Wärme & Umwelt Dieter Küster

Transkript

1 StartUp zur AG Gründung Wärme & Umwelt Tel.: Die Wärme könnte uns alle erwärmen. Ein Appell an die Kraftwerke mit KWK. Verdoppelung der Fernwärme durch Abwärme-Nutzung rationeller Energiemix rein mit der Energie ins Netz rasch rüber zum Verbraucher zentrale Steuerung mit Speicher Kunden Energie - Verrechnung Das Fernwärme-Nahwärme-Konzept als Startup Geschäftsidee. Das Fernwärme-Nahwärme-Konzept von Küsterwärme verdoppelt die Fernwärme, wie es von der Bundesrepublik gefordert und gefördert wird. Dies funktioniert ohne dass weitere Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) zu installiert werden müssen Dabei bekommen weitere Wärmekunden an den kältesten Tagen Nahwärme geliefert. Das Fernwärme-Nahwärme-Konzept von Küsterwärme beabsichtigt die Fernwärme aus der Kraft- Wärme-Koppelung (KWK) der Kraftwerke über Nahwärmestationen neuen Wärmekunden zur Verfügung zu stellen. Es geht um die Wärme, die sonst über riesige Kühltürme als Abwärme nutzlos in die Umwelt geblasen würde. Die Nahwärmestationen der Küsterwärme sind Heizwerke, die auch Speicherwärme und Wärmepumpen-Wärme sowie Wärme durch Regelstrom verfügbar machen. Vorrangig jedoch Fernwärme, die sonst als Abwärme vernichtet würde. (Öko-Energie durch virtuelle System- und Synergieeffekte.) Fernwärme liefern Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung. Sie sind so ausgelegt, dass jeder Wärmekunde auch an den kältesten Tagen im Jahr (-15 C) ausreichend Wärme bekommt. An halb so kalten Tagen (ca. -3 C) wird nur halb so viel Wärme gebraucht und abgenommen. Da könnten doppelt so viele Wärmekunden ausreichend Wärme beziehen und bei ca. +3 C sogar dreimal so viele Kunden. Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung haben einen höheren Wirkungsgrad In dem Steinkohle-Kraftwerk Altbach/Deizisau sind das 70 %. 40 % Strom und 30 % Fernwärme. Aber nur an den kältesten Tagen bei 15 C. Laut Statistik sind das im Durchschnitt nur wenige Stunden im Jahr. Über das Jahr gerechnet mit Betriebsstunden müsste 5 mal so viel Wärme geliefert und abgenommen werden um einen gesamt Wirkungsgrad (Nutzungsgrad) von 70 % zu erzielen. Ohne Fernwärmelieferung werden 44 % Strom erzeugt. Der Rest ist Abwärme. Für mich ist vorstellbar, dass vorzeitig entnommener Dampf* als Fernwärme für 1 Cent/kWh verkauft werden könnte und Abnehmer finden würde, anstelle die Wärme als Abwärme zu vernichten, was übrigens auch Kosten verursacht. Damit könnte dem Bürger eine preiswertere warme Wohnung geschaffen werden. *Vorzeitig entnommener Dampf aus den Turbinen für Fernwärme hätte zwar noch weiteren Strom erzeugen können. Etwa 8 kwh Fernwärme für 1 kwh Strom. 1 kwh Fernwärme a 1 Cent ist dann gleichbedeutend mit 8 Cent/kWh Strom. Ist der Strom nur halb so viel wert, ist er mit 1 Cent gut bezahlt.

