TOP 6: Energiemanagement der Bodensee-Wasserversorgung

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1 Regionaltreffen 2013 TOP 6: Energiemanagement der Bodensee-Wasserversorgung Dr.-Ing. Marcel Meggeneder Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung Hauptstraße Stuttgart Tel.: 0711 / Fax: 0711 / bwv@zvbwv.de

2 Inhalt 1. Rahmenbedingungen 2. Energiemanagement (EnM) Aufgaben und Inhalte 3. Energieeffizienz und Energierückgewinnung 4. Ausblick und Zusammenfassung 2

3 Die Bodensee-Wasserversorgung Anzahl Verbandsmitglieder: 181 Wasserabgabe: ca. 124 Mio. m³ pro Jahr m³/d m³/h Elektrischer Energieverbrauch: 156,8 Mio. kwh (2012) Leitungslänge: ca km Durchmesser: bis mm 24 Pumpwerke 20 Drucksteigerungsanlagen 28 Trinkwasserbehälter (Gesamtinhalt: ca m³) 3

4 Transportsystem der BWV Jeder Kubikmeter Wasser muss rund 310 m hoch gefördert werden. Großer Energieeinsatz Lageenergie für den weiteren Transport Vorteil für die Mitglieder: Übergabe in Hochbehälter wenig zusätzlicher Förderaufwand oder sogar Energierückgewinnung Physikalisch erforderlicher Energieeintrag: E = M * g * H = 3,041 * 10 6 Nm/m³ = 0,845 kwh/m³ (ohne Verluste) 4

5 Kostenzusammensetzung BWV Sonstiger Aufwand 6 % Zinsen 2 % Material u. Fremdleistungen 7 % Abschreibungen 20 % Personalkosten 28 % Energiebezug 27 % Wasserentnahmeentgelt 10 % Plan 2013 Aufwand, gesamt: 67,7 Mio. Energiebezug: 18,7 Mio. 5

6 Entwicklung der Stromerzeugung bis 2050 Bruttostromerzeugung, [TWh/a] EE-Wasserstoff (KWK, GT) Europäischer Verbund EE Photovoltaik Windenergie Geothermie Laufwasser Biomasse, biogen. Abfälle KWK, Gas, Kohle Erdgas, Öl Kond. Braunkohle Kond. Steinkohle Kond. Kernenergie 100 SZEN11/STR50-A1; Quelle: IWES, Kassel 6

7 Warum Energiemanagement (EnM)? Wasserversorgungsunternehmen sind energetische Großverbraucher, ca. 2,4 * TWh/a * (gesamt: 612 TWh/a, 0,4 %) Unternehmen des prod. Gewerbe müssen auf Basis eines Energiemanagementsystems (EnMS) ihre Energieverbräuche systematisch erfassen, Einsparpotenziale ermitteln und kontinuierlich umsetzen. Sicherung von Vergünstigungen bei Steuern und Abgaben für das produzierende Gewerbe (z. B. EEG, StromStG, KWK-G) Prozessabläufe in der Wasserversorgung weisen zum Teil noch Effizienzreserven bis 20 % * auf. Steigerungen der Energiepreise schlagen sich auf Wassertarife nieder. Berücksichtigung aller Konsequenzen aus der Energiewende und Verpflichtung der Wasserversorgung zur Nachhaltigkeit *Handbuch Energieeffizienz / Energieeinsparung in der Wasserversorgung, DVGW-Information Wasser, Nr. 77, Juli

9 EnMS-Grundmodell Der ISO-Norm liegt ein kontinuierlicher Verbesserungsprozess (PDCA- Zyklus) zugrunde. Nichtkonformitäten, Korrekturen, Korrektur und Vorbeugemaßnahmen Management- Review Externes Audit - offizieller Nachweis - Begutachtung durch akkreditierten Zertifizierer Energiepolitik Energieplanung Voraudit BWV im Juli 2013, nach den Bedingungen Einführung gem. Neufassung und des Stromsteuergesetzes Umsetzung können fortgeschrieben Kontrolle werden. Energetische Bewertung Energet. Ausgangsbasis Energieziele (Str.+Oper.) Erfahrungen aus bisherigen EEG-Regelungen (Entgeltbegrenzung) Interne Auditierung des EnMS Überwachung, Messung, Analyse 9

