Entwicklung und Einsatz von rapsölbetriebenen Mini

Entwicklung und Einsatz von
rapsölbetriebenen Mini-BHKW in
Wohngebäuden
vorgestellt von
Arnd v. Moers
SenerTec Center Berlin-Brandenburg GmbH
& Thomas Herzog
Fa. Schulz&Co, Potsdam
Forum BioenergieBeratung Bornim
am 19. November 2008
Agenda
Strom aus Biomasse – Motivation und Technik
• Rapsöl als Energieträger der Stromerzeugung
• Die Stromvergütung
• Die Dachs Systemtechnik
Der Dachs RS
• Aufbau und technische Daten des Dachs RS
• Ökologie und Wirtschaftlichkeit
Umfeld des Pflanzenölbetriebs
• Was ist für Rapsölbetrieb erforderlich?
• Ermittlung der erforderliche Rapsölqualität
• Untersuchung des Rapsölmarktes
Einsatz des rapsölbetriebenen Serien-Mini-BHKW „DACHS RS“
Forum Bioenergie 19.11.2008
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Einsatz des rapsölbetriebenen Serien-Mini-BHKW „DACHS RS“
Forum Bioenergie 19.11.2008
3 Wärme
Quelle: Sonne, Wind und
Energieversorgung mit Zukunft:
Stromerzeugung auf Basis
heimischer, klimasschonender
Rohstoffe Pflanzenöl und Biogas
Lösung von Endlichkeit von
Erdöl, Erdgas, Kohle und Uran
Entkopplung vom Energiehunger
von China, Indien und anderen
Schwellenländern mit weiter
steigenden Preisen
Schaft Arbeitsplätze und
Wirtschaftsstruktur vor Ort
Einsatz des rapsölbetriebenen Serien-Mini-BHKW „DACHS RS“
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Einsatz des rapsölbetriebenen Serien-Mini-BHKW „DACHS RS“
Forum Bioenergie 19.11.2008
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EEG-Vergütung für Rapsöl
Vergütung nach § 27 (1) Nr. 1 des EEG ab
1.1.2009
• 11,67 Cent/kWh, 1 % degressiv (§20 (2) Nr. 5), abhängig vom
Inbetreibnahme-Jahr
• 6 Cent/kWh NAWARO- Bonus nach Anlage 2, VI. Nr. 1, a) (1)
• Positivliste Anlage 2 des Gesetzes
- Rapsöl nach III. Nr. 5
• 3 Cent KWK-Bonus (früher 2 Cent/kWh)
Gesamtvergütung abhängig vom
Inbetriebnahmejahr für 20 Jahre fest
•
•
•
•
IBN 2009  20,67 Cent/kWh
IBN 2010  20,55 Cent/kWh
IBN 2011  20,43 Cent/kWh
IBN 2012  20,32 Cent/kWh
Einsatz des rapsölbetriebenen Serien-Mini-BHKW „DACHS RS“
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EEG-Vergütung Durchleitung Biogas
Durchleitung von Biogas § 27 (2) des EEG
ab 1.1.2009
• Bilanzielle Durchleitung von Biogas an Verbraucher
• Nur bei Einsatz von KWK erlaubt § 27 (3) Nr. 3
• Angebote für Biogasdurchleitung beim Gasversorger
anfragen. (z.B. Erdgas-Schwaben: Mehrpreis Bio-Erdgas
ca. 2 Cent/kWh)
Gesamtvergütung abhängig vom
Inbetriebnahmejahr für 20 Jahre fest
•
•
•
•
IBN 2009  21,67 Cent/kWh
IBN 2010  21,55 Cent/kWh
IBN 2011  21,43 Cent/kWh
IBN 2012  21,32 Cent/kWh
Einsatz des rapsölbetriebenen Serien-Mini-BHKW „DACHS RS“
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Ausstattung
Dachs HKA RS 5.0
•
Bivalenter Betrieb zusammen mit
einem vorhandenen Kessel
> 150 kW
Dachs SE RS 5.0
•
•
Inkl. Pufferspeicher und Heizkreis
und Warmwasserregelung.
Für monovalenten und bivalenten
Betrieb.
Dachs SE RS 5.0 Brennwert
•
Inkl. Brennwert-Kondenser,
Pufferspeicher, Heizkreis- und
Warmwasserregelung.
