125 Jahre IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 24/1997, Seite 38 ff.

REPORT

Zeitgleich Wärme und Strom erzeugen

Die Gründung der SenerTec Kraft-Wärme-Energiesysteme GmbH, Schweinfurt, im Jahr 1996, erfolgte mit dem Ziel, die Sachs-Heiz-Kraft-Anlagen (HKA) professionell zu produzieren und zu vertreiben. Zehn Jahre Test- und Entwicklungsarbeit lagen vor diesem Schritt. Die Chancen sind sicherlich gut, denn noch sind die Wettbewerbsaktivitäten für kleinformatige Heiz-Kraft-Anlagen gering und bisher nur auf einzelne Regionen ausgerichtet.

Mit der Heiz-Kraft-Anlage bietet die SenerTec ein umweltverträgliches und wirtschaftliches Energie-System, das zugleich Wärme und Strom erzeugt. Der wesentliche Vorteil dieser Anlage im Vergleich zu anderen Systemen liegt darin, daß über 90% der eingesetzten Energie genutzt werden können. Bei konventionellen Kraftwerken sind dies nur ca. 35%. Das Heizkraftwerk arbeitet mit Erdgas, Flüssiggas oder Heizöl (ab 1998 erhältlich) als Primär-Energie.

Die Sachs Heiz-Kraft-Anlage produziert gleichzeitig Wärme und Strom.

Die Wärme, die bei der Stromerzeugung anfällt, wird dem Heiz- und/oder Brauchwasser-System zugeführt und deckt den Wärmegrundbedarf ab. Das vorhandene Heizungssystem übernimmt somit nur noch den Maximalbedarf. Der Strom, der nicht im eigenen Gebäude genutzt wird, kann ins öffentliche Versorgungsnetz eingespeist werden und wird vom örtlichen Stromversorgungsunternehmen vergütet.

Der Einsatz der HKA empfiehlt sich insbesondere dort, wo der Wärmegrundbedarf ganzjährig mindestens zehn Kilowatt beträgt und der Eigenbedarf an Strom höher als vier Kilowatt ist: zum Beispiel bei Mietshäusern oder Wohnanlagen ab sechs Wohneinheiten, nahwärmeversorgten Siedlungen, Handwerks- und mittelständischen Betrieben, kommunalen und öffentlichen Gebäuden (Schulen, Hallenbäder, Altenheime, kleinere Kliniken), Hotels oder Supermärkten.

Zu 90% nutzt die HKA die Brennstoffenergie.

Mehr als zehn Jahre Erfahrung

In den letzten zehn Jahren wurden über 130 Vorserien-Modelle in Deutschland und in angrenzenden Ländern eingebaut und in Feldtests erprobt. Bisher erbrachten alle Anlagen - sie befinden sich noch alle in Betrieb - zusammen eine Gesamtbetriebsleistung von über 3,5 Millionen Stunden, wobei die höchste Laufzeit eines einzelnen Systems bei bisher 72 000 Betriebsstunden liegt.

Herzstück der HKA ist der eigens für diesen Einsatz entwickelte, liegend eingebaute 1-Zylinder-Viertakt-Motor. Er ist wassergekühlt, schadstoffarm, verfügt über einen Oxidationskatalysator und ist sowohl als Gas-, Flüssiggas- oder auch als Heizöl-Version (ab 1998) erhältlich. Direkt damit gekoppelt wird ein ebenfalls wassergekühlter Asynchron Generator angetrieben, der im Gasbetrieb eine elektrische Leistung von 5,5 kW_el und eine thermische Leistung von 12,5 kW_th erreicht. Im Heizölbetrieb liegen die Werte bei 5 kW_el beziehungsweise 11 kW_th. Über einen zusätzlich angebotenen Kondensations-Abgaswärmetauscher kann die thermische Leistung um bis zu drei Kilowatt erhöht werden.

Im Vergleich zur getrennten Erzeugung von Wärme und Strom ist der Primärenergieverbrauch und der Co₂-Ausstoß der HKA deutlich geringer.

