Das Energiemanagement des Wupperverbandes Ein Überblick

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1 Das Energiemanagement des Wupperverbandes Ein Überblick Ring Vorlesung Ruhr Universität Bochum 18. Juni 2013 Dirk Salomon

2 Regenerative Energie Standorte des Wupperverbandes Wasserkraftanlage Wupperverband WKA Dritter an WV-Talsperre Blockheizkraftwerk (Klärgas) Dampfkraft / Schlammverbrennung Solarstrom (Photovoltaik) Solarthermie Holzhackschnitzelheizung

3 Gesamtenergieverbrauch des Wupperverbandes 2012: kwh

4 Größter regenerativer Energieerzeuger im Bergischen Elektrische Energie [kwh/a] 6 Wasserkraftanlagen BHKW Standorte Dampfturbine PV Anlagen Summe Thermische Energie [kwh/a] BHKW Abwärme Hackschnitzel Solarthermie Qualifizierte Schätzung Faulgasheizung Summe

5 Strompreisexplosion im letzten Jahrzehnt : Beginn der Stromdatenerfassung als Basis für eine Ausschreibung 2005ff 6,28 Mai , : Aufnahme in das Strategiepapier: Reduzierung der CO2-Emissionen und Reduzierung der Energiekosten : Zielvereinbarung zum Energiekonzept des Wupperverbandes im Verbandsrat beschlossen

6 Quelle: (AP)

7 Die Entwicklung des Energiemanagements beim WV 1998: Mitarbeit Energiehandbuch auf Kläranlagen 2004: Beginn Datenerfassung Stromverbrauch 2007 Gründung und Rollenklärung des Querprozesses 2010 Energiemanagement ist in technischer Maßnahmeplanung und Einzelinitiativen umgesetzt 201X Energiemanagement wird bei allen Planungen und Handlungen der Mitarbeiter berücksichtigt

8 Themenvielfalt von Wasserwirtschaft und Energie Klimaschutzteilkonzepte im Bergischen Land Strom aus Wasserkraft (Talsperren, Kleinwasserkraftanlagen / Stauanlagen) Vernetzung mit den Energie-Akteuren Kläranlagen und Talsperren als Energiespeicher Lastmanagement Ausgleich des Lastbezugs Windkraft Gebäudeenergiemanagement Energiedatenmanagement Energieberichtswesen T1 PV2 Energievertragswesen Energieeinkauf PV3 PV05 Klimawandel (CO 2 ) Energiekosten Bilanzkreismanagement WIW T3 Photovoltaik / Solarthermie T2 Mobile Energie / Fuhrparkmanagement Forst- / Holzwirtschaft / Holzhackschnitzelnutzung Landwirtschaft / Nachwachsende Rohstoffe Strom aus Faulgas Co-Vergärung Wasserstoff aus Faulgas Energie aus Klärschlammverbrennung Optimierung des Energieverbrauchs (Verfahrenstechnische Energieanalysen)

9 3 Säulen des Energiemanagement QP Energiemanagement Energieeffizienz Regenerative Energieerzeugung Marktorientierte Beschaffung & Verkauf

10 Säule Energieeffizienz QP Energiemanagement Energieeffizienz

11 Für Effizienz beim größten Stromverbraucher sorgen 58% des Stromverbrauchs eines Klärwerks Erzeugung Regelung Eintrag

12 Struktur/Menge Stromverbrauch Klw. Schwelm verbessert Klw. Schwelm Lastgang Klw. Schwelm Lastgang :45 Uhr 132 kw Wirkleistung [kw] Blindleistung [kvar] :55 Uhr; 228 kw Datum Uhrzeit Wirkleistung [kw] Blindleistung [kvar] Datum Uhrzeit 0 Wirkleistung [kw] Blindleistung [kvar] Wirkleistung [kw] Blindleistung [kvar]

