Erneuerbare Energien und Energieeffizienz

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1 Handwerkskammer Stettin Seite: 1

2 Ziel des Seminars Überblick zu Möglichkeiten der Energieeinsparung für Kleine und Mittlere Unternehmen durch Maßnahmen zur Steigerung der und den Einsatz Erneuerbarer Energien (Schwerpunkt Solarenergie) Schwerpunkte - Umwelt- und Klimaschutz - Möglichkeiten der Effizienzsteigerung - Einsatzmöglichkeiten von Solartechniken - Kosten/Förderung und Nutzen - Gute Beispiele Seite: 2

3 Inhalte - Überblick Erster Tag ( Uhr) - Bedeutung Erneuerbarer Energien und - Überblick über den Einsatz Erneuerbarer Energien - Überblick zu maßnahmen - Marktsituation und -entwicklung für Erneuerbare Energien und in Polen - EU-Richtlinien und Förderprogramme Zweiter Tag ( Uhr) - Gute Beispiele aus unterschiedlichen Branchen - Projektarbeit und Vorstellung - Zusammenfassung und Fazit Seite: 3

4 Warum Erneuerbare Energien nutzen und maßnahmen ergreifen? - Steigender Energieverbrauch bei sinkenden Vorkommen fossiler Energien (Kohle, Öl, Gas, Uran) - Steigende Energiepreise - Globale Erwärmung Seite: 4

5 Steigender Energieverbrauch Seite: 5

6 Steigender Energiebedarf bei sinkender Energieproduktion (Erdöl) Seite: 6

7 Steigende Energiepreise Seite: 7

8 Energiepreis in EUR Erneuerbare Energien und Energiekosten heute - Energiekosten morgen 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0, Jahre 4% 7% 10% 15% Energiekostensteigerung um 4,7,10 oder 15% Seite: 8

9 Weltweit steigende Kohlendioxid-Emissionen Seite: 9

10 Folgen der Klimaveränderung: - Erwärmung der Ozeane, Abschmelzen der Gletscher: Anstieg des Meeresspiegels mit der Folge von Überschwemmungen küstennaher Regionen und Verlust von bebaubarem Boden (mehr als ein Drittel der Weltbevölkerung lebt in Küstennähe) - Verschiebung der Vegetationszonen: existentielle Veränderungen in der Nahrungsmittelproduktion, dramatische Verringerung der Artenvielfalt - Freisetzung riesiger Mengen CO2 und Methan aus den auftauenden Böden der Tundra, die den Treibhauseffekt noch weiter verstärken - Mediterranisierung der gemäßigten Breiten: heißere, trockenere Sommer, mildere, aber regenreiche Winter. Folgen: Wasserknappheit im Sommer, Überschwemmungen im Winter; hohe Belastung der ohnehin schon stark geschädigten Wälder - Zunahme von wetterbedingten Schäden durch Stürme, Überschwemmungen und Dürren mit steigenden ökonomischen Folgekosten - Verschärfung bekannter Klimaphänomene (z.b. El Nino: Häufung von sintflutartigen Niederschlägen in sonst trockenen Gebieten Südamerikas Seite: 10

11 Bedrohte Gebiete beim Schmelzen des Grönlandeises Seite: 11

12 Erneuerbare Energien Seite: 12

13 Sonnenenergienutzung Das Sonnenenergieangebot astronomisch und meteorologisch bedingte Schwankungen Seite: 13

14 Sonnenenergie Das Sonnenenergieangebot in Europa: Geografische Verteilung der Jahressummen (kwh/m 2 Jahr) Seite: 14

15 Sonnenenergie Das Sonnenenergieangebot in Polen: Geografische Verteilung der Jahressummen (kwh/m 2 Jahr) kwh/m 2 entsprechen ca. 100 Liter Heizöl Seite: 15

16 Sonnenenergienutzung - Solarthermische Anlagen Umwandlung des Sonnenlichts in Wärme (Warmwasser, Heizung) - Photovoltaikanlagen Umwandlung des Sonnenlichts in Strom (Eigenverbrauch oder Netzeinspeisung) Seite: 16

