BHKW: Wärme und Strom im Krankenhaus

Krankenhäuser sind besonders geeignet für den Einsatz von Blockheizkraftwerken, da sie einen ganzjährig relativ gleich bleibenden und vor allem gleichzeitigen Bedarf an Strom und Wärme haben. Moderne Kraft-Wärme-Kopplung Anlagen (KWK-Anlagen) sind effizient und erzeugen nicht nur Wärme, sondern auch Strom. Dadurch lassen sich Energiekosten einsparen und CO2-Emissionen reduzieren. Wichtig für den wirtschaftlichen Betrieb eines BHKW mit Gas ist eine sorgfältige Planung und Dimensionierung der Anlage. Dies gelingt zum Beispiel in einem Contracting-Projekt mit einem Energieversorger.

Der Kostendruck im Gesundheitswesen betrifft auch die Krankenhäuser: Sie müssen sich zunehmend als wirtschaftlich arbeitende Unternehmen positionieren. Bei der Suche nach Einsparpotenzialen sind in vielen Krankenhäusern und Kliniken auch die Energiekosten in den Blickpunkt gerückt. In Deutschland gibt ein Krankenhaus pro Jahr durchschnittlich 500.000 Euro für Energie aus, das entspricht zwischen 2 und 3 Prozent der Gesamtkosten. Daran wird erkennbar, dass sich der Betrieb eines Krankenhauses sehr viel deutlicher auf die Kosten auswirkt als der Bau.

Krankenhäuser haben einen hohen und im Vergleich zu anderen Unternehmen spezifischen Energiebedarf, denn sie benötigen Strom und Wärme häufig zeitgleich und in großen Mengen. Das sind ideale Einsatzbedingungen für die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Zahlreiche Krankenhäuser haben in den letzten Jahren effiziente erdgasbetriebene Blockheizkraftwerke (BHKW) installieren lassen. Mit dieser Technologie können Krankenhäuser nicht nur ihre Wärmeversorgung sicherstellen, sondern auch den benötigten Strom selber erzeugen.

 

Gasbasierte BHKW

In unserer Gerätedatenbank finden Sie Hersteller von KWK-Anlagen wie Blockheizkraftwerken.

 

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Budget- und Ressourcenschonung durch Gas-BHKW

Im Vergleich zur getrennten Erzeugung von Strom (in Großkraftwerken) und Wärme verbraucht ein BHKW ca. 36 Prozent weniger Primärenergie. Der Wirkungsgrad liegt bei 87 Prozent und höher. Durch die effiziente Energienutzung schonen BHKW nicht nur Budget und Ressourcen, sondern über die Reduzierung der Emissionen auch das Klima. Erdgas hat unter allen fossilen Brennstoffen die niedrigsten CO2-Emissionen und erzeugt so gut wie keinen Feinstaub bei der Verbrennung. Krankenhäuser benötigen aber nicht nur Wärme, sondern auch Kälte, zum Beispiel für die Klimatisierung von OP-Räumen. Zahlreiche Kliniken nutzen hierfür noch elektrische  Kompressionskälteanlagen, die sich zum Beispiel mit einem BHKW kombinieren lassen und den erzeugten Strom nutzen. Auch die moderneren Absorptions- und Adsorptionskälteanlagen sind mit einem gasbetriebenen BHKW kombinierbar: Sie nutzen die erzeugte Wärme des BHKW. Nähere Informationen dazu finden Sie in der Rubrik Kühlen und Klimatisieren. Eine genaue Bestandsaufnahme und eine bedarfsgerechte Planung und Auslegung der Anlage sind bei der Modernisierung der Wärmeversorgung inklusive Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung sehr wichtige erste Schritte. Energiekosten lassen sich unter anderem über die passende Dimensionierung der Anlagen reduzieren: Die Energieversorgung ist in vielen Krankenhäusern über die Jahre "mitgewachsen" und folglich überdimensioniert, da zum Beispiel zwischenzeitlich Abteilungen wie Wäscherei oder Küche outgesourct worden sind.

