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2011 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
2011 2
Wärme-Kraft-Kopplung
Grundlagen
2011 3
WKK Prinzipschema
WKK-Aggregat
2011 4
Länge 890 cm
Hö
he
275
cm
Tie
fe 1
90 c
m
Blockheizkraftwerk mit 3‘000 kW el. + 3`000 kW th.
Motoren-Abwärme90 / 70 °C
Abgas-abwärme
Abgas500 °C
Abgas180 °CPrimär-
energiez.B. Gas
LuftStrom
Wär
me-
nu
tzu
ng
2011 5
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
2011 6
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
2011 7
Gasturbine50 bis 150 MWel. Wirkungsgrad el. 30 bis 35 %Serienreife
Kombianlage / GuD (Gas- und Dampfturbine)250 bis 600 MWel. Wirkungsgrad el. 58 % bis 60 %Serienreife
WKK - Technologien
2011 8
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
Fakten in CH
2011 9
Thermische Stromproduktion inkl. WKK, Ausgabe 2008(Quelle: BFE „Thermische Stromproduktion inkl. WKK“, Seite III)
2011 10
Übersicht WKK-Anlagen Ende 2008(Quelle: BFE „Thermische Stromproduktion inkl. WKK“, Seite 3)
Anlagenkategorie Anzahl Anlagen
Ende 2008
Installierte elektr. Leistung in MW
Ende 2008
Stromproduktion
in GWh
in 2008
Kehrichtverbrennungsanlagen
KVA mit WKK
5 56.9 (ø 11.4 MW/Anlage) 220.5
Industrie 20 216.7 (ø 10.8 MW/Anlage) 631.1
Fernheizkraftwerke + div. 11 94.8 (ø 8.6 MW/Anlage) 205.1
Klein WKK BHKW + Gasturbinen < 1MWel.
990 150.9 (ø 152 kW/Anlage) 608.2
Total WKK-Anlagen 1026 519.2 MWel. 1664.9 GWh
= 1.665 TWh
WKK = mind. 5% der eingesetzten Energie in Strom und Gesamtnutzungsgrad (Wärme und Strom ) von mind. 60%.
Gross-WKK (> 1 MW) = 71%
Klein-WKK (< 1MW) = 29%
2011 11
Stromproduktion aller WKK-Anlagen 2008 nach Energieträger(Quelle: BFE „Thermische Stromproduktion inkl. WKK“, Seite 23)
26% erneuerbare Energie
74% nicht erneuerbareEnergie
2011 12
Neuinstallierte Klein-WKK-Leistung nach Einsatzgebiet in 2008(Quelle: BFE „Thermische Stromproduktion inkl. WKK“, Seite 39)
2011 13
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
Anwendungen
2011 14
Kläranlagen Biogasanlagen
WKK-Anwendungen
Holzgasanlagen
2011 15
Hotels, Spitäler, Altersheime
Infrastruktur, Industrie
Verwaltung, Dienstleistung, Bildung
WKK-Anwendungen
Shoppingcenters
Nah- und Fernwärmeverbunde
2011 16
Wellness, Reha-Kliniken, Residenzen Sportstätten
WKK-Anwendungen
Freizeitanlagen
2011 17
Wellness, Reha-Kliniken, Residenzen
Sport- und Freizeitstätten
WKK-Anwendungen
Biogasanlagen
Hotels, Spitäler, AltersheimeVerwaltung, DienstleistungBildung, Infrastruktur, Industrie
Kläranlagen
2011 18
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
Energiepolitik
2011 19
Stromerzeugung und Stromverbrauch / Stromlücke ab ?
Quelle: Folie aus Referat M. Piot, BFE, anlässlichder WKK-Fachtagung vom 10.11.09
heute 2030
2011 20
Quelle: Energie-Trialog PSI Villigen, 20.6.07Nicklaus Zepf, Leiter Corporate Development
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
2011 21
Strommix der Zukunft könnte wie folgt aussehen(Quelle: Axpo Holding AG, Referat Niklaus Zepf, 20.6.07, PSI Villigen)
2011 22
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!
2011 23
V3E Kommentare zu den Stromangebotsvarianten • Grundversorgung mit Wasserkraft
ausbauen soweit möglich
• Zentrale Versorgung mit Kernkraftwerke
2009 Drei Rahmenbewilligungsgesuche sind da2012 Entscheid Bundesrat zu den drei Gesuchen2013 Referendumsabstimmung falls Referendum2025 …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 Zukunftkann nur dieKombinationsein ! Nutzungaller Potentiale!