17 Solarthermische Anlagen - Aufbau und Funktion Seite: 17

18 Solarthermische Anlagen Kollektorbauformen Seite: 18

19 Solarthermische Anlagen - Aufbau und Funktion Seite: 19

20 Solarthermische Anlagen Vakuumröhrenkollektoren Seite: 20

21 Solarthermische Anlagen - Aufbau und Funktion Seite: 21

22 Solarthermische Anlagen - Planung und Auslegung Auslegung: 60 Liter (60 C) Warmwasser pro m 2 Kollektorfläche Speicher: 60 Liter pro Quadratmeter Kollektorfläche Seite: 22

23 Solarthermische Anlagen - Einsatzbereiche - Wohngebäude (EFH/MFH) - Seniorenheime - Krankenhäuser - Beherbergungsbetriebe (Hotels, Pensionen) - Campingplätze - Textilwäschereien - Autowaschanlagen - Brauereien - Sportanlagen -... Anlagen mit ganzjährig (mind. Im Sommerhalbjahr) hohem Warmwasserverbrauch Seite: 23

24 Solarthermische Anlagen - Kosten und Nutzen Spezifische Investitionskosten in Abhängigkeit von der Anlagengröße ca / Quadratmeter Kollektorfläche Spezifischer Solarkreisertrag kwh/m 2 Jahr Energieeinsparung am Gesamtwärmebedarf je nach Anlagengröße und -konzept ca % In Sonnenhäusern bis zu 100 % Seite: 24

25 Erneuerbare Energien Kosten Solarthermische Anlagen spezifische Investitionskosten (inkl. Montage und MWSt.) Kleinanlagen (bis 30m 2 Kollektorfläche): /m 2 Mittelgroße Anlagen (30-100m 2 Kollektorfläche) /m 2 Großanlagen (>>100m 2 Kollektorfläche) > 700 /m 2 Seite: 25

26 Photovoltaikanlagen - Aufbau und Funktion Seite: 26

27 Photovoltaikanlagen - Aufbau und Funktion Solarmodul Wechselrichter Seite: 27

28 Photovoltaikanlagen - Aufbau und Funktion Zellmaterial Monokristallin Modulwirkungsgrad Benötigte Modulfläche für 1 kw p Polykristallin (EFG) Polykristallin Dünnschicht: Kupfer-Indium- Diselenid (CIS) Dünnschicht: Amorph Seite: 28

29 Photovoltaikanlagen - Planung und Auslegung 1 kw p benötigen ca. 10m 2 Fläche 1 kw p erzeugen ca. 800 kwh/jahr Voraussetzungen: - Verschattungsfreiheit - Azimut zwischen Südost und Südwest Seite: 29

30 Photovoltaikanlagen - Kosten und Nutzen 1 kw p Kosten ca kw p erzeugen ca. 800 kwh/jahr Bei Eigenverbrauch Abdeckung > 30% Bei Netzeinspeisung Vergütung (EEG) Polen: Steuererleichterungen, Kredite, grüne Zertifikate Seite: 30

31 Photovoltaikanlagen Eigenverbrauch/Überschusseinspeisung Seite: 31

32 Erneuerbare Energien Kostenentwicklung Solarstrom Seite: 32

33 Energie Effizienz Die ist ein Maß für die Ausnutzung eingesetzter Energie Kriterien sind: Wirkungsgrad, Nutzungsgrad, Jahresarbeitszahl Seite: 33

34 Energie Effizienz Seite: 34

35 Energie-Controlling als Basis für Effizienzmaßnahmen Ziel des Energiecontrollings ist es, durch kontinuierliche Beobachtung geeigneter Größen den Energieverbrauch zu begrenzen Seite: 35

36 maßnahmen Anwendungsbereiche: - Beleuchtung - Pumpen - Druckluft - Lüftung/Klima/Kälte - Raumheizung / Warmwasser / Prozeßwärme Seite: 36

