Date post: | 06-Apr-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | aglaja-boedigheimer |
View: | 110 times |
Download: | 3 times |
Die Nutzung der erneuerbaren Energiequellen im Interesse der
Verwirklichung der energetischen Selbstversorgung
Internationale Konferenz „Biowirtschaft, Umweltschutz und neue Energieträger”
Norbert Kohlheb
Karcag, 14. August 2010
Inhalt
Erneuerbare Energiequellen• Definition• Sorten
Planung• Der Markt wird es schon lösen?• Es soll eine Energieautonomie geben!
– lokale Lebensmittelversorgung– Einsparen von Energie
• Die Schritte der Planung und deren Bedeutung• Forschung
Kiemelt mondanivaló
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Erneuerbare Energiequellen
Erneuerbare Energiequellen• Sind fähig, sich innerhalb eines menschlichen
Zeitraumes zu reproduzieren– Bedingt– Bedingungslos
Sorten• Direkte Nutzung der Solarenergie• Indirekte Nutzung der Solarenergie – Biomasse
Kiemelt mondanivaló
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Nutzungsmöglichkeiten der Biomasse
Kiemelt mondanivaló
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Rohstoffe B i o m a s s e
Primäre Umwandlung
Sekundäre Umwandlung
Zwischen-Produkte
Ausgewinnung Fermentation Herstellung von Biogas Thermochemische Verfahren
SynthesegasBio-Öl
BiogasPflanzenöl
Kohlenhydrate
Herstellung aus Synthesegas
PflanzenöleTreib-
stoffe
Reformierung mit Wasserdampf / Vergasung
CO-Umwandlung, Gasreinigung
Anlagerung von Wasserstoff / Hydrocrack-Verfahren
Anlagerung von
Wasserstoff
Synthetisches Erdöl
Durch-esterifizierung
Bio-gas-öle
Äthanol Methan Bioöle Schwerere Alkohole
MethanolKohlenwasserstoffe
Wasserstoff
Pflanzenöl-Fettsäure-Methylester (MSZ EN 14214/2004) = Biodiesel
Benzin, Gasöl, Basisöl etc. mit einem großen Isoparaffin-Gehalt
Biomassen-Potenzial
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Quelle: Kohlheb – Porteleki – Szabó 2008
Geeignete Fläche: 3,9 MhaIn Anspruch genommene Fläche: 1,633 Mha
Biomassen-Quelle Biomassen Bedarf und
Angebotderzeitiger energetischer Biomassen-bedarf, PJ
umwelt-freundliches energetisches Biomassen-Potenzial, PJ
Wald
Acker
Abfall
Insgesamt
Direkte Nutzungsmöglichkeiten der Solarenergie
Kiemelt mondanivaló
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Solarkollektor – Erzeugung von Wärme, Gebrauchswarmwasser• Flach, Vakuum-Flach• Vakuumrohr• Drain-back System, isoliertes System
Solarzelle –Erzeugung von elektrischer Energie• Silizium• Sonstige Halbleiter• Nanoantennen• Azetate, Kunststoffe
Solarenergie-Potenzial
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Physisches Potenzial
Technisch nutzbares Potenzial
Wirtschaftlich
nutzbares Potenzial
max. 2900 kWh/m2/Jahr
Durchschnitt 1500 kWh/m2/Jahr
Solarzelle: ~ 160 kWh/m2/Jahr
Kollektor: ~ 400 kWh/m2/Jahr
Die gebietliche Effizienz der Solarenergie im
Vergleich
Pflanzen – ein Wirkungsgrad von höchstens 4% in der Nutzung der Solarenergie!
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
>
Art der Energieumwandlung
Äthanol aus Zuckerrohr für Otto-Motoren
Elektrizität aus Biomasse für Elektromotoren
Elektrizität aus Solarzelle für Elektromotoren
Effizienz der Energieumwandlung bis zu dem Verbraucher
Effizienz der Energieumwandlung bezogen auf Fahrgastkilometer
Wirtschaftliche Potenziale
Mögliche erneuerbare Energiequellen• Energetische Nutzung der Biomasse
– Verbrennung– Fermentation
• Direkte Nutzung der Solarenergie• Nutzung der Windenergie
home.btconnect.com/.../biogas2_large.jpg www.avanzi.unipi.it/.../Image19.jpg
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Planungskonzept
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
0,00
50,00
100,00
150,00
TJ/é
v
Egyéb 31,60
Közület 0,29 3,25
Lakosság 16,36 94,20 34,07
Villamos energiafogyasztás
GázfogyasztásEndoszomatikus
energiaigény
TJ/
Jahr
Sonstiges
Gewerblich
Bevölkerung
GasverbrauchVerbrauch an elektrischer Energie
Endosomatischer Energiebedarf
Die Wichtigkeit der Planung und ihre Rahmen
Die Wichtigkeit der Planung und der Strategie• Langfristige Investition und eine Schritt für Schritt
Entwicklung– teure Investitionen• Die lokalen Interessen vor Augen halten
– Stärkung der Marktposition
Rahmen• Selbstversorgung – Autonomie• Energieeffizienz – Einsparung von Energie • Herstellung von Lebensmitteln – Bioraffinage
Kiemelt mondanivaló
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Planungsprozess
Bewertung der Varianten
Ermittlung der lokalen Gegebenheiten
Nutzungsalternativen
Bewertungsaspekte
Charakterisierung der Varianten
Gegebenheiten der Natur
Gesellschaftlicher Bedarf
Technische Möglichkeiten
Formulierung der Bewertungskriterien
Angebot - Nachfrage
Technische Beschreibung
Welche Gesichtspunkte sind für die Betroffenen wichtig?
