svgw fachtagung, 09.09.2010 1 svgw gas- und wasserfachtagung, 9. september 2010, luzern...
TRANSCRIPT
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 1
SVGW Gas- und Wasserfachtagung, 9. September 2010, Luzern
„Wärmekraftkopplung – Die dezentrale Lösung!“
• Situationsanalyse • Chancen am Markt• Technologie und Anwendungen• Vorteile der dezentralen WKK
• Fazit
Referent Daniel Dillier, Vizepräsident V3E
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 2
Fazit: Beitrag der WKK für die Gesellschaft
1. WKK leistet einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienz.
2. WKK leistet einen grossen Beitrag zur dezentralen Versorgungssicherheit und kann (auch) Überbrückungslösung sein.
3. WKK leistet einen namhaften Beitrag zur CO2 Reduktion( und zwar nicht erst im Jahr 2030, sondern jetzt ! ).
4. WKK und Gas ist bereits heute eine gute Energielösung.
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 3
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
Situationsanalyse
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 4
Ziele V3E
Filippo LeuteneggerNationalratPräsident V3E
• bis 2030 mit Wärme-Kraft-Kopplung (WKK)
8 % an der CH-Wärmeproduktion (heute 1 %) 12 % an der CH-Stromproduktion (heute 2,5 %)
• die dezentrale Energieerzeugung mit WKK
eine akzeptierte Variante im CH-Produktionsmix
• CO2-Emissionen reduzieren
durch Substitution von alten Heizkessel-Anlagen
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 5
Potential WKK in CH: für Wärme und Strom
Heute Wärme 2008 • Installierte Heizleistung mit WKK 270,6 MWth.
• Jährlicher WKK-Zubau (Heute) ca. 4 - 7 MWth. / Jahr
Potential Wärme 2030• Installierte Heizleistung mit WKK 2000 MWth.
• Jährlicher WKK-Zubau (Ziel) 50 – 100 MWth. / Jahr
Heute Strom 2008• Installierte Leistung mit WKK 519,2 MWel.
• Jährlicher WKK-Zubau (Heute) ca. 6 - 9 MWel. / Jahr
Potential Strom 2030:• Installierte Leistung mit WKK 2000 MWel.
• Jährlicher WKK-Zubau (Ziel) 50 – 100 MWel. / JahrDavon 43 % mit erneuerbaren und 57 % mit fossilen Energieträger!*
*
*
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 6
Wie werden die Ziele realisiert ?• durch klare Rahmenbedingungen und faire Strom-Rückliefertarife • durch Ausbau erneuerbarer Biogasanlagen (kEV)• durch Substitution der alten Oel- und Gaskessel • durch Ausbau der Kombination WKK mit Wärmepumpen • durch Zubau von wärmegeführten und -dimensionierten WKK Anlagen• durch neue Energiekonzepte der Städte, Gemeinden, Kantone• durch Substitution weiterer Wärmerzeuger für Nah- und Fernwärmenetze• etc., etc.
Was macht V3E ?• politische Aufklärungsarbeit im Parlament und Bund ( siehe Motion 09.3740 )• pflegt enge Zusammenarbeit mit BFE und Energie Schweiz• Vorträge und Öffentlichkeitsarbeit• Webseite, Fachhefte, Aus- und Weiterbildung, Qualitätsmanagement• Kommissions- und Projektarbeiten
Umsetzung der V3E Ziele
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 7
Quelle: Referat M. Piot, BFE, anlässlichder WKK-Fachtagung vom 10.11.09
Nationalrat überweist im März 2010die Motion mit 115 JA zu 48 NEIN0 Enthaltungen
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 8
BFE Energieperspektiven 2035
Stromangebotsvarianten in der Schweiz gemäss BFE:
• Grundversorgung mitWasserkraft
• Zentrale Versorgung mit Kernkraftwerke ( Var. A gemäss BFE Perspektiven 2035 )Gaskombikraftwerke ( Var. B gemäss BFE Perspektiven 2035 )Kombination ( Var. C gemäss BFE Perspektiven 2035 )
• Dezentrale Versorgung mit Wärme-Kraft-Kopplung ( Var. D gemäss BFE Perspektiven
2035 )Erneuerbare Energien ( Var. E gemäss BFE Perspektiven 2035 )
• Stromimport ( Var. G gemäss BFE Perspektiven 2035 )Die Zukunft kann nur die Kombination sein = Nutzung aller Potentiale!