37 maßnahmen Beleuchtung: Bis zu 80 Prozent des Stromverbrauches für Beleuchtung können eingespart werden durch folgende Maßnahmen: - Energiesparlampen (Kompaktleuchtstofflampen) statt Glühlampen einsetzen: rund 80 Prozent geringerer Stromverbrauch - Halogen-Metalldampflampen statt Quecksilber-Hochdrucklampen verwenden: etwa 50 Prozent höhere Lichtausbeute und bessere Farbwiedergabe - Leuchten für Leuchtstofflampen mit herkömmlichem Vorschaltgerät durch solche mit elektronischem Vorschaltgerät ersetzen: rund 20 Prozent geringerer Stromverbrauch, höhere Lampenlebensdauer sowie bessere Farbwiedergabe Seite: 37

38 maßnahmen Beleuchtung: - Spiegelrasterleuchten einsetzen - In Hallen: T12-Leuchtstoffröhren durch T8- oder besser T5- Röhren ersetzen - Zeitschaltuhren und Bewegungsmelder in Bereichen einsetzen, die nur zeitweise genutzt werden - In Räumen mit Tageslichteinfall tageslichtabhängige Steuerung verwenden: fünf bis 40 Prozent geringerer Stromverbrauch Seite: 38

39 maßnahmen Beispielhafte Einsparung durch Bewegungsmelder Seite: 39

40 maßnahmen Beheizung von Produktionshallen: - Strahlungsheizung statt Warmlufterhitzer konventionelles Heizsystem Strahlungsheizung Seite: 40

41 maßnahmen Beheizung von Produktionshallen: Strahlungsheizungen sind gegenüber anderen Heizsystemen wirtschaftlicher durch: - niedrigere Raumtemperatur bei gleicher Behaglichkeit - keine Übertragungsverluste von einer Heizzentrale - kürzere Aufheizzeit - kein Wärmepolster unter der Hallendecke - Beheizung von Teilflächen möglich - geringerer Energieverbrauch Seite: 41

42 maßnahmen Kälteerzeugung: Relevanz des Themas - Kosten für Kälte: / MWh (Kosten für Wärme / MWh) - Kostensteigerung der letzten 5 Jahre: 5% - Bedarfssteigerung in 10 a: 100% - Abwärme aus der Kälteerzeugung 230 TWh - Heizungsbedarf 620 TWh -Warmwasserbedarf 120 TWh Seite: 42

43 maßnahmen Kälte: Physikalisch betrachtet gibt es keine Kälte, es gibt nur Wärme und weniger Wärme => Kühlung = Wärmeentzug Seite: 43

44 maßnahmen Kälte: Um 1 kg Eis zu schmelzen, ist viel mehr Energie notwendig als die Temperatur des Eises um z.b. 1 K zu erhöhen; nämlich 335kJ (93Wh). Mit dieser Energie kann die Temperatur von 1 kg Wasser auf (335 kj/4,19 kj/kg K) = 80 K erwärmt werden! Zur Verdampfung von 1 kg Wasser sind rd kj (0,69kWh) notwendig. Der gleiche Betrag an Energie, der 1 kg Wasser verdampft, kann 6kg Wasser auf 100 C erhitzen! Seite: 44

45 maßnahmen Funktionsprinzip Kälteerzeugung: Der Verdichter Der Verflüssiger Der Verdampfer Das Thermostat Seite: 45

46 Kälte, erste Schritte: Größe, Leistung, Nutzen und Stromverbrauch Energie-Effizienz des Kompressors Drehzahlgeregelte Antriebe Art und Dicke der Wärmedämmung der Kühlkammer Dicke Wärmedämmung Nutzen der abgeführten Wärme Unterstützung Trinkwassererwärmung, Raumheizung Seite: 46

47 maßnahmen Druckluft: - Leckagen beheben - Kompressor für die jeweilige Endanwendung optimal auswählen (keine Überdimensionierung) - Kompressortechnik bei Verdichtern verbessern, zum Beispiel durch Mehrstufen-Kompressoren - Abwärme für andere Zwecke nutzen - Luftbehandlung verbessern, zum Beispiel trocknen oder filtern - regelmäßige und sorgfältige Wartung und Instandhaltung - verbesserte Luftführung im Rohrnetz, um Druckverlust durch Reibung zu vermindern Seite: 47

