Dezentrale Wärmeversorgung und das Virtuelle Kraftwerk. Thomas Jänicke-Klingenberg Vattenfall Europe New Energy Services GmbH Geschäftsführer

Transkript

1 Dezentrale Wärmeversorgung und das Virtuelle Kraftwerk Thomas Jänicke-Klingenberg Vattenfall Europe New Energy Services GmbH Geschäftsführer

2 Inhaltsverzeichnis 1 Die Herausforderung 2 Mögliche Lösungsansätze 3 Das Angebot von Vattenfall 4 Das Virtuelle Kraftwerk

3 Die Herausforderung

4 Energieverbrauch in privaten Haushalten

5 VC Portfolio Report Week 43 ( ) Market Development (4) Spot Price Development vs. Wind infeed MW Wind infeed Day-Ahead Price Intraday Price /MWh

6 Mögliche Lösungsansätze

7 1. Überdenken des Verbrauchsverhalten

8 2. Vermeidung von Bedarf

9 3. Verbesserung der Energieeffizienz Durch moderne Anlagentechnik

10 3. Nutzung von regenerativen Energien

11 Das Angebot von Vattenfall

12 Unsere Philosophie Mit der Versorgung von über Wohneinheiten ist Vattenfall in Hamburg der größte Anbieter von Fernwärme. Fast jede dritte Wohnung bezieht Wärme und Warmwasser aus den Hamburger Heizkraftwerken und Blockheizkraftwerken. Die Heizkraftwerke arbeiten nach dem umweltschonenden Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), bei dem Strom und Wärme in einem Prozess erzeugt werden. 93 Prozent der Hamburger Fernwärme wird in KWK erzeugt. Wo keine Fernwärme zur Verfügung steht, bietet Vattenfall dezentrale Lösungen an - wenn möglich auf Basis von KWK. Wir verfügen über das technische Know-how und die Referenzen auf dem Gebiet der dezentralen Versorgung.

13 Dezentrale Energieversorgung Die Vorteile Kostengünstige Erfüllung von EnEV-Auflagen Maßgeschneiderte Lösungen Alles aus einer Hand Sie profitieren von unserem Know-how Einsatz modernster Technik Kein Kostenrisiko (Verträge analog zur Fernwärme) Wir bieten Wärmeversorgungssysteme mit höchsten Ansprüchen an Umweltverträglichkeit Biomassekessel (Pellets) BHKW (Biomethan) Vattenfall Fernwärme BHKW (Erdgas) Quelle: EnEV 2009; DIN V : Gas-Brennwertkessel Öl-NT-kessel 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 Primärenergiefaktor f P

14 Unsere Kompetenzen Energieberatung Wärmerückgewinnung Kraft-Wärme- Kopplung Wärmepumpe Solarthermie Wärmespeicher Brennstoff: Erdgas und/oder Biomethan effiziente Stromgestehung intelligente Steuerung über das Virtuelle Kraftwerk Wärmequelle: Abwasser, Erdreich oder Umgebungsluft Heizen und Kühlen intelligente Steuerung über das Virtuelle Kraftwerk emissionsfrei Lüftungsanlage Abwasser Warmwasserspeicher Für eine optimale Versorgung des Kunden ist ein bedarfsorientierter und detailliert abgestimmter Technologie-Mix Grundvoraussetzung.

15 Unsere Produkte Beratung Betriebsführung von kundeneigenen Anlagen Beistellung von BHKWs in Kundenanlagen Energielieferung - Wärme - Dampf - Warmwasser - Kälte - Strom

16 Unser Leistungsspektrum Planung, Bau und Betrieb von: Gas-Brennwerttechnik Anlagen Gasbetriebene Blockheizkraftwerke Niedertemperatur Öl- und Gaskesselanlagen Heißwasserkesselanlagen Wärmepumpen Thermische Solaranlagen Kompressionskälteanlagen Öl- und gasbefeuerte Dampfanlagen Dieselbetriebene Netzersatzanlagen

