Der Energiewende-Thread

Hallo @alle !


Beim Thema Blockheizkraftwerke stört mich immer der Ansatz das man Strom für den Allgemeinverbrauch oder zum Verkaufen erzeugt, und nur die Abwärme zum Heizen nutzt. Da Stromerzeugung hier vorrang hat, geht immer potentielle Heizenergie verloren.

Ich fände es etwas "eleganter", wenn man nur (!) die Strommenge erzeugen würde, die man zum Betrieb (!) von Wärmepumpen benötigt und nur den. Die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme könnte man schon zum Heizen nutzen und wenn es warm genug ist, läuft weder die Wärmepumpe noch die Stromerzeugung. Der Strom für die Steuerung der Anlage müsste da schon aus dem Stromnetz kommen.

Im Optimalfall könnte man eine derartige Anlage so weit verkleinern das sie in einem mittleren Heizungskeller Platz hat. Man setze 1 Energieeinheit in Form von Gas oder Heizöl ein und bekomme 3 oder 4 in Form von Heizwärme raus. ( Mit der Leistungsfähigkeit von Wärmepumpen kenne ich mich nicht aus ) Man muß keine Straße aufreißen, keine Stromleitung verstärken, eigendlich nur den Heizungskeller umbauen und den Gasanschluß oder das Heizöl einfach etwas anders nutzen.


Gruß, Gildonus

Gildonus schrieb:Beim Thema Blockheizkraftwerke stört mich immer der Ansatz das man Strom für den Allgemeinverbrauch oder zum Verkaufen erzeugt, und nur die Abwärme zum Heizen nutzt. Da Stromerzeugung hier vorrang hat, geht immer potentielle Heizenergie verloren.

Grundsätzlich gibt es 3 Betriebsweisen für BHKWs
- wärmegeführt
- stromgeführt
- wärmeorientiert

Was du hier ansprichst ist der stromgeführte Betrieb des BHKWs. Das bedeutet, dass das BHKW entsprechend der Stromnachfrage arbeitet. Was mit der Wärme passiert ist erst einmal zweitrangig. Im Zuge der hohen Vergütungen für KWK- und EEG-Strom ist das zwar nicht erlaubt, wird aber dennoch praktiziert. Da stößt man immer wieder auf Beispiel wo man nur mit dem Kopf schütteln kann. Das sind dann Bauern, die ihre Güllegase durch steinzeitliche BHKWs jagen, die fette EEG-Vergütung abgreifen und mit der Abwärme "ihren Schweinestall beheizen".
Die von @kleinundgrün angesprochene Betriebsweise (Spoiler

kleinundgrün schrieb:OK. Also das Netz als Strompuffer.Grundsätzlich nicht schlecht, aber das Netz leidet unter der Einspeisung aus vielen Quellen (Wind, Solar und dann noch BHKWs) und verliert an Stabilität.

) nennt sich wärmegeführter Betrieb. Das BHKW liefert entsprechend der Wärmenachfrage. Das Nebenprodukt Strom wird in das Stromnetz eingespeist, kann aber auch bei kleineren Anlagen als Mieterstrom vergütet werden (an dieser Stelle muss der Gesetzgeber aber noch einige Hürden entfernen).

Weiterhin gibt es noch den wärmeorientierten Betrieb. Dieser lohnt sich nur bei ausreichend großen BHKWs und benötigt eine etwas komplexere Steuerung, einen größeren Pufferspeicher sowie kompliziertere hydraulische Einbindung. Der Strom wird dabei entsprechend der Nachfrage (Orientierung am Strompreis) erzeugt. Wärme die nicht benötigt wird, wird zwischengespeichert. Letzten Endes ist das die Betriebsweise die angestrebt ist. In der Praxis haben wir in der Wärmeversorgung noch den wärmegeführten Betrieb. Für die Umstellung auf den wärmeorientierten Betrieb ist eine Zusammenschaltung vieler Anlagen zu einem virtuellen Kraftwerk notwendig (wir reden hier von einer Gesamtleistung von mindestens 300-500 MW elektrisch).

kleinundgrün schrieb:Du redest also eher von großen Mehrfamilienhäusern?

Ja, die braucht man erst einmal. Kleinere Gebäude kann man dann immer noch zusätzlich anschließen. Aber wenn man nur so kleine Buden hat ist Nahwärme der falsche Ansatz.

kleinundgrün schrieb:Auf seinem Grundstück schon - aber Leitungen werden Grundstücke ja auch durchqueren.

Ja, im Regelfall sind es aber nur die Grundstücke der Kunden. Da gibt es eher selten Probleme.