2 Die EnBW verkauft die Wärme die von Ihren Fernwärmekunden nicht abgenommen wird aber geliefert werden könnte für 1 Cent pro kwh*, anstelle sie als Abwärme über die Kühltürme zu entsorgen. Könnte die Wärme aus allen Kraftwerken zu den Wohnungen geleitet werden, müsste nirgendwo ein Heizkessel stehen. Alle hätten es schön warm und es wäre noch Wärme übrig. Die Wärme aus dem entfernt liegenden Kraftwerk mit KWK ist ja bereits in der Stadt empfangbereit. Ein Cent/kWh Wärme wäre ein fairer Preis wenn sie sich selber nicht an dem Fernwärme-Nahwärme- Konzept beteiligen will. Auch im Sommer wird Warmwasser gebraucht, oder Wärme für Kälte zum klimatisieren. Eiswasser besitzt eine hohe latente Wärme zur Kühlung. Wenn andere Fernwärmeunternehmen sich nicht an dem Fernwärme-Nahwärme-Konzept beteiligen wollen bzw. Stadtwerke oder andere deutschen Firmen oder Business-Angels und Investoren, dann werden es amerikanische Business Angels mit ihren Managern tätigen. Als Betreiber von Nahwärmestationen kaufen sie diese Nutzwärme und tätigen die entsprechenden Investitionen, um die Wärme in die Nahwärmestationen zu bekommen. Einfache Nahwärmestationen erzeugen die restliche Wärme bedarfsgerecht über Gas für ihre Kunden. Ein m³ Gas kostet mit Großhandelsrabatt ca. 50 Cent. 10 kwh Nutzwärme lassen sich daraus gewinnen, die dann etwa 6 Cent pro kwh inklusive der Betriebskosten verursachen. Fernwärme für 1 Cent/kWh decken etwa 80% des Nahwärmebedarfs ab, anstelle der sonstigen Wärmekosten von ca. 6 Cent/kWh und dem Gasverbrauch bei der Wärmeerzeugung. Das müsste sich rechnen. Dies braucht aber nicht die Sorge der EnBW zu sein. Obwohl verschiedene Stadtteile von Stuttgart Fernwärme haben, ist der weitere Bedarf noch groß, z.b. die Innenstadt oder Cannstatt oder der Scharnhauser Park. So geht es auch anderen Städten. So eine Nahwärmestation versorgt etwa 100 bis 1000 Wohnungen mit Wärme. Das bedeutet, dass 1 bis 10 Megawatt Wärme, die bei Volllaststunden im Jahr mit bis zu 80% durch Fernwärme mit einem Cent/kWh ersetzt werden könnte. Das sind für die EnBW bis Zusatzeinnahmen aus einer einzigen Nahwärmestation pro Jahr anstelle der Abwärmekosten im Kraftwerk. Für die Verdoppelung der Fernwärme in Deutschland werden bis solcher Nahwärmestationen gebraucht. Das entspricht weit über 500 Mio. an Fernwärmeeinnamen pro Jahr, die anstelle mit der Wärme die Umwelt aufheizen. Für die Allgemeinheit bedeutet das weniger Feinstaub und Abgase im Wohngebiet. Für Deutschland bedeutet das über 6 Milliarden m³/a weniger Gasimporte und weniger CO 2 Nachdem Energieeffizienz ein Politikum geworden ist mit hohem gesellschaftlichem Interesse, wäre es vielleicht auch ratsam über die Medien an die Öffentlichkeit zu treten. Aus Konkurrenzgründen Energie zu vernichten, das geht gar nicht. Wenn sich die EnBW nicht beteiligen will, muss auch anderen Nahwärmebetreibern nicht genutzte Fernwärme zugänglich gemacht werden. *In Spitzenlastzeiten des Strombedarfs kann nicht genutzte Fernwärme auch mal 2 3 Cent/kWh wert sein. *Bei überschüssigem Nachtstrom ist Fernwärme nur einen Bruchteil von einem Cent/kWh wert. Im ersten Fall ist zu entscheiden ob mehr Spitzenlast-Strom wichtiger ist. In dem Fall wird zusätzlicher Strom aus Kellerkraftwerken der Fernwärme-Nahwärme Kunden ferngesteuert geliefert, bei gleichzeitiger Wärmelieferung als Ausgleich zur nicht gelieferten Fernwärme. Große Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung haben Wärme im Überfluss und die Wärme könnte bereits als Nahwärme vorhanden sein. Der von BHKW jetzt erzeugte Strom ist teils unrentabel oder unerwünscht, wird aber mit 5,11 Cent/kWh gefördert auch wenn zur gleichen Zeit Pumpspeicherkraftwerke den Strom für 1 2 Cent/kWh kaufen um ihn für später mit 25% Verlust als Spitzenlaststrom zu speichern. Auch dafür hat unser Konzept die bessere Lösung, bei der kein Verlust entsteht. Durch die Vorteile von Wärmepumpen lässt sich die Fernwärme bei entsprechender Nachfrage pro Jahr sogar vervierfachen. Das heißt, auch dies ist ohne weitere Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung und deren Fernwärmeleitungen möglich. Dabei müssen die Wärmepumpen nur wenige Tage in der kältesten Jahreszeit laufen.

