QatDLR - Innovative Energieversorgung für Katar und die arabische Halbinsel

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1 Chart 1 QatDLR - Innovative Energieversorgung für Katar und die arabische Halbinsel Dirk Krüger MENA AHK 1. Juli 2013 München gefördert durch das BMWi

2 Folie 2 Das DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Forschungseinrichtung Raumfahrt-Agentur Projektträger QatDLR Projekt: Institut für Solarforschung und Institut für Technische Thermodynamik

3 Folie 3 Solar-Institut Jülich SIJ (seit 1992 die zentrale wissenschaftliche Einrichtung der FH Aachen) Aktuelle Forschungsgebiete & Aktivitäten Solarthermische Systeme Poröse Strukturen Effiziente Gebäudeenergietechnik Systemanalyse und Ressourcenproduktivität Wasseraufbereitung Bildung

4 Chart 4 Konzentrierende Solartechnologien im DLR und SIJ Parabolrinne Linear-Fresnel Solarturm Dish-Stirling

5 Chart 5 Projekt QatDLR - Inhalte nach Arbeitspaketen AP 1. Technische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen für effiziente und umweltschonende Energieversorgungssysteme auf der Arabischen Halbinsel AP 2. Machbarkeitsstudien zur solaren Prozesswärme AP 3. Machbarkeitsstudie zu einem hocheffizienten hybriden Solarturmkraftwerk AP 4. Machbarkeitsstudien zur Erhöhung der Energie-Effizienz in Gebäuden => Vorbereitung von Projekten

6 Folie 6 AP 1 Rahmenbedingungen 1. Ermittlung EE und fossiler Ressourcenpotentiale und Georeferenzierung existierender Infrastruktur 2. Ermittlung technischer und wirtschaftlicher EE Potentiale 3. Bedarfsentwicklung, Marktpotentiale und Ausbauszenarien 4. Rahmenbedingungen für Transformation des Energiesektors 5. Sozio-ökonomische Wirkungen 6. Umweltwirkungen

7 Folie 7 Detaillierte Ermittlung technischer Potentiale Beispiel Windenergie (außerdem für Freiflächen-PV und CSP) -Ausschlussflächen -Ressourcenverfügbarkeit -Statistische Auswertung (DLR, QatDLR 2013) (DLR, QatDLR 2013)

8 Chart 8 AP 2 Solare Prozesswärme - Technik Prozessdampf Fa. Alanod Prozesswärme aus Parabolrinnen- oder Fresnelkollektoren Temperatur bis 400 C, Medien Druckwasser, Dampf, Öl Lebensmittelindustrie, thermische Entsalzung, EOR etc. ab 400 kw Bedarf

9 Chart 9 AP 2 Solare Prozesswärme - AP und Ziele Arbeitspakete AP 2.1 Identifikation potenzieller Anwendungen AP 2.2 Auswahl zweier exemplarischer Standorte AP 2.3 Konzeptionelles Design der Anlagen AP 2.4 Ermittlung des Jahresertrags Ziele Anlagendesign zweier Anlagen Detaillierte Jahresertragssimulationen solare Wärme Ermittlung der Kostenschätzungen von Komponenten Berechnung der Wärmekosten Vorbereitung eines Projektes

10 Chart 10 AP 3 Machbarkeitsstudien zu hocheffizienten hybriden Solarturmkraftwerken Heliostatenfeld Turm mit Receiver Wärmeträgerkreislauf Thermischer Energiespeicher konventioneller Kraftwerksblock inkl. hybridem Brenner Evtl. Abwärmenutzung (KWK) Solarturm-Konzepte Solarturm mit Dampf-Receiver Solar One (USA), PS10 + PS20 (Spanien), Solarturm mit Salz-Receiver Solar Two (USA), Gemasolar (Spanien), Solarturm mit offenem volum. Receiver Phoebus/Solair concept, Solarturm Jülich Solarturm mit druckaufgeladem Receiver Refos/Solgate concept, SOLHYCO, SOLUGAS

