«Erneuerbare Energielösungen: Umsetzung der Energiewende»

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1 TNC steht für: Solarstrom und Gebäudeeffizienz Das sind seit 3 Jahren unsere Themen Entwickeln und umsetzen 1989 erste Photovoltaikanlage auf einer Autobahn-Schallschutzwand (FE P&D) «Erneuerbare Energielösungen: Umsetzung der Energiewende» 1996 Konzeption der weltweit ersten Solarstrombörse für ewz, Elektrizitätswerk der Stadt Zürich Einsatz der ifacial-technologie (zweiseitige Solarzellen) als Schallschutzwand entlang Strasse & Schiene Europäischer Solarpreis 1997 Mittwoch, 24. Februar 216 Gemeindesaal Steinach Prozessentwicklung und Umsetzung Energie 2 Nationales Gebäude-Sanierungsprogramm EnergieSchweiz 1997/1999 Thomas Nordmann TNC Consulting AG CH 876 Feldmeilen nordmann@tnc.ch Vollzug «Das Gebäudeprogramm» für 16 Kantone Projektträger ProKilwatt Programme Kantone LU, VS, ZH, NE und JU Nationales Programm «Gebäudeautomation» für Stiftung KliK 1 2 TNC Solarstrom Anlage 1989 TNC Solarstrom Anlage

2 TNC Anlagen Lernkurve: Δ 25 Jahre «Erneuerbare Energielösungen: Umsetzung der Energiewende» Module [CHF/Wp] Inverter [CHF/Wp] os[chf/wp] Agenda 17kW 13kW -92% 3 Die Energiestrategie 25 mit 2% -Solarstrom? Was kann die Schweiz von der Gemeinde Steinach lernen? Total CHF/Wp A:.4 m 2 P: 48 W ƞ: 11 % 14kW Mark I Mark II Mark III Freilager Sonnenhof A13 SwissMill III AMAG ZSSAG kW kW 2 21kW kW 27 A: 1.3 m 2 P: 185 W ƞ: 14 % 19kW 29 79kW 55kW ZSSAG ZSSAG A: 1.7 m 2 P: 26 W ƞ: 16 % Was hat Photovoltaik mit der wärmetechnischen Gebäudeerneuerung und der Mobilität zu tun? Wie entwickeln wir die Anlage zur vier-dimensionalen Systemlösung? Warum braucht das moderne Gebäude einen elektronischen Dirigenten? Wie lösen wir die Tag-Nacht- und die Sommer-Winter-Speicherung? Herausforderungen und Chancen in sieben Thesen 5 6 Der Umstieg der Schweiz Mittwoch, 25. Mai 211 [TWh] 25 Stromproduktion neue Erneuerbare Energiezukunft Schweiz R undesrat und Parlament 211 undesrat beschliesst Atomausstieg auf Raten Mittwoch, 25. Mai Photovoltaik Geothermie Windenergie iomasse (Holz) KVA (5% EE) iogas ARA 4.4 TWh R = 2% 5 Th. Nordmann TNC Faktenblatt zur Medienmitteilung R:

3 Was kann die Schweiz von der Gemeinde Steinach lernen? 168 W/Kopf 1.5 MW 428 W/Kopf 9 1 Endenergie-Verbrauch und Kosten 28/212 Aussenhandel Verlust 1.6 Mia. CHF (212) enzin 55% 77TWh 63TWh 3TWh 2 TWh 57 TWh 11'87Mio 3'97Mio 2'46Mio 49Mio 8'87Mio Erdöltreibstoffe 27% Dieselöl 18% Flugtreibstoffe Erdölbrennstoffe Heizöl EL 95% 5% Heizöl S&andere Gas Übrige* AKW 38% 245 TWh % IP 15.7 Mia. CHF 4.5 Mia. CHF 2.6 Mia. CHF.5 Mia. CHF 9.4 Mia. CHF 32.7 Mia. CO2 Anteil Mobilität 2% Elektrizität? Wasserkraft 57% Übrige, 5% Verfügbares Land in der Schweiz: m 2 /Kopf Landwirtschaft Wald =1 589 m 2 Rest Seen 12 TWh Solarstrom brauchen eine Fläche von 8 km 2. D.h. 1 m 2 pro Einwohner ca. 1/5 des Flächenbedarfs für Gebäude Strassen Gebäude ahnstrecken Industrie Wasserkraft Übrige Rest m 2 1 m 2 Total 349 m 2 /Kopf Zivilisations- Fläche 1 m 2 /Kopf = 2% CH Strom 1.5 kwp/kopf 8 Mio CO2 Problem AKW Problem * Holz, Kohle, Abfall, Fernwärme & erneuerbare Energien Daten A Raumplanung