Berechnung der Kennzahlen
Gewichtung der KennzahlenEntscheidung über die Investition
Platzierung
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Planungsprozess - 1
Ermittlung der lokalen Gegebenheiten
Umweltliche
GIS
SA
FragbögenInterviewsFokusgruppen
Gesellschaftliche
Rechtliche
Wirtschaftliche
Literatur, Statistiken
Technische Pläne, Datenbanken
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Energiebedarf
Der derzeitige Energiebedarf der Stadt Gyöngyös• Lebensmittelbedarf – endosomatisch
– 8,6 GJ/Person/Jahr primärer Lebensmittelkonsum – 288,5 TJ/Jahr Lebensmittel– Fläche pro Person: 0,16 ha/Person – 5410 ha Gesamtfläche
• Komfortkonsum – exosomatisch– Habitation – Heizung, Gebrauchswarmwasser, Elektrizität; Mobilität
• Sonstiges: Brennholz, Kohle
• Quellen: KSH (Statistisches Zentralamt), Gemeindeselbstverwaltung
Erhöhung der Energieeffizienz
Durchschnittlicher Gasverbrauch
Durchschnittlicher Verbrauch an
elektrischer Energie
Durchschnittliche Fernheizung
Lebensmittelbedarf
TJ/JahrGemeindeverwaltung 34,7 10,6Bevölkerung 381,9 149,2 288,5Gemischt 7,0
TJ/Jahr im Durchschnitt der Jahre 2004-2009
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Biomassen-Potenzial
Gebiete
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Biomassen-Potenzial
Theoretische Potenziale
KultivierungsartFläche der
Kultivierungsart Ertrag Energiegehalt Primärer Energieertragha t/ha GJ/t TJ/Jahr
Wald 1 983,6 2,8 11,5 63,3Obstbaumanpflanzung 102,9 5,4 11,5 6,4Wein 333,4 2,5 11,5 9,6Acker 1 086,7 10,0 15,7 171,1Parks 36,3 3,0 11,5 1,3Insgesamt 3 506,6 251,6
Das Forum der Klimaschutzstrategie | Gyöngyös, 14. Juni 2010 | www.essrg.hu
TierartAnzahl der Tiere
Menge des entstehenden Mists
TypZu erwartender
spezifischer Gasaustrag
MethangehaltPrimärer
Energieertrag
Stk. t/Jahr/Stk. Nm3/t % TJ/JahrSchwein 4 000 1,5 Flüssigdünger 28 65% 3,9Schwein, nur Mastanstalt 12 000 1,5 Bodenhaltung 60 60% 23,3Rind 120 10,25 Flüssigdünger 25 60% 0,7Pferd 50 9 Bodenhaltung 45 60% 0,4Grünabfall der Bevölkerung 1125 100 61% 2,5Insgesamt 30,7
Vergleich der Erzeugung und des Bedarfs
Wärmeenergie - insgesamt
A hőenergia igények és a termelési lehetőségek összehasonlítása
251,6
30,7
7,034,7
381,9
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
350,0
400,0
450,0
Energiaforrás
Energia (TJ)
Lakossági gázfogyasztás
Intézmények gázfogyasztása
Távfűtés
Energiaforrások (állatimelléktermékek, lakossági zöldhulladék)
Energiaforrások (erdő,gyümölcsös,szőlő, szántó, parkok)
Energiaigény
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Energie (TJ)
Fernheizung
Gewerblicher Gasverbrauch
Gasverbrauch der Bevölkerung
Energiequellen
( tierische Nebenprodukte, Grünabfall der Bevölkerung)
Energiequellen
( Wald, Obstbaumanpflanzung, Wein, Acker, Parks)
Energiequellen Energiebedarf
Vergleich des Wärmeenergie-Bedarfs und der Erzeugungsmöglichkeiten
Vergleich der Erzeugung und des Bedarfs
Elektrische Energie
A villamos energia igények és a termelési lehetőségek összehasonlítása
19,0 8,51,92,951,3
0,4
0,710,6
149,2
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
160,0
180,0
Energiaforrások
Energia (TJ) Lakossági villamos energiafogyasztásIntézményi villamos energiafogyasztásLakossági zöld hulladék
Állati melléktermékek
Parkok
Szántó
Szőlő
Gyümölcsös
Erdő
Energiaigények
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Vergleich des Bedarfs an elektrischer Energie und der Erzeugungsmöglichkeiten
Energie (TJ)
Energiequellen Energiebedarf
Verbrauch an elektrischer Energie – Bevölkerung
Verbrauch an elektrischer Energie – Gewerbe
Grünabfall der Bevölkerung
Tierische Nebenprodukte
Parks
Acker
Wein
Obstbaumanpflanzungen
Wald
