizkraftwerke) geschaffen werden. Heute sind alle auf dem Markt befindlichen Anlagen auch gleichzeitig Kraftwärme- Kopplungs- Anlagen (KWK- Anlagen, die elektrische und thermische Energie herstellen).
Angehängt ist der Fragenkatalog von Herrn Dr. Neumann, dem Leiter des Energiereferates im Umweltamt Frankfurt am Main.
Zusätzlich ergaben sich noch weitere Gesichtspunkte aus Gesprächen mit Herrn Prof. Dr. E. Schöndorf von der Fachhochschule Frankfurt am Main, der diese Diplomarbeit begleitete.
Diese Arbeit gibt im ersten Teil zuerst einen groben Überblick über die technischen Möglichkeiten für eine praktische Anwendung der BHKWs und deren Funktionsweise.
Der Schwerpunkt der Arbeit liegt jedoch auf dem zweiten Teil und den darin enthaltenen rechtlichen Aspekten mit der Nutzung der BHKWs.
Zum besseren Verständnis wird Bezug auf einen aktuellen Fall, bei dem das Umweltamtes Frankfurt am Main beratend tätig ist, genommen.

Inhaltsübersicht

Vorwort

A) Praktische Anwendung eines BHKW
I) Begriffserklärung
a) Höchstspannungsnetz
b) Hochspannungsnetz
c) Mittelspannungsnetze
d) Niederspannungsnetze
e) Arealnetze
II) Was ist ein Blockheizkraftwerk ( BHKW )?
a) Funktionsweise
b) Brennstoffe
c) Umweltaspekte und Vorteile einer KWK- Anlage
III) Verwendungszweck eines BHKW
a) Kleinanlagen
b) Mittelanlagen in Großbauten -Altenwohnheime
c) Großanlagen für Wohngebiete
d) Statistik für BHKWs im Einsatz
aa) BHKW für Erdgaseinsatz
bb) BHKW für Biogaseinsatz
cc) BHKWs mit Heizölmaschinen
dd) Raps- und Pflanzenöl Maschinen
e) Potentiale von BHKWs

B) rechtliche Aspekte von BHKW
I ) Betrieb und Planung von Blockheizkraftwerken
a) Verfahren nach BImSchG
b) Verfahren nach dem 3.VerstG
c) Verfahren nach GasHl-VO
d) Verfahren nach dem WHG ( Wasserhaushaltsgesetz)
e) Verfahren nach dem EnWG
f) Meldepflicht nach KWKG
g) Betriebserlaubnis
h) Landesbauordnung
i) Zulassung und Gebühren
II ) Förderungen und Subventionen für BHKWs
a) Fördermittel
aa) EG-Fördermittel
bb) Bundesfördermittel
cc) Landesfördermittel
b) Stromsteuerbefreiung
c) Mineralölsteuerbefreiung
d) Umsatzsteuerrückerstattung
e) Konzessionsabgabeverordnung
III) Ziele der EU
IV ) Ziele der Bundesregierung
V ) Eigennutzung der Energien
a) Erzeugung des Stroms für den Eigenbedarf
b) Vergütung der Überschüsse
VI ) Fremdnutzung der Energien
a) Möglichkeiten der Weitergabe von BHKW- Strom an Dritte
aa) Arealnetzwerke
bb) Besteht eine Genehmigungspflicht?
cc) Ausnahme von der Genehmigungspflicht?
dd) Bestehen Durchleitungspflichten seitens anderer
Energieversorger
ee) Deckung des Spitzenbedarfs
f f ) Können Überschüsse eingespeist werden
aaa) Abnahmepflichten der Arealteilnehmer
b) Modelle zur Stromversorgung
aa) Eigentümer-Modell
bb) Betriebsführungs- Modell
cc) Outsourcing- Modell
VII ) Wettbewerbsrechtliche / Kartellrechtliche Aspekte
a) nach EG- Recht
b) nach deutschem Recht
c) Fallbeispiele
VIII ) Referentenentwurf über das neue EnWG
Entwicklung des EnWG
Inhalte und Gliederung
Wichtige Neuerrungen
Auswirkungen auf Arealnetzwerke
sonstige Auswirkungen
IX ) Resümeé

Literaturliste

Danksagung

Vorwort:

Diese Diplomarbeit wurde auf Anfrage und zur Unterstützung des Energiereferates im Umweltamt Frankfurt am Main verfasst.

