Energieeinsparverordnung - EnEV 2014

  • Hallo!


    Wenn ich die ganzen Änderungsanträge richtig verstanden habe, dann wird die EnEV 2014 in Anlage 1, Nr. 2.1.1 eine kWh elektrischer Energie (exergetischer Anteil 100%) wie folgt bewerten:



    Die sogenannte Restwertmethode hat den fundamentalen Mangel, dass man ein Referenzsystem für ein Kuppelprodukt braucht, um den Wert des anderen Kuppelproduktes zu bestimmen. Das hat dann zur folge, dass der Primärenergiefaktor der Wärme stark davon abhängt, wie der verdrängte Strom aussieht. Dies ist ein methodischer Mangel, da man bei einer KWK-Anlage noch gar nicht weiss, wo sie später mal installiert wird und dass die PE-Faktoren für Strom und Wärme unabhängig vom Ort des Einbaus aussehen sollte.


    Ausserdem ist nicht nachvollziehbar, warum ein eingespeistes Heizstromprofil (stromerzeugende Heizung) anders zu bewerten ist als ein Heizstromprofil, das aus dem Netz entnommen wird (stromverbrauchende Heizung).


    Die Alternative nennt sich Carnot-Methode, bei der man davon ausgeht, dass man Wärme und Strom ineinanderüberführen kann (mit dem Carnot'schen Wirkungsgrad). Sie ist auch als exergetische Methode bekannt, weil die Exergie, der wertvolle Teil der Energie, bei der Wärme durch den Carnotschen Wirkungsgrad bestimmt ist (eta = 1 - T_u/T_o). Hier braucht man nur den Wert der Wärme anhand der Vorlauftemperatur T_o und der Referenztemperatur T_u (z.B. Solltemperatur der zu beheizenden Flächen) ermitteln, der Exergiegehalt von Strom ist 1.


    Im Anhang gibt's ein kleine Excel-Blatt, mit dem ihr herumspielen könnt. Sollte T_u die Raumtemperatur sei oder die Aussentemperatur?
    Der Exergiegehalt der Wärme kannn als ihr praktischer Wert verstanden werden ("Exergie-Credits"). Hat Heizwärme einen positiven Wert, wenn die Temperatur über der Aussentemperatur liegt oder nur wenn sie über der Soll-Innenraumtemperatur liegt?


    Gruß,
    Gunnar

  • Den ganzes Text mal ausser acht lassend, würde ich sage, dass Strom aus KWK mit einem Faktor von 1,1 bis 1,3 bewertet werden müsste. Die angefallene Wärme wurde ja genutzt und darf nicht dem Strom zugerechnet werden. Nur der Gesamtwirkungsgrad der Anlage kann hier angerechnet werden.


    Warum Strom aus nicht erneuerbare Quellen nur mit 1,8 bewertet wird ist nicht nachvollziehbar. Das kann nur die Stromlobby rein geschrieben haben um den WP- und/oder DE-Strom in der Berechung Vorteile zu verschaffen. Der Strom müsste aus meiner Sicht mit einem Faktor von 3 bis 4 bewertet werden.


    Aber vielleicht bin ich zu blöd und habe den Text nicht verstanden. Aber nach meiner Meinung wird hier dem KWK-Strom gegenüber z.B. dem Braunkohlestrom einen Nachteil verschafft. ;(

    Rechnen hilft. Bleistift, Stück Papier und ein Taschenrechner und man wird sich über einige Ergebnisse wundern. ?(
    http://perdok.info/
    Oscar Perdok GmbH
    Gildeweg 14, 46562 Voerde
    Beratung, Planung und Installation von: KWK-Anlagen, PV-Anlagen, Stromspeicher mit Notstromfunktion, Eigene Herstellung von Ladestationen für E-Mobile, Energie-Effizienz incl. Kosten/Nutzen-Betrachtung, Ladestation für E-Mobile (kostenlos)

  • Moin,


    der Faktor 1,8 ab 2016 ist der dann gültige Wert für den Strommix Deutschland?? Hier http://www.bdew.de/internet.ns…er-DIN-V-18599-erschienen steht da noch 2,8 bzw. 2,4 .