3 Die Lösung ist nicht mehr zu toppen, denn die Wärmepumpen laufen mit Nachtstrom und Regelstrom über Wärmespeicher und im Sommer bei Bedarf über Kältespeicher und zwar mit den gleichen Kosten an Strom den Pumpspeicher-Kraftwerke für 1 bis 2 Cent/kWh einkaufen und sogar geschenkt bekommen, wenn keine entsprechende Strom-Nachfrage besteht. Im Jahre 2009 musste auf 74 Mio. kwh wegen Abnehmermangel verzichtet werden. Damit hätte für 7 25 Mio. warmes Wasser erzeugt werden können. Warum soll die Fernwärme mit 60 C ins Kraftwerk zurückfließen, wenn davon 55 C durch Heizungsoptimierung und Wärmepumpen für weitere Heizungen Verwendung finden? Der Vorteil im optimierten Kraftwerk ist ein höherer Wirkungsgrad (Nutzungsgrad), weil weniger Wärme in die Umwelt geblasen werden muss. Außerdem lässt sich auch dadurch mehr Spitzenlaststrom im Kraftwerk erzeugen! Großunternehmen wie EnBW, Vattenfall, E ON, RWE usw., Bosch, VW, Daimler, Fiat, Toyota, Buderus, Viessmann usw., Wärmespeicher-Herstellungsfirmen sowie Siemens, Dimplex usw., werden oder wurden um entsprechende Beteiligungen ersucht. Maßgebliche Politiker der Bundesländer und der Bundesrepublik möchte ich ebenfalls ansprechen. Denn es geht schließlich um eine Winn-Winn Situation für Lieferanten, Kunden, Ökonomie und Ökologie. Überschüssiger Strom könnte bis 6 Cent pro kwh abgenommen werden und Spitzenlaststrom über Kellerkraftwerke der Fernwärme-Nahwärme Kunden erzeugt und abgegeben werden. Dabei hätten Kellerkraftwerksbesitzer eine Rendite weit über 10% und bräuchten keine eigene Heizung. Den erzeugten Strom bekommen sie etwa zur Hälfte 1 zu 1 je nach Bedarf zeitversetzt zurückgeliefert. Der Rest wird vergütet. Bei der Spitzenlast-Stromerzeugung über Kellerkraftwerke fällt auch ein großer Teil an Nutzwärme an. Diese Wärme braucht das KWK Kraftwerk in der Zeit nicht liefern. Statt 8 kwh Fernwärme lässt sich ca. 1 kwh mehr Strom in den Kraftwerken erzeugen. Das sind indirekt 25 % Strom aus Kellerkraftwerken, der sich als weiterer Spitzenlaststrom rechnet und gerechnet werden kann. Rentabler sind die Kellerkraftwerke als Wärmelieferanten von Nahwärmestationen ohne Anbindung an die Fernwärme. Dort kann 6 Cent/kWh Wärme gezahlt werden, weil Gas und die Betriebskosten vergleichbar teuer sind. Bei Anbindung ist die Fernwärme fast über das ganze Jahr mit 1 Cent/kWh Wärme gut bezahlt. Anderenfalls würde sie als Abwärme teuer entsorgt werden müssen. 5 GW Spitzenlaststrom lässt sich ferngesteuert durch Schwarmtechnologie über die Nahwärmestationen erzeugen und gleichzeitig 1 Mio. Wohnungen erwärmen. Bei ca Kellerkraftwerken a 50 kw allein für Deutschland lassen sich auch spezifizierte Pkw Turbo-Dieselmotoren mit Nachverstromung entwickeln. Solche Motoren haben elektrische Wirkungsgrade um 45%. Wenn die Motoren auf eine Laufzeit von Stunden ausgelegt werden, ist das völlig ausreichend für eine Lebensdauer von ca. 6 Jahren bei Betriebsstunden pro Jahr. Bei dem Wirkungsgrad würden sich die benötigten Nahwärmestationen halbieren um die anfallende Wärme sinnvoll und optimal zu nutzen. Ein Pumpspeicherkraftwerk mit 500 MW würde über 300 Mio. kosten. Eine Nahwärmestation mit 100 Wohnungsanbindungen könnte deshalb vergleichsweise kosten. Nahwärmebetreiber mit Anbindung nehmen die Fernwärme vorrangig ab, soweit sie geliefert werden kann und wenn sie günstiger ist als das Gas mit den Betriebskosten der Nahwärme-Erzeugung. Dabei ist preislich zu bedenken, dass fast alle Fernwärmekosten von den bereits vorhandenen Wärmekunden abgedeckt sind. Zudem ist auch die CO 2 Reduktion und die Feinstaub-Vermeidung von ca. 80 % nicht zu unterschätzen. Für die Wärmeabnahme von Kellerkraftwerken gelten ebenfalls die ökonomischen und die ökologischen Gesichtspunkte. Z.B. über Nahwärmestationen mit und ohne Anbindung an die Fernwärme. Mit Wärmepumpen in den Nahwärmestationen und dem dadurch temperaturreduzierten Rücklauf der Fernwärme lässt sich der überschüssige Strom auf das 4 Fache an Nutzwärme erhöhen. Pro kwh el. mit 1 2 Cent, werden 4 kwh Wärme von ca. 6 Cent/kWh erzeugt. Das ist nicht mehr zu toppen.

