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V3E Standardfolien Version 11 Stand Feb. 2011

V3E Standardfolien Version 11 Stand Feb. 2011. Grundlagen Fakten in CH Anwendungen Energiepolitik in CH Potential Wärme in CH Potential Strom in CH Stärken + Chancen Ökologie Energieeffizienz V3E Best Practise. Wärme-Kraft-Kopplung . Grundlagen. WKK Prinzipschema.

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V3E Standardfolien Version 11 Stand Feb. 2011

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Presentation Transcript

  1. V3E Standardfolien Version 11 Stand Feb. 2011 • Grundlagen • Fakten in CH • Anwendungen • Energiepolitik in CH • Potential Wärme in CH • Potential Strom in CH • Stärken + Chancen • Ökologie • Energieeffizienz • V3E • Best Practise

  2. Wärme-Kraft-Kopplung Grundlagen

  3. WKK Prinzipschema WKK-Aggregat

  4. Blockheizkraftwerk mit 3‘000 kW el. + 3`000 kW th. Abgas 180 °C Primär- energie z.B. Gas Abgas- abwärme Luft Strom Abgas 500 °C Wärme- nutzung Tiefe 190 cm Höhe 275 cm Motoren- Abwärme 90 / 70 °C Länge 890 cm

  5. WKK - Technologien Stirling / Verbrennungsmotor 1 bis 5 kWel. / Wirkungsgrad el 14 % bis 25 % 4 bis 13 kWth / Wirkungsgrad th ? % Feldtest Brennstoffzelle 1 kWel. / Wirkungsgrad el. 20 bis 35 % 1 kWth. / Wirkungsgrad th. ? % Feldtest Microgasturbine 100 kWel. / Wirkungsgrad el. 26 bis 31% 120 kWth. / Wirkungsgrad th ? % Serienreife erlangt

  6. WKK - Technologien Gasmotor 5 bis 300 kWel. / Wirkungsgrad el 28 % bis 40 % 8 bis 400 kWth / Wirkungsgrad th 60 % bis 50 % Serienreife erlangt, kurzfristig lieferbar Gasmotor 300 bis 5‘000 kWel. / Wirkungsgrad el 40 % bis 45 % 400 bis 5`000 kWth. / Wirkungsgrad th 50 % bis 45 % Serienreife erlangt, kurzfristig lieferbar

  7. WKK - Technologien Gasturbine 50 bis 150 MWel. Wirkungsgrad el. 30 bis 35 % Serienreife Kombianlage / GuD (Gas- und Dampfturbine) 250 bis 600 MWel. Wirkungsgrad el. 58 % bis 60 % Serienreife

  8. Wärme-Kraft-Kopplung WKK Fakten in CH

  9. Thermische Stromproduktion inkl. WKK, Ausgabe 2008 (Quelle: BFE „Thermische Stromproduktion inkl. WKK“, Seite III)

  10. Übersicht WKK-Anlagen Ende 2008 (Quelle: BFE „Thermische Stromproduktion inkl. WKK“, Seite 3)

  11. Stromproduktion aller WKK-Anlagen 2008 nach Energieträger (Quelle: BFE „Thermische Stromproduktion inkl. WKK“, Seite 23) 26% erneuerbare Energie 74% nicht erneuerbare Energie

  12. Neuinstallierte Klein-WKK-Leistung nach Einsatzgebiet in 2008 (Quelle: BFE „Thermische Stromproduktion inkl. WKK“, Seite 39)

  13. Wärme-Kraft-Kopplung WKK Anwendungen

  14. WKK-Anwendungen Biogasanlagen Kläranlagen Holzgasanlagen

  15. WKK-Anwendungen Nah- und Fernwärmeverbunde Infrastruktur, Industrie Hotels, Spitäler, Altersheime Verwaltung, Dienstleistung, Bildung Shoppingcenters

  16. WKK-Anwendungen Sportstätten Wellness, Reha-Kliniken, Residenzen Freizeitanlagen

  17. WKK-Anwendungen Sport- und Freizeitstätten Wellness, Reha-Kliniken, Residenzen Biogasanlagen Kläranlagen Verwaltung, Dienstleistung Bildung, Infrastruktur, Industrie Hotels, Spitäler, Altersheime

  18. Wärme-Kraft-Kopplung WKK Energiepolitik

  19. Stromerzeugung und Stromverbrauch / Stromlücke ab ? Quelle: Folie aus Referat M. Piot, BFE, anlässlich der WKK-Fachtagung vom 10.11.09 heute 2030

  20. Im Winterhalbjahr 2012 beginnt die Versorgungslücke (Quelle: Axpo Holding AG, Referat Niklaus Zepf, 20.6.07, PSI Villigen) Stromlücke ab 2012 2035 fehlen … TWh Strom Quelle: Energie-Trialog PSI Villigen, 20.6.07 Nicklaus Zepf, Leiter Corporate Development

  21. Strommix der Zukunft könnte wie folgt aussehen (Quelle: Axpo Holding AG, Referat Niklaus Zepf, 20.6.07, PSI Villigen)

  22. BFE Energieperspektiven 2035 Stromangebotsvarianten in der Schweiz gemäss BFE: • Grundversorgung mit Wasserkraft • 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!