Damit soll etwas mehr Transparenz sowohl tatsächlich, als auch rechtlich, im Umgang mit BHKWen (Blockheizkraftwerke) geschaffen werden. Heute sind alle auf dem Markt befindlichen Anlagen auch gleichzeitig Kraftwärme- Kopplungs- Anlagen (KWK- Anlagen, die elektrische und thermische Energie herstellen).

Angehängt ist der Fragenkatalog von Herrn Dr. Neumann, dem Leiter des Energiereferates im Umweltamt Frankfurt am Main.

Zusätzlich ergaben sich noch weitere Gesichtspunkte aus Gesprächen mit Herrn Prof. Dr. E. Schöndorf von der Fachhochschule Frankfurt am Main, der diese Diplomarbeit begleitete.

Diese Arbeit gibt im ersten Teil zuerst einen groben Überblick über die technischen Möglichkeiten für eine praktische Anwendung der BHKWs und deren Funktionsweise.

Der Schwerpunkt der Arbeit liegt jedoch auf dem zweiten Teil und den darin enthaltenen rechtlichen Aspekten mit der Nutzung der BHKWs.

Zum besseren Verständnis wird Bezug auf einen aktuellen Fall, bei dem das Umweltamtes Frankfurt am Main beratend tätig ist, genommen.

Vorgaben des Umweltamtes Frankfurt

Das Thema wäre - hier noch nicht endgültig formuliert:

,,Stand, Hemmnisse und Perspektiven des Energierechts zur Forderung von

dezentralen KWK- Anlagen

Es geht um die Fragen:

1. Betrieb von Blockheizkraftwerken, Verkaufsmöglichkeit von BHKWStrom an Mieter in Wohnungsbereichen,

2. Anschluss- bzw. Versorgungspflicht für "Letztverbraucher", Wettbewerb auf dem Gebiet der Stromnetze, hierbei zu beachten Energiewirtschaftsgesetz, KWK- Gesetz, Stromsteuergesetz, Konzessionsabgabeverordnung, GWB usw.

Ansatz:

BHKW tragen zum Klimaschutz bei und senken die CO2-Emissionenum ca. 30%.

Ihr wirtschaftlicher Betrieb ist, sonstige Voraussetzungen gegeben, beiSelbstnutzung des Stroms in vielen Bereichen gegeben.

Problematisch ist, wenn z.B. eine Wohnungsbaugesellschaft oder

Hauseigentümer den Strom an seine Mieter verkaufen will(spartStromsteuer, spart Konzessionsabgabe).

Dagegen steht die Auffassung von Stromversorgern, sie hätten nicht nurdie Pflicht sondern auch das Recht auf Anschluss und Versorgung des"Letztverbrauchers". Würde ein Zwischenhändler dazwischentreten,müsse man diesen nicht ans Stromnetz anschließen, bzw. könne ihmsogar den vorhandenen Anschluss kappen.

Neue lokale AVBs sehen sogar vor: "der Kunde darf den Strom nicht weiterverkaufen".

Das Problem tritt auch bei Büroliegenschaften mit Mietern sowie sog. Arealnetzen auf.

Nicht nur in Frankfurt ist diese Frage zwischen verschiedenen Akteuren stark umstritten, einige Prozesse laufen aktuell ohne endgültiges Urteil.

Hintergrund ist dabei auch, dass das Energierecht sich als "Torso" aus

Elementen der Jahre 1935 (!),der Jahre bis 2000 und den letztenNovellen entpuppt. Zum Teil erweisen sich Absätze oder mit anderenGesetzen als widersprüchlich. Der Streit ist auch vom Gesetzgebervorprogrammiert, da dieser keine eindeutige Regelung getroffen hat.

Die Diplomarbeit von Hr. Blümm soll daher den aktuellen Stand der

Streitigkeiten in Frankfurt aufgreifen, die Problematik rechtlich, teilweiseauch wirtschaftlich, aber auch in Bezug auf rechtliche Begrenzungen vonKlimaschutzmaßnahmen (BHKW) darstellen.