Entlastung für die Umwelt

Durch die deutlich höhere Nutzung des Brennstoffes arbeitet die Sachs-HKA umweltschonend. Bei einem Wirkungsgrad von über 90 Prozent wird die eingesetzte Primärenergie nahezu vollständig in Strom und Wärme umgewandelt und der CO₂-Ausstoß erheblich verringert. Die beim Antrieb des Strom-Generators anfallende Wärme an Motor, Generator, Abgas und Motoröl wird über mehrere Wärmetauscher zur Heizwärmeerzeugung und Warmwasserbereitung in das Wärmenetz des Gebäudes eingespeist.

Wie die Sachs-Heiz-Kraft-Anlagen arbeiten, wo sie eingesetzt werden - auch in Verbindung mit konventionellen Anlagen, erfuhr die Redaktion in einem Gespräch im Werk in Schweinfurt.

INTERVIEW

IKZ-HAUSTECHNIK: Herr Müller, was hat das Unternehmen Fichtel & Sachs AG dazu bewogen, die SenerTec Kraft-Wärme-Energiesysteme GmbH zu gründen und welchen Markt peilen Sie mit Ihrem Produkt, der Sachs-HKA, an?

Müller: Mit der Sachs-Kraft-Anlage wurde von der Fa. Fichtel & Sachs AG ein innovatives und technisch ausgereiftes Produkt marktreif entwickelt. Die Vermarktung selbst war aus strukturellen Gründen nicht innerhalb der Fichtel & Sachs AG durchführbar, so daß dafür im März 1996 die SenerTec Kraft-Wärme-Energiesysteme GmbH gegründet wurde. An dieser eigenständigen Gesellschaft ist Fichtel & Sachs weiterhin zu 25% beteiligt, weitere 75% Anteile hält die Bayerische Kapitalbeteiligungsgesellschaft - eine 100% Tochter der Bayerischen Landesbank.

Mit der Sachs-HKA peilen wir einerseits den Markt Heizungstechnik/Haustechnik an. Durch die gleichzeitige Erzeugung elektrischer Energie wird auch der Strommarkt mit einbezogen. Die dezentrale Erzeugung von Wärme und Strom gemeinsam im Objekt, bietet vielfältige Einsatzmöglichkeiten in den Schwerpunktmärkten Wohnungsbau, Kommunale Einrichtungen, Gewerbliche Objekte und in der Landwirtschaft. Je nach vorliegenden Randbedingungen kann der Einsatz in größeren Einfamilienhäusern - insbesondere bei integrierter Schwimmbadbeheizung - sinnvoll sein.

IKZ-HAUSTECHNIK: Zehn Jahre Entwicklungszeit - eine enorm lange Zeit. Warum hat man es nicht früher realisieren können, mit dem Produkt in den Markt zu gehen?

Im Gespräch: Dipl.-Ing. (FH) Armin Müller, SenerTec GmbH, Bereich Marketing, Schweinfurt.

Müller: Hier geben wir Ihnen völlig Recht, daß 10 Jahre Entwicklungszeit extrem lange sind. Dabei muß aber berücksichtigt werden, daß mit diesem neuen Produkt ein völlig neuer Markt erschlossen wird. Erstmals in der Geschichte von Klein BHKW wird hier ein Standardgerät in mehreren tausend Stückzahlen pro Jahr in den Markt gebracht. Um einen Fehlschlag zu vermeiden, ist es dafür absolut erforderlich, technisch ausgereifte und sehr zuverlässige Geräte zu besitzen. Dies schloß die Verwendung von Standardkomponenten (Motoren, Generatoren, Wärmetauscher usw.) aus. Fast sämtliche Teile in der Sachs-HKA sind speziell für diesen Fall konstruiert, entwickelt und gebaut. Sie werden diesen Motor genauso wenig wie den Generator, Wärmetauscher und viele andere Baugruppen irgendwo anders eingesetzt sehen als in der Sachs-HKA.

Dafür war verständlicherweise eine relativ lange Entwicklungszeit incl. einer mehrjährigen Felderprobungsphase notwendig.