    Was bedeutet "nach Abzug des Eigenverbrauches" bzw. welcher Wert wird für den "Eigenverbrauchten" Strom angesetzt??


    Wie berechnen unsere europäischen Nachbarn - zb. Schweiz - Ihre 0,9 für KWK ??


    Ich würde denken das die Aussentemperatur die bessere Wahl ist, die Raumtemperatur ist stark vom Nutzer und Nutzung abhängig.


    mfg

  • steht da noch 2,8 bzw. 2,4


    Für den Strommix. Das wäre ggf. in Ordnung. Die reden aber davon nur für den nicht erneuerbaren Anteil 1,8 anzusetzen. ;(

    Rechnen hilft. Bleistift, Stück Papier und ein Taschenrechner und man wird sich über einige Ergebnisse wundern. ?(
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  • Der durchschnittliche Strommix ist etwas anderes als der Verdrängungsmix. Der Mix, aus dem sich Wärmepumpen bedienen, gleicht eher dem KWK-Verdrängungsmix = aussentemperaturkorrelierte Einspeisung bzw. Bezug. Abgeschaltet bei KWK-Einspeisung bzw. eingeschaltet bei WP-Bezug werden bei kalten Aussentemperaturen nicht Windparks und Solaranlagen (die laufen sowieso), sondern das sind in der Regel Mittellastkraftwerke auf Kohlebasis.


    Die Aufteilung des Energie-Inputs auf die beiden energetischen Kuppelprodukte mit der Carnot-Methode (Allokation gemäß dem Exergiegehalt der Energie, d.h. dem wertvollen Teil der Energie) wird in der Anlage noch mal genauer beschrieben bzw. hergeleitet.


    Eine saubere Aufteilung ist wichtig für die Bestimmung der Primärenergiefaktoren von KWK-Wärme und KWK-Strom. Das hat auch Auswirkungen auf das Energielabel, welches Heizgeräte ab nächstem September im Jahr tragen müssen. Da man bei Kraft + Wärme an sich Äpfel mit Birnen vergleicht (Exergiegehalt von Elektroenergie = 1, Exergiegehalt von Wärme gleich Carnot'schem Wirkungsgrad = Arbeitsfähigkeit von thermischer Energie (eta_c = 1- T_unten/T_oben), wäre zur Klassifizierung von KWK-Anlagen an sich ein "exergetischer Wirkungsgrad" notwendig, also sowas wie eta_x = (1 x eta_el) + (eta_c(Temperatur der Nutzwärme) x eta_th)


    Gruß,
    Gunnar


  • Die Aufteilung des Energie-Inputs auf die beiden energetischen Kuppelprodukte mit der Carnot-Methode (Allokation gemäß dem Exergiegehalt der Energie, d.h. dem wertvollen Teil der Energie) wird in der Anlage noch mal genauer beschrieben bzw. hergeleitet.


    Eine Kurzfassung habe ich hier abgelegt.


    Gruß,
    Gunnar

    Ist die Wärme kraftgekoppelt, wird die Energie gedoppelt. (Ulli Brosziewski)

  • Moin,


    den Wikipedia-Artikel zur Carnot-Methode habe ich noch mal überarbeitet. Bitte melden, wenn etwas unklar formuliert ist oder ich Fehler eingebaut habe. Wer sich im Englischen firm fühlt, darf gerne auch die Anlage Korrektur lesen.