48 maßnahmen Druckluft: Abwärmenutzung Quelle: Atlas Copco Seite: 48

49 Erneuerbare Energien Marktsituation Solarwärme Seite: 49

50 Erneuerbare Energien Marktsituation Solarwärme in Polen Der polnische Solarthermiemarkt ist trotz fehlender finanzieller Förderung stetig gewachsen. In 2009 konnte der Markt 101 MW an neu installierter Leistung ( m 2 ) vorweisen, 11% mehr im Vergleich zum Vorjahr, wobei sich der Markt in 2008 bereits verdoppelt hatte. In 2010 wird ein weiteres Wachstum erwartet auch wenn durch die Ankündigung eines neuen Förderprogramms Vorhaben aufgeschoben werden. Dieses neue Programm wird die Umsetzung des Polish Renewable Action Plans unterstützen und bietet einen Zuschuss von bis zu 45% der Investitionskosten an. Seite: 50

51 Erneuerbare Energien Marktsituation Solarwärme in Polen Seite: 51

52 Erneuerbare Energien Marktsituation Solarstrom - Europa Seite: 52

53 Erneuerbare Energien Marktsituation Solarstrom Polen Gesamt installierte Leistung: 2007: 0,64 MW p 2008: 1,0 MW p (davon 80% nicht ans Netz angeschlossen) Seite: 53

54 EU Richtlinien und Förderprogramme Richtlinien/Beschlüsse: : Directive 2006/32/EC Ziel: Erhöhung der Endenergieeffizienz bis 2016 um 9%. Erneuerbare Energien: Directive 2009/28/EC Ziel: Steigerung des Gesamtanteils Erneuerbarer Energien bis 2020 auf 20%. Inkl. Nationaler Aktionspläne (Polen: von 7,2 in 2005 auf 15% in 2020 Anteil am Endenergieverbrauch). Seite: 54

55 EU Förderprogramme (direkt/indirekt) Beantragung einer direkten EU-Förderung erfordert erheblichen Zeit- und Bürokratieaufwand! Dies betrifft direkte EU- Förderprogramme wie LIFE III, Intelligente Energie für Europa, Marco Polo oder Leonardo da Vinci. Diese Projekte sind auf europäischen Mehrwert angelegt (Konsortium mit anderen Partnern) Vorteilhafter sind Programme, bei denen EU-Mittel indirekt National/Regional aus dem Struktur- und Kohäsionsfond zugänglich sind. In diesem Rahmen eignet sich für KMU-Projekte besonders der Europäische Fonds für regionale Entwicklung (EFRE). Beispiel in Polen: das sektorale operationelle Programm zur Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen (7 Mrd. für ) Seite: 55

56 EU Förderprogramme (direkt/indirekt) Wichtige Internetportale / Kontakte - Informationen zu Strukturfonds: - Regionalen Finanzierungsinstitutionen der Woiwodschaften: - Ein spezielles Portal fu r EU-Beihilfen: - INTERREG III für das sächsisch-polnisch-tschechische Grenzgebiet: Seite: 56

57 Polnische Strukturfonds-Programme - Operationelles Programm Infrastruktur und Umwelt - Operationelles Programm innovative Wirtschaft - Operationelles Programm Entwicklung von Ostpolen - Regionale operationelle Programme Zuschüsse für Unternehmen - Programm zur Entwicklung ländlicher Regionen Seite: 57

58 Polnische Energie-Politik Energiestrategie Energiepolitik Polens bis 2025, Wesentlich Ziele/Maßnahmen: - Erhöhung des Anteils Erneuerbarer Energie auf 15% in Beibehaltung der Herkunftszeugnisse Grünen Zertifikate Seite: 58