  23. V3E Kommentare zu den Stromangebotsvarianten • Grundversorgung mit Wasserkraftausbauen soweit möglich • Zentrale Versorgung mit Kernkraftwerke 2009 Drei Rahmenbewilligungsgesuche sind da 2012 Entscheid Bundesrat zu den drei Gesuchen 2013 Referendumsabstimmung falls Referendum 2025 …2030 Netzbetrieb der neuen Kernkraftwerke Gaskombikraftwerke ( GuD`s ) keine Politische Akzeptanz für GuD`s / Thema CO2 Kompensation • Dezentrale Versorgung mit Wärme-Kraft-Kopplung Dezentrale und hocheffiziente Wärme- und Stromproduktion Potential für Netzentlastung und Spitzenenergieabdeckung Ergänzung im Energieproduktemix Neue erneuerbare Energien (Photovoltaik, Wind) Ist politischer Wille / muss wettbewerbsfähig werden • Stromimport keine reine Importvariante gewünscht Die Zukunft kann nur die Kombination sein !  Nutzung aller Potentiale!

  24. Quelle: Referat M. Piot, BFE, anlässlich der WKK-Fachtagung vom 10.11.09 Nationalrat überweist im März 2010 die Motion mit 115 JA zu 48 NEIN 0 Enthaltungen

  25. WKK hat Potenzial!

  26. Wärme-Kraft-Kopplung WKK WKK Potential Wärme

  27. Energieeinsatz und Endverbrauch der Schweiz 2008 (Quelle: BFE „Graphiken der Gesamtenergiestatistik 2008“, Seite 7) Endverbrauch 2008 = 900 PJ = 250 TWh Endverbrauch 2006 = 871 PJ = 242 TWh

  28. Endenergieverbrauch nach Verwendungszweck in PJ (Quelle: BFE „Analyse des schweizerischen Energieverbrauch 2000 - 2006“, Seite 14) 1 1 2 2 Total für Raumwärme und Warmwasser = 326.98 PJ = 91 TWhth 1 2

  29. WKK Wärme Potential: Substitution fossiler Feuerungen, CO2 Reduktion (Quelle: BFE „Potential erneuerbarer Energien in grösseren fossilen Feuerungen, Jan. 2007, Seite 22) 10`000 Feuerungen (> 350 kW) + Durchschnittsalter 19 Jahre = Total 13`000 MW th. Heizleistung 70% Oel 30% Gas Stand 2007

  30. WKK Wärme Potential: Total Heizkesselanlagen In Stückzahlen: • Gebäudebestand total in 2000: 1`462`167 ( davon sind 56 % EFH = 819`000 ) Stückzahlen: • Energieträger der Heizungen in 2000: Heizöl 814`000 ( 56 % ) Gas 200`000 ( 14 % ) Holz 190`000 ( 13 % ) Strom 166`000 ( 11 % ) Diverses ( 6 % ) 1 Mio. fossile Kessel

  31. WKK Wärme Potential: Raumwärme und Warmwasser A) Aus Energieverbrauchsstatistik : • Energieverbrauch für Raumwärme und Warmwasser in 2006 = 91 TWhth. B) Aus BFE Studie ( Kessel > 350 kW ): • 10`000 Feuerungen (> 350 KW) haben ein Durchschnittalter von 19 Jahren • Dies ergibt eine installierte Heizleistung von 13‘300 MW = 13.3 GW • Gerechnet mit Vollbetriebsstunden von 2700 h pro Jahr ( 13.3 GW x 2700h pro Jahr = 35`910 GWhth. = 36 TWhth. ) • Substitutions-Potential bei Kessel >350 kW = 36 TWhth. (70% Oel / 30% Gas) C) Aus 1 Mio fossilen Oel – und Gaskessel: • 814`000 Oelkessel und 200`000 Gaskessel • Substitutions-Potential bei 1 Mio Kessel = 38 TWhth. (80% Oel / 20 % Gas)

  32. WKK Wärme Potential: Raumwärme und Warmwasser • Ziel V3E WKK-Wärmeleistung bis 2030 2 GWth. ( 2`000 MWth.) • ( gemäss Businessmodell V3E ) • Ziel Vollbetriebsstunden mit WKK > 3‘500 h pro Jahr • ( 2 GWth. x 3500h pro Jahr = 7000 GWhth. ) • Ziel V3E mit WKK erzeugte Wärme 7 TWhth. • Total erzeugte Wärme in CH in 2006 91 TWhth. • Heute: • Anteil im Jahr 2008 ( mit 990 Klein-WKK ) 0.947 TWhth. = 1.0 % • (Quelle: BFE „Thermische Stromproduktion inkl. WKK“, Seite 35) • Potential: • Anteil der Wärme mit WKK im Jahr 2030 7 TWhth. = 8 %

