Durch das Erzeugen von mechanischer Energie mittels Verbrennung von Energieträgern entsteht in der Regel ein großes Wärmepotenzial, welches bei der Stromerzeugung in heutigen konventionellen Kraftwerken häufig ungenutzt bleibt. Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) zeichnen sich dagegen durch eine besonders rationelle Energieumwandlung aus, was sich in bedeutend höheren Wirkungsgraden widerspiegelt. Die gekoppelte Produktion von Nutzwärme und Elektrizität ermöglichen zudem eine zukünftige Reduktion der Kohlendioxidemissionen, die in Deutschland zurzeit zu einem großen Teil aus dem Betrieb von fossil befeuerten Stromerzeugungsanlagen herrühren. ,
Im Laufe der vergangenen Jahre ist die Bedeutung der KWKK stark gestiegen. Dies ist damit zu begründen, dass Verbrauchsspitzen an elektrischer Energie nicht mehr vorwiegend in der kalten Jahreszeit durch den Heizbedarf auftreten, sondern vermehrt auch im Sommer durch die steigende Zahl an Kälteversorgungsanlagen wie sie beispielsweise in Kühlhäusern, Datenverarbeitungsanlagen, Kaufhäusern und Büroräumen vorhanden sind. Durch das Prinzip der KWKK können also im Sommer sowohl der Bedarf an elektrischer Energie zur Klimatisierung reduziert als auch das Wärmeversorgungsnetz besser ausgelastet werden.
Inhaltsverzeichnis
1 EINFÜHRUNG
1.1 Analyse der aktuellen Situation
1.2 Aufgabenformulierung
2 ANALYSE DER RAHMENBEDINGUNGEN
2.1 Energiepolitische Rahmenbedingungen
2.1.1 KWK-G 2002
2.1.2 EEG 2004 und der Ausbau erneuerbarer Energien
2.1.3 Entwicklung der Energieträgerpreise
2.2 Technische Rahmenbedingungen
3 TECHNOLOGIE DER KWK
3.1 Funktionsweise der KWK
3.2 KWK-Anlagen nach dem KWK-G 2002
3.3 Brennstoffe nach dem KWK-G 2002
3.4 Stromkennzahl
4 TECHNOLOGIE DER KWKK
4.1 Absorptionskältemaschine
4.1.1 Anlagentypen
4.1.2 Funktion
4.1.3 Eigenschaften
4.2 Adsorptionskältemaschine
4.3 DEC Prozess
4.4 Gegenüberstellung der Kälteanlagen
5 WIRTSCHAFTLICHKEITSPROBLEMATIK
5.1 Förderung durch das KWK-G 2002
5.1.1 Anschlusspflicht
5.1.2 Kategorien zuschlagsberechtigter KWK-Anlagen
5.1.3 Vergütung und Zuschläge
5.1.3.1 Vergütung
5.1.3.2 Zuschlag
5.1.3.3 Grenzen für Zuschlagszahlung
5.2 Förderung durch das EEG 2004
5.2.1 Vergütung für Strom aus Deponiegas, Klärgas und Grubengas
5.2.2 Vergütung für Strom aus Biomasse
5.2.3 Vergütung für Strom aus Geothermie
5.3 Überschneidungen von KWK-G und EEG
5.3.1 Deponie-, Klär- und Grubgengas
5.3.2 Biomasse Fall 1
5.3.3 Biomasse Fall 2
5.4 Förderung durch die KfW
5.5 Vergütung der vermiedenen Netznutzungskosten
5.6 Ansatz zur Kostenbeurteilung einer KWKK-Anlage
6 UMWELTPROBLEMATIK
6.1 Belastung durch konventionelle Kraftwerke und KWK-Anlagen
6.2 Belastung durch Kälteanlagen
6.2.1 Ammoniak
6.2.2 Sonstige Kältemittel
6.3 Bio-Brennstoffe
6.4 Emissionshandel
7 FAZIT
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit analysiert die komplexen Zusammenhänge beim Betrieb von Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungs-Anlagen (KWKK) mit erneuerbaren Brennstoffen. Ziel ist es, eine Orientierung hinsichtlich der energiepolitischen Rahmenbedingungen, der technologischen Möglichkeiten sowie der ökonomischen und ökologischen Aspekte im Kontext des deutschen KWK-Gesetzes und des Erneuerbare-Energien-Gesetzes zu geben.