Bettman schrieb:Das BHKW liefert entsprechend der Wärmenachfrage. Das Nebenprodukt Strom wird in das Stromnetz eingespeist, kann aber auch bei kleineren Anlagen als Mieterstrom vergütet werden

Hier sehe ich das Problem bei der Ehrlichkeit der Kunden. Den Bedarf an Wärme kann man prima steuern. Ich mache das Fenster auf und schon kann ich mehr Strom erzeugen. Das scheint mir ein riesiges Einfallstor für Betrug (sofern der Strom eben hoch genug vergütet wird und das muss er, weil sonst die Anlage unrentabel ist).

Bettman schrieb:Ja, im Regelfall sind es aber nur die Grundstücke der Kunden. Da gibt es eher selten Probleme.

Das Dulten eines fremden Rechtes ist immer ein Problem. Man sieht das z.B. bei Wegerechten.
Das ist sicher lösbar, aber nicht einfach. Es ist ein weiterer Stolperstein.

kleinundgrün schrieb:Hier sehe ich das Problem bei der Ehrlichkeit der Kunden. Den Bedarf an Wärme kann man prima steuern.

Bei Wärmenetzen ist das kein Probloem. Die Kunden haben daran kein Interesse. Die zahlen dem Wärmecontractor ihre Wärme nach Verbrauch (und Anschlussleistung). Fenster öffnen macht es für sie teurer.

Der Wärmeversorger wiederum muss nachweisen dass sein Netz und die Wärmeerzeugungsanlage hocheffizient sind. Sonst gibt es keine KWK- oder EEG-Förderung. Er kann also auch nicht durch schlechte Dämmung etc. den Wärmebedarf künstlich hochschrauben.

Die von dir genannten Probleme können nur auftreten wenn der Betreiber des BHKWs gleichzeitig seine eigene Wärme und seinen eigenen Strom erzeugt. Wie im von mir genannten Beispiel:

Bettman schrieb:Da stößt man immer wieder auf Beispiel wo man nur mit dem Kopf schütteln kann. Das sind dann Bauern, die ihre Güllegase durch steinzeitliche BHKWs jagen, die fette EEG-Vergütung abgreifen und mit der Abwärme "ihren Schweinestall beheizen".

Da gibt es noch mehr Absurditäten dieser Art. Letzten Ende muss der Gesetzgeber an dieser Stelle noch nachbessern.
Aber gerade in der Nahwärmeversorgung geht es im Regelfall mit rechten Dingen zu. Kunden sind ja häufig öffentliche Einrichtungen und größere Wohnungsgesellschaften. Der Anlagenbetrieb wird von größeren Energieversorgern durchgeführt. Da schauen einfach viel zu viele Leute drauf als dass man da schmutzige Tricks machen kann.

Guten Morgen.

Ich habe was gefunden, das ich euch gerne zeigen möchte.

Was denkt ihr darüber ?

https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/384/bilder/dateien/2_tab_umweltschaedl-subventionen_2017-02-03.pdf (Archiv-Version vom 31.10.2017)

Bei der Energiewende gilt eigentlich das gleiche wie bei jeder Einschneidenen Umwälzung.

Klotzen nicht Kleckern. Man kann davon ausgehen das durch Digitalisierung und co die Energienachfrage immer weiter Steickt, von daher bringt es nix einen "Drahtseilakt" zu vollführen.

Hallo @Bettman , hallo @alle !


Ich sehe, du hast ein zentrales Problem bei den Blockheizkraftwerken erkannt.
Entweder steht die Stromproduktion im Vordergrund oder die Heizwärme. Das "Nebenprodukt" ist "Nebensache" und im Endergebnis werden nicht die Wirkungsgrade erreicht, die man "auf dem Papier" hat und für die man im Zweifel auch Fördergelder bekommt.

Die von mir beschriebene Kombitechnik hätte das Problem nicht, weil beides gleichzeitig am gleichen Objekt genutzt wird. Wenn es eine derartige Technik jetzt schon "Marktreif" gibt, habe noch nie etwas davon gehört. "Getrommelt" wird immer für Strom - oder wärmegeführten Anlagen. Vieleicht liegt es daran, weil man da keine ÖKO - Strom Subventionen abgreifen kann.

Hallo @Juan_straight , hallo @alle !

Mit der Definition "Umweltschädliche Subventionen" habe ich so meine Probleme, weil keiner "Umweltschäden" subventioniert, sondern etwas Anderes. Für mich "riecht" das Ganze nach "Meinungsmache" und Manipulation. Auf der Liste findest du auch so etwas wie Eigenheimzulage und Bausparförderung. Da wird wohl ein "schlaues Kerlchen" einfach nur "Die Überschrift" geändert haben.


