Kraftvärmesystem är en av de senaste uppvärmningsteknikerna. Det intressanta med sådana system är att de inte bara genererar värme utan också el. I en intervju förklarar kostnadskontrollsexperten i detalj vad en kombinerad värme- och kraftenhet kan kosta för ett enda familjehem.
Fråga: Hur fungerar termiska kraftverk av blocktyp egentligen?
Kostnadskontrollsexpert: Det beror i huvudsak på typen av kraftvärmeenhet:
- Förbränningssystem
- System med en Stirling-motor
- Bränslecellsvärmare
Det "typiska" termiska kraftstationen av blocktyp är system med förbränning. De består av en motor och en generator och en värmeenhet.
Värmeolja, naturgas eller flytande gas kan användas - beroende på versionen av kraftvärmeenheten. Bränslen driver en motor som genererar el via den påslagna generatorn. Den resulterande spillvärmen fångas upp innan den går förlorad och görs tillgänglig för värmekretsen eller matas in i en buffertank.
Sådana system genererar el och värme i ett förhållande av cirka 1: 3, dvs. för 1 kWh el finns det cirka 3 kWh termisk energi.
Stirlingmotorer fungerar på en annan princip: Här flyttas en kolv upp och ner av värmen från en extern värmekälla. Kolvens upp- och nedrörelse används för att driva en generator som i sin tur genererar elektricitet.
Värmen som genereras av den yttre förbränningen kan sedan användas senare i värmekretsen för att generera rumsuppvärmning och varmvatten.
Istället för enskilda Stirling-motorer används vanligtvis så kallade linjära motorer idag som har en särskilt hög grad av effektivitet när det gäller att generera värme.
Den speciella fördelen med Stirling-motorsystem är att de kan använda vilken värmekälla som helst. Dessa behöver inte nödvändigtvis vara fossila bränslen, vilket är fallet med system med förbränning - billig och CO2-neutral biomassa (pellets, flis) kan också användas här som energikällor. Även solens termiska energi (solvärme) kan genereras i Stirling-system för kombinerad produktion av värme och el. En annan fördel med Stirling-system är den mycket smidiga driften och den höga effektiviteten hos det totala systemet när det gäller värmeåtervinning. Däremot är effektiviteten i kraftproduktion ganska dålig med bara 10% - 20%.
Den senaste utvecklingen inom kraftvärmesystem är uppvärmning av bränsleceller. Det genererar också både värme och el.
Om en tillräckligt hög spänning appliceras på vatten kommer den att brytas ned till väte och syre (den historiska anordningen för detta kallas "Hoffmanns vattennedbrytningsapparat"). En bränslecell vänder exakt denna process: väte och syre möts - detta frigör värme, elektrisk energi och vatten.
Väte erhålls från naturgas
I detta fall erhålls det nödvändiga väte från en naturgasanslutning. När det gäller små system händer detta vanligtvis utanför bränslecellen - sådana system kallas också lågtemperaturbränsleceller. Anledningen till detta är mycket enkel: Om väte produceras från naturgas i bränslecellen, som vanligtvis är fallet i stora system, uppstår extremt höga temperaturer. Detta kan också vara farligt i vissa fall.
Bränslecellsuppvärmningssystem har högsta effektivitet av alla kraftvärmesystem och är jämförelsevis enkla och mycket fördelaktiga system. Vid behov kan de också drivas med biogas, är mycket tysta och extremt underhållsfria. Uppvärmning av bränsleceller är nästan helt utsläppsfri.
Eftersom alla kraftvärmesystem bara levererar konstanta utgångar men bara kan täcka topputgångar med svårighet, är de vanligtvis kopplade till kondenserande pannor, som sedan ger ytterligare värmeenergi när det finns ett högt värmebehov. Detta ökar också kostnaderna för kraftvärmeverk.
Fråga: Vad kostar kraftvärmeverk i allmänhet?
Kostnadskontrollsexpert: Det finns inget allmänt svar på det - det beror alltid på vilken typ av system och vilken tjänst det tillhandahåller.
I princip kan du dock anta att systemen för närvarande kostar minst 15 000 euro . De flesta system kostar mellan 20 000 och 30 000 euro .
Dessa priser gäller för enfamiljshus; för flerfamiljshus eller flerbostadshus är kostnaderna betydligt högre.
Å andra sidan finns det fortfarande höga subventioner och med korrekt dimensionering och gynnsamma förhållanden höga möjliga besparingar i uppvärmningskostnader och elkostnader. I många fall kan ett köp vara värdefullt på lång sikt, trots de höga kostnaderna.
Ett litet exempel på kostnader från träning
Vi har ett litet system med en Stirling-motor installerad i vårt hus.
| Posta | pris |
|---|---|
| Micro-CHP-anläggning | 17 600 EUR |
| Installation | 4500 EUR |
| Anslutning till elnätet (för inmatningsavgifter) | 1500 EUR |
| total kostnad | 22 000 EUR |
| befordran | minus 1900 euro |
| självburna kostnader | 20 100 EUR |
Naturligtvis är detta bara ett enda kostnadsexempel för en specifik enhet som används i en specifik miljö. I andra fall kan kostnaderna också skilja sig avsevärt.