4 Was macht Photovoltaik im Gebäude so wichtig? Warum sollten wir mit dem bestehenden Gebäudepark beginnen? Was ist der Anteil des Endenergieverbrauchs von Wohnbauten in der Schweiz? Gebäude 35% Strom 36% CO2 Emission! Gebäude ermöglichen Langzeitinvestitionen von mehr als 25 Jahren. Kreditwürdige Hausbesitzer haben Zugang zu niedrigen Kapitalkosten. Der Wohnbau hat hohe Stromtarife. Die wärmetechnische und elektrische Verbesserung des (Schweizer) Gebäudeparks ist ein nachhaltiger und dezentraler Milliarden Markt. Module sind ein wichtiger aber anteilmässig kleiner Teil der Investitionskosten Eigenverbrauch ist im Energiegesetz möglich und erwünscht! Haushalte Industrie Dienstleistungen Verkehr Von der Anlage zur vier-dimensionalen Systemlösung! Wärme-Effizienz in Gebäuden Arbeitsteilung zwischen Hülle und Haustechnik IST Zustand 2 l/m 2 EF essere Gebäudehülle Das Gebäudeprogramm 1 l/m 2 EF % 5% Haustechnik neuer Energieträger essere Haustechnik u. erneuerbare Energien 6.5 l/m 2 EF EF = Energiebezugsfläche [m 2 ] 7% Switch Energieträger WP Strom 1/4 von 3% = 8% = 1.6 l/m 2 EF 16 kwh/m 2 EF 15 16

5 Strom-Effizienz in Gebäuden 1 Clever 1% jährlicher Strombedarf Solarstrompark Schulhausareal Erlenbach, Schweiz 192 kwp 29 FL 21 LED W η < 5%! LED CFL 18 W 1.5 W Norden Clever > 1% jährlicher Strombedarf ost-west-orientierter Module Mittag Dachanlage elegung = 3 5 % Ertrag = 1% Süden oiler 8h/24h 2 Smart Grid connected TV, Audio & PC rauchwasser Kühlschrank Waschmaschine/Tumbler Kochen Licht Andere Strom zu Wärme Zeitverschiebung von + 2h 12h Kühlschrank 24h/24h 8h/24h! ~ 45 % 65ºC 2 Waschmaschine 15% 2-8ºC 17% Ost Dachanlage elegung = 1 % Ertrag = 9% West

6 Smart Grid connected ~ 55 % Elektro-Mobile die man kaufen kann! TV, Audio & PC rauchwasser Kühlschrank Waschmaschine/Tumbler Kochen Licht Andere 5% täglicher edarf Verschiebung 2-24h electric-drive 15 kwh/1km 1.7 l enzin/1 km 2 Personen 145 km Leistung 55 kw/75 PS 995 kg atterie 17.6 kwh Li-Ion Haltbarkeit der atterie bis zu 1 Jahren Preis: CHF Lokaler atteriespeicher Tesla Powerwall: 7 kwh atterie Dauerlast 2 kw Spitzenlast 3.3kW Lade-Entlade η 92% 4 CHF Renault Fluence Z. E. Tesla S 14 kwh/1km 1.6 l enzin/1 km 5 Personen 185 km Leistung 7 kw/95 PS 1`61 kg 22 kwh atterie Li-Mn, O2 Haltbarkeit der atterie bis zu 1 Jahren Preis CHF kwh/1 km 1.9 l enzin/1 km 5 Personen 35 km/ (45 km) Leistung 225 kw/32 PS 2 1 kg Li-Ion atterie 6 kwh/ (85 kwh) 8 Jahre und/oder 2 km Garantie Preis: CHF Wo läd man das Elektroauto? 18 kwh/1 km 3 kwh/2 km Ladung η > 8% Eine Anlage mit 3-4 kwp ist notwendig Kosten 216 CHF ca Damit hast Du einen vollen Tank für die nächsten 25 Jahre! 4 kw 3 kwh/jahr Miloni Solar AG 23

7 TNCALL Dirigent Vielzahl von Kommunikationsschnittstellen Einbindung von Wetterprognosen Flexible Zielsetzung: - Selbstversorgung - Netzentlastung - Wirtschaftlichkeit enutzerfreundlich Effizienzoptimierung Energiemonitoring, Visualisierung, Auswertung Zusätzliche Komfortfunktionen 26 Partitur am Wochenende Warmwasser Waschmaschine Tumbler Elektroauto Heizung Kühlgeräte Heizung Kühlgeräte 27 Warmwasser Geschirrspüler Elektroauto TNCALL Pilotprojekt 215/16 Minergie EFH (1999) modernisiert nach dem Konzept TNCALL 28