    Der große Vorteil der Carnot-Methode auf der praktischen Seite ist, dass man kein Referenzsystem benötigt. D.h. ein BHKW kann mit Effizienzlabeln für Strom und Wärme ausgestattet werden, ohne das bekannt sein muss, ob man das Gerät in Deutschland, den Niederlanden oder Frankreich installiert. Von der theoretischen Seite her ist die Konformität zu den Gesetzen der Physik (erster und zweiter Hauptsatz) nicht genügend wertzuschätzen.


    Gruß,
    Gunnar

  • Das kann nur die Stromlobby rein geschrieben haben um den WP- und/oder DE-Strom in der Berechung Vorteile zu verschaffen. Der Strom müsste aus meiner Sicht mit einem Faktor von 3 bis 4 bewertet werden.


    Studie der TU München, 2013
    Energiewirtschaftliche Bewertung der Wärmepumpe in der Gebäudeheizung


    Zitat

    Das zugrunde gelegte Lastprofil für die Wärmepumpen enthält eine temperaturabhängige aber annähernd gleichmäßige Verteilung des Strombedarfs über den Tag. Entsprechend wird der Strombedarf der Wärmepumpen tendenziell durch den Einsatz von Grundlastkraftwerken, d. h. insbesondere von Kohlekraftwerken bereitgestellt.


    Quelle: S. 34 vgl. mit Bild 3.3 + 3.4, S. 23 zu den Lastprofilen


    Ein PE-Faktor von 4 entspricht einem Wirkungsgrad von 25%, so schlecht ist der Bestand nicht. 35% sind m.E. noch da, und das sind auch die älteren Kraftwerke die bei Bedarf noch angeschaltet werden. Man müsste sich das mal genauer anschauen lassen. Die Europäische Kommission denkt aber schon darüber nach, den Primärenergiefaktor bzw. dessen Berechnungsweisen anzupassen, siehe Discussion Paper PEF.


    Zitat

    Another aspect to be considered is if the value to be considered is the average level of electricity production efficiency or its marginal value.


    Mit Marginal Value ist dabei das Grenzkraftwerk gemeint, d.h. das letzte Kraftwerk was entlang der Merit Order zur Deckung des Bedarfs eingeschaltet wird (und dann auch bei Rückgang der residualen Last ausgeschaltet wird).


    Die PEF-Festlegung strahlt auch auf die Bewertung von BHKWs aus. "It seems clear that in cases where the same requirements or labels are applied to products using different fuels, a PEF is needed in order to obtain comparable information." Eine referenzsystemfreie Methodik zur Bestimmung äquivalenter Wirkungsgradung für Wärme- und Stromerzeugung wie die von Carnot würde die Abhängigkeit von der Neujustage des PEF umgehen.


    Gruß,
    Gunnar

    Ist die Wärme kraftgekoppelt, wird die Energie gedoppelt. (Ulli Brosziewski)

  • Lieber Gunnar,


    ich möchte an der Stelle mal ein dickes Lob loswerden.


    Irgendwie fehlt mir die Zeit für solch Dinge,
    aber auch der lange Atem
    und wohl auch die Lust in Gremien solch Papiere zu verfassen.


    Dennoch ist es extrem wichtig,
    dass an solche Stellen die richtigen Weichen gestellt werden.
    Bei der Enev hab ich mal gehört, was da gefeilscht wird. Da ist Bauindustrie, Chemielobby (wegen dämmung), Ebergielobby...aber auch Solarverbände
    ...kurzum, eine Reihe von Leuten mit prallen Kassen vertreten. Um so wichtiger ist es, dass auch die Kleinen Grüppchen mit idiellen Verfechtern vertreten sind um zumindest einen Teil in richtige Bahnen zu lenken.


    Dank Dir,
    dass Du da für uns an der Front bist.

  • Hallo fire,


    die EnEV ist elementar für die Weichenstellung, welches Heizsystem in Neubauten eingebaut wird. (Hoffentlich wird sowas wie eine EnEV-light für die energetische Sanierung, siehe Baden-Württemberg.