IKZ-HAUSTECHNIK: Für welche Einsatzbereiche wurde die HKA konzipiert?

Müller: Aus wirtschaftlichen Gründen werden die Sachs-HKA in der Regel als wärmebedarfsgeführte Grundlastgeräte zusammen mit konventionellen Wärmeerzeugern betrieben. Sie sind technisch und wirtschaftlich besonders sinnvoll in Objekten mit einzusetzen, die über einem maximalen Wärmebedarf von > 50 kW thermisch und einem maximalen Strombedarf von > 30 kW elektrisch liegen. Das sind z.B. Mehrfamilienhäuser (ab etwa 8 Wohneinheiten) Nahwärme versorgte Gebiete, Kommunale Gebäude (Schulen mit Schwimmbädern, Altenheime, Kindertagesstätten), kleine und mittlere Gewerbebetriebe (Metzgereien mit Gaststätten, Hotels, Fitneß-Center, Autohäuser) sowie Objekte in der Landwirtschaft.

IKZ-HAUSTECHNIK: Welche Leistungsbereiche können mit der HKA abgedeckt werden?

Müller: Zur Zeit wird ausschließlich eine Modulgröße - betrieben mit den Brennstoffen Erdgas, Flüssiggas und Heizöl - gefertigt. Diese besitzt in der Standardversion für die Brennstoffe Gas 5,5 kW elektrische und 12,5 kW thermische Leistung. Mit dem Brennstoff Heizöl liegt die elektrische Leistung bei 5,3 kW und die Wärmeleistung bei 10,4 kW. Die Aggregate sind allerdings modular aufbaubar. In der serienmäßigen zugehörigen Regel- u. Überwachungseinheit MSR 1 befinden sich alle Vorkehrungen zur Übernahme der Leitreglerfunktion. Nach unseren Abschätzungen sowie Erkenntnissen bei ausgeführten Anlagen sind bis ca. 6 HKA-Module gekoppelt, technisch und wirtschaftlich sinnvoll. Damit wäre eine Leistung bis 33 kW elektrisch und 79 kW thermisch abdeckbar.

IKZ-HAUSTECHNIK: Inwieweit bestimmt die Wirtschaftlichkeit den Einsatz der HKAs in bestehende Heizungsanlagen?

Müller: Die Sachs-Heiz-Kraft-Anlage ist ein umweltmäßig vorbildliches Produkt. Gegenüber der getrennten Erzeugung von Wärme in Heizkesseln und Strom im bundesdeutschen Kraftwerkspark wird bei Einsatz einer Sachs-Heiz-Kraft-Anlage eine Primärenergieeinsparung von ca. 31% und eine CO₂ Einsparung von ca. 47% erreicht. Natürlich ist eine gute Wirtschaftlichkeit ein ebenso wesentlicher Punkt für die Wahl dieses Aggregates. Diese läßt sich - und das ist eine große Ausnahme gegenüber anderen ökologisch sinnvollen Produkten - bei sinnvollem Einsatz in aller Regel darstellen. In vielen ausgeführten und teilweise schon langjährig in Betrieb befindlichen HKA-Objekten ergibt sich eine Amortisationszeit von 3 bis 6 Jahren.

IKZ-HAUSTECHNIK: Wer sind Ihre Partner im Markt?

Müller: Prinzipiell kann jede Fachfirma aus den Bereichen Heizungs-/Elektrobau die Sachs-Heiz-Kraft-Anlage von SenerTec beziehen. Da allerdings für die korrekte Installation, Inbetriebnahme sowie Service- und Wartungsarbeiten eine entsprechende Schulung und Erfahrung vorausgesetzt werden muß, haben wir uns entschlossen, mit interessierten Fachfirmen aus diesen Bereichen ein SenerTec Partnernetz aufzubauen. Die Partner haben die Aufgabe, beginnend bei der Akquisition und endend bei Service und Wartungsarbeiten, die lokale Marktbearbeitung für die Sachs-Heiz-Kraft-Anlage vorzunehmen. Dazu werden die Partnerfirmen von SenerTec in vielfältiger Weise unterstützt. Dies beginnt bei internen Schulungen im Hause, geht über verkaufsfördernde Unterstützungsmaßnahmen bis hin zu Kalkulationsdaten die zur Erstellung eines Wartungs- und Servicevertrages an Kunden der Partnerfirma notwendig sind. Die Rechte und Pflichten aller Parteien werden in einem Vertrag geregelt. Ebenfalls Bestandteil dieses Vertrages sind die entsprechenden Bezugskonditionen für die Partnerfirmen. Partnerfirmen können auch Energieversorgungsunternehmen sein.