Subventionerna som härrör från pågående verksamhet beaktas inte: KfW subventionerar varje kWh som genereras för systemet med 5,41 cent / kWh över 10 år. Dessutom finns det andra subventioner, till exempel den inte längre tillämpliga energiskatten.
Fråga: Vad är kostnaden för en kombinerad värme- och kraftenhet i allmänhet beroende av?
Kostnadskontrollsexpert: Naturligtvis spelar många faktorer en roll i förvärvskostnaderna:
- vilket system som används
- hur stort systemet är
- om en buffertlagringstank används
- Huruvida systemet är anslutet till det allmänna nätet så att inmatningsavgifter kan dras
- vilka toppbelastningssystem som fortfarande kan installeras
- vilka subventioner som kan erhållas för respektive system
Alla dessa faktorer måste beaktas när man försöker uppskatta initialkostnaden.
Det rekommenderas som regel att ha ett system som är särskilt utformat och dimensionerat för ditt eget hus, eftersom storleken på systemet är mycket viktigt för systemets kostnad.
Som regel måste också en lastprofil skapas som visar vilka energibehov som finns vid vilka tider. Detta är det enda sättet att korrekt uppskatta vilken systemstorlek som bäst används och vilket extra värmesystem som måste installeras med vilken effekt.
Fråga: Vad sägs om värmekostnaderna för sådana system - lönar det sig?
Ett kraftvärmeverk lönar sig vanligtvis
Kostnadskontrollsexpert: Även här måste du naturligtvis alltid bedöma det enskilda fallet - i allmänhet finns det åtminstone möjligheten att sådana system är klart lönsamma och att anskaffningskostnaderna ofta kan skrivas av inom några år.
I vilket fall som helst är förutsättningen för en värdefull användning en lastfördelning som är så balanserad som möjligt och lämplig dimensionering av systemet.
Dessutom genererar en kraftvärmeenhet bara el när värme behövs. Eftersom effektiviteten hos en kraftvärme alltid är högst när den körs konstant, bör den av effektivitetsskäl planeras så länge som möjligt för systemet. Detta görs ofta med hjälp av buffertlagringstankar som absorberar den genererade termiska energin när den inte behövs. Värmeenergi för uppvärmning eller erforderligt varmvatten kan sedan hämtas från buffertanken.
Ju längre ett kraftvärmeverk är längre desto mer lönar det sig. .
Den el som genereras bör helst konsumeras själv - på grund av den låga inmatningstaxan är det ofta inte lönsamt att mata in i det allmänna nätet idag.
Tillräckligt stora kraftlagringssystem kan bidra till att säkerställa användningen av egenproducerad elektricitet även vid höga tider och därmed bli i stort sett oberoende av elleverantören. De ibland fortfarande höga kostnaderna för ellagring kräver dock mycket noggrann planering i förväg för att inte slösa bort onödiga kostnader.
Dessutom bör de pågående subventionerna (5,41 cent / kWh under 10 år) ingå i en lönsamhetsberäkning, liksom skattelättnaderna för kraftvärmeägare.
Fråga: Vilka driftskostnader måste du beräkna med en kraftvärme?
Kostnadskontrollsexpert: Driftskostnaderna underskattas ofta och tas ofta inte med i lönsamhetsberäkningen.
Som regel är underhållskostnaderna för de flesta system med förbränning cirka 3 cent / kWh i genomsnitt . Vid frekvent cykling (automatisk på- och avstängning av systemet) kan kostnaderna också vara högre; senare när systemet åldras måste högre underhålls- och servicekostnader beaktas på grund av det stora antalet rörliga delar.
Det bör noteras att för många bidrag måste du också visa ett fullständigt underhållskontrakt i minst 10 år. Kostnaderna för sådana underhållskontrakt är då högre, vanligtvis cirka 5 cent / kWh .
Dessa kostnader bör beaktas i alla fall plus kostnaderna för reparationer, reservdelar och nödvändig allmän översyn av systemet efter ett visst antal driftstimmar.
För andra typer av system är underhållskostnaderna ofta betydligt lägre - till exempel är bränslecellsvärmaren relativt lätt att underhålla.
Fråga: Är ett bränslecellsvärmesystem mer lönsamt än andra kraftvärmeenheter?
Kostnadskontrollsexpert: I Japan har bränslecellsuppvärmning varit ett av de mest populära uppvärmningsalternativen under ett antal år - men ingen särskild lönsamhet kan härledas från den.
I princip lönar sig bränslecellsvärme bara om det finns ett tillräckligt högt värmebehov så konstant som möjligt och elförbrukningen i hushållet inte är för låg.
Ju mindre och mer sporadisk värme som krävs, desto sämre ser det ut med lönsamheten för bränslecellsuppvärmning. Om elförbrukningen är så låg att en stor del av den genererade elen måste matas in i det allmänna elnätet är chansen för avskrivningar extremt dålig.
Bränslecellsuppvärmning är ett mycket progressivt och riktigt ekologiskt uppvärmningssystem, men en lönsamhetsberäkning i förväg är dock absolut nödvändig och oundviklig. I många hushåll kommer inte ens denna form av kraftvärme med sin höga effektivitet att kunna amortera sig själv. Detta är endast möjligt under lämpliga förhållanden.
I andra fall kan dock bränslecellsuppvärmning leda till stora besparingar och betala för sig själv inom några år.
