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

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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……

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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

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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

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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

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Wärme-Kraft-Kopplung WKK

Best Practise

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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 %

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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 %

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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.

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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.

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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 info@v3e.ch

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 info@v3e.ch