10 Acht identifizierte Aufgaben EnM Energiemanagement EnMS nach DIN EN ISO Weitergehendes EnM Dokumentation und Analyse Zielformulierung und Umsetzungsvorschläge Effizienzmaßnahmen, Controlling und Verbesserung Zertifizierung und Review Strategische Aufgaben (Eigen-/Fremderzeugung, ) Planung und Umsetzung investiver und laufender Maßnahmen Monitoring der energiewirtschaftlichen und energiepolitischen Rahmenbedingungen Energiewirtschaft (Beschaffung, Handel, Regelenergie) 10

12 Gesamtenergieeinsatz 2012 brutto = 162 GWh (Mio. kwh) Sonstiges Summe 1,3% Eigenbedarf Förderung u. Aufbereitung 0,7% Fuhrpark 0,7% Heizung 0,9% Betrieb u. Verwaltung 1,2% Aufbereitung 2,2% Reinwasserförderung 4,1% Pumpwerke, Hochbehälter, Drucksteigerung 5,6% 14,5 % Verluste 68,9 % Nutzbare Transportenergie Rohwasserförderung 83,4% 97 % des Energieeinsatzes entfällt auf elektrische Energie (156,8 GWh/a) Nach der Rohwasserförderung steht ein großer Teil der eingesetzten Energie für den weiteren Transport zu den Verbandsmitgliedern zur Verfügung! Hydraulische, mechanische und elektrische Verluste werden weiter analysiert und wo möglich reduziert. 12

13 EnMS: Verbesserung, Potenziale, Beispiele - Liste zur Vorbereitung eines Audits Bereich Maßnahme Einordnung Einsparung Reinigung Entnahmentürme (2013) Revision Rohwasserpumpen (laufend) Ersatz Filtermaterial an 27 Filtern, abgeschlossen Gebäudesanierung Wärmebedarf (laufend) Drehzahlregelung Motoren, Pumpwerk Aldingen (2012) 1 Förderung und Aufbereitung Effizienzerhaltung 2 Förderung und Aufbereitung Effizienzerhaltung 3 Förderung und Aufbereitung Effizienzsteigerung 4 Förderung und Aufbereitung Effizienzsteigerung 5 Wasserverteilung Effizienzsteigerung kwh/a 57 t CO2/a /a kwh/a 711 t CO 2 /a /a kwh/a 114 t CO 2 /a /a kwh/a 17 t CO 2 /a /a kwh/a 10 t CO 2 /a Energierückgewinnung Hardthof Inbetriebnahme (2013) 6 Wasserverteilung Effizienzsteigerung kwh/a 24 t CO 2 /a /a 13

14 Energierückgewinnung Jährliche Energierückgewinnung über 65 Anlagen ( kw) ca. 23 GWh/a (2012) über t CO2 Reduktion/Jahr Erlöse liegen in der Regel unter den Beschaffungskosten (Energieerzeugung) Anteilige EEG-Umlage wird nicht zurückerstattet (1,3 Mio. /a) Schlechterstellung gegenüber örtlichen Effizienzmaßnahmen Bedingungen für Bilanzkreise verbessern 14

15 Spezifischer elektrischer Energieaufwand Jahr Wasserabgabe Mio. m³ 136,1 123,3 126,2 127,8 el. Energiebezug, gesamt GWh 177,8 152,9 155,9 156,5 Spezifischer Energieaufwand, brutto kwh/m³ 1,306 1,241 1,236 1, % 95,0% 94,6% 93,8% Eigene Energierückgewinnung GWh 11,2 16,5 16,9 15,9 Energierückgewinnung durch Mitglieder *) GWh 1,0 6,9 6,8 7,1 Summe der Energierückgewinnung GWh 12,2 23,4 23,7 23,0 Verbleibender Energieeinsatz GWh 166,6 129,6 132,3 133,5 Spezifischer Energieaufwand, netto kwh/m³ 1,224 1,051 1,048 1, % 85,9% 85,6% 85,4% Fazit: - Höhere Wasserabgabe und höherer Energieeinsatz Weitere Verbesserung des spezifischen Energieeinsatzes - Wirkungsgrad: erf. Energieeintrag, verlustfrei /Ist-Energieeintrag : 80,9% Ziel: - Spezifischer Energieaufwand 0,9 kwh/m³ ( - 15% /94% ) 15