Bis heute sind etwa 200 Partnerfirmen vertraglich mit SenerTec verbunden und weitere 150 Partnerfirmen stehen in engsten Verhandlungen. Mittelfristig gehen wir von etwa 500 Partnerfirmen in Deutschland aus. Die Marktbearbeitung im Ausland ist anders geregelt.

IKZ-HAUSTECHNIK: Wie sieht denn zur Zeit der Absatz der Sachs-HKA aus?

Müller: Verkaufsstart für die Sachs-Heiz-Kraft-Anlage, betrieben mit Erdgas, war der Januar 1997. Seit April 1997 gibt es die flüssiggasbetriebene Heiz-Kraft-Anlage am Markt. Die heizölbetriebene Variante steht ab November 1997 zur Verfügung. Zum Stand 1. 8. 1997 befanden sich ca. 300 Sachs-Heiz-Kraft-Anlagen im Markt und davon etwa 100 HKA aus dem Nullserienprogramm. Seit Januar 1997 gingen etwa 350 Bestellungen mit zur Zeit stark steigender Tendenz im Hause SenerTec ein.

IKZ-HAUSTECHNIK: Können Sie mal ein Beispiel nennen, z.B. für ein Sechsfamilienhaus, wie sich eine HKA-Anlage, integriert in eine konventionelle Heizungsanlage, wirtschaftlich rechnet?

Ich denke, daß wir mit der Sachs-Heiz-Kraft-Anlage erstmals ein Produkt auf den Markt gebracht haben, das 10000fach massive umweltmäßige Vorteile verbinden kann mit einer guten Wirtschaftlichkeit.

Müller: Die Darstellung der Wirtschaftlichkeit am Beispiel eines Sechs-Familienhauses ist unter den heutigen rechtlichen Bedingungen (Weiterverkauf von Strom an Dritte nur mit Genehmigung nach � 5 Energiewirtschaftsgesetz) nicht ideal. Der Betrieb einer HKA in einem Mehrfamilienhaus läßt sich zur Zeit sinnvoll nur darstellen, wenn der Betreiber ein Stadtwerk ist. Daher schlage ich vor, diese Frage umzumünzen auf z.B. Hotel. Die Frage wird nun mit dem Beispiel Hotel beantwortet.

In einem konkret ausgeführtem Fall - es handelt sich hier um ein Hotel - ergab sich über einen Beobachtungszeitraum von ca. 3 Jahren eine mittlere Laufzeit der Anlage pro Jahr von 6500 Stunden. Es wurden 95% der erzeugten elektrischen Arbeit im Objekt selbst verbraucht und 5% ins öffentliche Netz eingespeist. Damit ergab sich eine mittlere Vergütung der erzeugten elektrischen Arbeit von 18,1 Pf/kW. Hochgerechnet auf die Laufzeit pro Jahr entstand ein Gewinn aus der erzeugten elektrischen Energie von 6353 DM.

Demgegenüber standen jährliche Brennstoff-Mehrkosten von 1130 DM sowie Kosten für Wartung und Service von 1102 DM. Insgesamt blieb also ein Überschuß von 4121 DM/Jahr. Bei dieser Berechnung wurde berücksichtigt, daß die von der Heiz-Kraftanlage erzeugte Wärme nicht mehr im Heizkessel mit dem ihm spezifisch gegebenen Jahresnutzungsgrades erzeugt werden mußte.