Es wären die verschiedenen rechtlichen Bezüge (und evtl.Widersprüche,

Interpretationen) des Energierechts in diesem Bereich darzustellen undLösungsmöglichkeiten im Rahmen des gültigen Rechts(StichwortMieter-Genossenschaft) bzw. Vorschläge für rechtlicheÄnderungen undKlarstellungen zu erarbeiten.

Das Energiereferat würde die Arbeit durch Fachinformationen und

Kontaktherstellung zu BHKW- Betreibern, Energieversorgern, EnergieRechtsanwälten usw. unterstützen.

Einige der aktuellen Urteile (nicht nur aus Frankfurt) liegen uns vor.

Wir würden uns freuen, wenn Hr. Blümm hier einen interessantenBeitrag für eine hochaktuelle, umstrittene, aber für den weiteren Ausbauder KWK (Ziele Bundesregierung, Ziele EU) wesentliche Beiträge leisten könnte.

Die Arbeit könnte praktisch "sofort" beginnen, mit Schwerpunkt der Bearbeitung im Zeitraum Februar -Mai 04.

Wir gehen davon aus, dass seitens des Energiereferats keine Kosten entstehen. Sollten Kosten erforderlich sein, z.B. für die Beschaffungvon Informationen usw., ist dies zuvor im Einzelfall abzusprechen.

Weiteren Vorschlägen im Detail, insbes. von Hr. Prof. Schöndorf, stehen wir offen gegenüber.

Dr . Neumann EnergiereferatFrankfurt a.M.“

Diplomarbeit: BHKWs und ihre Verwendung

A) Praktische Anwendung eines BHKW

Um die theoretischen und tatsächlichen Probleme mit BHKWs in Arealnetzen besser darstellen zu können, wird ein praktisches Fallbeispiel diese Arbeit begleiten.

In diesem Fall geht es um die Nutzung von 2 BHKWs in einer Altenwohnanlage, die gleichzeitig auch eine Schule auf dem Nachbargrundstück mit Energie versorgen wird.

Problematisch an diesem Fall ist die Tatsache, dass in der Altenwohnanlage Letztverbraucher mit eigenen Unterzählern vorhanden sind und die Versorgungsleitung wenige Meter über öffentlichen Grund geführt wurde. Auf die sich daraus ergebenden Probleme wird im Folgenden weiter eingegangen werden.

I Begriffserklärung

In Deutschland werden grundsätzlich folgende Spannungsebenen unterschieden:

Höchstspannungsnetz mit 380 bzw. 220 kV,

Hochspannungsnetz mit 110 kV,

Mittelspannungsnetz mit 10-20 kV und Niederspannungsnetz.

Wichtig ist diese Unterscheidung auch aus rechtlichen Gründen, da das EnWG z.B. zwischen dem Übertragungsnetz in § 4 II EnWG und dem Versorgungsnetz / Elektrizitätsversorgungsnetz § 4 I EnWG unterscheidet. Letzteres geht über das Hochspannungsnetz hinaus und erfasst auch die Übertragung und Verteilung von Mittel bzw. Niederspannung dienenden Netzebenen.¹

Auch bei der Berechnung der Stromsteuer nach § 2 Nr. 1, § 5 I Satz 1, §

9 I Nr. 3 StromStG spielt diese Unterscheidung eine Rolle².

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

a) Höchstspannungsnetz

380 bzw. 220 kV-Höchstspannungsnetze dienen den großräumigen, europaweiten Energietransporten und dem Anschluss großer Kraftwerkseinheiten mit Leistungen von über 300 Megawatt.

b) Hochspannungsnetz

Die 110 kV-Hochspannungsnetze dienen dem regionalen Transport in meist ländlichen Gebieten mit geringer Verbrauchsdichte und der innerstädtischen Verteilung in Ballungsräumen. Die Entfernungen von Hochspannungsnetzen betragen in ländlichen Gebieten 50 bis 100 km und in Ballungsgebieten 10-20 km.

c) Mittelspannungsnetz

Die Mittelspannungsnetze bilden die Oberstufe der örtlichen Verteilernetze.

Die Entfernungen dieses Netzes betragen meist nur einige Kilometer.

An dieses Netz werden Abnehmer und Einspeisende mit einer Leistung von 50 kW und einigen MW angeschlossen.