Gruß, Gildonus

@Gildonus

Durch Subventionen bedingte Nebeneffekte ?
Kann sein, dass es manipuliert.

Was auf der Liste im einzelnen steht ist mir gar nicht so wichtig.
Mir geht es eher um den Autor bzw. Herausgeber.

Das deckt sich so sehr mit einem Gespräch, dass ich mal mit einem Beamten geführt habe, der in einem Umweltministerium eines unserer Bundesländer schafft.

Carl Valentin hat mal einem Tisch die Beine gekürzt, weil der nicht gerade stand. Das Ergebnis waren ganz kurze Beine. Ich weiss jetzt nicht, ob das verständlich ist.

@Gildonus
Du meinst die Kombination aus Abwärmenutzung und Wärmepumpe? Da braucht man eigentlich gar nicht erst Strom erzeugen. Man könnte die Verdichterwelle der WP auch gleich an das BHKW kuppeln.

Ich finde die Idee aber nicht ganz durchgedacht. Zumindest nicht wenn man darauf hinaus arbeitet die Klimaschutzziele der Bundesregierung einzuhalten. Langfristig (spätestens ab 2030) müssen fossile Brennstoffe (wie Erdgas) durch Synthetische ersetzt werden. Da wird wohl kein Weg dran vorbei führen. Spätestens ab 2050 ist Schluss mit dem Verbrauch von fossilem Brennstoff.
Zur Herstellung der synthetischen Brennstoffe werden dann in erster Linie große Mengen an Windstrom benötigt. Diesen Windstrom in ein synthetisches Erdgas umzuwandeln und zu einem Haus zu leiten um es dann für die Wärmegewinnung zu nutzen halte ich für wenig gewinnbringend. Dann lieber gleich den Strom im Haus in Wärme umwandeln und dort zwischenspeichern. Wärmespeicher sind nicht teuer und die Selbstentladung ist vertragbar.

Hallo @Bettman , hallo @alle !


Wenn man mit einer einfachen, direkten, mechanischen Verbindung zwischen einem Verbrennungsmotor, dessen Abwärme man zum Heizen nutzt, und einer Wärmepumpe, die zum Heizen des gleichen Objekt dient, zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, wäre das schön. Die Kosten wären potentiell geringer und die Ausbeute potentiell höher.

Bei dem von dir genannten Zeitplan mußte ich an ein russisches Sprichwort denken :
Der Himmel ist hoch, das Meer ist tief und der Zar ist weit weg.

Die Politik hat bei ihren "Großen Würfen" zum Thema Energiewende meist durch "techniche Ahnungslosigkeit" geglänzt und ihre eigenen "Straßenparolen" mit Sachkunde verwechselt. Ihre Zeitpläne orientieren sich auch nicht am Machbaren und Sinnvollen sondern an der nächsten Wahl, da müssen Erfolge sichtbar sein. Anschließend ist man Jahrzehnte mit Nachbesserungen beschäftigt. - Das ist Populismus pur ! - Soweit mein "lästerlicher Kommentar" über die deutsche ÖKO - Politk.

Bis 2050 werden noch viele Pläne scheitern, viele neue Pläne gemacht werden und Heizungen, die heute das Neueste und Modernst sind, verschrottet sein. Da weiss keiner was kommt, zumal die Politik kein erkennbares Konzept hat.

Die von mir angesprochene Technik wäre insofern zukunftsfähig, weil sie auch mit Wasserstoff und Brennstoffzelle funzen würde. Alle 30 Jahre mal sollte auch eine neue Heizung drinn sein, zur Not auch eine Art "Nachtpeicherheizung".


Gruß, Gildonus

Hier ein kurzer Artikel aus der aktuellen Bild der Wissenschaft:
Spoiler
Original anzeigen (1,2 MB)

Auch wenn mir nicht so richtig klar ist wie das funktionieren soll. Bisher war ich immer der Meinung das Photon wird absorbiert und die "Energie des Photons" bzw. dessen Impuls wenn es dann "stillsteht" ist die Energie, die das Energieniveau des Elektrons hebt.
Jetzt lese ich dass es noch ein weiteres Elektron "anregen" kann. Wie kann ich mir dass denn vorstellen? Fliegt das Photon doch nur durch das erste Elektron und verringert nur seine Frequenz? Letzten Endes ist ja die übertragene Energie abhängig von der Frequenz des Photons? Oder stehe ich da gerade auf dem Schlauch und denke in die falsche Richtung?

