Kraft-Wärme-Kopplung. Deutsche Umwelthilfe -- Tatort: Energiekommune. am Beispiel der Stadtwerke Münster. Hannover, 9.

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1 Deutsche Umwelthilfe -- Tatort: Energiekommune Hannover, 9. Oktober 2008 Einsatzmöglichkeiten it der Kraft-Wärme-Kopplung am Beispiel der Dr. Manfred Bischoff

2 Inhalt Einsatzmöglichkeiten der Kraft-Wärme-Kopplung Klimaschutz durch KWK Fernwärmeversorgung ersorg ng Wärmeversorgung g in Wohngebieten Wirtschaftlichkeit von Mikro-KWK-Anlagen Zusammenfassung Seite 1

3 Versorgung unserer Kunden Strom Fernwärme Erdgas Wasser Verkehr Hafenumschlag 2006: 1,43 Mrd. kwh 2006: 512 Mio. kwh 2006: 3,77 Mrd. kwh 2006: 2006: 17,2 Mio. m 3 33,1 Mio. 2006: 118 Tsd. t Fahrgäste 2005: 2005: 2005: 2005: 2005: 2005: 1,29 Mrd. kwh 519 Mio. kwh 3,07 Mrd. kwh 17,2 Mio. m 3 31,5 Mio. 266 Tsd. t Fahrgäste Seite 2

4 Klimaschutz durch KWK Reduzierung der CO 2 Emissionen: Stand 1990: Minderungsziel 21% Treibhausgasemissionen: 1.230,3 Mio. t CO 2 Äqui davon CO 2 - Emissionen: 1.030,2 Mio. t CO Ziel Mio. t CO2 800 Treibhausgasemissionen: 972 Mio. t CO 2 Äqui. 400 davon CO 2 - Emissionen: 852 Mio. t CO /12 Quelle: NAP Seite 3

5 Klimaschutz durch KWK KWK als Maßnahme zur CO 2 Minderung: Stromsparen Erneuerung des Kraftwerksbestandes Einsatz regenerativer Energien Ausbau der KWK Wärmeeinsparung Senkung des spezifischen Verbrauchs im Verkehr Verlagerung des Verkehrs auf Schiene und Wasser Quelle:Klimaschutz in Deutschland: 40% Senkung der CO2 Emissionen, UBA 5/07 Seite 4

6 Klimaschutz durch KWK Potenziale zum Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung: Modernisierung des Anlagenbestandes Ausbau der Nah- und Fernwärme Ausweitung der objektbezogenen KWK Ausbau der industriellen KWK Ergänzung von Kesselanlagen durch KWK Quelle:Analyse des nationalen Potenzials...für KWK, E&M (bei, DLR), 2005 Seite 5

7 Klimaschutz durch KWK Potenzial: Modernisierung des Anlagenbestandes 1600 Strom und Strom u. Wärmeverbrauch e TWh , ,3 Strom KWK Strom Wärme KWK Wärme Seite 6

8 Klimaschutz durch KWK Potenzial: Modernisierung des Anlagenbestandes TWh KWK heute KWK, heute η = 0,8 σ = 0,38 267,1 155,3 58,4 TWh KWK, Pote ntial KWK, Potential η = 0,8 σ = 1, ,3 155,3 388,25 0 Brennstoff Wärme Strom Brennstoff Wärme Strom Seite 7

9 Klimaschutz durch KWK Potenzial: Modernisierung des Anlagenbestandes CO2 Minderung durch Modernisierung KWK CO 2 Minderung durch Modernisierung KWK t CO Brenstoffmehrverbrauch Stromverdrängung Einsparung durch KWK Seite 8

10 Fernwärmeversorgung Voraussetzung: Fernwärmenetz Errichtung: ab 1970 bis 1980 Länge Primärnetz: 55 km Lange Sekundärnetz: 41 km Netzvolumen Primär: ca m 3 Anschlussleistung: 330 MW Hausanschlüsse: ca Netzverluste: ca. 7% Kontinuierlicher Ausbau durch - Verdichtungsmaßnahmen - Erweiterungsmaßnahmen aktuell wird hoher Sanierungsbedarf im FW-Netz erwartet l Seite 9

11 Fernwärmeversorgung Seite 10

12 Fernwärmeversorgung Seite 11

13 Fernwärmeversorgung HWK Hafen (GuD HKW) Fernwärme- und Stromerzeugung Elektrische Leistung: Thermische Leistung: ca. 100 MW ca. 170 MW Fernwärme: ca MWh Stromerzeugung: ca MWh KWK-Strom: ca MWh Stromkennziffer: ~1 Seite 12

14 Fernwärmeversorgung Wirtschaftlichkeit KWK- Fernwärme Stromkennziffer : σ = ca. 1 KWK-Stromarbeit : W = MWh Rückkühlwerk Kondensations-Stromarbeit : Potenzial min. W = MWh Seite 13

15 Fernwärmeversorgung Wirtschaftlichkeit HKW Hafen: Wärmespeicher Seite 14

16 Fernwärmeversorgung Klimaschutz Jahres - Brennstoffnutzungsgrad 88 % Brennstoffeinsatz t Verluste MWh 12% 44% Wärmeerzeugung MWh Stromerzeugung MWh 44% Seite 15

17 Fernwärmeerzeugung Klimaschutz - Reduktion von CO 2 Emissionen GuD Anlage Kohlekraftwerk CO2 Emissionen Wärmeerzeugung e / MWh Brennstoffeinsatz / MWh CO 2 Emissionsfaktor / t/mwh 0,2016 0, CO 2 Emission / t Mg Lokale Einsparung : t CO 2 0 Gud HKW Seite 16