Die Betriebsspannung liegt in Deutschland jeweils bei 10 oder 20 kV.

d) Niederspannungsnetze

Der Großteil der Abnehmer, meist Tarifkunden und kleinere Sonderkunden mit Abnahmemengen unter 100 000 KW bzw. einer maximalen Leistung von unter 200 KW , ist an das Niederspannungsnetz mit 230 V bis 380 V angeschlossen.

Die Entfernung dabei beträgt meist nur wenige Meter oder kleinere Gebäude. Diese vier Spannungsebenen sind durch Umspannwerke, bzw. Trafostationen miteinander verbunden.

Deshalb gibt es in Deutschland also insgesamt 7 Netzebenen; 4 Spannungsebenen und 3 Umspannwerke.

Nur die höchste Spannungsebene des Netzes ist überregional ausgedehnt und alle Netzebenen unterhalb der Höchstspannung sind in kleinere Teilnetze aufgeteilt.

Daher gibt es in den Spannungsebenen unterhalb der Höchstspannung eine Vielzahl von Unterspannungsnetzen. Als kleinstes Unterspannungsnetz ist das Hausnetz eines Endverbrauchers zu sehen, der mit den Leitungen in Wänden oder Aufputz die an die Leitung angeschlossenen Geräte versorgt.

Für BHKWs sind besonders die Niederspannungsnetze interessant, da die BHKWs fast ausschließlich Spannungen in diesem Bereich abgeben.

Größere Wohngebiete oder Wohnparks werden auch das Mittelspannungsnetz versorgt.

e) Arealnetz

Ein Arealnetzwerk beschreibt ein Niederspannungs- oder Mittelspannungsnetz, das in einem ganz engen räumlich zusammenhängenden Gebiet besteht³. Im Fallbeispiel liegen die Grundstücke der Altenwohnanlage und der Schule nebeneinander und sind mit einem Niederspannungskabel verbunden. Die Entfernung der Gebäude an sich beträgt wenige 100 Meter. Gleichzeitig wird die Altenwohnanlage bei größerem Strombedarf vom Umspannwerk der Schule mit Energie aus dem Netz versorgt.

II Was ist ein Blockheizkraftwerk ( BHKW )

a) Funktionsweise

In Blockheizkraftwerken (BHKW) werden mit Hilfe von Verbrennungsmotoren (oder künftig vielleicht Brennstoffzellen) Strom und Wärme erzeugt⁴. Bei einem BHKW handelt es sich im Prinzip um einen Motor mit Generator, der von Heizungswasser umströmt oder durchströmt wird. Motor und Generator werden somit gekühlt, und die Abwärme kann zur Heizwassererwärmung verwendet werden.

In modernen Geräten wird selbst die Abgaswärme noch zur Brauchwassererwärmung genutzt. Besonders in dezentralen Strom- und Wärme-Aggregaten wird die Primärenergieausnutzung gegenüber zentraler und getrennter Strom- und Wärmeproduktion erheblich gesteigert und damit der Ausstoß von Luftschadstoffen wie CO2, SO2 usw. erheblich reduziert.

Einzig das Problem der Wärmenutzung in den Sommermonaten bleibt, wodurch ein wirklich wirtschaftlicher Betrieb nur dort möglich ist, wo ein kontinuierlicher Wärmebedarf vorhanden ist. Das neue Kraft-Wärme- Kopplungsgesetz (seit 01.04.2002) ermöglicht aber durchaus auch einen wirtschaftlichen Betrieb von kleinen BHKW in Einfamilienhäusern. Eine kleine Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage mit 5 kW, die nach dem 01.04.2002 installiert wurde, kann somit, je nach eingespeister Strommenge (ca. zwischen 500 und 3.000 Betriebsstunden) zwischen rund 1.275 Euro (500 Betriebsstunden) und 7.665 Euro (3.000 Betriebsstunden) über einen Zeitraum von 10 Jahren an Zuschlagszahlungen erhalten. Mit solch kleinen BHKW können Strom und Wärme im Verhältnis von ca. 1:2 erzeugt werden (z.B. ca. 5 kW Strom + ca. 10 kW Wärme). Die Gas- oder Dieselaggregate sind mittlerweile ausgereift und bieten neben dem hohen Energienutzungsgrad auch eine lange Lebensdauer, große Wartungsintervalle, Geräuscharmut und einfache Montagetechnik. So können z.B. die Abgase direkt über den vorhandenen Hausschornstein abgeführt werden. Neben der konventionellen Technologie wie Dampfturbine, Verbrennungsmotor und Gasturbine stehen auch neue Technologien wie die Brennstoffzelle oder der Stirlingmotor zur Verfügung.