Gildonus schrieb:Ich fände es etwas "eleganter", wenn man nur (!) die Strommenge erzeugen würde, die man zum Betrieb (!) von Wärmepumpen benötigt und nur den. Die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme könnte man schon zum Heizen nutzen und wenn es warm genug ist, läuft weder die Wärmepumpe noch die Stromerzeugung. Der Strom für die Steuerung der Anlage müsste da schon aus dem Stromnetz kommen.

Im Optimalfall könnte man eine derartige Anlage so weit verkleinern das sie in einem mittleren Heizungskeller Platz hat. Man setze 1 Energieeinheit in Form von Gas oder Heizöl ein und bekomme 3 oder 4 in Form von Heizwärme raus. ( Mit der Leistungsfähigkeit von Wärmepumpen kenne ich mich nicht aus ) Man muß keine Straße aufreißen, keine Stromleitung verstärken, eigendlich nur den Heizungskeller umbauen und den Gasanschluß oder das Heizöl einfach etwas anders nutzen.

Wäre das nicht eher von hinten durch die Brust ins Auge? Ich erzeuge Strom, um dann den Strom im Elektromotor einer Wärmepumpe zu benutzen? Warum dann nicht eine "direkt" betriebene WP?
OK, ich sehe, @Bettman war da schneller.


Aber das Problem ist ein anderes. Strom brauche ich sowieso. Und Wärme auch. beides in einer bestimmten Menge und nun ist nur die Frage, wie ich beides möglichst ressourcenschonend bekomme.
Stombetriebene Wärmepumpen haben den Vorteil, dass ich keinen Gasanschluss brauche. Ich bekomme also Strom und Wärme über nur eine Zuleitung. Dadurch wird es ökonomisch interessant.

Bettman schrieb:Jetzt lese ich dass es noch ein weiteres Elektron "anregen" kann.

Nicht das Photon regt ein weiteres Molekül an, sondern das Molekül, das "getroffen" wurde. Es bekommt halt mehr Energie ab als es benötigt, ein Elektron auf ein höheres Energieniveau zu bekommen. Den "Überschuss" gibt es an seine Nachbarn weiter, die ihrerseits dadurch Elektronen "anheben". Bisher ist das verpufft, in dem Artikel scheint es möglich zu sein, diesen "Überschuss" auch zu nutzen.

Stell Dir Holzhacken vor. Wenn Du zu stark auf das Holz hackst, ist es auch "nur" gespalten, aber der Hackklotz bekommt auch kinetische Energie ab. Wenn der Hackklotz nun diese Energie nutzen würde, um ein weiteres Holzstück zu spalten, dann hättest Du was davon. So aber verpufft der starke Schlag zum Teil.

Hallo @kleinundgrün , hallo @alle !


Wenn du, wie gehabt, eine Wärmepumpe über "Netzstrom" betreibst, wäre das ÖKO- und Energietechnisch gesehen vergleichsweise suboptimal und Netztechnisch gesehen könnte das ein Problem werden.

Wollte man ein 70er oder 80er Jahre Gebäude auf Wärmepumpenheizung umbauen, hätte man eigendlich alle Vorrausetzungen um die von mir angerissene Technik zu verwenden. Luftzufuhr muß vorhanden sein, Heizöltank oder Gasanschluß mit allen "feuertechnischen Genemigungen" auch. In den Kamin kann man ein Edelstahlrohr einziehen und den als Auspuff verwenden, den Stromanschluß für die bisherige Heizung als Steuerstrom nutzen.

Elektrische Energie aus dem Netz ist vergleichsweise sehr teuer und es stellt sich die Frage ob der Hausanschluß überhaupt dafür ausgelegt ist. Gäbe es eine Millionen Gebäude mit Wärmepumpe müßte man das auch "netztechnisch" beherrschen können. Über den letzten, genannten Einwand denkt kaum ein Verantwortlicher nach.


Gruß, Gildonus

@Gildonus,

wenn ich dich jetzt richtig verstanden habe, willst du Öl oder Gas in einem Verbrennungsmotor verbrennen, dieser treibt eine Wärmepumpe an, die dann aus der Verbrennungswärme (Abgas) die Wärme zu heizen des Gebäudes holt.
Warum sparst du dir nicht den ganzen technischen Kram und nutzt dann gleich das Öl/Gas zum heizen, dürfte einen deutlich besseren Wirkungsgrad haben? (Und ist dann Stand der Technik seit Jahrzehnten)

Hallo @alibert , hallo @alle !


Nicht ganz !