11 Chart 11 AP 3 Machbarkeitsstudien zu hocheffizienten hybriden Solarturmkraftwerken Arbeitspakete AP 3.1: Definition von geeigneten Anlagenkonfigurationen AP 3.2: Detaillierte Ermittlung des Jahresertrags AP 3.3: Erarbeiten eines Vorschlags für ein Demonstrations-Projekt Ziele In einer Pre-Feasibility-Studie sollen hocheffiziente hybride solarthermische Turmsysteme identifiziert werden Durch die optionale Auskopplung von Prozesswärme auf geeigneten Temperaturniveaus soll untersucht werden, ob die Gesamt-Effizienz weiter gesteigert werden kann. In Abstimmung mit den involvierten Institutionen in Katar sowie mit interessierten Industrieunternehmen soll eines der untersuchten Konzepte weiter zu einem konkreten Vorschlag für eine Demonstrationsanlage ausgearbeitet werden.

12 Folie 12 AP 4 Energieeffizienz von Gebäuden und gewerblichen Anlagen Arbeitspakete AP 4.1: Auswahl typischer Gebäude/Anlagen AP 4.2: Energie-Analyse AP 4.3: Variantenentwicklung AP 4.4: Kosten-Nutzen-Analyse Berücksichtigung unterschiedlicher Technologien Sonnenschutzsysteme Baulicher Wärmeschutz / Fassadensysteme Erneuerbare Energiewandlung (Photovoltaik, Solarthermie, etc.) Wärme- / Kälterückgewinnungssysteme Kälteerzeugung (mechanisch, thermisch, solare Klimatisierung) Effiziente HLK- (HVAC-) Systeme

13 Folie 13 AP 4 Energieeffizienz von Gebäuden und gewerblichen Anlagen Leistungsspektrum für den Interessenten Energetische Analyse und Bewertung von Gebäuden / gewerblichen Anlagen sowie gebäudetechnischer Anlagen Monitoring / Messung von Energieströmen, Temperaturen und Behaglichkeitsparametern Dynamische Gebäude- und Anlagensimulation (Energieverbrauch, Behaglichkeitsparameter) Entwicklung individuell angepasster Optimierungskonzepte zur Steigerung der Energieeffizienz Ziele: Steigerung der Energieeffizienz und Reduktion des Verbrauchs konventioneller Energie Machbarkeit unter Berücksichtigung lokal vorherrschender Rahmenbedingungen Realisierbarkeit ohne Beeinträchtigung der Nutzung

14 Folie 14 Machbarkeitsstudien Leistungen in QatDLR Prozesswärme Solarturm - Gebäudetechnik Technische Entwicklung Erhebung von Daten und Ortsbesichtigung Entwurf eines Anlagenkonzepts in Absprache mit dem Kunden Modellierung Berechnung des Energieertrags Ökonomische Analyse Ermittlung Investitionsvolumen und O&M Ermittlung Erträge Berechnung von Kennzahlen wie LEC, Payback etc. Prüfung der Umsetzbarkeit im Rahmen von Demonstrationsprojekten unter Beteiligung lokaler Partner / Industrieunternehmen

15 Chart 15 Nächste Schritte im QatDLR Projekt Derzeit suche nach deutschen und lokalen Partnern für die Implementierung von Studien Suche nach einer industriellen Produktion zum Einsatz von solarer Prozesswärme, anschließend Feasibilitystudie Suche nach Energieversorger, Projektentwickler, Industriebetrieb,, mit Interesse an einer Feasibilitystudie für die solarthermische Stromerzeug, unter Umständen mit KWK. Nach Projektende Interesse an Demonstration? Suche nach einem Gebäude in Vorbereitung zum Einsatz energieeffizienter Technologien, anschließend Feasibilitystudie Workshops vorgesehen in Katar oder auf der arabischen Halbinsel