Eine BHKW- Anlage besteht aus folgenden Komponenten:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle:http://www.dagego.de/Grafiken/Blockheizkraftwerk.jpg

- Motor, Gasturbine oder Brennstoffzelle als Generatorantrieb
- Generator zur Stromerzeugung
- Wärmetauschersysteme zur Rückgewinnung der Wärme
- Elektrische Schalt- und Steuereinrichtung
- Hydraulische Komponenten zur Wärmeverteilung (Heizungsrohrsystem)
- Ggf. Wärmespeicher

b) Brennstoffe

Betrieben werden BHKWs entweder mit Gas bzw. Biogas, Öl oder Holz (Holzvergasung), aber auch mit Raps-Methyl-Ester (RME). BHKWs arbeiten im Gegensatz zur Solartechnik nicht nur mit regenerativen Energien sondern spielen auch eine wichtige Rolle zur optimalen Nutzung fossiler Brennstoffe und zur Energieeinsparung.

Liegt schon eine Gasleitung im Wohngebiet, ist Gas die beste und umweltfreundlichste Alternative der verschiedenen Kraftstoffe Gas lässt sich fast schadstofffrei verbrennen und kann auch in umgebauten PKW Ottomotoren verwendet werden, was zu einer günstigen Kosten- und Wartungsbilanz führt.

Im Fallbeispiel wird die Altenwohnanlage mit zwei 50 kW Gas betriebenen Generatoren versorgt. Dadurch spart man sich einen weiteren Raum für die alternativ möglichen Tanks einer Öl betriebenen Anlage.

Biogas ist ein Gemisch aus verschiedenen Gasen, das bei der biologischen, durch Bakterien verursachten Zersetzung von organischem Material entsteht. (aus Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Schwefelwasserstoff (H2S) und Stickstoff (N2)).

Dieses Gas entseht in riesigen Mengen auf Mülldeponien und in Kläranlagen oder Faultürmen.

Der Methananteil verleiht dem Biogas seine wertvolle Eigenschaft als Energieträger, ist aber gleichzeitig auch für die brennbaren und explosiven Eigenschaften in Verbindung mit Luft verantwortlich. Beim Umgang und der Verwertung von Biogas sind deshalb besondere Vorsichtsmaßnahmen zu beachten.

Öl ist hier noch ein sehr verbreiteter Betriebsstoff, denn meistens dienen kleine Dieselmotoren als Kraftwerk, um einen Stromgenerator zu betreiben. Vorteil hierbei ist die günstige Kostenstruktur vor allem auch wegen der gleichen Bauteile in PKW Motoren.

Holz ist der natürlichste Brennstoff. Verwendung finden alle abgelagerten Holzsorten und ±formen. Entweder wird eine Turbine zur Stromerzeugung über Holzfeuerung mit Dampf betrieben, oder das Holz wird zu Holzgas, das als Brennstoff für einen herkömmlichen Vergasermotor genutzt wird.

Raps-Methyl-Ester (RME) dieser Kraftstoff wird auch Biodiesel bezeichnet und besteht zu 90 % aus Rapsöl, dem für das bessere Fließverhalten bis zu 10 % Alkohol zugesetzt wird. Die Effektivität sinkt mit diesem Kraftstoff jedoch, da moderne Dieselkraftwerke den Alkoholanteil sehr unwirtschaftlich verbrennen und deshalb ein Leistungsverlust von 5-8 % in Kauf genommen werden muss⁵.

c) Umweltaspekte und Vorteile einer KWK-Anlage

Verglichen werden hier eine Kraftwärmekopplungsanlage (KWK) und ein herkömmliches Verfahren zur getrennten Erzeugung von Wärme und Strom in einem Heizkessel und einem Kondensationskraftwerk.

Zum großen Teil entsteht der Strom, der heute über die Netze der Stromversorgungsunternehmen verteilt wird, in Kondensations- kraftwerken. Diese Kraftwerke wandeln nur einen geringen Teil der eingesetzten Brennstoffe, wie Braunkohle, Steinkohle oder Heizöl in Strom um.