2011 24
2011 25
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
2011 26
WKK hatPotenzial!
2011 27
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
WKK Potential Wärme
2011 28
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
2011 29
Endenergieverbrauch nach Verwendungszweck in PJ (Quelle: BFE „Analyse des schweizerischen Energieverbrauch 2000 - 2006“, Seite 14)
Total für Raumwärme und Warmwasser = 326.98 PJ = 91 TWhth
1
2
1 2
1
2
2011 30
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)
2011 31
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 % )
Gas200`000 ( 14 % )
Holz 190`000 ( 13 % )
Strom 166`000 ( 11 % )
Diverses( 6 % )
1 Mio. fossile Kessel
WKK Wärme Potential: Total Heizkesselanlagen
2011 32
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)
2011 33
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 %
2011 34
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
WKK Potential Strom
2011 35
WKK Anteil International ( nach Strom )
2011 36
Stromproduktion der Schweiz 2008 nach Kraftwerkskategorien(Quelle: BFE „Graphiken der Elektrizitätsstatistik“, Seite 2)
Stromproduktion in der Schweiz in 2008 = 66`967 GWh ( 66.967 TWh )
4.9% = 2.5 % mit WKK + 2.4 % rein thermisch
2011 37
Übersicht WKK-Anlagen Ende 2008 ( nach Strom )(Quelle: BFE „Thermische Stromproduktion inkl. WKK“, Seite 3)
Anlagenkategorie Anzahl Anlagen
Ende 2008
Installierte elektr. Leistung in MW
Ende 2008
Stromproduktion
in GWhel.
in 2008
Kehrichtverbrennungsanlagen
KVA mit WKK
5 56.9 (ø 11.4 MW/Anlage) 220.5
Industrie 20 216.7 (ø 10.8 MW/Anlage) 631.1
Fernheizkraftwerke + div. 11 94.8 (ø 8.6 MW/Anlage) 205.1
Klein WKK BHKW + Gasturbinen < 1MWel.
990 150.9 (ø 152 kW/Anlage) 608.2
Total WKK-Anlagen 1026 519.2 MWel. 1664.9 GWhel.
= 1.665 TWhel.
WKK = mind. 5% der eingesetzten Energie in Strom und Gesamtnutzungsgrad (Wärme und Strom ) von mind. 60%.
Gross-WKK (> 1 MW) = 71%
Klein-WKK (< 1MW) = 29%
d.h. 2.5 % der Strom-
Produktion in CH
2011 38
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
2011 39
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.
2011 40
10`000 Anlagen zw. 350 kW und 5 MW therm.
70% Oel30% Gas
WKK Potential: WKK Anlagengrösse (Quelle: BFE „Potential erneuerbarer Energien in grösseren fossilen Feuerungen, Jan. 2007, Seite 22)
2011 41
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
Ökologie
2011 42
Ökologie mit WKK: Strom Import / Export 2005 bis 2007
GWh
2500
2000
1500
1000
500
0
- 500
- 1000
- 1500
- 2000 Jan Febr März April Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez
Import im WinterImport im Winter
Export im Sommer
Ist der in der Schweiz an die Endkunden verkaufte Strom wirklich CO2 frei ?
2011 43
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)
2011 44
Stromimport Stromimport
Stromexport
2011 45
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
2011 46
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.
2011 47
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)
2011 48
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
2011 49
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:
2011 50
CO2-Emissionen in der Schweiz(Quelle: BAFU „Emissionen nach CO2-Gesetz und Kyoto-Protokoll, Ausgabe 19.6.2009)
* klimakorrigiert
*
2011 51
Ökologievision mit WKK: 20% CO2 Reduktion mit WKK(Quelle: BFE „Effiziente Nutzung von fossilen Brennstoffen …..“, F.Rognon, November 2008, Seite 15 bis 20)
Massnahmen
Wirkung auf
CO2-Emissionen
Wirkung auf
Stromerzeugung
Fossile Erzeugung von Elektrizität mit
20`000 Wärme-Kraft-Kopplungsanlagen + 6.2 mio t + 10.0 TWh
Raumwärme und Warmwasser mit
800`000 Wärmepumpen durch Substitution
einer Million Oel- und Gas -Kessel
- 16.4 mio t - 10.0 TWh
140`000 Kessel bleiben in Kombination mit WKK
und WP zur Deckung von Leistungsspitzen + 1.7 mio t 0
Bilanz - 8.5 mio t neutral
Im Jahr 2008 wurden 40.2 Millionen Tonnen CO2 in der CH erzeugt. Davon 56% durch Brennstoffe und 44% durch Treibstoffe.
d.h. - 8.5 Millionen Tonnen sind - 21 % des gesamten CO2 Ausstosses.
