Gasmotorwärmepumpen: Ein Beitrag zu einer wirtschaftlich erfolgreichen Energiewende

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Helmuth Eduard Buchholz
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1 Gasmotorwärmepumpen: Ein Beitrag zu einer wirtschaftlich erfolgreichen Energiewende Technische Hochschule Georg Agricola zu Bochum

2 Inhalte Energiebilanzen Deutschland und Japan Wettbewerb und Vermarktung Herausforderungen in Deutschland Herausforderungen in Japan Kooperation Staat, Gerätehersteller, Energieversorger Schlussfolgerungen 2

3 Energie in Deutschland 2016: Oberste Ergebnisse einer Online-Suche Abb.: Google 3

4 Energiewende in Deutschland Aufgaben Ersetzen von Kernkraftwerken Steigerung der Energieeffizienz Energieeinsparungen zunehmender Anteil regenerativer Energieträger Herausforderungen Energiemengenproduktion Leistung jederzeit verfügbar halten Nachhaltigkeit Umweltverträglichkeit Kosten 4

5 Energiewende in Japan vor Fukushima Aufgaben Zuverlässige Energieversorgung von Inseln Wirtschaftliche Energieversorgung Energiespeicherung Energieeinsparungen Herausforderungen Hoher und steigender Energiebedarf für Kühlung/Klimatisierung Elektrische Netze an der Leistungsgrenze Geringe eigene Energieressourcen 5

6 Energiemix Japan und Deutschland Abb.: IEA/ AG Energiebilanzen 6

7 Bruttostromerzeugung in Deutschland 2015 Abb.: BDEW, ZSW, Stromreport 7

8 Bewertung von Energie Vergangenheit räumlich begrenzt zeitlich begrenzt Menge begrenzt Gegenwart jederzeit verfügbar zentral Zukunft erneuerbar speicherbar dezentral Immer verfügbar bezahlbar Abb.: Moin Energie 8

9 Elektrischer Strom + mit vielen Techniken und Energieträgern erzeugbar universell einsetzbar HOHER EXERGIEWERT (2. Hauptsatz der Thermodynamik) - vielfach unter hohen Verlusten produziert Gleichzeitigkeit Produktion/Bedarf bei regenerativen Quellen Kosten Speicherung schwierig und teuer SCHLECHTER SPEICHERWERT (neuer Hauptsatz?) 9

10 Gleichzeitigkeit zwischen Angebot und Verbrauch + =? Abb.: wetter.net; hallertau.info; strassenweb.de 10

11 Energiebilanz Deutschland 11

12 Herausforderung in Japan Heiße, schwüle Sommer Hoher Energiebedarf für Klimatisierung Wirkungsgrade thermischer Kraftwerke im Sommer begrenzt Elektrische Netze und Speicher an der Belastungsgrenze Abb.: Christian Lundbeck 12

13 Zunehmende Belastung elektrischer Netze auch in Deutschland Netzlast Strom (Monatsmaxima) kw

14 Behaglichkeitsbereich des Menschen behaglich Abb.: m+p 14

15 Energiebedarf für Kälte/Klimatisierung Abb.: DKW 15

16 Energiebedarf der Klimatisierung In Deutschland Energiebedarf für Klimatisierung in Deutschland Anlagen > 12 kw [in GWh] Quelle: Directorate-General Transportation-Energy (DGTREN) of the Commission of the E.U., April

17 CO2-Emissionen aus der Klimatisierung in Deutschland Kohlendioxid-Emissionen aufgrund Klimatisierung in Deutschland Anlagen > 12 kw [in Kilo Tonnen kt] Quelle: Directorate-General Transportation-Energy (DGTREN) of the Commission of the E.U., April

18 Zäher Ausbau der Stromnetze Energieleitungsausbaugesetz: Soll 2009: 1900 km Ist II 2015: 500 km 18

19 Energie hat viele Formeln 1 1 & ' () (* +,-. (). (*, / () / (*,& 2 1,*,& 1,)! " "# $ "% # % % 19

20 Energienetze in Deutschland Elektrischer Strom Erdgas / Bio-Erdgas / Power to Gas Nah- und Fernwärmenetze Nah- und Fernkältenetze Druckluft Wasserstoff 20

21 Gasmotorwärmepumpe Prinzip Abb.: ASUE 21

Entwicklung in Japan Sehr gute Geräte wurden entwickelt Über 800.

22 Entwicklung in Japan Sehr gute Geräte wurden entwickelt Über Geräte in Asien installiert: Anschlussleistung ca. 40 GW zuverlässige Klimatisierung/Heizung Entlastung von Stromnetzen Erdgas ist leicht speicherbar 22

23 Motorische Gaswärmepumpe (Gasklimagerät) Abb.: Yanmar 23

24 Umgebung für die Gasmotorwärmepumpe Abb.: Loopair 24

25 Energiebilanz Abb.: RI Ing GmbH 25

26 Gasmotorische Wärmepumpen 26

27 Gaswärmepumpe mit VRF-Verteilung Abb.: ASUE 27

28 Gaswärmepumpen im Heizbetrieb: Energieeinsparung im Winter Abb.: ASUE 28

Lösungsansatz in Japan Austausch des elektrischen Antriebs durch Gasmotor Gemeinsame Basisentwicklung Japanischer Staat Gerätehersteller

29 Lösungsansatz in Japan Austausch des elektrischen Antriebs durch Gasmotor Gemeinsame Basisentwicklung Japanischer Staat Gerätehersteller Energieversorger Weiterentwicklung der Gerätehersteller Markteinführung durch konkurrierende Gerätehersteller Vertrieb durch Energieversorger Abb.: AISIN 29

30 Klassische und erneuerbare Energieträger 30

31 Entwicklung der EEG-Umlage für Haushaltskunden Abb.: BMWi, BNetzA, Stromreport 31

32 Strompreisentwicklung Abb.: BDEW 32

33 Gasmotorwärmepumpe im Einsatz Aufbau wie beim Elektrogerät Außenplatzierung spart Technikraum ein ab 2017 auch für Kühlhäuser Anwendungen: Heizen/Kühlen/Entfeuchten Klimatisieren/Trinkwassererw. Einsatzgebiete: Bürogebäude Supermärkte Einkaufszentren Hotels Lagerhallen 33

Fazit / Perspektive Gasmotorwärmepumpen können einen Beitrat zur Energiewende leisten Energieeinsparung im Winter Entlastung elektrischer Netze im Sommer Viele dezentrale Techniken können wenige

34 Fazit / Perspektive Gasmotorwärmepumpen können einen Beitrat zur Energiewende leisten Energieeinsparung im Winter Entlastung elektrischer Netze im Sommer Viele dezentrale Techniken können wenige zentrale Techniken ersetzen größte Herausforderung ist die Speicherung von Energie Erdgas ist besser zum Speichern geeignet als elektrischer Strom Umstellung einer Energieversorgung ist langwierig: Technik, Marketing 34

35 Zusätzlicher Anbieter: Yanmar Abb.: Yanmar 35

36 Haben Sie noch Fragen? gern jetzt und auch später... 36

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