59 Polnische Förderung von maßnahmen - Name: BOS Energy Efficiency Programme in Buildings Finanzierung: Globaldarlehen Gegenstand: Einspar- und Effizienzmaßnahmen an Gebäuden Projektträger: Bank Ochrony Srodowiska S.A (BOS Bank) - Name: BOS Boiler Modernisation Programme Finanzierung: Globaldarlehen Gegenstand: Austausch von rd. 60 großen Boilern Projektträger: Bank Ochrony Srodowiska S.A (BOS Bank) Seite: 59

60 Gute Beispiele Beispiel 1 / Beleuchtung Die Produktionshallen des Füssener Automobilzulieferers PMG wurden urspru nglich durch Leuchten mit weißlackierten Trapezblechreflektoren beleuchtet, bestu ckt mit T8 Leuchtstofflampen. Um Betriebskosten zu sparen und die Beleuchtungssituation zu verbessern, wurde Mitte 2004 die Beleuchtungsanlage grundlegend neu gestaltet. - Neue Leuchten mit Reflektoren. Reduzierung der Leuchtenanzahl bei gleichzeitiger Steigerung der Beleuchtungsstärke. - Ausrüstung der Leuchten mit elektronischen Vorschaltgeräten mit geringerer Leistungsaufnahme des Gesamtsystems (Vorschaltgerät und Lampe) im Vergleich zu den vorher installierten konventionellen magnetischen Vorschaltgeräten. - Tageslichtabhängige Regelung der Beleuchtung, teils ergänzt durch eine bewegungsabhängige Dimmung. Dadurch muss nur die Lichtmenge erzeugt werden, die auch tatsächlich benötigt wird. Seite: 60

61 Gute Beispiele Beispiel 1 Seite: 61

62 Gute Beispiele Beispiel 2 / Druckluft Bei einer Untersuchung des Druckluftsystems bei der Edelstahl-Witten- Krefeld GmbH wurde festgestellt, dass rund 28% der erzeugten Druckluftmenge durch Leckagen verlorengeht. Durch geeignete Maßnahmen konnte die Leckagemenge auf 23% reduziert werden. Dies entspricht einer Minderung des Stromverbrauchs um rund 20% bezogen auf das Druckluftsystem. Maßnahmen im Einzelnen: - Reduktion von Leckagen - Wärmerückgewinnung - Einsatz drehzahlgeregelter Kompressoren Energieeinsparung pro Jahr: kwh/a page: 62

63 Gute Beispiele Beispiel 3 Solarthermie Im Zuge der kompletten Renovierung des Hotels wurde eine solarthermische Anlage zur Warmwasserbereitung installiert. Die 51 m 2 Flachkollektoren erwärmen insgesamt Liter Pufferspeicher. Hierdurch wird eine Energieeinsparung von jährlich 70% erzielt. Mit Investitionskosten von und einer Förderung von hat sich die Anlage innerhalb von 8 Jahren amortisiert. page: 63

64 Gute Beispiele Beispiel 4 Photovoltaik Auf den Stallgebäuden des viehwirtschaftlichen Betriebens wurden insgesamt 109 kwp Photovoltaikanlage installiert. Diese erzeugt pro Jahr ca kwh Solarstrom. Bei Investitionskosten von ca refinanziert sich die Investition innerhalb von 10 Jahren durch die Einspeisevergütung (EEG). page: 64

65 Gruppenarbeit Checklisten - Fragebogen ausfüllen - Bewertung der Energiesituation (Benchmarking) Solarenergienutzung (Solarthermie oder Photovoltaik) - Rahmenbedingungen (Dachfläche etc) - Abschätzung der Anlagengröße - Berechnung der zu erwartenden Energieeinsparung - Kostenschätzung und Berechnung der Amortisationszeit Präsentationen - Diskussion der Ergebnisse page: 65

66 Fazit Zusammenfassung - Fakten - Wichtige Webseiten Feedback - Inhalt? - Präsentation? - Wurden die Ziele erreicht? - Nutzen für die eigene Anwendung? - Was wurde vermisst? - Verbesserungsvorschläge page: 66

67 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! page: 67