2011 52
Ökologievision mit WKK: 20% CO2 Reduktion mit WKK(Quelle: BAFU „Emissionen nach CO2-Gesetz und Kyoto-Protokoll“ 19.6.2009
CO2 Ausstoss im Jahr 2008 in der Schweiz:
+ 22,56 Mio. t Brennstoffe
+ 17,76 Mio. t Treibstoffe
= 40,20 Mio. t Total
Ökologievision dank Einsatz von WKK:
Minus 8,5 Mio. t = Reduktion gegenüber Total von 20 %
2011 53
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
Energieeffizienz
2011 54
Energieeffizienz mit WKK
Um die gleiche Menge Wärme und Strom zu erzeugen, ist bei getrennter Erzeugung 66% mehr Energie erforderlich.
2011 55
Energieeffizienz mit WKK
WT 1
WT 2
WT 3
WT 4
WT 1
WT 2
WT 3
WT 4
WT 1Gemisch-
Wärmetauscher
WT 2Öl-
Wärmetauscher
WT 3Motorkühlwasser
-Wärmetauscher
WT 4Abgas-
Wärmetauscher
Gesamtwirkungsgrad ist ein wesentlicher Faktor für
die Wirtschaftlic
hkeit
2011 56
WKK Stärken: maximale Wirkungsgrade(Quelle: V3E intern)
Anlagentechnologie Elektr. Leistung
in kWel.
Wirkungsgrad elektrisch
Wirkungsgrad thermisch
Wirkungsgrad gesamt
BHKW-Gasmotor (Erdgas)
500 – 1`000 38…40 % 47…50 % 85…90 %
BHKW-Gasmotor (Erdgas)
1`000 – 2`000 40…43 % 42…47 % 85…90 %
BHKW-Gasmotor (Erdgas)
2`000 – 4`000 43…45 % 42…45 % 85…90 %
Gasturbine 100`000 30...35 % In der Regel ohne Wärmenutzung
In der Regel ohne Wärmenutzung
Kombianlage/GuD 430`000 58…60 % Teilweise Nutzung für Fernwärme
inkl. Fernwärme
85….90%
Kernkraftwerk 1`000`000 30...35 % In der Regel ohne Wärmenutzung
In der Regel ohne Wärmenutzung
Kohle-Kraftwerk 1`000`000 32…38 % Meist nur ein kleiner Teil der Wärme oder keine
Wärme genutzt
Meist nur ein kleiner Teil der Wärme oder keine
Wärme genutzt
2011 57
Chance WKK : dezentrale Einspeisung am Ort des Bedarfs
Auf tiefster Netzebene; keine Übertragungs- verluste
2011 58
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
Stärken + Chancen
2011 59
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
2011 60
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 )
2011 61
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
2011 62
Anlagentechnologie Elektr. Leistung
in kWel.
Invest-Kosten
in CHF / kWel.
Wartung/Unterhalt
in Rp. / kWhel
Status
BHKW-Brennstoffzelle
BHKW-Stirling-Motor
1 - 5
1 - 5
> 20`000
> 15`000
?
?
Feldtest
Feldtest
BHKW-Gasmotor
BHKW-Gasmotor
20 - 100
100 - 300
1‘600…2`300
1‘000…1`600
3.0…5.0
2.5…3.0
Serie
Serie
BHKW-Gasmotor
BHKW-Gasmotor
BHKW-Gasmotor
500 – 1`000
1`000 – 2`000
2`000 – 4`000
600…800
500…600
450…500
1.5…2.0
1.2…1.5
1.0…1.2
Serie
Serie
Serie
Gasturbine 50`000 – 150`000 150…300 ? Serie
Kombianlage/GuD 430`000 700…900 0.6 Serie
( Richtwerte für Erdgas, ohne Einbindung, ohne Gebäude )
WKK Stärken: tiefe Invest- und Wartungs/Unterhaltskosten(Quelle: V3E intern)
2011 63
WKK Stärken: Grosse Betriebsflexibilität und hoher Leistungsgradient(Quelle: Grimm, 2007, S.9 und Krost und Matics, S.2)
Anlagentechnologie Elektr.