  33. Wärme-Kraft-Kopplung WKK WKK Potential Strom

  34. WKK Anteil International( nach Strom )

  35. Stromproduktion der Schweiz 2008 nach Kraftwerkskategorien (Quelle: BFE „Graphiken der Elektrizitätsstatistik“, Seite 2) 4.9% = 2.5 % mit WKK + 2.4 % rein thermisch Stromproduktion in der Schweiz in 2008 = 66`967 GWh ( 66.967 TWh )

  36. Übersicht WKK-Anlagen Ende 2008 ( nach Strom ) (Quelle: BFE „Thermische Stromproduktion inkl. WKK“, Seite 3)

  37. WKK Strom Potential in der Schweiz Heute: • Total in der Schweiz erzeugter Strom in 2008: 66.967 TWhel. = 100 % • Anteil an WKK an der Stromproduktion in 2008: 1.6 TWhel.= 2.5 % • Installierte elektr. Leistung an WKK in 2008: 519.2 MWel. • Jährlicher WKK-Zuwachs ( 2003 bis 2008 ): ca. 6 - 9 MWel. / Jahr Potential: • Anteil der WKK in 2030 an Stromproduktion: 7 TWhel. =12 % aus erneuerbarer Energie: 3 TWhel. aus fossiler Energie: 4 TWhel. • Installierte elektr. Leistung an WKK in 2030: 2000 MWel. ( Kalkulation: 2000 MWel. x 3500 Betriebstunden/a = 7 TWhel. ) • Jährlicher WKK-Zuwachs bis 2030: ca. 70 MWel. / Jahr

  38. Zusammenfassung des WKK Potentials bis 2030 • Anteil Wärme mit WKK = 7 TWhth. • Anteil Strom mit WKK = 7 TWhel. • -> Potential der WKK ist 8% bei der Wärmeproduktion • -> Potential der WKK ist 12% bei der Stromproduktion • Wie soll das realisiert werden? • durch Ausbau erneuerbarer Biogasanlage • Anhebung des KEV-Deckels • durch klare Rahmenbedingungen und faire Strom-Rückliefertarife • durch Substitution der alten Oel- und Gaskessel an geeigneten Stellen • 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 • durch Information, Schulung, Ausbildung und Weiterbildung • etc.

  39. WKK Potential: WKK Anlagengrösse (Quelle: BFE „Potential erneuerbarer Energien in grösseren fossilen Feuerungen, Jan. 2007, Seite 22) 10`000 Anlagen zw. 350 kW und 5 MW therm. 70% Oel 30% Gas

  40. Wärme-Kraft-Kopplung WKK Ökologie

  41. Ökologie mit WKK: Strom Import / Export 2005 bis 2007 Ist der in der Schweiz an die Endkunden verkaufte Strom wirklich CO2 frei ? • GWh • 2500 • 2000 • 1500 • 1000 • 500 • 0 • 500 • 1000 • 1500 • 2000 Export im Sommer Import im Winter Import im Winter Jan Febr März April Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez

  42. Heizgradtage pro Monat (langjähriges Mittel 1991 – 2000)

  43. Stromimport Stromimport Stromexport

  44. Heizgradtage pro Monat (langjähriges Mittel 1991 – 2000) Das ist die Chance für wärmegeführte Wärme-Kraft-Kopplung! Stromimportüberschüsse pro Monat 2006, 2007, 2008 J F M A M J J A S O N D

  45. Ökologie mit WKK: CO2 • Wärme mit 350 g CO2 /kWhth. • Oel • Strom mit 350 g CO2/kWhel. • Wärme mit 250 g CO2 /kWhth. • Gas • Strom mit 250 g CO2/kWhel.

  46. Anlagentechnologien und CO2 Emissionen (Quelle: V3E intern)

  47. Chance WKK: hohe Energieeffizienz und CO2 Reduktion Strom ( Import ): CO2 = 430 g/kWh Wärme: CO2 = 220 g/kWh Strom + Wärme: CO2 = 250 g/kWh Um die gleiche Menge Wärme und Strom zu erzeugen, ist bei getrennter Erzeugung 66% mehr Energie erforderlich.

  48. Verluste CO2 = 12 mio t Wärmepumpen Holzkessel Solarthermie WKK / GuD Fossile Brennstoffe 81 TWh Kessel Verluste Fossile Brennstoffe 81 TWh CO2 = 20 mio t Nutzwärme 74 TWh Nutzwärme 74 TWh Erneuerbare Energien 23 TWh zusätzliche Elektrizität ins Netz 11 TWh Chance WKK: mehr Strom, weniger CO2 (Quelle: BFE; Studie von Nov. 2008 Seite 15, F. Rognon Erzeugung der Nutzwärme durch 800`000 Oel- und 200`000 Gaskessel: Wärme: CO2 = 220 g/kWh Aus 1 Million Kessel Substitution durch erneuerbare Energie in Kombination mit fossiler Stromerzeugung: Strom: CO2 = 250 g/kWh Wärme: CO2 = 250 g/kWh Für die ganze Schweiz: gleiche Menge Wärme, weniger CO2 und zusätzlich Strom ins Netz!

  49. CO2-Emissionen in der Schweiz (Quelle: BAFU „Emissionen nach CO2-Gesetz und Kyoto-Protokoll, Ausgabe 19.6.2009) * * klimakorrigiert

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