4 Im Sommer lässt sich Fernwärme und Nachtstrom auch über Eisspeicher zu Kühlzwecken einsetzen. Eine Verdoppelung der Fernwärme spart den weiteren, hinzugewonnenen Wärmekunden mehrere Milliarden pro Jahr an Heizöl- oder Gaskosten. Durch Kellerkraftwerke mit 50 kw elektrisch und 100 kw thermisch lassen sich reine Nahwärmestationen rentabler aufbauen. Außerdem dienen Kellerkraftwerke besser als Stromspeicher im Vergleich zu Pumpspeicherkraftwerken, wenn sie mit Nutzungsgraden annähern 100 % betrieben werden. Durch 25 % der BHKW Wärmeleistung des Volllastbedarfes der Nahwärmestationen wird die Kesselleistung um 25 % reduziert. Bei 100 Wohnungen a 10 kw Wärmebedarf sind also nur 750 kw statt kw nötig. Bei 6 Stunden pro Tag für Spitzenlast an Strom werden 10 Kellerkraftwerke für die Wärme gebraucht. Da sie nur 25 % des Wärmebedarfs abdecken, weil sie nur 6 Stunden am Tag laufen, können sie in der gesamten Heizsaison Spitzenlaststrom erzeugen und die Wärme verwerten. Im Sommer kann auch durch Wärme Klimakälte erzeugt werden. Überschüssige Solarwärme der Nahwärmekunden können dafür ebenfalls kostenlos abgenommen werden. Pumpspeicherkraftwerke benötigen für die Spitzenlast-Stromspeicherung von 3 kwh a 15 Cent/kWh 4 kwh Nachtstrom von ca. 1 Cent/kWh, um das Speichermedium Wasser hochzupumpen. Im gleichen Verhältnis könnten Nahwärmestationen den billigen Strom auch verwenden und bedarfsgemäß über das Jahr abrufen und gegebenenfalls in Wärme speichern. Bei Nahwärmestationen sind das bis 500 MW Speicherstrom, der ferngesteuert als Schwarmstrom abgerufen werden kann. Ein Pumpspeicherkraftwerk dieser Größenordnung kostet mindestens 300 Mio.. Damit lassen sich auch entsprechende Nahwärmestationen aufbauen und es wäre sehr viel mehr erreicht als nur ein Ersatz für ein Pumpspeicherkraftwerk. Die Kellerkraftwerke finanzieren sich selbst und kosten nichts. (Siehe BHKW + Nahwärme letzte Seite.) Weiterhin sind auch Wärmekunden, die mit Holzfeuerung und Pufferspeicher ihre Warmwasserheizung betreiben, für das Nahwärmekonzept von gegenseitigem Nutzen. Anstelle der Wärmeerzeugung mit Gas in der Nahwärmestation könnte deren überschüssige Wärme für den ersparten Gaspreis übernommen werden. Das sind ca. 6 Cent/kWh Wärme. Außerdem können sie Wärme beziehen, wenn sie mal nicht selber feuern können oder wollen. Dies wäre eine Winn-Winn Situation. Das Besondere des Netzes ist die Beteiligung der Wärmekunden an der Gemeinschaft. Mein Bruder spart durch seine Holzfeuerung m³ Gas/Jahr. Nur ca. 200 m³ Gas verbraucht seine Gastherme/Jahr zusätzlich. Die Gastherme, deren Kundendienst und die Gas-Grundkosten lassen sich mit der Nahwärme auf Gegenseitigkeit einsparen. Der Bezug von Wärme wird mit 10 Cent/kWh kalkuliert. Die Kundenbeteiligung macht die Nahwärme robuster, ökologischer und effizienter. Es würde mich freuen, wenn Sie sich bezüglich des Vorhabens, welches ich in meiner Homepage ausführlicher erläutert habe, mit mir in Verbindung setzen. Mit freundlichen Grüßen Tel.: Dieter.kuester@gmx.de