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Brennstoffe und technische Daten
Brennstoff
Erdgas,
Flüssiggas
Elektrische
Leistung
5,5 kW
5,3 kW
5,0 kW
Thermische
Leistung
12,5 kW
10,5 kW
10,3 kW
10,3 kW
27%
30%
29 %
29%
22,8 kW
1,59 kg/h
1,79 l/h
1,9 l/h
ca. 1,9 l/h
Elektr.
Wirkungsgrad
Brennstoffverbrauch
Heizöl,
Biodiesel
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Rapsöl
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auch mit Brennwert
Bei Einsatz von Fußbodenheizung……….
Brennstoff
Thermische
Leistung des
Kondensers
Erdgas,
Heizöl,
Flüssiggas Biodiesel
2,5 kW
1,5 kW
Rapsöl
1,5 kW
…………..bis zu 100%
Gesamtwirkungsgrad
Brennwerttechnik und Kraft-Wärme-Kopplung
in einem Gerät!
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Rapsölbetrieb mit Dachs
Grundvoraussetzungen für den erfolgreichen Betrieb eines
Verbrennungsmotors mit Rapsölkraftstoff
sauberes Tanklager, kühl,
trocken und dunkel
Buntmetal-freie
Kraftstoffleitungen
keine Kraftstofflager-zeiten >
6 Monate
fachmännisch umgerüsteter
Verbrennungsmotor
einwandfreie Kraftstoffqualität bei Anlieferung
geeignete Kraftstoffführung
(Einstrang, Querschnitte)
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Technische Randbedingungen
• Rapsöl
sollte gefiltert und gekocht (raffiniert) sein.
• kein „selberpressen“ möglich !
• dunkle und kühle Lagerung, 5 – max. 20 °C
• Maximalvorrat für ca. 6 Monate bis 1 Jahr
• Tankreinigung alle 1 – 2 Jahre
• Kraftstoffleitung frei von Buntmetallen
• luftfreie Entnahme und Befüllung des Tanks
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Technische Daten
Kraftstoffverbrauch:
ca. 1,9 l/h
Elektrische Leistung:
5,0 kW
Thermische Leistung:
10,3 kW
Nutzungsgrad:
ca. 89% (ohner Kondenser)
Stromkennzahl:
0,49
Wartungsintervall:1.400 Bh
Material und
Filterfeinheit des
externen Kraftstofffilters
angepasst
Geänderte Kraftstoffführung extern und
intern
Dachs RS MSR2-Software
Inkl. Motorschutzsoftware
Kontrolle des internen
Kraftstoffdrucks
Kraftstofffilter mit
größerer Filterfeinheit
Einspritzsystem auf den
Betrieb mit Rapsölkraftstoff angepasst
Interner Entlüftungs- und
Probenentnahmehahn
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Ökologie des Dachs RS
Der Dachs RS spart mehr CO2 pro Jahr ein als zuvor
mit konventioneller Strom- und Wärmeerzeugung
erzeugt wurde.
Strombezug
4 Tonnen
Heizölkessel
10 Tonnen
CO2-Gutschrift
Wärme Dachs RS
- 10 Tonnen
CO2-Gutschrift
Stromeinspeisung Dachs RS
- 8 Tonnen
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Energiekosteneinsparung
Der Dachs RS reduziert die Heizkosten
ca. 10% pro Jahr.
um
Betriebskosten Dachs RS
5.200 €
Betriebskosten
Heizöl-Heizung
3000 €
Stromeinspeisung Dachs RS
- 2.500 € (z.Z. 19 Cent/kWh)
Einsparung
300 €
Heizöl:
Rapsöl:
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70 Cent/Liter
90 Cent/Liter
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Beispiel: Sanierung mit Dachs RS
Baujahr
1972
Beheizte Wohnfläche
250 m²
Anzahl der Personen
2 WE x 3 Personen pro
WE
Heizkessel
Heizölkessel 20 kW
Bj. 1980
Durchschnittlicher
Heizölverbrauch pro Jahr
der letzten 3 Jahre
4.000 Liter/a
Durchschnittlicher
Stromverbrauch pro Jahr
der letzten 3 Jahre
7.000 kWh/a
Sanierung mit
SE RS Brennwert
Ca. 32.000 €
Dachs
Laufzeit Dachs RS
2.600 Bh/a
Rapsölverbrauch
4800 Liter/a
Typisches Dachs-Objekt,
ca. 60 % Anteil im Ein/Zweifamilienhausbereich
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Dachs SE – Die kompakte Energiezentrale
SE30 Warmwassermodul
Modular erweiterbar
• Basissystem aus Dachs Heiz-Kraft-Anlage,
Wärmespeicher und Warmwassermodul deckt
den normalen Energiebedarf eines
Einfamilienhauses
• Bei erhöhtem Bedarf modularer Ausbau und
Anpassung an Wärmebedarf möglich
SEplus Zusatzheizung
MSR2: Komfortable Bedienung
• Intelligente und einfache Steuerung des Dachs SE
• Für die komplette Regelung der Heizzentrale inklusive
aller Komponenten ausgelegt
• Einfache Konfiguration über 4-stelligen Hydraulikcode
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Rußfilter
P, Ca und Mg aus
dem Rapsöl findet
sich fast
vollständig im
Rußfilter.