Bei einer Investitionssumme von 22 000 DM ergab sich eine Amortisationszeit von 5,3 Jahren. Bei einer Gesamtlebensdauer der Heiz-KraftAnlage von 80 000 Betriebsstunden oder in diesem Fall 12,3 Jahren, hat sich die Anlage nach ca. 40% der Lebensdauer bezahlt gemacht. Anschließend verdient sie nur noch Geld.

An dieser Stelle möchte ich noch einmal betonen, daß dies ein durchnittlicher Einsatzfall ist und keineswegs ein besonders günstiger.

IKZ-HAUSTECHNIK: Wie wartungsintensiv sind die Anlagen? Wer führt die Wartungen aus, wenn sie erforderlich sind?

Müller: Die gasbetriebenen Heiz-Kraft-Anlagen müssen alle 3500 Betriebsstunden und die heizölbetriebenen alle 3000 Betriebsstunden eine Wartung erfahren. Das bedeutet etwa 1 bis 2 mal jährlich. Diese besteht im wesentlichen aus Ölwechsel, Luft- und Ölfilterwechsel, Ventilspielprüfung bzw. Einstellung, Zündkerzenwechsel (jedes zweite Wartungsintervall) sowie einer Sichtprüfung und einer Datenauslesung aus dem Eprom zur Früherkennung von Unregelmäßigkeiten. Dieser gesamte Wartungsaufwand benötigt eine Zeitdauer von etwa 50 Min. ohne An-, Abfahrt und Rüstzeit.

Bei einer Entfernung von ca. 40 km und einer Anfahrtszeit von 1 Stunde belaufen sich die Gesamtkosten (Material-, Personalkosten, Fahrtkosten) auf ca. 400 DM je Wartungsintervall.

Diese Wartungen führen unsere Partnerfirmen aus, die für diesen Einsatzfall speziell geschult und ausgebildet sind und das notwendige Wartungswerkzeug besitzen.

IKZ-HAUSTECHNIK: Dazu brauchen Ihre Vertragspartner u.a. Kenntnisse über Verbrennungsmotoren und Strom-Generatoren. Haben Sie dafür vorgesorgt bzw. wie unterstützen Sie das Fachhandwerk?

Müller: Die notwendigen Kenntnisse von Verbrennungsmotoren, Stromgeneratoren, belaufen sich auf ein Minimum. Es sind weder Spezialkenntnisse von der Motorentechnik noch von der Elektrotechnik dafür notwendig. Das unabdingbar notwendige Wissen zur korrekten Wartung dieser Anlagen vermittelt SenerTec über sein internes Schulungsprogramm sowie Unterstützungsleistungen der Partner in der Anfangsphase vor Ort. Selbstverständlich gibt es auch die entsprechenden Wartungs- und Serviceanleitungen.

IKZ-HAUSTECHNIK: Wie bewerten Sie die Zukunfts-Aussichten für die Heiz-Kraft-Anlagen?

Müller: Wir geben den Heiz-Kraft-Anlagen eine außerordentlich gute Zukunfts-Chance. Erstmals wird serienmäßig in einer großen Stückzahl (mittelfristig 5000 Anlagen pro Jahr) ein anschlußfertiges, 100%-werksgeprüftes und voreingestelltes Mini-BHKW an den Markt gebracht. Verstärkend dazu wurden über lange Feldtestreihen im Vorfeld die technische Sicherheit sowie die Akzeptanz von seiten der Energieversorgungsunternehmen wie der Baubehörden abgeprüft. Mit diesem Gerät, daß sowohl ökologisch sinnvoll und damit politisch über alle Parteien hinweg gewollt ist und gleichzeitig sich wirtschaftlich darstellen läßt, meinen wir ein hervorragendes Instrumentarium an der Hand zu haben, um einen neuen innovativen Weg im Bereich der Heiztechnik gehen zu können.

*) Das Gespräch führte IKZ-HAUSTECHNIK-Redakteur Helmut Gülde-Hötte

B i l d e r : SenerTec Kraft-Wärme-Energiesysteme GmbH, Schweinfurt

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