Diese Kraftwerke haben einen Wirkungsgrad von nur 38 % und damit fast 2/3 Verluste. Der Wirkungsgrad der BHKWs liegt deutlich über diesem. Darauf wird aber erst unter dem Punkt II C: Ä Statistik fur BHKW im Einsatz “ eingegangen

Für die eigene Versorgung der Kraftwerke, sowie durch die Netzverluste liegt die effektiv zur Verwendung stehende Energieausbeute bei nur 34 % der eingesetzten Energie⁶.

Die restliche Energie wird einfach in die Umwelt abgegeben und nicht weiter verwendet. Der Verbraucher hat nun die Möglichkeit, aus diesem Strom wieder Wärme zu machen und damit zu heizen, oder eben zusätzlich mit Öl oder Gas Wärme herzustellen, die aber bereits bei der Stromherstellung entstand und dort nur nicht genutzt wurde. Durch den dezentralen Aufbau von Blockheizkraftwerken ist es jedoch möglich die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme direkt vor Ort zu Heizzwecken oder Wärmeprozessen zu nutzen. Unnötige Verluste in Verteilernetzen und die sinnlose Wärmeabgabe an die Umwelt entfallen somit. Die Primärenergieeinsparung von bis zu 37% hilft nicht nur die Ressourcen zu schonen, sondern entlastet die Umwelt durch einen entsprechend geringeren CO2 -Ausstoß.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten⁷

Ein wichtiger Vorteil von BHKWen liegt in ihrem zentralen Standort. Denn bei keiner anderen Energieerzeugungsform sind die Wege zum Verbraucher, also dort wo die Energie gebraucht und verbraucht wird, so kurz wie hier. Das spart Kosten für die Verlegung von Leitungen und vermeidet auch hohe Leitungsverluste, wie sie bei Überlandleitungen unvermeidlich sind.

Weiter kann man die Kraftwerke optimal dem Bedarf anpassen und so effizient Energie erzeugen.

Die Altenwohnanlage besitzt zwei Kraft- Wärme-Kopplungsanlagen in Form von Gasgeneratoren und versorgt das Areal nicht nur mit insgesamt 100 kW sondern auch mit über 200 kW an thermischer Energie. Diese wird im Winter zur Beheizung der Altenwohnanlage und der Schule verwendet und im Sommer über einen Wandler auch zur Kühlung benutzt.

III Verwendungszweck eines BHKW

a) Kleinanlagen

Eine heute weitverbreitete Anwendung von BHKW- Kleinanlagen ist der Einbau und Betrieb in Ein- und Mehrfamilienhäusern.

Damit wird Strom für die Nutzgeräte und Wärme für Heizung und Warmwasser erzeugt.

Ansicht eines BHKWs für die Versorgung eines Einfamiliehauses mit Strom und Wärme

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle:http://www.sunsolartec.de/Energie_Plus_Haus.html

Der Leistungsbereich für ein Einfamilienhaus liegt bei einer Leistung von ca. 4,5 kW elektrische und 12,5 kW thermische Energie.

Bei einem Mini- BHKW reicht die Abwärme des meist 1-Zylinder - Motors mit ca. 270 cm3 Hubraum zur Heizung eines ganzen Ein- bis Mehrfamilienhauses. Durch eine ausgereifte elektronische Steuerung produziert das Mini- BHKW immer genau soviel Energie, wie gerade benötigt wird.

Ein Permanentmagnet-Generator ist wassergekühlt und wartungsfrei. Sein Stratorgehäuse ist direkt am Motorblock und sein außen laufender Rotor direkt am Schwungrad befestigt. Das Weglassen sonst üblicher Generatorlager erspart unnötige Reibungsverluste.

Aufwendig ist nur die je nach Drehzahl variierende Wechselspannung des Generators. Diese wird zunächst gleichgerichtet und dann anschließend elektronisch in dreiphasigen Wechselstrom umgespannt.

b) Mittelanlagen in Großbauten wie Altenwohnheime

Für eine Strom- und Wärmeversorgung mittels eines Blockheizkraftwerkes sind Altenwohnanlagen sehr gut geeignet. Die Lastverteilung ist jeden Tag ähnlich gelagert, das bedeutet, man kann das BHKW sehr gut auf die Bedürfnisse des Heimes abstimmen. Idealerweise kann dann das Heim die Heimbewohner über eine Großküche versorgen und so das Potenzial eines BHKW voll ausschöpfen.