- Regulatorische Rahmenbedingungen (KWK-G & EEG)
- Technologische Grundlagen der KWK und KWKK
- Wirtschaftlichkeitsanalyse und Förderstrukturen
- Umweltproblematik und Emissionsbewertung
- Betrieb von KWKK-Anlagen mit erneuerbaren Brennstoffen
Auszug aus dem Buch
1.1 Analyse der aktuellen Situation
Durch das Erzeugen von mechanischer Energie mittels Verbrennung von Energieträgern entsteht in der Regel ein großes Wärmepotenzial, welches bei der Stromerzeugung in heutigen konventionellen Kraftwerken häufig ungenutzt bleibt. Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) zeichnen sich dagegen durch eine besonders rationelle Energieumwandlung aus, was sich in bedeutend höheren Wirkungsgraden widerspiegelt. Die gekoppelte Produktion von Nutzwärme und Elektrizität ermöglichen zudem eine zukünftige Reduktion der Kohlendioxidemissionen, die in Deutschland zurzeit zu einem großen Teil aus dem Betrieb von fossil befeuerten Stromerzeugungsanlagen herrühren.
Im Laufe der vergangenen Jahre ist die Bedeutung der KWKK stark gestiegen. Dies ist damit zu begründen, dass Verbrauchsspitzen an elektrischer Energie nicht mehr vorwiegend in der kalten Jahreszeit durch den Heizbedarf auftreten, sondern vermehrt auch im Sommer durch die steigende Zahl an Kälteversorgungsanlagen wie sie beispielsweise in Kühlhäusern, Datenverarbeitungsanlagen, Kaufhäusern und Büroräumen vorhanden sind. Durch das Prinzip der KWKK können also im Sommer sowohl der Bedarf an elektrischer Energie zur Klimatisierung reduziert als auch das Wärmeversorgungsnetz besser ausgelastet werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 EINFÜHRUNG: Analyse der aktuellen energetischen Situation und Definition der Zielsetzung der Arbeit unter Anwendung des KWK-G und EEG in Deutschland.
2 ANALYSE DER RAHMENBEDINGUNGEN: Darstellung der energiepolitischen Zielsetzungen durch KWK-G und EEG sowie Analyse technischer Rahmenbedingungen und Energieträgerpreise.
3 TECHNOLOGIE DER KWK: Erläuterung der Funktionsweise von KWK-Anlagen, der Anlagentypen gemäß KWK-G sowie der Definition von Brennstoffen und der Stromkennzahl.
4 TECHNOLOGIE DER KWKK: Beschreibung der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung, insbesondere von Absorptions- und Adsorptionskältemaschinen sowie des DEC-Prozesses.
5 WIRTSCHAFTLICHKEITSPROBLEMATIK: Detaillierte Untersuchung der Fördermöglichkeiten durch KWK-G und EEG sowie Ansätze zur Kostenbeurteilung und Wirtschaftlichkeitsberechnung.
6 UMWELTPROBLEMATIK: Betrachtung der CO2-Emissionen, der ökologischen Aspekte von Kältemitteln und der Auswirkungen des Emissionshandels.
7 FAZIT: Zusammenfassende Bewertung der Wirtschaftlichkeit und ökologischen Relevanz von KWKK-Anlagen unter Berücksichtigung der gesetzlichen und technischen Variablen.
Schlüsselwörter
Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung, KWKK, KWK, EEG, KWK-G, Erneuerbare Energien, Biomasse, Wirtschaftlichkeit, CO2-Emissionen, Kältemaschinen, Absorptionskältemaschine, Energiepolitik, Stromkennzahl, Förderung, Nachhaltigkeit
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht die wirtschaftliche und ökologische Problematik beim Betrieb von KWKK-Anlagen, die mit erneuerbaren Brennstoffen betrieben werden.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Felder umfassen die rechtlichen Rahmenbedingungen durch EEG und KWK-G, die technische Funktionsweise der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung sowie die ökonomische Rentabilität.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist eine allgemeine Orientierung zur Wirtschaftlichkeits- und Umweltproblematik bei KWKK-Anlagen im deutschen Raum zu bieten.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit stützt sich auf eine Literaturanalyse und eine Auswertung der relevanten Gesetzestexte (KWK-G, EEG) sowie technischer Grundlagen zur Kälteerzeugung.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil werden technologische Details der Kälteanlagen, spezifische Förderungen für unterschiedliche Brennstoffe (Biomasse, Geothermie etc.) und ökologische Auswirkungen diskutiert.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie KWKK, EEG, KWK-G, Wirtschaftlichkeit, Biomasse und CO2-Emissionen definiert.
Warum spielt die KWKK im Sommer eine besondere Rolle?
Durch die zunehmende Klimatisierung im Sommer steigt der Strombedarf, der durch KWKK-Anlagen effizient gedeckt werden kann, während gleichzeitig die Wärmeauslastung verbessert wird.
Welche Rolle spielt die Stromkennzahl?
Die Stromkennzahl ist ein maßgeblicher arbeitsbezogener Gewichtungsfaktor, der bestimmt, welcher Anteil der Stromerzeugung im gekoppelten Betrieb für die Förderung förderfähig ist.
- Quote paper
- Anika Erdmann (Author), 2006, Wirtschaftlichkeits- und Umweltproblematik einer KWKK-Anlage mit einem erneuerbaren Brennstoff, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/78044