8 -optimierte Ladung Elektroauto -optimierter Heizbetrieb Text ca. 33 kwh 18 km 29 3 Heute ø Pro Kopf-Verbrauch und Produktion TV, Audio & PC Kühlschrank Heisswasser Waschmaschine/Tumbler Kochen eleuchtung Andere Wärmepumpe Elektromobilität Produktion Produktion Erneuerbare Verbrauch/edarf Strombedarf und Produktion Zürich Allg. Stromverbrauch Warmwasser (WP) E-Mobilität Heizung (WP Zürich) Produktion (ZH 3 Süd) Produktion (ZH 9 Süd) 3' kwh/a ca. 3. kwp/kopf ca. 19 m 2 /Kopf 3' 3 2 kwh/a ca. 4.4 kwp/kopf ca. 28 m 2 /Kopf 45 4 Effizienz + WP Zum Vergleich: 2% = 12GW 1.8 kwp 1.5 kwp /Kopf +.5 kw 2.3 kwp -25% [kwh] 2'5 2' 1'5 1' ' E-Mobilität -3'5-3' -2'5-2' -1'5-1' ' 1'5 2' 2'5 3' 3' kw 3.4 kwp 6 8 km/a 1 kwh/a 5 Juli August September Oktober November Dezember Januar Februar März April Mai Juni 31 32

9 Strombedarf/Kopf und Produktion Zürich 9 Gesamtverbrauch Zürich Produktion (Zürich 9 Süd) Endenergie-Verbrauch und Kosten 28/212 Schweiz 245 TWh Aussenhandel Verlust 1.6 Mia. CHF (212) [kwh] Juli Überproduktion August Eigenverbrauch ca. 2 7 kwh 85% September Oktober Saisonaler Netzbedarf: ca. 5 kwh 15% Gesamtbedarf November Unterproduktion Dezember Januar Februar März Überproduktion April Mai Juni % IP 15.7 Mia. CHF 4.5 Mia. CHF 2.6 Mia. CHF.5 Mia. CHF 9.4 Mia. CHF 32.7 Mia. enzin 55% Erdöltreibstoffe Elektro- 77TWh 63TWh 3TWh 2 TWh 57 TWh 11'87Mio 3'97Mio 2'46Mio 49Mio 8'87Mio 2% Mobilität 27% Dieselöl 18% Flugtreibstoffe CO2 Anteil Mobilität Erdölbrennstoffe Heizöl EL 95% Strom- & CO2 Problem 2% 5% Heizöl S&andere Gas Wärme Effizienz CO2 Anteil au Übrige* AKW 38% clever 2% AKW Problem Elektrizität Wasserkraft 57% Übrige, 5% Herausforderungen und Chancen in sieben Thesen (I) Herausforderungen und Chancen in sieben Thesen (II) Montag = Effizienz Die wärmetechnische Gebäudesanierung ist die wichtigste Aktivität beim Sparen von CO2. Den Pullover brauchen wir vor der Wärmeerzeugung für die (WP) Heizung. Dienstag = Clever Strom-Eigenverbrauch ist eine Chance für das Gebäude und! Freitag Mit kwp /Einwohner decken wir im isolierten Gebäude: Den allg. Strombedarf, die WP Heizung und die Elektro-Mobilität in der Jahresbilanz zu 1% und in der saisonalen ilanz zu > 8%. kann auf dem eigenen Dach oder in der Gemeinschaftsanlage produziert werden. < allg. Strombedarf im Gebäude > Eigenproduktion und > Eigenverbrauch + Strom für Elektromobilität und WP Strom im Winter Mittwoch = Smart Grid Connection Für die Entlastung des Stromnetzes brauchen wir: 1% Deckung im Durchschnitt besser jederzeit! Minimale Spitzenleistung beim Netzbezug Donnerstag = Elektro-Mobilität 18 kwh/1 km 3 kwh/2 km Eine Anlage mit 3-4 kwp ist notwendig (Kosten 213 CHF ca. 14.-) Damit hast Du einen vollen Tank für die nächsten 25 Jahre! Samstag Der direkte Ersatz der Kernenergie durch (11 TWh) ist neben dem CO2 Problem der zweite Anlass für den Umbau der Energienutzung im Gebäude. kann bedarfsorientiert im Gebäude auch für die zusätzliche fossilen Heizung (93 TWh) und Mobilität (61 TWh) eingesetzt werden. Sonntag Mit der vier-dimensionalen System-Lösung ist eine Umstellung auf 1% Erneuerbar und Energieeffizienz des Endenergieverbrauchs von Privathaushalten in der Schweiz möglich. Unsere Gesellschaft braucht erneuerbare Energie für Heizung, privaten Strom und CO2 freie Elektromobilität