VDI 3985 - Grundsätze für Planung von KWK-Anlagen

Grundsätze für Planung, Ausführung und Abnahme von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit Verbrennungskraftmaschinen


VDI 3985 Grundsätze für Planung

Die im Juni 2018 aktualisierte Richtlinie VDI 3985 „Grundsätze für Planung, Ausführung und Abnahme von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit Verbrennungskraftmaschinen“  soll Erkenntnisse aus erfolgreichen KWK-Planungen festhalten und formalisieren. Denn nur gut ausgelegte und geplante sowie technisch einwandfrei eingebundene KWK-Anlagen können die Vorteile einer KWK-Anlage hinsichtlich Energieeffizienz und Klimaschutz verwirklichen.

Anwendungsstudien der Vergangenheit haben gezeigt, dass viele Konzepte von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit Verbrennungskraftmaschinen teilweise unausgereift in Betrieb gegangen sind. Viele Anlagen wurden falsch konzipiert. Dadurch konnte die gewünschte Funktion nicht sichergestellt und die erwarteten Primärenergieeinsparungen und Emissionsreduzierungen nicht erzielt werden. Derart schlecht geplanten Blockheizkraftwerke (BHKW) erreichen auch nicht die ursprünglich erwartete Wirtschaftlichkeit.

Um diese Ziele zu erreichen, ist ein hohes Qualitätsniveau bei der technischen Realisierung und Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung erforderlich. Den Beweis liefern die zahlreich gut geplanten und funktionierenden BHKW-Anlagen. Die VDI 3985 hält diese Erkenntnisse fest und unterstützt so die fortschreitende Entwicklung der Technik sowie Initiativen neuer Anwender und Zulieferer.

Anwendungsbereich

BHKW im Sinne dieser Richtlinie sind Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) mit Verbrennungsmotoren oder Gasturbinen, die gleichzeitig Strom und nutzbare Wärme erzeugen. Dabei richtet die VDI-Richtlinie 3985 ihren Fokus auf Verbrennungskraftmaschinen ab einer Brennstoffleistung von 70 kW. Wärmepumpen werden nicht eingeschlossen.

Struktur und Inhalte der VDI 3985

Die VDI-Richtlinie über die Grundsätze für Planung, Ausführung und Abnahme von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit Verbrennungskraftmaschinen beinhaltet folgende Themenfelder:

  • Begriffe und Abkürzungen
  • Grundsätze für die Planung von KWK-Anlagen (Kapitel 4)
  • Konzepterstellung für das Blockheizkraftwerk (Kapitel 5)
  • Variantenrechnung (Kapitel 6)
  • Wahl der Konzeptvariante (Kapitel 7)
  • Realisierungsentscheidung / Entscheidung für das BHKW-Konzept (Kapitel 8)
  • Detailplanung (Kapitel 9)
  • Angebote und Auftragsvergabe (Kapitel 10)
  • Aktualisierung der Energiebezugsverträge (Kapitel 11)
  • Ausführung (Kapitel 12)
  • Inbetriebnahme / Abnahme (Kapitel 13)
  • Anhänge (Bilanzierung / wesentliche Betriebaseigenschaften von BHKW)
  • Schriftum / Benennungsindex

Die Planung und Auslegung von Blockheizkraftwerken (BHKW) mit einer Brennstoffleistung bis 70 kW (Mikro-KWK) werden in der Richtlinie VDI 4656 behandelt.

Die neue VDI-Richtlinie zur Planung, AUsführung und Abnahme von KWK-Anlagen ersetzt die VDI 3985 in der Ausgabe März 2014.

Tabelle: Vorgehensweise der VDI-Richtlinie 3985  in der Ausgabe März 2014
Teil A:Grundsätze für die Planung Begriffsbestimmung
Zuständigkeiten
Voruntersuchungen
Planung
Konzepterstellung
Variantenrechnung
Wahl der Konzeptvariante
Realisierungsentscheidung
Detailplanung
Angebote und Auftragsvergabe
Aktualisierung der Energiebezugsverträge
Teil B:Ausführung Vertragsabschluss / Auftrag
Festlegung des terminlichen Ablaufes
Anpassung der Ausführungsplanung
Bauabwicklung
Teil C:Inbetriebnahme / Abnahme Voraussetzung zur Inbetriebnahme
Inbetriebsetzung
Abnahme

Die neue VDI 3985 (Ausgabedatum: Juni 2018) hat weiterhin zum Ziel, Erkenntnisse aus den zahlreich gut geplanten und funktionierenden Anlagen fest zu halten und zu formalisieren. Dies ist in der VDI-Richtlinie 3985 mit der Intention realisiert, grundsätzliche Planungs- und Auslegungsfehler zu verhindern bzw. zu minimieren.
Die VDI 3985 soll ein Leitfaden für die Planung, Ausführung und Abnahme von BHKW-Anlagen mit Verbrennungskraftmaschinen (Motoren und Gasturbinen) darstellen, in der die zu beachtenden Grundsätze definiert sind.  Dabei bleibt die VDI-Richtlinie 3985 immer auf „höherer Flugebene“ und setzt lediglich einen grundsätzlichen Rahmen. Details und Umsetzungen der einzelnen Punkte behandelt die VDI 3985 nur selten detaillierter.