Aufgrund der demographischen Entwicklung wird bei der Anzahl der Altenheime mit einer Zuwachsrate von mindestens 15% bis zum Jahre 2010 in Bezug auf den Stand vom 30.06.1995 ausgegangen⁸. Die Zahl der Alten-, Pflege- und Wohnheime in Deutschland lag im Jahr 2000 bei über 14000 Einrichtungen. Davon sind in Deutschland rund 8200 Altenheime, 3600 Pflegeheime und rund 2800 Behindertenheime.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle:http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:NSU-Amorbach_ASB-Pflegeheim.JPG

Je nach Ausstattung der Wohnanlage, z.B. mit einem Schwimmbad, Fitnesscenter oder Sporthalle sind BHKW- Anlagen ab einer Größenordnung von 20-30 Wohneinheiten rentabel. Bei Wohnkomplexen von über 100 Wohneinheiten ist der Einsatz einer größeren BHKW- Anlage mit etwa 20 kW elektrischen Gesamtleistungen ebenfalls wirtschaftlich zu betreiben. Meistens wird nicht nur ein Wärme- sondern auch ein Stromverbund gebildet, bei dem sich z.B. eine Altenwohnanlage und eine Schule ein gemeinsam genutztes BHKW miteinander teilen und über Stromleitungen auf nicht öffentlichem Gelände verbunden sind.

Im begleitenden Beispiel sind hier der Walldorf- Schulverein und die AjaTextor- Altenwohnanlage in Frankfurt zu nennen.

Beide verfügen über 2 BHKWe mit einer Gesamtleistung von 2 mal 50 kW elektrischer Leistung. Außerdem entfallen bei diesem Strom- und Wärmeverbund die Kosten für Netznutzungsentgelte und Konzessionsabgaben. Auf die Höhe und den Grund dieser Abgaben wird später ausführlich eingegangen.

c) Großanlagen für Wohngebiete

Als Beispiel dient hier ein Wohngebiet mit einem zentralen BHKW.

Ökologische Gesichtspunkte führten zu der Entscheidung, das 9700 m2 große Wohngebiet „Humme" im Ortsteil Klein Berkel mit 27 komfortablen Eigentums- und 36 Mietwohnungen sowie einem Kindergarten zentral mit einem BHKW mit Strom und Wärme zu versorgen. Damit spart man sich viele Einzelheizungen, weil hier zentral aus Erdgas Wärme und Strom für die Versorgung der Wohnanlage erzeugt wird. Im Erdreich ist ein 300 m langes Leitungssystem verlegt, das die Häuser mit Wärme für die Heizung und Warmwasserbereitung versorgt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle:http://www.heizen3.de/uploads/pics/BHKW.jpg

Eine kleine Übergabestation in jedem Gebäude erfasst den Verbrauch. Die Abrechnung erfolgt anschließend direkt zwischen dem Eigentümer bzw. dem Mieter und den Stadtwerken.⁹

d) Statistik für BHKWs im Einsatz

BHKWs gibt es mit ganz unterschiedlichen Betriebsstoffen. Dieser Abschnitt stellt die Kosten und Vorteile der einzelnen vor.

aa) BHKW für Erdgaseinsatz

Die in Deutschland angebotenen BHKWs müssen bestimmte Grenzwerte, welche die TA-Luft vorschreibt, einhalten. Die Grenzwerte ändern sich je nach Größe oder Leistung der Anlagen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle:¹⁰

Die Wirkungsgerade der Anlagen liegen für ein BHKW mit ErdgasOttomotor bei mindestens 76% und maximal bei 98% somit bei einem Gesamtwirkungsgrad von durchschnittlich 88%.

Dabei liegt der durchschnittliche thermische Wirkungsgrad bei 54% und der elektrische Wirkungsgrad bei 34%.¹¹

Als Beispiel sei hier ein Kohlekraftwerk angeführt, bei dem der Wirkungsgrad gerade mal bei etwa 34%¹², deutlich unter den 88% des BHKW liegt.

Außerdem muss man den Zweck und die Nutzung der kleineren Anlagen betrachten. Diese werden überwiegend zur Wärmenutzung eingesetzt und haben so einen nicht optimal ausgerichteten Generator zur Stromerzeugung.