5 StartUp zur AG Gründung Wärme & Umwelt Tel.: Verdoppelung der Fernwärme durch Abwärme-Nutzung rationeller Energiemix rein mit der Energie ins Netz rasch rüber zum Verbraucher zentrale Steuerung mit Speicher Kunden Energie - Verrechnung Energie - Verrechnung Pumpspeicher-Kraftwerke sind auf ca. 6 Stunden Volllast-Laufzeit im Speichervolumen ausgelegt. Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) kann das auch und mehr. Die BHKW s sind Kellerkraftwerke mit modifizierten Automotoren, bieten schnellere Zugriffszeiten und sind variabler bei entsprechender ferngesteuerter Abrufleistung, die durchaus mehrere Giga-Watt Sammelleistung haben können. Eine weitere Kalkulation mit 5 Stunden/Werktag würde ca Stunden/a bedeuten, gleich wie bei den Volllaststunden einer Heizung auch. Bei einer Lebensdauer von Betriebsstunden = 6 Jahre. Bezugnehmend auf die Geschäftsidee der fünfter Teilschritt. Verzinsung des BHKW bei folgender Kalkulation. BHKW 50 kw Anschaffungspreis Spitzenlast-Laufzeit/a Stunden 30% el. + 60%th kwh el. und kwh th. pro Jahr für versetzten Eigenbedarf im Mehrfamilienhaus/Jahr. Kalkulierter Gaspreis 70 Cent/m³ Wirkungsgrad 90% Gasverbrauch pro Jahr m³ oder Liter Heizöl (Diesel) x 70 Cent = Ertrag: Die Wärme könnte uns alle erwärmen. Ein Appell an die Kraftwerke mit KWK kwh el./a und kwh th/a zum versetzten Eigenbedarf oder Bezahlung kwh el. x 15 Cent = und kwh th. = 8 Cent* = entspricht Förderung nach dem Energie-Einspeise-Gesetz insgesamt 8 Cent/kWh el. = Gesamt Ertrag minus Energiekosten = /a Rückzahlung von 16,66% jährlich, der Investition ist eine Tilgungsrate/a = = Gewinn im ersten Jahr bzw. über 24% * Jährlich steigend durch die Investitions-Rückzahlung = (Abschreibungsanteil) Also nach 6 Jahren über 48% Durchschnittsrendite. Außerdem die Einsparung einer Heizanlage mit ca.100 kw. 10% Rendite würde auch genügen. Das bedeutet viel Gestaltungs-Potenzial. Wärmepumpe Ein m³ Gas oder 1 Liter Heizöl (Diesel) bringt ca. 3 kwh Strom + 6 kwh Wärme im Blockheizkraftwerk (BHKW). Eine Wärmepumpe in meinem Konzept macht aus 3 kwh Strom ca. 12 kwh th.+ 6 kwh th. des BHKW = 18 kwh Nutzwärme Ein Heizkessel oder eine Therme erzeugt ca. 9 kwh Nutzwärme bei 1 m³ Erdgas- oder 1 Liter Heizöl-Einsatz. Die CO2 Einsparung und der Umweltschutz wurde dabei noch gar nicht betrachtet. Das Küsterwärme-Konzept mit dezentraler Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) der Kunden BHKWs in Nahwärmestationen und Wärmepumpen in den Nahwärmestationen mit Fernwärmeverwertung, verwerten die Abwärme der Energiekonzerne, die sonst über riesige Kühltürme in die Umwelt geblasen würde noch intensiver. * 8 Cent als Mittelwert zwischen Eigenverbrauch 10 Cent und Einspeisung 6 Cent/kWh