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 9
Stromerzeugung und Stromverbrauch / Stromlücke ab ?
Quelle: Folie aus Referat M. Piot, BFE, anlässlichder WKK-Fachtagung vom 10.11.09
heute 2030
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 10
10`000 Feuerungen (> 350 kW) +
Durchschnittsalter 19 Jahre
= Total 13`000 MW th. Heizleistung
70% Oel30% Gas
Stand 2007
WKK Wärme Potential: Substitution fossiler Feuerungen, CO2 Reduktion (Quelle: BFE „Potential erneuerbarer Energien in grösseren fossilen Feuerungen, Jan. 2007, Seite 22)
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 11
Anlagentechnologie CO2
in g pro kWh elektr.
CO2
in g pro kWh therm.
Kohle-Kraftwerk 1000 Nur Strom
UCTE-Strom-Mix 430 Nur Strom
Kombianlage/GuD mit Erdgas 360 360 Wärme und Strom
BHKW mit Oel 350 350 Wärme und Strom
Heizkessel mit Oel 300 Nur Wärme
Heizkessel mit Erdgas 220 Nur Wärme
BHKW mit Erdgas 250 250 Wärme und Strom
BHKW mit Biogas 0 0 Wärme und Strom
Heizkessel mit Holz 0 Nur Wärme
Solarthermie 0 Nur Wärme
Anlagentechnologien und CO2 Emissionen (Quelle: V3E intern)
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 12
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
Chancen am Markt
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 13
0
100
200
300
400
500
600
700
J F M A M J J A S O N D
Basel Bern St. Gallen
Heizgradtage pro Monat (langjähriges Mittel 1991 – 2000)
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 14
Stromimport Stromimport
Stromexport
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 15
0
100
200
300
400
500
600
700
J F M A M J J A S O N D
Basel Bern St. Gallen
Das ist die Chance für wärmegeführte Wärme-Kraft-K
opplung!
J F M A M J J A S O N D
Heizgradtage pro Monat (langjähriges Mittel 1991 – 2000)
Stromimportüberschüsse pro Monat 2006, 2007, 2008
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 16
Chance WKK: hohe Energieeffizienz und CO2 Reduktion
Um die gleiche Menge Wärme und Strom zu erzeugen, ist bei getrennter Erzeugung 66% mehr Energie erforderlich.
Strom ( Import ):CO2 = 430 g/kWh
Wärme:CO2 = 220 g/kWh
Strom + Wärme:CO2 = 250 g/kWh
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 17
Chance WKK: mehr Strom, weniger CO2 (Quelle: BFE; Studie von Nov. 2008 Seite 15, F. Rognon
Für die ganze Schweiz: gleiche Menge Wärme, weniger CO2 und zusätzlich Strom ins Netz!
Aus 1 Million KesselWärme:CO2 = 220 g/kWh
Strom:CO2 = 250 g/kWh
Wärme:CO2 = 250 g/kWh
Kessel
VerlusteNutzwärme74 TWh
FossileBrennstoffe81 TWh
CO2 =
20 mio t
zusätzliche Elektrizität ins Netz 11 TWh
Nutzwärme 74 TWh
Erneuerbare Energien23 TWh
Fossile Brennstoffe 81 TWh
Verluste CO2 =
12 mio t
Wärmepumpen
Holzkessel
Solarthermie
WKK / GuD
Erzeugung der Nutzwärme durch 800`000 Oel- und 200`000 Gaskessel:
Substitution durch erneuerbare Energie in Kombination mit fossiler Stromerzeugung:
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 18
Chance WKK + WP: mit erneuerbarer CO2 freier Umweltenergie
3 Teile Energie aus der Umwelt
Quellen:- Luft- Boden- Wasser *- Abwärme - Kälteanlagen - Kanalisation - Tunnel* kantonale Gesetze
4 Teile Gebäudeheizung
Ziel:- Raumwärme- Luftverteilsysteme- Brauchwarmwasser
1 Teil Antriebsenergie:- Strom aus WKK
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 19
Chance WKK : dezentrale Einspeisung am Ort des Bedarfs
Auf tiefster Netzebene; keine Übertragungs- verluste
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 20
Chance WKK: Ist Teil der Netze der Zukunft
Präsentation von BFE am VSE Symposium im Mai 2009.