13 Energieerzeugung steigern durch moderne BHKW Elektrischer Wirkungsgrad BHKW erste Generation < 32% neue Generation > 40% Abgeschlossen in 2010: Neues BHKW Odenthal (35 kw el ) Abgeschlossen in 2011: BHKW Erweiterung Kohlfurth (375 kw el ) Aktuelle Erneuerung BHKW: Buchenhofen (2400 kwel) Schwelm (120 kw el ) Burg (360 kw el ) Erwartete Steigerung Stromertrag >20% ca. 2 GWh/a

14 Energiemanagement ruht auf 3 Säulen QP Energiemanagement Regenerative Energieerzeugung

15 Regenerative Energie Standorte des Wupperverbandes Blockheizkraftwerk (Klärgas) Strom 14 GWh/a Wärme 30 GWh/a

16 Energieerzeugung aus Klärschlamm ist nichts neues 11 Klärwerke Davon 7 Klärwerke mit Faulbehältern und Gasverwertung seit den 1950er Jahren. Erste BHKW-Anlage 1999 in Buchenhofen in Betrieb genommen Schlammverbrennung produziert Strom mit Dampfturbine seit 1977

17 23 % mehr Strom aus Klärgas dank Co-Fermentation Co-Vergärung Klärwerk Buchenhofen (Probebetrieb) Klärwerk Kohlfurth (Dauerbetrieb) Klärwerk Burg (Probebetrieb) Strom aus Klärgas (gesamt) 2009: kwh/a 2010: kwh/a 2011: kwh/a 2012: kwh/a aber Herausforderung Wärmenutzung!

18 Regenerative Energie Standorte des Wupperverbandes Blockheizkraftwerk (Klärgas) Dampfkraft / Schlammverbrennung Strom 8 GWh/a

19 Mehr Strom aus Dampf erzeugen

20 Regenerative Energie Standorte des Wupperverbandes Wasserkraftanlage Wupperverband WKA Dritter an WV-Talsperre Blockheizkraftwerk (Faulgas) Dampfkraft / Schlammverbrennung 6,5 Strom GWh/a

21 Wasserkraftstandorte im Wupperverbandsgebiet WKA Wupperverband WKA Wupperverband in Bau WKA Dritter an WV-Anlage WKA Dritter Mühlen in Denkmalsbetrieb Fischaufstiegsanlagen Heute: 26 Anlagen mit 5,3 MW Erhebung 1914: 45 Anlagen mit 6,9 MW (Preußenstudie Keller et al nach Floecksmühle et al. 2010)

22 Repowering Buchenhofen / Wuppertalsperre mit ca.1.8 MW elektr. Leistung Steigerung der Effizienz Steigerung der Verfügbarkeit auch eine Dynamisierung des Talsperrenbetriebs

23 Bau Wasserkaftanlage Große Dhünn-Talsperre 2 Durchström-Turbinen mit je 140 kw Leistung zu erwartende Jahresstromerzeugung rd. 1,3 Mio kwh gleichzeitige ökologischer Verbesserung der Dhünn durch Temperaturerhöhung

24 Pumpspeicherpotenziale in NRW Wupper-Talsperre

25 Potentiale Wasserkraft These: Kaum Potentiale für einen Zubau von Wasserkraft, aber die Marktintegration der derzeit schon erzeugten Energie!! Wasserkraft im Bergischen Land Restriktionen: Chancen: WRRL Repowering Durchgängigkeit Ausbau an bestehenden Talsperren

26 Energiemanagement ruht auf 3 Säulen QP Energiemanagement Marktorientierte Beschaffung & Verkauf

27 Energiewirtschaft im Wandel 1 Alter Ordnungsrahmen Neuer Ordnungsrahmen 2 Monopolmarkt Wettbewerbsmarkt Netze Börse Kraftwerksbetreiber ÜNB Verkäufer Vertrieb Erzeugun g Energiehändler/Broker VNB Kunden Bilanzkreisvertrag Stromlieferung Netznutzung 2 7