Auch Geruchsstoffe werden im
Rußfilter zurück gehalten.
Auf den Rußfilter kann nicht verzichtet werden!!
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Problemfelder bei Rapsölbetrieb
Felderfahrungen seit Serienstart Dachs RS 07/2007:
•
•
•
•
Kraftstoffqualitäten entscheidend (Proben im Feld ziehen)
Rußfilter
Einspritzdüse
Verlauf der Abgastemperatur
Laboruntersuchungen
•
•
•
•
•
Kraftstoffqualitäten und Versuchszyklen
Auslassventil
Kolben
Einspritzdüse
Verlauf der Abgastemperatur
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Massenzunahme des Partikelfilters
Die Standzeit des Rußfilters ist
abhängig vom P, Ca und Mg-Gehalt
des Rapsöls. Max. 100 g Beladung
möglich.
Phosphorgehalt ca. 1,5 * V DIN 51605
V DIN 51605
V DIN 51605
V DIN 51605
V DIN 51605
V DIN 51605
Quelle: M.Klaissle, HTWG Konstanz
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Einspritzdüse
Auswirkungen verschiedener Kraftstoffqualitäten.
Rapsöl-Vollraffinat nach
V DIN 51605 mit reduziertem
Phosphor-, Magnesium- und
Kalziumgehalt
Kalt gepresstes Rapsöl mit Phosphor-,
Magnesium- und Kalziumgehalt
außerhalb der V DIN 51605
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Fazit: mit Kraftstoff besser als DIN V 51605
fühlt der Dachs RS sich wohl!
Eigenschaften/ Inhaltsstoffe
Einheiten
Grenzwerte
nach V DIN 51605
Min.
SenerTec Vorgaben/Bemerkungen
Max.
Visuelle Begutachtung
Frei von sichtbaren Verunreinigungen und
Sedimentationen sowie freiem Wasser.
Dichte bei 15°C
Kg/m³
900
Flammpunkt nach P.-M.
°C
220
vgl. Heizöl EL: 68
Heizwert
kJ/kg
36.000
vgl. Heizöl EL: 42.6
Kinematische Viskosität (40°C)
mm²/s
Zündwilligkeit (Cetanzahl)
930
vgl. Heizöl EL: 860
36
39
Koksrückstand
%/(m/m)
0,40
Jodzahl
g/100 g
Schwefelgehalt
mg/kg
10
Gesamtverschmutzung
mg/kg
24
Säurezahl
mg KOH/g
2,0
Oxidationsstabilität
H
Phosphorgehalt
mg/kg
12
<7
< positiv für Rußfilterstandzeit
Summengehalt an Calcium und Magnesium
mg/kg
20
< 12
< positiv für Rußfilterstandzeit
Aschegehalt (Oxidasche)
% (m/m)
0,01
Je kleiner, umso positiver für
Rußfilterstandzeit
Wassergehalt
% (m/m)
0,075
95
125
6,0
Je größer, desto besser die Lagerfähigkeit
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Untersuchung des Rapsölmarktes
Studie durch das TFZ Straubing:
• Auswertung des vorhandenen
Datenbestand der TFZ.
• Die bisherigen Analyseergebnisse
von 50 Ölmühlen wurden
ausgewertet.
• Ca. 20 Ölmühlen erfüllten die
DIN V 51605
• Ca. 10 Ölmühlen erfüllten die
SenerTec Rapsöl-Spezifikation
Quelle: TFZ Straubing
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Erhebung bei Rapsöllieferanten
230 Rapsöllieferanten wurden angefragt:
Ergebnis: Ca. 50 Lieferanten können die von SenerTec geforderte
Qualität liefern und nachweisen.
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SenerTec-Center
Berlin-Brandenburg GmbH
Volmerstrasse 9
12489 Berlin
Tel: 030 6392 24-30, Fax –31
www.senertec-center.com
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