Die Rentabilität einer Investition besitzt eine herausragende Bedeutung als wirtschaftliches Entscheidungskriterium für Investoren. Bei der Wahl einer Kälteversorgung bestehen Alternativen zwischen einer Kompressionskälteerzeugung oder der thermisch betriebenen Kälteerzeugung. In vielen Fällen wird dem technisch einfacheren System einer elektrischen Kompressionskälteerzeugung der Vorzug gegeben, da hier meist eine vereinfachte Wirtschaftlichkeitsberechnung für die Investitionsentscheidung durchgeführt wird. Die Berücksichtigung der folgenden wirtschaftlichen Vorteile der thermisch betriebenen Kälte ist dagegen komplexer:
- Wirtschaftliche Bewertung Einbeziehung vorhandener Wärme und Abwärme
- Sondertarife für den Wärmebezug in den Sommermonaten
- Reduzierung der kostenintensiven Lastspitzen des elektrischen Stromverbrauchs durch KWKK im Vergleich zur elektrischen Kompressionskälteerzeugung
- Vergleichmässigung des elektrischen Lastprofils über den Jahresverlauf
- Berücksichtigung der Einsatzmöglichkeit von Kältespeichern bei einem KWKK-System
Ein wichtiger Erfolgsfaktor für den wirtschaftlichen Einsatz von TKM bzw. KWKK liegt in der Verfügbarkeit kostengünstiger Wärme für den Anlagenbetrieb. Sollte keine kostengünstige Wärme für eine Kälteerzeugung in KWKK verfügbar sein, könnte eine Kälteerzeugung über elektrische Kompressionskältemaschinen die wirtschaftlichere Alternative darstellen. Die wirtschaftliche Entscheidung für die Art und Weise der Kälteerzeugung stellt somit i.d.R. eine Einzelfallbetrachtung unter Berücksichtigung der speziellen lokalen Ausgangssituation dar. Die benötigte Wärme für eine KWKK-Kälteerzeugung kann beispielsweise aus unterschiedlichen Quellen stammen:
- BHKW-Abwärme
- Industrielle Abwärme
- Nah- und Fernwärme
Die Entscheidung für eine Kälteerzeugung mit KWK-Wärme in TKM-Anlagen hat den Vorteil, dass in den Sommermonaten eine gleichmäßigere Auslastung der KWK-Wärmeerzeugung erreicht werden kann. Dies ist beispielsweise für KWK-Anlagen, z. B. BHKW-Anlagen und Fernwärmeerzeuger, relevant, die aus Gründen der Versorgungssituation in dieser Zeit elektrischen Strom erzeugen sollen.
Quelle: Henning Hans-Martin, Urbaneck Thorsten, Morgenstern Alexander, Nunez Thomas, Wiemken, Edo, Thümmler, Egbert, Uhlig, Ulf (2015) Kühlen und Klimatisieren mit Wärme. Bine-Fachbuch.
Gleichmäßigere Auslastung einer Wärmeerzeugung im Jahresverlauf durch KWKK-Kälteerzeugung in den Sommermonaten:
Folgende schematische Grafik zeigt, dass der zumeist hohe Kältebedarf in den Sommermonaten durch freie Kapazitäten der Wärmeerzeugung gedeckt werden könnte. Eine ergänzende Einbindung von Wärme aus Solarthermie könnte davon profitieren, dass ein hoher Kältebedarf und die umfangreiche solare Einstrahlung nahezu zeitgleich vorliegen. Somit ergeben sich zahlreiche Varianten für eine Wirtschaftlichkeitsuntersuchung.
Abbildung 2: Schematischer Wärme- und Kältebedarf im Jahresverlauf