28 Energierecht im Überblick EU BRD Gesetz VO 1228/2003 EG Stromhandel RL 2003/54/EG EL BiMarkt ersetzt: RL 96/92/EG RL 2003/55/EG EG BiMarkt ersetzt: RL 98/30/EG EnWG Ergänzung: Energiewirtschaftsgesetz EnWG (E Metering) Liberalisierung des Enegriemarktes, Unbundling Umsetzung EU RL: Energieeffizienz und Energiedienstleistungen RL 2003/96/EG Besteuerung v. EGErzeugnissen u. el. Strom RL 2001/77/EG Ern. Energ. Beschluss der Bundesregierung in Meseberg 08/2007: Eckpunkte für ein integriertes Energie und Klimaprogramm (Auszug) Direkte Wirkung in den Mitgliedsstaaten Keine Umsetzung in nationales Recht RL 2004/8/EG KWK StromStG Änderung: EnergieStG EnergieStG/ Energiesteuer Stromsteuer Biokraftstoff Neu: QuotenG Biogas EinspeiseG EEG Novellierung KWKModG Novellierung Strom EEG aus Modernisierung KWKG Erneuerbaren Kraft Wärme Energieträgern Neu: Kopplung EEWärmeG Verordnung Ausführung 2003/796/EG Beschluss Europ.Reg. Behörde Folie 28 Gas NEV Gas NZV nationale Regulierungsbehörde BTOElt KAV AVBEltV BMWi BMWi BMVBS Strom NEV Strom NZV StromStV EnergieStV Regierungsverordnung: Nachhaltiger Ausbau und Nutzung von Biokraftstoffen Hauptzollamt Steuertarif, Erstattung, Befreiung gemäß BMWi StromStG/MinöStG BMF BMU BMU BMELV BiomasseV Vergütung durch: Energiewirtschaft Preis: festgelegt in EEG BMU BMVBS BMWi BMWi BMU BMVBS Vergütung durch: Energiewirtschaft Preis: BMWi Baseload EEX Q u e l l e : s e t a c o n G m b H

29 Möglichkeiten des Energierechtes nutzen Direktvermarktung von Energie (Wasserkraft / BHKW) Stromsteuer Ausnutzung des Versorgerstatus Strom zur Erzeugung von Strom KWK-G Förderungen nutzen Quelle: LEW Regelenergie bereitstellen Bilanzkreismodelle prüfen

30 Bilanzkreismanagement Bilanzkreismanagement als Reaktion auf veränderte Märkte und gesetzliche Rahmenbedingungen Klärwerke entwickeln sich vom Verbraucher zum Erzeuger und sind Bestandteil der kommunalen Energieinfrastruktur Chancen der Eigenerzeugung nutzen, aber auch Verantwortung und Bewusstsein für Erzeugung stärken Virtueller Bilanzkreis um weitere Erkenntnisse zu gewinnen

31 Innovative Konzepte zur dezentralen Energieinfrastruktur Zentrale Bedeutung der Vernetzung der WV Anlagen mit der Energieinfrastruktur Inners Buchenhofen WV Teil des EU weiten Forschungsprojektes INNERS Vernetzung der Energieerzeuger am Standort mit Verbrauchern Pflitsch Hückeswagen Prüfung von Möglichkeiten eines Energieverbundes zwischen WV, Stadt Hückeswagen und der Firma Pflitsch

32 Zusammengefasst: Unsere Strategie QP Energiemanagement

33 ENERGIE

34 Ziel: Klimaschutz - CO 2 Emission reduzieren! Emission aus Primärenergiebedarf

35 Ziel: Mehr Strom erzeugen als verbrauchen Verbrauch von 42 GWh auf 37 GWh Elektrische Energie (GWh) Eigenerzeugung von 24 GWh auf 45 GWh 5 Eigenerzeugung: 29 GWh Gesamtverbrauch: 39 GWh

36 Ziel: Wärmeautark werden Wärmeverbrauch reduzieren Wärmebereitstellung und -verteilung optimieren Nutzungen für Überschusswärme finden Quelle: LaTherm Reduktion Stützfeuerungsenergie Schlammverbrennungsanlage

37 Ziel: Gemeinsam im Bergischen die Energiewende gestalten

38 INNERS Kolloquium mit 1-3 Vorträgen und 1 Exkursion oder Praktika, Bachelor- und Masterarbeiten beim Wupperverband