Die Wärmepumpe nutzt man (wie gehabt) um damit Wärme aus Grundwasser oder Luft zu gewinnen. Die Abwärme des Verbrennungsmotors wäre da eine Art Zusatzheizung oder zusätzliche Heizstufe, je nachdem wie man die Kombitechnik ausgeführt hat, oder wie man es nennen will.


Gruß, Gildonus

Wo willst du denn mit der ganzen Wärme hin? Ein Verbrennungsmotor mit beispielsweise 10kW Abgabeleistung erzeugt etwa 10kW "Warmwasser" und noch einmal etwa 10kW "warmes Gas (Abgas)". Wieviel kW Wärme produziert denn eine mit 10kW angetriebene Wärmepumpe? Die Wärme aus Wasser und Abgas wirst du nicht zu 100% nutzen können. In der Gesamtsumme ist dann der Gas/Ölbrenner vermutlich immernoch effektiver (ich lasse mich aber gerne eines Besseren belehren). Und selbst wenn es weniger effektiv ist, die Anschaffungskosten müssen sich dann auch noch erst rechnen.

alibert schrieb: Wieviel kW Wärme produziert denn eine mit 10kW angetriebene Wärmepumpe?

Das kommt auf das Temperaturniveau der Wärme die ich erzeugen will an. Wenn ich eine Fußbodenheizung habe dann reichen mir 32 Grad im Vorlauf. Da hat eine Luftwärmepumpe selbst im Winter einen COP von 4-5. Das wären dann 40 - 50 kW Wärme aus 10 kW Strom. Wenn ich Warmwasser bereitstellen will brauche ich höhere Temperaturen. Da hat meine WP dann im Winter vlt. nur einen COP von 2,5.

alibert schrieb:n der Gesamtsumme ist dann der Gas/Ölbrenner vermutlich immernoch effektiver (ich lasse mich aber gerne eines Besseren belehren).

Letzten Endes kommt es auf dem Wirkungsgrad der Stromerzeugung an. Ist der COP höher als der Kehrwert des Wirkungsgrades der Stromerzeugung dann lohnt es sich aus energetischer Sicht eine WP zu betreiben.
Eine wirtschaftliche Betrachtung ist natürlich immer individuell durchzuführen. Ich persönlich glaube aber kaum dass Brennwertthermen, auch wenn sie derzeit "Stand der Technik" und eine Standardlösung sind, uns in der Energiewende voranbringen können. Dafür müssten sie mit synthetischem Erdgas betrieben werden. Und dessen Herstellung ist, wenn man damit nur Wärme erzeugen will, sinnlos. Da kann man den Strom auch gleich mit einer WP umwandeln.

Hallo @alibert , hallo @Bettman , hallo @alle !


Bitte entschuldige das ich erst jetzt antworte.

Von einem modernen, für diesen Zweck gebauten Dieselmotor erwartet man einen Wirkungsgrad von mindestens 40 %. Eine moderne elektrisch(!) betriebene Wärmepumpe nach dem Wasser - Wasser Prinzip muß ein COP von mindestens 5 haben, um überhaupt förderfähig zu sein. Im Jahresmittel muß dieses COP bei mindestens 4,5 liegen.

Unterstellt man bei einer mechanischen Kopplung von Dieselmotor und Wärmepumpe ähnliche Leistungswerte, sähe die Rechnung in etwa so aus : Von 10 Energieeinheiten, die man in den Motor steckt, kommen 4 als Mechanische wieder raus. Bei einem Cop von 4 (schlecht gerechnet) ergäben sich dann 16 Wärmeeinheiten, die man zum Heizen nutzen kann. Von den 6 Wärmeeinheiten Abwärme kann man das Meiste ebenfalls zum Heizen nutzen. Insgesammt betrachtet käme man auf 20 - 25 Wärmeeinheiten, die man aus dem Systhem rausholt, obwohl man nur 10 Energieeinheiten in Form von Heizöl reinsteckt.

Eine geförderte (elektrisch betriebene) Wärmepumpe soll sich nach 10 - 12 Jahren amortisieren.
Wie es bei einer derartigen Kombitechnik aussähe, kann ich dir nicht sagen, für eine solche Lösung wird nicht getrommelt.
Ich vermute mal in der halben Zeit (höchstens).


Gruß, Gildonus

Danke für die Aufklärung, war mir nicht bekannt.

Was heißt COP ausgeschrieben?

alibert schrieb:Was heißt COP ausgeschrieben?

Coeffiecent of Performance, zu deutsch nichts anderes als der Leistungszahl von Kälte- oder Wärmekraftmaschinen.


Wikipedia: Leistungszahl