Vergleich der Erzeugung und des BedarfsElektrische Energie – Insgesamt
összesen
A villamos energia igények és a termelési lehetőségek összehasonlítása
75,5
9,2
10,6149,2
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
160,0
180,0
Energiaforrások
Energia (TJ)
Lakossági villamos energia igény
Intézményi villamos energia igény
Energiaforrások (állatimelléktermékek, lakossági szerveshulladék)
Energiaforrások (erdő, gyümölcsös,szőlő, szántó, parkok)
Energiaigények
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Vergleich des Bedarfs an elektrischer Energie und der
Erzeugungsmöglichkeiten
Energie (TJ)
Energiequellen Energiebedarf
Bedarf an elektrischer Energie – Bevölkerung
Bedarf an elektrischer Energie – Gewerbe
Energiequellen (tierische Nebenprodukte, organischer Abfall der Bevölkerung)
Energiequellen (Wald, Obstbaumanpflanzungen, Wein, Acker, Parks)
Möglichkeiten
Heizungs-Energiebedarf aus Biomasse• Biomassen Potenzial 282,3 TJ/Jahr• Wärmeenergie-Bedarf (Gas, Fernwärme?) 423,7 TJ/Jahr• 66%-ige Selbstversorgung – ohne Lebensmittelproduktion
Kogenerations Elektrizitäts- und Wärmeerzeugung• Elektrische Energie Potenzial 84,7 TJ/Jahr – Bedarf 159,8
TJ/Jahr, 53%• Wärmeenergie Potenzial 169,4 TJ/Jahr – 40%
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Ausarbeitung von Nutzungsalternativen
Mögliche Szenarien
Gebiets-Placement Gebietsplanung
Gesellschaftlicher BedarfSchaffung eines Zukunftsbildes
Technische Möglichkeiten
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Planungsprozess - 2
Entwicklungsrichtungen
Erhöhung der Energieeffizienz• Wärmeisolierung• Effizientere Heizungssysteme
Die Befriedigung des fehlenden Energiebedarfs mit erneuerbaren Energien• Nutzung der Biomassen-Nebenprodukte
– Biogas, Pelletierung
• Nutzung des Brennholzes• Anwendung von Solarkollektoren vom Frühling bis zum Herbst
zur Erzeugung von Gebrauchswarmwasser
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Einsparung von 40-80 %
Ausarbeitung der BewertungsaspekteFokusgruppen
Geltendmachung der lokalen Interessen
Gesellschaftliche Anpassung
Interviews
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Planungsprozess - 3
Planungsprozess - 4
Charakterisierung der Varianten
Lebenszyklus-AnalyseEnergieeffizienz
Umweltliche Aufrechterhaltbarkeit
Gesellschaftliche Auswirkungen
Modellierung
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Planungsprozess - 5
Bewertung der Varianten
Gewichtung der KennzahlenMultikriterien-Methoden zur Unterstützung der Entscheidung
Auswahl des Systems, das von den Betroffenen am meisten akzeptiert wird
Wirtschaftlichkeit der Investition??
Umwelt-Anpassung??
Gesellschaftliche Anpassung!!
Funktionsfähigkeit
Experten
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Forschung
Die Aufrechterhaltungs-Rahmen der energetischen Nutzung der Biomasse – Coach BioEnergy• Beratung – in 1,5 Jahren kostenlos
– Közép-magyarországi Innovációs központ (Innovationszentrale Mittelungarn)– Energia Klub (Energie-Club)
– Szent István Egyetem – Környezet- és Tájgazdálkodási Intézet
(Szent István Universität - Institut für Umwelt- und Geländewirtschaft) • Feasibility Study-s
MERT Műhely (Workshop MERT)• Megújuló EnergiaRendszer-Tervezési Műhely
(Planungsworkshop für erneuerbare Energiesysteme)• www.kti.szie.hu/mert
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu
Kiemelt mondanivaló
Kontakt:• Norbert Kohlheb, Universitätsdozent, Szent
István Egyetem, Környezet- és Tájgazdálkodási Intézet (Szent István Universität, Institut für Umwelt- und Geländewirtschaft) ESSRG Tel: 30/9295447
• E-Mail: [email protected]
Wir danken für Ihre Aufmerksamkeit!
Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu