Energiewende Warum sie notwendig ist und was sie bedeutet

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Julian Schmidt
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1 Bildquelle: jozsitoeroe - Fotolia 1 Energiewende Warum sie notwendig ist und was sie bedeutet Jahresvortrag der Vereinigung der Freunde des Ludwig-Wilhelm-Gymnasiums Rastatt Rastatt, Markus Gailfuß 2

Beratung, Planung, Gutachten (BHKW-Consult - 3 Fachplaner) Überprüfung von

Service-Dienstleistungen (Mitarbeit bei Energiesteuer- Rückerstattung)

Herstellerunabhängige Planung und Ausschreibung von BHKW-Anlagen

Konferenzen (BHKW-Consult) Individuell erstellte sowie frei käufliche Markt-

2 Beratung, Planung, Gutachten (BHKW-Consult - 3 Fachplaner) Überprüfung von BHKW-Projekten (technische und wirtschaftliche Realisierung) Service-Dienstleistungen (Mitarbeit bei Energiesteuer- Rückerstattung) Optimierung der BHKW- Betriebsweise Wirtschaftlichkeitsberechnungen Herstellerunabhängige Planung und Ausschreibung von BHKW-Anlagen Fachbauleitung / Objektbetreuung 3 Studien / Expertisen / Publikationen Konferenzen (BHKW-Consult) Individuell erstellte sowie frei käufliche Markt- und Potenzial-Studien Wissenschaftliche Studien für BMUB, BMWi und UBA Fachberichte Konferenzen Seminare Inhouse-Seminare 4

3 Internetseiten 5 Erderwärmung 6

4 Klimaschutz Wen oder was wollen wir schützen? 7 Bildquelle: Howard Perry - Fotolia Fossile Energiespeicher 8

5 CO 2 -Konzentration in der Atmosphäre 9 Virginislands vor Hurrikane Irma 10

6 Virginislands nach Hurrikane Irma 11 Auswirkungen einer Veränderung des Meeresspiegels Meter 12

Auswirkungen einer Veränderung des Meeresspiegels 60 20 +60 Meter Meter 13

7 Auswirkungen einer Veränderung des Meeresspiegels Meter Meter 13 Klimaschutz Wen oder was wollen wir schützen? Bildquelle: Sunny studio - Fotolia 14

8 Energiewende 15 Sektoren-Kopplung 16

Energien Quelle: Umweltbundesamt - AGEE-Stat (Icons

9 Energiewende bedeutet mehr als nur Veränderung der Stromerzeugung 17 Dekarbonisierung mit erneuerbaren Energien Quelle: Umweltbundesamt - AGEE-Stat (Icons von Freepik/flaticon.com und Sabathius/openclipart.org) 18

Weltweit installierte regenerative Kraftwerksleistung GW 2000 1500 Wasserkraft Biomasse Photovoltaik Windkraft

10 Weltweit installierte regenerative Kraftwerksleistung GW Wasserkraft Biomasse Photovoltaik Windkraft Solarthermische Kraftwerke Geothermie 13, , Energiewende in Deutschland Ziele und Zielerfüllung 20

000 kwh Wärmebedarf pro Jahr Spitzenlast: rund 250 kw Trinkwasserbereitstellung: 2 x 55 kw mit

11 Mythos Dämmung ist nicht notwendig 21 Energiewende Arbeit und Leistung reduzieren Wohngebäude mit 40 Wohnungen á 65 Quadratmeter Wärmedämmung aus dem Jahre 1960 rund kwh Wärmebedarf pro Jahr Spitzenlast: rund 250 kw Trinkwasserbereitstellung: 2 x 55 kw mit 2 x 750 Liter 22 nach energetischer Sanierung (EnEV 2014) rund kwh Wärmebedarf pro Jahr Spitzenlast: rund 80 kw

Energiewende Komplexität wird unterschätzt Wohngebäude mit 40 Wohnungen á 65 Quadratmeter Sanierung Wärmedämmung nach EnEV 2014 rund 200.

12 Energiewende Komplexität wird unterschätzt Wohngebäude mit 40 Wohnungen á 65 Quadratmeter Sanierung Wärmedämmung nach EnEV 2014 rund kwh Wärmebedarf pro Jahr Spitzenlast: rund 80 kw 23 aber bei Sanierung der Trinkwarmwasser-Bereitstellung gelten die Bestimmungen der Trinkwasserhygiene-Verordnung statt 2 x 55 kw mit 2 x 750 Liter Frischwasserladestation mit 200 kw bis 300 kw Mythos Früher war alles einfacher 24

Früher - heute Bildquelle: freshidea - Fotolia Heute Früher

Landesbauordnung Kehr- und Überprüfungsordnung

Energiesteuergesetz Brennstoff Wärme EnWG MStBG

Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz EWärmeG =

13 Früher - heute Bildquelle: freshidea - Fotolia Heute Früher Heute Rahmenbedingungen für KWK-Anlagen Baurecht Landesbauordnung Kehr- und Überprüfungsordnung Feuerungsverordnung Bundesimmissionsschutzgesetz Energiesteuergesetz Brennstoff Wärme EnWG MStBG BHKW-Infozentrum GbR EEWärmeG EWärmeG EnEV EEWärmeG = Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz EWärmeG = Erneuerbare-Wärmegesetz EnEV = Energie-Einsparverordnung UEBL Leitlinie für staatl. Umweltschutz- und Energiebeihilfen KWKG EEG Strom Strom Stromsteuergesetz Strom NeMoG Strom EnWG = Energiewirtschaftsgesetz MStBG = Messstellenbetriebsgesetz NeMoG = Netzentgelt-Modernisierungsgesetz

14 Mythos Blackout und Dunkelflaute 27 Dunkelflaute vom bis

15 Überschussstrom vom bis Mythos Energiewende führt zu höheren Strompreisen 30

Entwicklung Strompreise an der Börse 31 www.stadtwerke-hall.

5 7 Cent/kWh Netzentgelt 6 8 Cent/kWh EEG Umlage 6,792 Cent/kWh (2017:

AbLaV Verordnung über Vereinbarungen zu abschaltbaren Lasten 0,011

Haftungsumlage 0,037 Cent/kWh (2017: 0,028 Cent/kWh) 19 Umlage 0,370

16 Entwicklung Strompreise an der Börse /MWh Strompreiszusammensetzung 2018 Beschaffung + Vertrieb 5 7 Cent/kWh Netzentgelt 6 8 Cent/kWh EEG Umlage 6,792 Cent/kWh (2017: 6,88 Cent/kWh) KWK Aufschlag 0,345 Cent/kWh (2017: 0,438 Cent/kWh) AbLaV Verordnung über Vereinbarungen zu abschaltbaren Lasten 0,011 Cent/kWh (2017: 0,006 Cent/kWh) Konzessionsabgabe 1 2 Cent/kWh Offshore Haftungsumlage 0,037 Cent/kWh (2017: 0,028 Cent/kWh) 19 Umlage 0,370 Cent/kWh (2017: 0,388 Cent/kWh) Messung / Netzabrechnung 1 Cent/kWh Stromsteuer 2,05 Cent/kWh 32

17 Entwicklung Umlagen 33 Technische Entwicklung Windkraft 34

35 Technische Entwicklung Windkraft Bildquelle: Max Bögl 36

18 Technische Entwicklung Windkraft Bildquelle: Max Bögl Höchste Anlage der Welt mit 178 m Nabenhöhe und 4 x 3,4 MW in Gaildorf 35 Technische Entwicklung Windkraft Bildquelle: Max Bögl 36 Wasserspeicher mit einer Speicherkapazität von 70 Megawattstunden (MWh)

19 Kostendegression Photovoltaik 37 Kostenermittlung und Ausschreibungsergebnisse Ausschreibungsrunde September 2017 PV-Anlagen bis 10 MW 4,91 Cent Zuschlag Ausschreibungsrunde 2017 Windkraftanlagen an Land 4,28 Cent Zuschlag Ausschreibungsrunde 2017 Windkraftanlagen auf See 0,44 Cent Zuschlag 38 Atomkraftwerk Hinkley Point C in Großbritannien erhält Einspeisevergütung in Höhe von 12 Cent/kWh über 35 Jahre

20 Mythos Kohlekraftwerke sind notwendig 39 Braunkohle in Deutschland Bildquelle: Roland Abel - Fotolia 40

21 Energiewende Dekarbonisierung bei KWK 41 Moderne Kraft-Wärme-Kopplung Gasmotorenheizkraftwerk Kiel 42 Bild: Stadtwerke Kiel

22 Moderne Kraft-Wärme-Kopplung Gasmotorenheizkraftwerk Kiel 43 Trend zu Motoren- und Hybrid-Heizkraftwerken 44 Kraftwerke Mainz-Wiesbaden (KMW) lassen ein neues Blockheizkraftwerk vom finnische Energieunternehmen Wärtsilä Energy Solutions mit 10 Aggregaten á rund 10 MW bauen

000 Kubikmeter Wärmespeicher mit 50 MW Leistung (1.

23 Moderne Kraft-Wärme-Kopplung Hybrides GuD-Heizkraftwerk 45 GuD-Heizkraftwerk Sandreuth mit 225 MW elektrischer Leistung Kubikmeter Wärmespeicher mit 50 MW Leistung (1.500 MWh) Power-to-heat-Anlage 2 x 25 MW Stromverteilung, Sektorkopplung und Speicher 46

24 Anspruch und Wirklichkeit des Stromnetzausbaus Erdverkabelung + 15 Mrd. EUR 47 Power to gas Prinzip 48

25 Erdgasnetz in Deutschland 49 Dezentrale Stromspeicher 50

26 Unterschiedliche Speicher Faktor 1000 gegenüber StatusQuo 51 Quelle: Sterner, Stadler, 2014 Welt im Wandel Beispiel Papsatwahl 52

27 Falsch eingeschätzter Markt Anzeige Süddeutsche Zeitung 1993: regenerative Energien, wie Sonne, Wasser oder Wind können auch langfristig nicht mehr als 4 % unseres Strombedarfs decken. (2017: mehr als 32%) (technisch machbar: 100 %) 53 Wärmemarkt in Deutschland 54

Heizkessel-Markt in Deutschland Aufteilung der neu installierten Wärmeerzeuger (Zubau und Ersetzung) Quelle: BDH 2018 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 550.000 618.500 638.000 612.500 629.000 650.500 686.

000 3,4 % 5,9 % 4,3 % 3,1 % 4,1 % 4,5 % 4 % 5,3 % 4,2 % 4,1 % 3,6 % 8,3 % 8,6 % 8,3 % 9,1 % 9,2 % 8,8 % 10,1 % 8,5 % 8 % 9,6 % 11,3 % 6,1 % 11,9 % 6,9 % 4,5 % 3,6 % 3,1 % 2,8 % 3,1 % 0,6 % 0,5 % 7,6

28 Heizkessel-Markt in Deutschland Aufteilung der neu installierten Wärmeerzeuger (Zubau und Ersetzung) Quelle: BDH % 90 % 80 % 70 % 60 % ,4 % 5,9 % 4,3 % 3,1 % 4,1 % 4,5 % 4 % 5,3 % 4,2 % 4,1 % 3,6 % 8,3 % 8,6 % 8,3 % 9,1 % 9,2 % 8,8 % 10,1 % 8,5 % 8 % 9,6 % 11,3 % 6,1 % 11,9 % 6,9 % 4,5 % 3,6 % 3,1 % 2,8 % 3,1 % 0,6 % 0,5 % 7,6 % 9,6 % 8,7 % 7,2 % 6,7 % 6,8 % 8,5 % 9,7 % 8,6 % 6,7 % 11,3 % 9,4 % 16 % 10,2 % 16,5 % 15,7 % 14,6 % 18 % 16,9 % 10,5 % 20,4 % 17,2 % 17,1 % 50 % 40 % 30 % 20 % 49,3 % 49,8 % 51,8 % 54,9 % 56,7 % 59 % 61,4 % 60,6 % 61,9 % 65,8 % 65,5 % 10 % 55 0 % Prognose 2017 Gas-Brennwert Gas-Heizwert Öl-Brennwert Öl-Heizwert Wärmepumpen Biomasse-Kessel Heizkessel-Markt in Deutschland Aufteilung der installierten Wärmeerzeuger (Bestand) 56 Quelle: BDH 2017

29 Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) - Prinzip 57 Vielfältige KWK-Technologien KWK-Technologien Stirlingmotor Dampfmotor Dampfturbine Verbrennungsmotor Fremdzünder (Otto) Selbstzünder (Diesel) Gasturbine ORC- und Kalina-Cycle-Anlage Brennstoffzelle 58

Kenndaten der ASUE und des BHKW-Infozentrums regelmäßig erweitert und aktualisiert August 2016: 1.

30 Einsetzbare Brennstoffe Fossile und regenerative Brennstoffe Heizöl Pflanzenöl Erdgas Ethanol Flüssiggas Biogas Bio-Erdgas Klärgas Deponiegas Holzgas Holz 59 BHKW-Kenndaten-Tool basierend auf den BHKW- Kenndaten der ASUE und des BHKW-Infozentrums regelmäßig erweitert und aktualisiert August 2016: Module von 79 BHKW-Anbietern interaktive Suche nach Leistung und Brennstoff im Internet unter bhkw-kenndaten.de 60

31 Mikro-BHKW 2 kw bis 4 kw Klasse Vaillant ecopower 3.0 1,3-3,0 kw el 4,0-8,0 kw th RMB neotower LIVING 1,1 2,0 kw el 3,6 bis 5,3 kw th GIESE Energator GB4-8 2,5-4,0 kw el 6,0-8,0 kw th 61 Motoren Mittelgroße BHKW (50 kw) KW Energie smartblock kw el 87,1 kw th Sokratherm GG50 50 kw el 90 kw th MWB PowerCube kw el 100 kw th 62

32 Motoren Große BHKW GE Jenbacher mit 500 kw el Brennstoffzelle - zwischen Euphorie und Ernüchterung 64 64

33 Brennstoffzelle Beispielhafte Module 65 Brennstoffzellen im großen Leistungsbereich Installation des ersten 1,4 MW Brennstoffzellen-Kraftwerkes in Europa im Jahre 2016 abgeschlossen elektrischen Wirkungsgrad von 47 Prozent Eigenstromproduktion soll 60 Prozent des Strombedarfs der Produktionsprozesse von FRIATEC (Anbieter von Produkten aus korrosionsbeständigen und verschleißfesten Werkstoffen) in Mannheim abdecken 66

BHKW-Einsatzmöglichkeiten Anzahl Versorgungsobjekte 35.000 32.300 30.000 25.000 20.000 15.000 13.600 10.000 5.000 3.100 5.

34 BHKW-Einsatzmöglichkeiten Anzahl Versorgungsobjekte Krankenhäuser, Reha-Kliniken Schwimmbäder Alten- und Pflegeheime Hotel, Pensionen, Hotel Garni, Gasthöfe 67 BHKW-Einsatzmöglichkeiten Anzahl Versorgungsobjekte Krankenhäuser, Reha- Kliniken Schwimmbäder Alten- und Pflegeheime Hotel, Pensionen, Hotel Garni, Gasthöfe Wohnhäuser > 3 WE Ein- und Zweifamilienhäuser 68

Fazit Konkurrenz zwischen unterschiedlichen Systemen wird zunehmen Wichtige

Mobilitäts-Sektors darstellen Fraglich, mit welcher Strategie die Ministerien

auch Akzeptanz werden an Bedeutung gewinnen es wird zu erheblichen

Gailfuß BHKW-Consult / BHKW-Infozentrum Rauentaler Straße 22/1 76437 Rastatt

de https://www.bhkw-infozentrum.de https://www.bhkw-konferenz.de http://www.

35 Fazit Konkurrenz zwischen unterschiedlichen Systemen wird zunehmen Wichtige Fragestellung wird die Dekarbonisierung des Wärmemarktes und des Mobilitäts-Sektors darstellen Fraglich, mit welcher Strategie die Ministerien den Umbau bewältigen wollen 69 Aspekte wie Verteilung und Speicherung aber auch Akzeptanz werden an Bedeutung gewinnen es wird zu erheblichen Veränderungen der Arbeits- und Produktionswelt kommen vielen Dank Markus Gailfuß BHKW-Consult / BHKW-Infozentrum Rauentaler Straße 22/ Rastatt Telefon: Telefax:

BHKW-Infozentrum Fotolia / Anatoly Maslennikov 71

wie Modulübersichten und Beispieldatenbanken Aktuelle Berichte

36 BHKW-Infozentrum Fotolia / Anatoly Maslennikov 71 Übersichtliche Strukturen und Suchfunktion Interaktive Tools wie Modulübersichten und Beispieldatenbanken Aktuelle Berichte und Energiewende-Blog Informationen zu Gesetzen und Richtlinien rund Internetseiten und Textdokumente auf Datenbank realisierter BHKW-Projekte BHKW-Beispiele (ab 2019) 72

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