18 Fernwärmeerzeugung Klimaschutz - Reduktion von CO 2 Emissionen GuD Anlage Kohlekraftwerk Stromerzeugung Wärmeerzeugung e / MWh Brennstoffeinsatz / MWh GWh 500 CO 2 Emissionsfaktor / t/mwh 0,2016 0, CO 2 Emission / t Stromerzeugung / MWh Globale Einsparung* : t CO Gud HKW * Berechnungsbasis: Strommix BRD, 0,62 t CO 2 / MWh el Seite 17

19 Fernwärmeerzeugung Klimaschutz - Reduktion von CO 2 Emissionen CO 2 Emissionen - Vergleich Lokale Einsparung Globale Einsparung t CO t CO2 Auto jährliche CO 2 Emissionen 4,2 t CO 2 Verbrauch 10l/100 km Jahresfahrleistung km Benzin, spezifische CO 2 Emissionen 2,32 kg CO 2 /kg Emissions-Reduktion entspricht Betrieb von ca Pkw Seite 18

20 Fernwärmeversorgung Versorgung der Fernwärmekunden aus KWK Anlagen Hoher Brennstoffnutzungsgrad von ca. 88 % CO 2 Emissions-Einsparung t/a durch Modernisierung des HKW relativ hoher Investitionsbedarf (KWK Anlage, Netz) Wirtschaftlichkeit wird durch KWK Förderung erreicht Investitionskosten auch für Kunden hoch Förderung durch SWMS bei den Anschlusskosten Betriebskosten t für Kunden geringer als Gas/Öl Einsatz Hohe Kundenbindung Seite 19

21 Wärmeversorgung von Wohnsiedlungen l Seite 20

22 Wärmeversorgung von Wohnsiedlungen BHKWe (Erdgas): Daten 2007 Anzahl Anlagen: 9 Leistung elektrisch: kw Leistung thermisch: kw Stromarbeit: kwh Wärmearbeit: kwh Seite 21

23 Wärmeversorgung von Wohnsiedlungen BHKW Albachten Haus Wiek - Elektrische Leistung: 2 x 240 kw - Therm. Leistung Module: 2 x 416 kw - Kesselanlage: 2 x 1400 kw Wärmespeicher: - Speichervolumen 50 m 3 - Speicherarbeit: 1700 kwh - Lade-/ Entladeleistung: 1500 kw Seite 22

24 Wärmeversorgung von Wohnsiedlungen Baugebiet Albachten Haus Wiek Erschließung Beginn 2003 Erschließung Abschluss erwartet 2010? Länge des Netzes 1757 m Anzahl der Abnehmer erwartet Erwartete Wärmeleistung: Aktuelle Wärmeleistung Jahreswärme 389 WE 2800 kw 985 kw 3600 MWh VBh BHKW Modul h - Modul h - Kessel 139 h Seite 23

25 Wärmeversorgung von Wohnsiedlungen BHKW Anlagen für die Versorgung von Wohnungen in zwei Nahwärmegebieten Baubeginn 2003 und Stand der Erschließung: < 50% Ausbau des BHKW in zwei Stufen Einsatz eines Wärmespeichers zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit Höhere Jahresauslastung des BHKW Hoher Anlauf-Aufwand Erwartung an Wirtschaftlichkeit zur Zeit nicht erfüllt CO 2 Einsparung: ca. 500 t/a je Anlage Seite 24

26 Wirtschaftlichkeit von Mikro-KWK-Anlagen l Seite 25

27 Wirtschaftlichkeit von Mikro-KWK-Anlagen Klein-BHKWe (Erdgas): Daten 2007 Anzahl Anlagen: 11 Leistung elektrisch: 285 kw Leistung thermisch: 580 kw Stromarbeit: kwh Wärmearbeit: kwh Seite 26

28 Wirtschaftlichkeit von Mikro-KWK-Anlagen elektrische Leistung der BHKWs von 5,5 bis 50 kw Objektversorgung: Mehrfamilienhaus, Gewerbe Einbindung in vorhandene Kesselanlage oft in Verbindung mit Wärmespeicher eingesetzt Kriterienkatalog für Aufstellungsentscheidung Schlanker Prozess von Bestellung bis Errichtung/IBN grundsätzliche Abklärung der Technik als Standard positive Betriebserfahrungen, zuverlässiger Betrieb erwartete Betriebskosten werden unterschritten Seite 27

29 Wirtschaftlichkeit von Mikro-KWK-Anlagen wirtschaftliches Konzept der Schwarzen Null Ressourcenschonung, Nachhaltiger Klimaschutz als Ziel CO 2 Einsparung: 39 t/a bei 18 kw el-anlage Nutzung der Potentiale in Münster geringer Verwaltungsaufwand durch schlanken Prozess Wirtschaftlichkeit t c t der 5,5 kw Anlage nicht gegeben Nachberechnung für die anderen Modulgrößen positiv Konzentration auf Standardprodukte 18, 34, 50 kw Seite 28

30 Zusammenfassung Nah- und Fernwärmenetze bieten Möglichkeit zur effizienten Energienutzung in KWK Die Wirtschaftlichkeit von BHKWs mit Wärmenetzen wird oft erst nach langen Anlaufzeiten erreicht Entwicklung von Baugebieten hat maßgeblichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit von Wärmenetzen Der Einsatz KWK Anlagen trägt wesentlich zur Brennstoffeinsparung und CO 2 Verminderung bei Seite 29

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Manfred Bischoff GmbH Hafenplatz 1, Münster Seite 30