Noch ein anderes Szenario:
In der Heizperiode:
3200 PJ Wärmebedarf strom_normal = 0.4*1888 PJ = 755 PJ Strombedarf
Flächendeckend, also auch für kleine Einfamilienhäuser einsetzbare Wärmepumpen gibt es, wenn ich das richtig sehe
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mit COP-Werten (auch, wenn man zus. Umwälzpumpen mit einbezieht) um 4, also 4 mal grössere Wärmeabgabe als Stromeinsatz. Wobei die erzeugte Temperaturdifferenz wohl eher nur knapp zum heizen reicht.
Wir könnten also prinzipiell versuchen, möglichst viel Wärme zu pumpen. Nehmen wir wieder an, wir verwenden dazu Strom aus BHKW, vernachlässigen also wieder Windkraft u.ä. (es soll nur darum gehen, BHKW mit Zentral-Kraftwerken zu vergleichen).
Für die BHKW-Variante gilt im Idealfall:
strom_ges = strom_normal +strom_pump waerme_ges = COP*strom_pump + abwaerme abwaerme = strom_ges/effizienz_strom -strom_ges
wobei mit abwaerme die bei der Stromproduktion abfallende Wärme gemeint ist.
Diese Gleichungen ineinander eingesetzt sollte folgendes ergeben:
strom_pump = (strom_normal/effizienz_strom -strom_normal -waerme_ges) / (1 -COP -1/effizienz_strom)
Mit den oben schon genannten Zahlenwerten (COP=4, strom_normal= 755PJ, waerme_ges= 3200PJ):
strom_pump = (3955-755/effizienz_strom) / (3 + 1/effizienz_strom)
Als Tabelle:
eff pump wp, ges vgl
0.1 -276 => 10750
0.2 23 => 3%, 3890 6975
0.3 227 => 28%, 3273 5716
0.4 375 => 47%, 2825 5087
0.5 489 => 60%, 2488 4710
0.6 577 => 72%, 2220 4458
0.7 650 => 81%, 2007 4278
0.8 708 => 89%, 1828 4143
0.9 758 => 95%, 1681 4038
1.0 800 =>100%, 1555 3955
eff : Stromerzeugungseffizenz (Abwärme wird dennoch genutzt) pump : der sich aus der Rechnung ergebende Pumpstrom wp : Anteil der gepumpten Wärme an Gesamtwärme ges : Gesamter Brennstoffeinsatz zur Erzeugung von Strom, Pumpstrom, Wärme vgl : Zum Vergleich normale Heizkessel ohne Strom, keine Wärmepumpen, Abwärme 1-eff aus Stromerzeugung verpufft vollständig
Beispielablesung (eff 0.3)
755 PJ + 227 PJ = 982 PJ Stromumsatz (755 Grundumsatz + 227 Pumpstrom)
982 PJ Strom / 0.3 => 3273 PJ Brennstoff in Stromproduktion
3273 PJ
* 0.7 = 2291 PJ Abwärme
2291 PJ + COP4*227 PJ = 3200 PJ Wärme
Zum weiteren Vergleich könnte man Zentralkraftwerke mit Wirkungsgrad 55% komplett ohne weitere Wärmenutzung, jedoch flächendeckend mit Wärmepumpennutzung heranziehen:
Strombedarf: 755 PJ + 800 PJ (ergeben 3200) = 1555 PJ Strom
1555 PJ / 0.55 = 2827 PJ
Es spräche also im Vgl. mit BHKW in diesem Szenario selbst im Winter nichts gegen höchsteffiziente, zentrale Verpuffungskraftwerke.
In beiden Fällen werden etwa 2800 PJ Gas verbrannt. Das ist natürlich eine deutliche Einsparung gegenüber verzicht auf Wärmepumpen mit 3200PJ eines beliebigen anderen Brennstoffs für die Wärme allein, bzw. 3955 bis 4500 PJ mitsamt Strom.
Gruss
Jan Bruns