Leistung
in kWel.
Leistungsgradient
in % / Min.
Anfahrdauer
( Stillstand > 8h )
in h
BHKW-Gasmotor 10 – 1`000 50 - 65 0.025 (90 Sekunden)
Gasturbine 100`000 10 - 25 0.3
Kombianlage/GuD 430`000 4 - 10 3
Kernkraftwerk 1`000`000 5 - 10 50
Steinkohle-Dampfturbine-Kraftwerk
600`000 4 - 8 4
Braunkohle-Kraftwerk 1`000`000 2 - 3 5
2011 64
WKK Herausforderung: Stromgestehungskosten Fossil(Quelle: V3E intern)
Anlagentechnologie Stromgestehungs-kosten
in Rp./kWhel.
Annahmen
Quellen
BHKW-Gasmotor ( 50…200 kWel. ) 18…21 Erdgas, 4000 Bh/a, Gaspreis = 7 Rp./kWh, Wärmeertrag = 8 Rp./kWh
BHKW-Gasmotor ( 500…1000 kWel. ) 13…15 Erdgas, 4000 Bh/a, Gaspreis = 7 Rp./kWh, Wärmeertrag = 8 Rp./kWh
BHKW-Gasmotor ( 1000…4000 kWel. ) 11…13 Erdgas, 4000 Bh/a, Gaspreis = 7 Rp./kWh, Wärmeertrag = 8 Rp./kWh
Gasturbine ( > 100 MWel. ) 6.5 …11 Quelle: BFE „Effiziente Nutzung von fossilen Brennstoffen …..“, November 2008, Seite 14
Kombianlage/GuD ( > 400 MWel. ) 5…6.5 Quelle: BFE „Effiziente Nutzung von fossilen Brennstoffen …..“, November 2008, Seite 14
Kernkraftwerk ( > 600 MWel. ) 4…5.5 Quelle: BFE „Effiziente Nutzung von fossilen Brennstoffen …..“, November 2008, Seite 14
2011 65
WKK Herausforderung: Was ist eine fairer WKK Strom-Rückliefertarif ?
14…18 Rp./kWhel.
2011 66
Chance WKK: Ist Teil der Netze der Zukunft
Präsentation von BFE am VSE Symposium im Mai 2009.
2011 67
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
V3E
2011 68
Ziele V3E
Ziele laut Statuten
• bis 2030 die dezentrale erzeugte Stromproduktion mittels Wärme-Kraft-Kopplung ( WKK ) auf 2000 MWel. ansteigt
• die dezentrale Energieerzeugung …… ……ein anerkannter Stellenwert im Produktionsmix…… zur Deckung des Schweizer Strombedarfs…..
• …die Substitution installierter alter Oel-, Gas- und Holzkessel durch moderne WKK-Anlagen……… einen anerkannten Beitrag zur Senkung der C02-Emissionen leistet……
2011 69
Ziele V3E
• bis 2030 mit Wärme-Kraft-Kopplung (WKK) dezentral
8 % der CH Wärmeproduktion (heute 1 %) 12 % der CH Stromproduktion (heute 2,5 %)
• die dezentrale Energieerzeugung mit WKK
ist eine akzeptierte Variante im CH Produktionsmix
• CO2-Emissionen reduzieren
durch Substitution von alten Oel- und Gaskesseln
2011 70
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
2011 71
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!*
*
*
2011 72
Generalversammlung
Vorstand
Sekretariat / Administration
Filippo LeuteneggerDaniel DillierValentin GerigHajo LeuteneggerHans PauliMauro Salvadori
Organisation V3E
Patrizia Stifani
2011 73
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., etc.