Um die Wärmeausnutzung von den BHKWs noch besser zu gestalten, rüsten die Hersteller ihre Anlagen mit größeren Wärmetauschern aus, oder sie schalten noch einen zweistufigen Wärmetauscher nach.

Ein weiterer, wichtiger Aspekt für die Planung und Installation eines BHKW ist die Kostenseite solcher Anlagen.

Welche Anteile die einzelnen Komponenten bei diesen Kosten einnehmen zeigt ein Vergleich der Kostenaufteilung von BHKW bis zu einer Gesamtleistung von 2000 kW.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle:¹³

Diese Auswertung basiert auf 142 Angeboten über BHKWS mit einer Leistung von 5-2000 kW.

Dazu kommen noch die Betriebsstoffe und Reparaturen. Ins Gewicht fallen dabei aber auch die Kosten einer Generalüberholung, die

zwischen 25 000 und 65 000 Stunden gemacht werden muss. Zu

veranschlagen sind dabei ca. 25 % der gesamten

Neuanschaffungskosten. Dafür ist dann die Anlage wieder für mindestens weitere 25 000-65 000 Stunden betriebsbereit.

bb) BHKW für Biogaseinsatz

Solche Anlagen werden häufig in der Landwirtschaft eingesetzt , mit Methangas , das bei der Vergärung von Klärschlamm oder bei Verrottung von Garten- und Bioabfällen entsteht, betrieben.

Die Grenzwerte für solche Anlagen liegen einheitlich bei 500 mg/Nm³ für NOx und 650 mg/Nm³ für CO und 20 mg/ Nm³, für Staub.

Alle weiteren Kosten, Instandhaltung und Generalüberholung, sind mit den Anlagen für Erdgas in etwa identisch.

cc) BHKWen mit Heizölmaschinen

Diese Anlagen sind dort im Einsatz, wo es die Infrastruktur entweder nicht erlaub, diese Anlagen mit Erdgas zu betreiben, oder rein aus persönlichen, wirtschaftlichen Erwägungen heraus ein BHKW betrieben wird.

Auch diese Anlagen müssen die Emissionsgrenzwerte aus der TA-Luft einhalten.

Die Grenzwerte sind ebenso wie bei Erdgasanlagen nach der Größe der Anlagen gestaffelt. Diese reichen von 5- 17000 kW elektrischer Leistung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle:¹⁴

[...]

---

¹ Theobald in Danner / Theobald Kommentar zum Energierecht RN 8 zu § 6 EnWG.

² Infobrief vom 20.07.2003 an das Umweltamt Frankfurt von Dr. Martin Riedel, Becker Büttner Held, Berlin

³ Schultz in Danner Theobald Kommentar für Energierecht RN 12 zu § 3 IX KWKG

⁴ http://www.weser-ems-energie.de/15_Lexikon/15_1_Lexikon1.htm

⁵ BHKW Kenndaten 2001 ASUE und Stadt Frankfurt Energiereferat Seite 4

⁶ http://www.schmitt-enertec.de/bhkw/umweltaspekte.htm

⁷ http://www.schmitt-enertec.de/bhkw/umweltaspekte.htm

⁸ http://www.schmitt-enertec.de/bhkw/umweltaspekte.htm

⁹ Markus Gailfuß, BHKW- Infozentrum Rastatt, Internetseite. www.infozentrum± raststatt.de

¹⁰ BHKW Kenndaten 2001 ASUE und Stadt Frankfurt Energiereferat Seite 5

¹¹ BHKW Kenndaten 2001 ASUE und Stadt Frankfurt Energiereferat Seite 7

¹² http://www.schmitt-enertec.de/bhkw/umweltaspekte.htm

¹³ BHKW Kenndaten 2001 ASUE und Stadt Frankfurt Energiereferat Seite 7

¹⁴ BHKW Kenndaten 2001 ASUE und Stadt Frankfurt Energiereferat Seite 17

• Hochschule: Frankfurt University of Applied Sciences, ehem. Fachhochschule Frankfurt am Main
• Note: 1,5
• Autor: PhDr. Bernhard Blümm (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 2004
• Seiten: 94
• Katalognummer: V158071
• ISBN (eBook): 9783640720453
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: Aspekte, Blockheizkraftwerken, Verwendung, Arealnetzwerken