Limón-Blog: Alles zur Energieeffizienz in Unternehmen

KWK- Anlagen in der Industrie - Wie Unternehmen Betriebskosten & den Energieverbrauch senken

2014 lag der Anteil der Kraft-Wärme-Kopplung an der Stromerzeugung in Deutschland bei etwa 16 Prozent. Ziel ist es diese Quote bis 2020 auf 25 Prozent zu erhöhen. Das schreibt das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWKG) seit 2012 vor.

2014 lag der Anteil der Kraft-Wärme-Kopplung an der Stromerzeugung in Deutschland bei etwa 16 Prozent. Ziel ist es diese Quote bis 2020 auf 25 Prozent zu erhöhen. Das schreibt das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWKG) seit 2012 vor. Dies stellt Industriebetriebe vor Herausforderungen bei der umweltfreundlichen Versorgung der Maschinen, Produktionsstätten und des Fuhrparks mit Wärmeenergie und Strom. Eine effiziente Lösung zur Senkung von Betriebskosten und schädlichen Klimagasen bieten KWK-Anlagen zum Beispiel Blockheizkraftwerke (BHKWs). Die folgenden Abschnitte zeigen das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung und unter welchen Voraussetzungen die Anschaffung eines Blockheizkraftwerkes in der Industrie lohnenswert ist.  

Wie funktioniert Kraft-Wärme-Kopplung? 

KWK Anlagen benötigen für die Bereitstellung von Energie Brennstoff wie Öl oder Erdgas. Dieser sorgt für den Antrieb eines nachgeschalteten Motors. Bei BHKWs mit einem Stirling-Motor lässt sich auch Biomasse wie zum Beispiel Pellets nutzen. Der im BHKW integrierte Motor ist an einen Generator gekoppelt. Beide Bauteile werden zusammen betrachtet auch als KWK-Aggregat bezeichnet. Der Generator sorgt für die Stromerzeugung. Die gleichzeitig vom Motor erzeugte Abwärme speist ein Wärmetauscher in den Heizkreislauf ein. Zeitgleich fließt Strom in das Unternehmensstromnetz.  

Kohlekraftwerke mit Abgasnutzung 

Kohlekraftwerke aus der damaligen Zeit haben die bei der Stromgewinnung entstehenden Abgase nicht genutzt, sodass diese als Abfallprodukt fungierten. 64 Prozent der bei der Stromproduktion gleichzeitig erzeugten Wärme sind dabei in Form von Wasserdampf vollkommen ungenutzt an die Umgebungsluft entwichen. 

Mittlerweile gibt es jedoch auch effizientere IGGC- Kohlekraftwerke, die sich das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung zu Nutze machen. Hier wird Kohle nicht direkt verbrannt, sondern zuvor in Reingas umgewandelt. Das bei der Verbrennung entstehende Rauchgas aktiviert eine Gasturbine, die Bewegungswellen erzeugt. Letztere nutzt der Generator zur Stromerzeugung. Im Vergleich zu herkömmlichen Kohlekraftwerken nutzt ein IGGC-Kraftwerk das aus der Turbine kommende Abgas und leitet dies durch einen Abhitzekessel. Entstehender Wasserdampf und dessen Wärme lässt sich dann unter anderem auch für Heizzwecke einsetzen. Der Wirkungsgrad solcher Kraftwerke liegt bei etwa 50 Prozent.  

Noch bessere Energieausnutzung mit KWK-Anlagen  

KWK Anlagen nutzen den hinzugefügten Brennstoff, zum Beispiel Erdgas besonders effizient aus und erreichen damit einen höheren Wirkungsgrad. Dieser liegt bei etwa 90 bis 95 Prozent. Grund dafür ist auch hier das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Von den hundert Prozent der vom Energieträger eingebrachten Energie bleiben im Schnitt 38 Prozent für die Stromerzeugung und bis zu 50 Prozent für die Wärmeversorgung übrig. Denn die gleichzeitig neben dem Strom gewonnene Wärme leitet ein Wärmetauscher an das Heiz- oder Kühlsystem weiter. Hinzu kommt folgender Vorteil: Durch die dezentrale Wärme- und Stromversorgung wird Energie vor Ort und ohne Wärmetransportverluste produziert.

Der gesamte Wärm- und Stromerzeugungsprozess gestaltet sich dadurch deutlich effizienter und schont den Energieverbrauch.   

BHKWs bieten außerdem die Möglichkeit das Abfallprodukt Wärme als Prozessdampf im Betrieb einzusetzen. Vor dem Hintergrund, dass Prozesswärme 57 Prozent des Endenergieverbrauchs in der Industrie ausmacht, können Unternehmen mit KWK- Anlagen zusätzliche Effizienzgewinne erzielen. So lässt sich die durch die Stromerzeugung zusätzlich gewonnene Energie der Prozesswärme zuführen, die beispielsweise für den Betrieb von Brennöfen oder Trocknungsanlagen notwendig ist. 

Hier erhalten Sie weitere Informationen zur Funktionsweise und den Vorteilen der Kraft-Wärme-Kopplung.

KWK-Anlagen - Arten und Leistungsgrößen 

Während in privaten Haushalten (Ein- und Zweifamilienhäuser) Mikro- oder Nano-BHKWs Strom und Wärme gleichzeitig erzeugen, setzen Unternehmen KWK-Anlagen mit größerem Leistungsbereich ein. Dabei kommen je nach Wärmebedarf Blockheizkraftwerke in den Leistungsgrößen 50 kW bis 5 MW zum Einsatz.