    Zitat

    Dennoch ist es extrem wichtig, dass an solche Stellen die richtigen Weichen gestellt werden. Bei der Enev hab ich mal gehört, was da gefeilscht wird.


    Es würde m.E. extrem helfen, wenn der äquivalente Wirkungsgrad (oder ist der effektive Wirkungsgrad als Bezeichnung besser) angegeben werden könnte.
    Bei einem angenommenen Carnot-Faktor von 0,25 (entspricht 0 Grad Aussentemperatur und bis zu 90 Grad im Heizungswasser) wäre Mini-BHKW mit den folgenden Kennwerten
    a) eta_el = 0,25 und eta_th = 0,65 -> äquivalenter Wirkungsgrad der Stromerzeugung eta_el,eff = 41%, äquivalenter Wirkungsgrad der Wärmeerzeugung eta_th, eff = 166%
    b) eta_el = 0,30 und eta_th = 0,6 -> eta_el,eff = 45%, eta_th, eff = 181%


    Der Verdrängungsmix liegt bei 2,8, d.h. die Kraftwerke die verdrängt werden, haben einen elektrischen Wirkungsgrad von eta_el = 1/2,8 = 35%. Selbst ein (guter) Stirlingmotor mit
    c) eta_el = 0,15 und eta_th = 0,80 kommt auf eta_el,eff = 35% und ist auf der Wärmeseite mit eta_th, eff = 141% immer noch deutlich besser als ein normaler Kessel.


    Damit dieser Wert des äquivalenter Wirkungsgrads in der Politik Beachtung findet, muss dieser erst einmal bei den Herstellern Aufmerksamkeit finden. Vielleicht muss man Sie mit der Nase auf die vorteilhaftigkeit der Carnot-Methode stoßen und aus Kundensicht fragen: "Ich vermisse in ihrem Prospekt noch die Angaben zum equivalenten Wirkungsgrad gemäß Carnot-Methode (link hier:( Wie groß ist der Wert, damit ich ihr Mini-KWK besser im Vergleich zu anderen Mini-KWK-Anlagen und auch anderen Heiztechniken einordnen kann."


    Wenn also diese Angabe nachgefragt wird (und nicht aufgedrückt per EU-Verordnung wie die Labelling-Direktive zu Energy-related-Produkts Verordnung) dann wäre das ein anderer Weg, wie man technisch sinnvolle Bewertungsmethoden von Strom und Wärme in die Anwendung bekommt. Ein erster Schritt wäre, sie in Fachkreisen bekannter zu machen.


    Gruß,
    Gunnar

    Ist die Wärme kraftgekoppelt, wird die Energie gedoppelt. (Ulli Brosziewski)

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  • naja,
    DEN Herstellern....geht m.E. in die falshe Richtung.
    Klar sollten die sich für einsetzen, aber es gibt viel zu viele andere Grüppchen die da nicht mitspielen würden,
    eben weil sie bei solch Veränderungen selber schelchter dastehn.


    Zur Enev,
    was es auch bräuchte wäre wirkungsvolle Kontrollinstanzen.


    Wir haben eine Anlage an einen echt miesen GU verkauft.
    Toll, BHKW kam rein...na klar, aber hauptsächlich um die Sanierung per KfW besser finanzieren zu können.
    ...und?
    Das Ergebnis:
    - schlechte einbindung (wir haben nur geliefert)
    - Ein Spitenlastkessel, der nichtmal Sensoren hat und so konstant reinbrüllt
    - ein stehendes BHKW (wegen einbindung und viel zu hoher RL)
    - ein für den Kunden zum Glück stehendes BHKW, da es im Mehrfamilienhaus nach KWK und Volleinspeisung installiert wurde
    tzzz...selbst sinnvoller Umbau auf Eigenstrom wär da echt kompliziert (von der ganzen gebäudeelektrik)


    Echt furchbar....aber anscheinend bekommt das auch keiner mit

  • naja, DEN Herstellern....geht m.E. in die falshe Richtung.
    Klar sollten die sich für einsetzen, aber es gibt viel zu viele andere Grüppchen die da nicht mitspielen würden,
    eben weil sie bei solch Veränderungen selber schelchter dastehn.