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 21
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
Technologie undAnwendungen
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 22
WKK - Prinzipschema
WKK-Aggregat
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 23
Stirling / Verbrennungsmotor1 bis 5 kWel. / Wirkungsgrad el 14 % bis 25 %4 bis 13 kWth / Wirkungsgrad th ? %Feldtest
WKK - Technologien
Brennstoffzelle1 kWel. / Wirkungsgrad el. 20 bis 35 %1 kWth. / Wirkungsgrad th. ? %Feldtest
Microgasturbine100 kWel. / Wirkungsgrad el. 26 bis 31%120 kWth. / Wirkungsgrad th ? %Serienreife erlangt
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 24
Gasmotor300 bis 5‘000 kWel. / Wirkungsgrad el 40 % bis 45 %400 bis 5`000 kWth. / Wirkungsgrad th 50 % bis 45 %Serienreife erlangt, kurzfristig lieferbar
WKK - Technologien
Gasmotor5 bis 300 kWel. / Wirkungsgrad el 28 % bis 40 %8 bis 400 kWth / Wirkungsgrad th 60 % bis 50 %Serienreife erlangt, kurzfristig lieferbar
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 25
Wellness, Reha-Kliniken, Residenzen
Sport- und Freizeitstätten
WKK-Anwendungen
Biogasanlagen
Hotels, Spitäler, AltersheimeVerwaltung, DienstleistungBildung, Infrastruktur, Industrie
Kläranlagen
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 26
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
Vorteile der dezentralen WKK
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 27
Vorteile der dezentralen WKK
+ Hocheffiziente Wärme- und Stromerzeugung am Ort des Bedarfs
+ keine Übertragungsverluste Einspeisung auf tiefster Netzebene
+ WKK hat max. Wirkungsgrade dank hoher Brennstoffausnutzung
+ Einsatz von erneuerbaren Energien (Biogas, Klärgas) oder Erdgas
+ CO2 Reduktion mit WKK als System; WKK + WärmepumpeWKK + Elektro-Autos
( Mobilität )
+ CO2 Reduktion bei Substitution alter fossiler Kesselanlagen
+ WKK kann Wärme und Strom produzieren, ohne Schweizer CO2 Bilanz zu belasten
+ Kann (auch) Überbrückungslösung sein
+ Notstromtauglich
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 28
Vorteile der dezentralen WKK
+ Eigene Versorgungssicherheit z.B. für EW, Stadtwerke, etc.
+ Günstiger wie viele neue erneuerbare Energien
+ Wärmegeführte WKK sind gute Ergänzung zur Wasserkraft
+ Wirtschaftlichkeit > 100 kWel. und 4000 Betriebsstunden/Jahr
+ Wertschöpfung im Betrieb, Arbeitsplätze vor Ort
+ Einfach finanzierbar (Leasing, Kredite oder Contracting)
+ Ausgereifte Serientechnologie, einfache Bedienung und Unterhalt
+ Einsetzbar bei Modernisierung und Erweiterungen von Energieanlagen
+ Kurze Lieferzeit und innerhalb 6 Monaten betriebsbereit
+ Lange Lebensdauer ( Grosse Revision erst nach 60`000 Betriebsstunden d.h. bei 4000 Betriebsstunden pro Jahr nach 15 Jahren )
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 29
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
Fazit
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 30
Fazit: Beitrag der WKK für die Gesellschaft
1. WKK leistet einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienz.
2. WKK leistet einen grossen Beitrag zur dezentralen Versorgungssicherheit und kann (auch) Überbrückungslösung sein.
3. WKK leistet einen namhaften Beitrag zur CO2 Reduktion ( und zwar nicht erst im Jahr 2030, sondern jetzt ! ).
4. WKK und Gas ist bereits heute eine gute Energielösung.
SVGW Fachtagung, 09.09.2010 31
Herzlichen Dank für Ihr Interesse!
V3E Verband Effiziente Energie Erzeugung
www.v3e.ch I [email protected]