Einsatzgebiete und Wirtschaftlichkeit von Blockheizkraftwerken in der Industrie 

Die Wirtschaftlichkeit eines Blockheizkraftwerkes bemisst sich anhand der Zeit, die es jährlich in Betrieb steht. Das heißt: Je größer die Anzahl der Betriebsstunden ausfällt, umso effizienter arbeitet die Kraft-Wärme-Kopplungsanlage. Die Sicherstellung dieser Vollauslastung setzt einen hohen und kontinuierlichen Bedarf an Strom und Wärme voraus. Gleiches gilt für Prozesswärme und Warmwasserbereitung. Um eine fundierte Entscheidung über die Notwendigkeit einer Anschaffung zu fällen, ist eine Analyse des Wärme- und Stromverbrauch der letzten Geschäftsjahre ratsam. Wie ökonomisch die Anlage ist, ist immer Einzelfall zu prüfen. Die Größe des BHKW ist auf ca. 20 Prozent der benötigten Heizlast auszulegen, damit die Anlage möglichst konstant im Betrieb ist und hohe Stromerlöse erwirtschaftet.  

Einsparungen bei der Energiesteuer  

Unternehmen, die eine KWK-Anlage einsetzen, profitieren von einer Entlastung hinsichtlich der zu entrichtenden Energiesteuer. Dies gilt jedoch nur, sofern der  Strom nicht ins öffentliche Netz eingespeist, sondern für den Eigenverbrauch genutzt wird. Anträge für die Befreiung sind beim Hauptzollamt zu stellen. Für Erdgas liegt die Entlastung bei 0,55 Cent pro erzeugter Kilowattstunde Strom. Mindestvoraussetzung ist ein jährlicher Nutzungsgrad von über 70 Prozent. Zudem ist die KWK-Anlage steuerrechtlich abzuschreiben. Anlagen, die mehr als 10 Jahre alt sind oder nach dem 1. Januar 2016 angeschafft wurden haben zusätzlich eine Bestätigung über die Effizienz der Anlage vorzulegen. Diese lässt sich beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrollen anfordern.  

Unternehmer erhalten KWK-Zuschläge 

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Konditionen der KWK-Zuschläge sich von Zeit zu Zeit infolge anstehender Reformen ändern können. Zur Orientierung findet der nachfolgende Überblick nach dem Stand Ende 2016 / Anfang 2017 Anwendung.  

Ende 2015 wurde das KWK-Gesetz 2016 vom Deutschen Bundestag abgenommen. Durfte jedoch aufgrund einer fehlenden Genehmigung durch die EU-Kommission vorerst nicht in der Praxis angewandt werden. Seit dem 24. Oktober 2016 liegt die Erlaubnis vor, sodass die Förderung aus dem KWK-Gesetz ausbezahlbar ist. Anträge zur KWK-Förderung konnten bereits vor dem 24. Oktober 2016 beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle in Auftrag gegeben werden. Das Förderinstitut hat Ende Oktober / Anfang November bereits 1.400 Förderbescheide versandt. Letztere gelten auch rückwirkend bis zum 1. Januar 2016.  

Neu im KWK-Gesetz 2016 ist, dass mit Erdgas betriebene KWK-Anlagen für weitere 4 Jahre - bis 2019 -Zuschläge erhalten, auch wenn diese nach KWKG 2012 nicht mehr unter die KWK-Förderung gefallen sind. Voraussetzung ist, dass der Strom in das öffentliche Netz eingespeist wird. Blockheizkraftwerke mit einer Leistung von über 50 kW haben bis zum Erreichen von 30.000 Stunden der Vollauslastung Anspruch auf den KWK-Zuschlag.  

KWK-Zuschläge 2017

Leistung des BHKWs

Zuschlagshöhe

100 bis 250 Kilowatt pro Stunde

fester Satz von 5 ct/kWh

250 Kilowatt bis 1 Megawatt

fester Satz von 4,4 ct/kWh

1 bis 50 Megawatt

ab dem Winterhalbjahr 2017/ 2018 gilt für Anlagen zwischen 1 und 50 Megawatt Leistung ein Ausschreibungsverfahren. Dabei werden nur solche Anlagen gefördert, die sich in der Ausschreibung durchsetzen können

Quellen: www.bhkw-jetzt.de/foerderung/nach-kwk-g/ und www.kwkg2016.de/aktuelles-kwk-gesetz-2016/neuregelung-des-kwk-gesetzes.html (Stand November 2016) www.bmwi.de/BMWi/Redaktion/PDF/G/gesetzesentwurf-zur-aenderung-der-bestimmungen-zur-stromerzeugung-aus-kwk-und-eigenversorgung,property=pdf,bereich=bmwi,sprache=de,rwb=true.pdf 

Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle entscheidet für BHKWS bis 2 MW, ob die Anlage Hocheffizienzkriterien wie zum Beispiel den Wirkungsgrad erfüllen. Bei Nichterfüllung der Vorausset

2014 lag der Anteil der Kraft-Wärme-Kopplung an der Stromerzeugung in Deutschland bei etwa 16 Prozent. Ziel ist es diese Quote bis 2020 auf 25 Prozent zu erhöhen. Das schreibt das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWKG) seit 2012 vor. Dies stellt Industriebetriebe vor Herausforderungen bei der umweltfreundlichen Versorgung der Maschinen, Produktionsstätten und des Fuhrparks mit Wärmeenergie und Strom. Eine effiziente Lösung zur Senkung von Betriebskosten und schädlichen Klimagasen bieten KWK-Anlagen zum Beispiel Blockheizkraftwerke (BHKWs). Die folgenden Abschnitte zeigen das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung und unter welchen Voraussetzungen die Anschaffung eines Blockheizkraftwerkes in der Industrie lohnenswert ist.