17 Ausblick Energiemanagement BWV Technisch Weiterführung Effizienzmaßnahmen Neue Effizienzmaßnahmen Energiesparmaßnahmen Forschungsvorhaben (onsopt, Kleinturbinen, Flexwasser) Organisatorisch Einführung EnMS ISO Bündelung der Energiemanagementaufgaben innerhalb der BWV Wirtschaftlich Weiterhin günstige Beschaffung Prüfung der Eigenerzeugung regenerativer Energie Prüfung der Teilnahme am Markt für Regelenergie 17

18 Potenzialatlas erneuerbare Energien Aufbereitung 3 5 Windkraftanlagen (WKA) 6 GWh pro WKA und Jahr entsprechend 3-4 % Gesamtenergiebedarf BWV pro Jahr und WKA Kooperation WKBO GmbH Energieeinspeisung EnBW Seepumpwerk 18

19 Eigenerzeugung regenerativer Energie - Abwägung Art der Nutzung Anforderung Randbedingungen 1. eigene Erzeugung an eigenen und fremden Standorten zur Eigennutzung anzustreben! 2. Eigene Erzeugung an eigenen und fremden Standorten ohne Eigennutzung im Grundsatz kein eigentlicher Verbandszweck 3. Erzeugung an eigenen Anlagenstandorten durch Dritte Im Einzelfall sinnvoll, kein eigentlicher Verbandszweck Erzeugung muss wirtschaftlicher sein als Energieeinkauf Positiver Effekt auf Verbandsumlage muss darstellbar sein! Positiver Effekt auf Verbandsumlage muss darstellbar sein! EEG-Umlage u. ä. können nur in Einzelfällen vermieden werden. Nutzung des Finanzierungsmodells nach EEG Betriebliche Nachteile nicht auszuschließen. 19

20 Speicherraum in m³ Energiebzug in kwh/ ¼ h Aktuelle Energie- u. Speicherbewirtschaftung Speicherbewirtschaftung gesamt m³ - 100,000 m³

21 Demand-Response-Management Demand Response ist als Überbegriff für die Vielzahl an Möglichkeiten zu verstehen, wie das Stromverbrauchsverhalten von Endkunden durch ein Signal beeinflusst werden kann und zielt auf eine kurzfristige Veränderung des Stromverbrauchs ab. Über 70 Prozent der Verteilnetzbetreiber und Vertriebsgesellschaften erwarten, dass bis 2020 Demand Response auch regional und lokal zur Entlastung der Verteilnetze und als Alternative zur konventionellen Stromerzeugung eingesetzt wird. * So lassen sich Lastspitzen, die nach Einschätzung der Energieversorger bis 2020 um über 7 GW auf 28 GW steigen werden, kompensieren. Dies gilt auch für die im gleichen Zeitraum immer stärker werdenden negativen Residuallasten von bis zu 35 GW.* *Quelle: Info-Portal " avanttime Consulting GmbH, Tübingen 21

22 Topografie-Nutzung BodenseeSipplinger Berg 22

23 Forschungsantrag Flex-Wasser FlexWasser- Erschließung eineslastmanagementpotentials in der Wasserversorgung zur Integration erneuerbarer Energien Dimensionierung der Betriebsmittel in Abhängigkeit des Energiedargebots Anforderungen an die die technische Realisierung und den Betrieb Betriebsmodel für die Wasser- und Energieversorgung Bewertung und Wirtschaftlichkeit der Maßnahmen Gesamtmittel: Fördervolumen: Projektskizze eingereicht: Antrag eingereicht: Laufzeit : Jan Dez Beteiligte: Fraunhofer Gesellschaft Bodensee-Wasserversorgung Wirtschaftsberatungsunternehmen Universität Stuttgart

24 Zusammenfassung Energieeffizienz in der Trinkwasserversorgung hat wichtige Bedeutung erlangt (Energiewandel, Klimaschutz, Energiekosten, gesetzliche Regelungen) Das eingeführte Energiemanagement bei der BWV fördert den energieeffizienten Betrieb des Wasserversorgungssystems und die kontinuierliche Verbesserung Trinkwasserqualität, Versorgungssicherheit und Betriebssicherheit der Wasserversorgung sind vorrangig zu beachten Energiemanagement erfordert technische, organisatorische und wirtschaftliche Betrachtung Energiemanagement in der Wasserversorgung ist obligatorisch! 24

25 10. Wie und wofür positioniert sich die FWV künftig gemeinsam? Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 25