    Wer, wenn nicht die Anbieter und ggf. Betreiber von KWK-System müsste man von einer referenzsystemfreier Allokationsmethode überzeugen, damit die das als Stand der Technik implementieren? Gerade für Anbieter, die auch ins Ausland exportieren, müssten doch froh sein, wenn sie nicht für jedes Land eine andere Effizienzbewertung der Wärme anwenden müssen. Bekanntlicherweise ist in jedem Land der Kraftwerkspark unterschiedlich, so dass unterschiedliche Primärenergiefaktoren einfließen. Dass darf man auch nach EU-Recht. Der Default-Value ist 2,5 (entspricht einem 40% Referenzkraftwerk), aber es darf landesspezifisch mit Begründung auch ein anderer Wert gewählt werden.


    Die Carnot-Methode braucht keine Referenz für den Strom (oder umgekehrt für die Wärme) um PEF für die Wärme auszurechnen (oder umgekehrt für den Strom). Das Einzige, was zu bestimmen ist, sind obere und untere Temperatur.


    Die kann man entweder Projektspezifisch bestimmen, oder für den Massenmarkt der stromerzeugenden Heizungen zur Vereinfachung irgendwelche Standard-Werte. Umgebungstemperatur (T_unten) wäre für mich die Aussentemperatur und nicht die gewünschte Raumtemperatur. n_c = 1 - T_unter/T_oben, da man bei einer Wunschtemperatur von 20°C natürlich mit 15°C nicht weit kommt, aber trotzdem 15°C bei einer Aussentemperatur trotzdem einen Wert darstellen. Das Heizobjekt ist um nicht ganz so kalt, als wenn man mit T_unten heizen würde.


    a) 1-(273+20)/(273+20) = 1-1 = 0 bedeutet, dass 20 Grad warmes Wasser keinen Wert hätte. Mit einer Flächenheizung bekäme man aber die Bude damit auf geschätzt 18°C warm (bei durchschnittlicher Aussentemperatur).
    b) 1-(273+20)/(273+0) = 0,0682 weist 20 Grad warmen Wasser den Wert von 6,82 Prozent von Strom zu.


    Die Frage ist, wie die Aussentemperatur zu bestimmen ist. Meiner Ansicht nach müsste man eine gewichtete Aussentemperatur nehmen. Für Aussentemperaturabhängige Lastprofile (Wärmepumpe, Nachtspeicherheizung) wird die TMZ (Temperaturmaßzahl) benutzt, das ist die Abweichung der Tagesdurchschnittstemperatur von 18°C. Da ja viel Heizenergie bei kalten Tagen benötigt wird, müsste man die Tagestemperatur mit der Energie mitteln. Wenn man von einem proportionalen Heizbedarf zur Abweichen von 18°C ausgeht, sind das also E_heiz = k * TMZ(t) (k=Konstante, z.B. 1) als Gewichtungsfaktor, multipliziert mit der Tagestemperatur (18°C-TMZ). Für München komme ich auf eine gewichtete Heizperioden-Aussentemperatur von 2,8°C (siehe Anlage).


    Gruß,
    Gunnar

  • Hallo,


    für alle, die noch Schwierigkeiten mit dem Begriff Exergie = technische Arbeitsfähigkeit haben, habe ich einen kurzen Zweiseiter zum Nachlesen angehängt. "Die Berechnungsvorschrift für diese Arbeitsfähigkeit hängt jedoch von der Art der Energie ab. Für die meisten Energiearten (z. B. kinetische Energie, elektrische Energie) ist die Arbeitsfähigkeit gleich der Energie." Für thermische Energie, also Wärme, ist die Exergie das Potential an Arbeit, die unter Ausnutzung des Temperaturgefälles zwischen T_s (superior = Nutzwärme) und T_i (inferior = Umgebungstemperatur) geleistet werden kann - bei Kälte ist es entsprechend umgekehrt.