Grundsätze für die Planung gemäß VDI 3985

In diesem Kapitel werden die Grundsätze für die Planung von Blockheizkraftwerken erläutert. Dabei bezieht sich die VDI-Richtlinie zwar auch auf die Leistungsbilder der HOAI 2013 ein, ergänzt und erweitert aber die Vorgaben für die ingenieurmäßigen Leistungen. Im einzelnen gliedert die VDI 3985 die Planung in

  • Voruntersuchung mit Lokalisierung der vorhandenen und potentiellen Verbrauchern, Analyse der bestehenden Energieversorgungsstruktur sowie energierechtliche und energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen
  • Bestandsaufnahme und Energiebedarfsanalyse mit Ermittlung des Energiebezugs und der Energiebedarfsstruktur. Dabei wird u. a. auch beschrieben, wie typische Tagesganglinien für den Wärme- und Strombedarf erstellt und ausgewählt werden. Inhalt dieses Kapitels sind außerdem die Beachtung der Liefer- und Bezugsverträge, die Istsituation der Energiekosten, die Energieverwendung in vorhandenen Anlagen, die Struktur der Energienetze sowie die Erstellung von Energieflussdiagrammen.
  • Mögliche Aspekte einer Energieeinsparung sind bei der Planung zu berücksichtigen.
  • Entsprechend ist eine Korrektur des Energiebedarfs vorzunehmen.
  • Der zukünftige Energiebedarf ist abzuschätzen.
  • Die grundsätzlichen BHKW-Einsatzmöglichkeiten müssen geklärt werden.

Konzepterstellung für das Blockheizkraftwerk gemäß VDI 3985

Die Konzepterstellung umfasst die Modulvorauswahl, die Erstellung von Ganglinien für die Strom- und Wärmeerzeugung des BHKW, die Festlegung der BHKW-Betriebsweise sowie die Energiebilanzen für Strom und Wärme. Außerdem weist die VDI 3985 darauf hin, dass gesetzliche und umweltrelevante Vorschriften zu berücksichtigen sind. Die Erstellung eines Enegiefluss-Diagramms für das BHKW beschließt die Konzepterstellung.

Variantenrechnung gemäß VDI 3985

Unterschiedliche Modulauswahl und BHKW-Angebote führen zu differierenden Ergebnissen technischer und wirtschaftlicher Art. Die Variantenrechnung gliedert sich gemäß VDI-Richtlinie 3985 in die Variation der Module nach größe und ANzahl. Basierend hierauf werden Energiebilanzen für die Varianten erstellt. Als Methoden der Wirtschaftlichkeitsberechnung schlägt die VDI 3985 die Annuitätenmethode, die Kapitalwertmethode und die interne Zinsfußmethode vor. Dabei wird grundsätzlich zwischen Invetsitionskosten, Verbrauchskosten und Betriebskosten unterschieden. Die VDI 3985 empfiehlt, für die unterschiedlichen Varianten je ein Energieflussdiagramm anzufertigen.

Wahl der Konzeptvariante gemäß VDI 3985

Auf Basis der Variantenrechnung werden die geeigneten BHKW-Konzepte ausgewählt, die Energiebilanzen erstellt und die technische Einbindung konkretisiert.

Realisierungsentscheidung und Detailplanung gemäß VDI 3985

Nach der Realisierungsentscheidung seitens des Auftraggebers auf Basis ökonomischer und ökologischer Kriterien erfolgt die Detailplanung. Auch hier verweist die VDI 3985 auf die HOAI 2013.  Insbesondere geht es bei der Detailplanung vorrangig um die AUsführungsplanung, die Genehmigungsplanung sowie die Erstellung der Ausschreibungsunterlagen.

Angebote und Auftragsvergabe sowie Aktualisierung der Energiebezugsverträge

Die VDI 3985 verweist ausdrücklich auf die Verfahren nach VOB, VOL und VgV. In aller Kürze werden außerdem einige Grundsätze zum Angebotsvergleich und der Vergabeverhandlung erläutert. Außerdem wird in der VDI-Richtlinie auf die Notwendigkeit einer Aktualisierung der Energiebezugsverträge hingewiesen.

Ausführung gemäß VDI 3985

Die Ausführung einer BHKW-Anlage reicht vom Vertragsabschluss bzw. dem Auftrag über die Festlegung des terminlichen Ablaufs, die Anpassung der Ausführungsplanung bis zur Bauabwicklung.

Inbetriebnahme und Abnahme von Blockheizkraftwerken gemäß VDI 3985

Die Inbetriebnahme&/Abnahme der BHKW-Anlage gliedert sich in die drei Phasen Überprüfung der Voraussetzungen zur Inbetriebnahme, die Inbetriebsetzung sowie die eigentliche Abnahme. Die VDI-Richtlinie 3985 behandelt diese drei Phasen in aller Kürze.

Fazit zur VDI-Richtlinie 3985

Die Intention und der Detaillierungsgrad der Richtlinie „Grundsätze für Planung, Ausführung und ABnahme von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit Verbrennungskraftmaschinen“ werden durch das erste Wort des Richtlinien-Titel bereits hinreichend beschrieben. Es geht bei der VDI 3985 um „Grundsätze“. Detailfragen, die in der Praxis über eine gute oder schlechte Planung entscheiden, befinden sich nicht im Fokus dieser VDI-Richtlinie.

Wer also hofft, mit der VDI 3985 ein „Handbuch zur BHKW-Planung“ zu bekommen, wird enttäuscht.
Jedoch setzt diese VDI-Richtlinie klar strukturierte Leitplanken für eine erfolgreiche Projektierung von BHKW-Anlagen. Diese müssen aber mit Praxiserfahrungen und anderen Vorgaben und Quellen ergänzt werden.

Druckmanager BHKW-Infozentrum

Seitenzahl

52

Art

VDI-Norm

Preis

116,90

Richtlinien-Nummer

3985

Ausgabedatum

Juni 2018

Diese Richtlinie / Norm können Sie beim Beuth Verlag bestellen..

Dieser Beitrag wurde erstellt am 28. Mai 2018