Was macht V3E ?• politische Aufklärungsarbeit im Parlament und Bund ( siehe Motion 09.3740 )• pflegt enge Zusammenarbeit mit Bundesämter und weiteren Verbänden• Vorträge und Öffentlichkeitsarbeit• Mitgliederakquisition, Marketing, News Artikel, Webseite, Fachhefte, etc.• Projektarbeiten und Mitarbeit in Arbeits- und Begleitgruppen
Umsetzung der V3E Ziele
2011 75
Mitglieder V3E
Auszug aus der Mitgliederliste:
• Alpiq• Avesco • Axpo• BKW • VSG Verband Schweizerische Gasindustrie• Erdölvereinigung• EasyTherm• IWK Integrierte Wärme und Kraft AG• Dr. Eicher & Pauli• Ökozentrum Langenbruck• Raschotherm• SVGW• Wiedag Recycling• Caliqua AG• Gaznat SA • IWB Industrielle Werke Basel• Privatpersonen und weitere
2011 76
Wärme-Kraft-Kopplung WKK
Best Practise
2011 77
Energieanlage Jura Kaffee-Erlebnis Niederbuchsiten
Primärenergie: Heizöl, Strom
Inbetriebnahme: BHKW, Ölheizung 1994, überarbeitet 2009
Grundwasser-WP 2006, Notstromanlage 2008
Anlagenbetreiber: Enercontract AG, Aarau
Anlagendaten:• Leistung elektrisch 400 kW• Leistung thermisch 1355 kW• Wirkungsgrad elektrisch 40 %• Wirkungsgrad thermisch 40 % • Gesamtwirkungsgrad 80 %
2011 78
Erdgas-Entspannungsanlage Oberbuchsiten
Primärenergie: Nutzung der Energie aus der Entspannung
von Erdgas von 70 bar auf 5 bar
Inbetriebnahme: Nov. 2008
Anlagenbetreiber: GVM Gasverbundmittelland
Anlagendaten:• Leistung elektrisch 311 kW• Leistung thermisch 510 kW• Wirkungsgrad elektrisch 37.6 %• Wirkungsgrad thermisch 61.9 %• Gesamtwirkungsgrad 99.5 %
2011 79
Klär- und Biogasanlage Oensingen
Primärenergie: Nutzung von Klärgas aus der ARA und Biogas aus Grüngut, Pansen und Gemüseabfällen
Inbetriebnahme: Mai 2009
Anlagenbetreiber: BV Kompostieranlage Oensingen
Anlagendaten:• Leistung elektrisch 526 kW• Leistung thermisch 505 kW• Wirkungsgrad elektrisch 40.4 %• Wirkungsgrad thermisch 38.8 %• Gesamtwirkungsgrad 79.2 %
2011 80
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.
2011 81
Fazit dezentraler Ansatz mit WKK
1. WKK = maximale Effizienz in der Energieproduktion( Exergie intelligent nutzen für Wärme und Strom )
2. WKK = Serienreife Technik, politisch machbar, sofort umsetzbar
3. WKK = Logische Ergänzung im Energieproduktionsmix(Lösung von heute bis mindestens 2030, Vorsorge gegen Stromlücke)
4. Mit WKK wird CO2 reduziert
5. Biomasse kann mit WKK effizient genutzt werden
6. Fernwärme und WKK eine willkommene Symbiose
WKK kommt auch in der Schweiz – Aber nicht von allein – Mischen Sie sich ein – Lassen Sie sich überzeugen.
2011 82
Schlusswort
Die Zeiten waren noch nie so reif für eine Entfaltung der WKK in der Schweiz.
WKK ist eine dezentrale, hocheffiziente und landeseigene Wärme- und Stromproduktionslösung. WKK hat Potential zur Netzentlastung und Spitzenenergieabdeckung. WKK reduziert CO2 in der Schweiz und ist günstiger als viele neue erneuerbare Energien, bei richtiger Anwendung.
Wesentlich ist der Grundsatz von V3E, wir setzen uns für die WKK ein und nicht gegen eine andere Energieproduktionsform.
WKK kommt auch in der Schweiz – aber nicht von allein – mischen Sie sich ein – lassen Sie sich überzeugen.
2011 83
Herzlichen Dank für Ihr Interesse!
V3E Verband Effiziente Energie Erzeugung
www.v3e.ch I [email protected]
2011 84
Herzlichen Dank für Ihr Interesse!
Verband Effiziente Energie Erzeugung I V3E
Allmendstrasse 2
Postfach 1646
CH – 6061 Sarnen
T 041 660 90 11 I F 041 660 90 12
www.v3e.ch I [email protected]