    Der Effektivwert des Wirkungsgrades des Wärmeerzeugung bei einer KWK-Anlage ist somit:
    eta_th_eff = eta_th + (P2H-Umwandlungsfaktor * eta_el)
    also direkte Wärme plus indirekte Wärme;


    oder auch mit dem blick auf die elektrische Seite
    eta_el_eff = el_el + (H2P-Umwandlungsfaktor * eta_th)


    Hierbei sind die exergetischen Effizienzgewinne der KWK gleichmäßig auf thermischer und elektrischer Seite verteilt und diese Verteilung ist auch nicht falsifizierbar durch die physikalischen Gesetze der Thermodynamik.


    Es ist unverzichtbar, dass der Umwandlungsfaktor von der Temperatur abhängt, weil die Arbeitsfähigkeit der Wärme temperaturabhängig ist. H2P-UF = 1 / P2H-UF = eta_c(T) = 1 - T_i/T_s


    Um die Größenordnung einschätzen zu können, habe ich einige Beispiele herausgesucht. Man könnte nun jede KWK-Anlage einfach mit der maximal möglichen Temperatur der Wärmelieferung (mit der Annahme Vorlauf = Rücklauf) bewerten, oder man einigt sich im Standardisierungsprozess auf ein oder zwei Standard Vorlauf/Rücklauf Temperaturen als Bewertungsgrundlage.


    T_VL=120°C, T_RL=60°C, T_i=0°C -> eta_c = 0,25


    Dies ist ein Beispiel aus einer Fernwärmeanwendung mit großer KWK-Anlage, die unter Druck stehendes Heisswasser per Wärmenetz verteilt, das im Winter Spitzentemperaturen von bis zu 120°C sieht.


    T_VL=85°C, T_RL=50°C, T_i=0°C -> eta_c = 0,20


    Dies könnte ein Beispiel mit einem Motor-BHKW in einem Bestandsgebäude sein, das eher hohe Vorlauftemperaturen benötigt, um alle Räume im Winter ausreichend zu beheizen (vgl. kleine Heizflächen).


    T_VL=85°C, T_RL=25°C, T_i=0°C -> eta_c = 0,17


    Dies Beispiel hat ein ähnliches Bestandsgebäude wie oben, aber mit großen Heizkörpern und hydraulisch abgeglichenen Heizkreisen, welche den Rücklauf auf annähernd Raumtemperatur auskühlen lasssen und was wichtig ist, um per Brennwert-Abgaswärmetauscher substantielle Extragewinne zu erzielen.


    T_VL=60°C, T_RL=40°C, T_i=0°C -> eta_c = 0,15


    60/40 scheint eine typische Konfiguration in modernen, gut wärmegedämmten Gebäuden zu sein, die auch von PEM Brennstoffzellen erreicht wird (vgl. mit dem Viessmann Vitovalor Datenblatt) und das auch noch zur thermischen Desinfektion von Trinkwasser bei der Warmwasserbereitung ausreicht.


    T_VL=60°C, T_RL=20°C, T_i=0°C -> eta_c = 0,13


    Das Gleiche noch mal optimiert mit sehr niedrigeren Rücklauftemperaturen bei sowohl der Raumheizung (Flächenheizungen) als auch der WW-Bereitung (Frischwasserstation mit Plattenwärmetauscher).


    T_VL=40°C, T_RL=20°C, T_i=0°C -> eta_c = 0,10


    Niedertemperaturheizung (ohne Warmwasser) von einem neuen, gut gedämmten Gebäude mit Flachenheizelementen (z. B. Fußbodenheizung / Betonkernaktivierung).


    Mit exergetischen Grüßen,


    Gunnar