 

Best Practice Gas-Anwendungen: Gasbetriebenes BHKW und Ammoniak-Wärmepumpe

Um die Energiekosten zu reduzieren, nutzt das Kreiskrankenhaus Freiberg die Quellwärme von Grubenwasser zum Betrieb einer Ammoniak-Wärmepumpe. Durch die effiziente Kombination mit einem gasbetriebenen BHKW deckt das Krankenhaus so rund 80 % seines Wärmebedarfs selbst ab. Das Kreiskrankenhaus Freiberg wurde über einem alten Silberbergwerk erbaut. Das in 200 m Tiefe darunter fließende Grubenwasser weist ganzjährig konstant eine Temperatur von 14 °C auf. Um diese Quellwärme zu nutzen, wurde eine zweistufige Ammoniak-Wärmepumpe eingebaut, die zur weiteren Effizienzsteigerung mit einem gasbetriebenen Blockheizkraftwerk kombiniert wurde.

 

Intelligente Kombination

Die Ammoniak-Wärmepumpe erzeugt eine primäre Heizleistung von 860 kW. Ein Verdichter mit 215 kW Leistung hebt die dem Grubenwasser entnommene Wärme auf maximal 70 °C an. Das in das System eingebundene Erdgas-BHKW steigert den Gesamtwirkungsgrad der innovativen Anlage, denn sowohl die elektrische als auch die Wärmeenergie fließen in den Prozess ein: Der selbst erzeugte Strom wird zum Betrieb des Kompressors verwendet, die entstehende Abwärme wird dem Heizkreislauf zugeführt. So steigen die anfänglichen 70 °C auf 76 °C. Die Gesamtheizleistung erreicht durch die intelligente Kombination von gasbetriebenem BHKW und Ammoniak-Wärmepumpe rund 1.160 kW.

 

Geringere Betriebskosten, weniger CO2-Ausstoß

Für das Kreiskrankenhaus entsteht durch die Kombination Wärmepumpe und BHKW eine spürbare Entlastung bei den Betriebskosten. Insgesamt wird mit einer Einsparung von ca. € 350.000 gerechnet – das ist fast ein Drittel der durchschnittlichen Jahresenergiekosten. Die nachhaltige und kosteneffiziente Energieerzeugung ist für das Kreiskrankenhaus Freiberg ein wichtiger Schritt, um seine Wettbewerbsfähigkeit langfristig zu sichern. Zudem wird der CO2-Ausstoß deutlich reduziert – pro Jahr werden voraussichtlich 3.383 Tonnen CO2 eingespart.

© Ungekürzt veröffentlich in "Moderne Gebäudetechnik" Heft 6/2017, Seiten 38 und 39; www.tga-praxis.de

 

Planungssicherheit bei den BHKW-Kosten

Zahlreiche Krankenhäuser arbeiten in Contracting-Projekten eng mit Energieversorgern zusammen. Contracting bedeutet eine langfristig zuverlässige Versorgung bei sinkenden Energiekosten und führt oft zu einer personellen und damit finanziellen Entlastung. Außerdem ermöglicht Contracting die Umsetzung ganzheitlicher Energiekonzepte in einem Krankenhaus.

Beim Contracting übernimmt in der Regel ein Contractor das Betriebsrisiko der Energieanlage. Wenn ein Krankenhaus die Wärme-, Dampf- oder Stromerzeugung auf eine Kraft-Wärme-Kopplungsanlage umstellen möchte, erledigt der Contractor je nach Vertragsgestaltung die Finanzierung und trägt also für ein BHKW die Kosten. Sorgfältig geplante und bedarfsgerechte Contracting-Lösungen bringen Planungssicherheit, Entlastung auf der wirtschaftlichen Seiten genauso wie in der täglichen Arbeitspraxis.

Auch wenn eine Detailplanung unerlässlich für den wirtschaftlich erfolgreichen Betrieb eines BHKW ist, können Sie sich dennoch über die Kosten einen ersten Überblick verschaffen. Die ASUE bietet ein Tool zur Berechnung des Wirtschaftlichkeit eines BHKW in Krankenhäusern an.

 

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