17 Unsere Kunden private Haushalte Wohnungswirtschaft Vattenfall Ein- und Zweifamilienhausbesitzer Immobilienbesitzer und Verwalter Arealversorgung Netzeinspeisung F & E Beratung Wärmepumpe, Mikro-KWK, Speicher Wärmeversorgung durch Kessel, BHKW, Solarthermie, Wärmepumpe, Speicher Kessel, BHKW, Solarthermie, Wärmepumpe, Speicher Angebot zur Wärmeversorgung durch Brennstoffzelle, Abwasserwärmepumpe, etc. Kälteversorgung durch Kompressionskälteanlagen

18 Unsere Ansprechpartner für Hamburg Frau Dominique Teich Tel: o4o Herr Martin Breitbart Tel: o4o Herr Torsten Ebeling Tel.: Herr Klaus Jahn Tel:

19 Vattenfall setzt auf Kraft-Wärme-Kopplung

20 KWK (Kraftwärmekopplung) bietet hohe Effizienzen bei der Brennstoffausnutzung getrennte Erzeugung gekoppelte Erzeugung (KWK) Verluste der Heizung Brennstoff Heizung Brennstoff Kondensationsstromerzeugung Heizung Elektrizität KWK_Wärme KWK Strom KWK Brennstoff KWK-Anlage Brennstoffersparnis der KWK 30% Verluste der KWK Verluste der Stromerzeugung Verluste der KWK deutlich geringer als bei getrennter Strom- und Wärmeerzeugung 20

21 Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung am Beispiel eines BHKW Abgas (ca. 10%) Nutzwärme (ca. 55 %) Motor Kühlwasser Brennstoff (100%) Generator Strom (ca. 35%)

22 Deutschland hat hohes KWK-Potential 22

23 Vorteil von BHKW in der Wohnungswirtschaft Klimafreundliche Wärmeversorgung der Mieter Ggf. Stromversorgung der Mieter zu einem attraktiven Preis Erfüllung der gesetzlichen Anforderungen aus EnEV und EEWärmeG Verbesserung der Energieeffizienz Wertsteigerung der Immobilie

24 Schwerpunkt KWK KWK als Ersatzmaßnahme für Erneuerbare Energien ( 7 EEWärmeG) Hoher Wirkungsgrad und damit niedriger Primärenergiefaktor Bewährte Technik Kooperiert mit dem SenerTec Center Berlin, um den Ausbau von BHKWs im kleinen Leistungsbereich zu erhöhen Jahresdauerlinie 100 Anteil der Wärmeleistung [%] Brennwertkessel BHKW Jahresstunden [h]

25 Auslegung von BHKWs TWE Speicher Ziel: Hohe Vollbenutzungsstunden 100% ~ 20% BHKW 2 BHKW 1 Januar Dezember

26 BHKW 50 kw-modul 50 kw BHKW-Modul Anlieferung des Moduls

27 Das Contracting mit der Wärmepumpe

28 Funktion einer Wärmepumpe Die Wärmepumpe arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip wie ein moderner Kühlschrank. Als Wärmequelle dient hier kostenlose Umweltwärme aus der Luft. Sie wird am Verdampfer vorbeigeführt, wobei das Kältemittel die Wärmeenergie entzieht. Dabei wechselt das Kältemittel vom flüssigen zum gasförmigen Aggregatzustand. Durch die Zuführung von Fremdenergie wird das Kältemittel stark verdichtet und damit auf ein höheres Temperaturniveau gebracht. Anschließend wird die Wärme- Energiedirekt an den Heizkreislauf abgegeben. Dabei verliert das Kältemittel wieder an Temperatur und verflüssigt sich. Der Prozess beginnt nach der Entspannungsphase wieder von vorn.

29 Unser Angebot Vattenfall bietet für Ein- und Zweifamilienhausbesitzer Wärmepumpen an, die in Berlin und Hamburg mit grünem Strom betrieben werden. Damit ist dieses Angebot zu 100% CO 2 -neutral. Vattenfall verkauft beim Kunden die Wärme analog zur Fernwärme über Wärmelieferverträge über Grund- und Arbeitspreis. Im Rahmen einer zweijährigen Pilotphase kooperiert Vattenfall mit Stiebel Eltron.

30 Vattenfall bietet Rundum-Sorglos-Paket" für Wärme im EFH über Wärmepumpen an Bauherren Naturwärme Premium Konzept Errichtung Betrieb Wärmetarif NEU Bauträger / Architekten Konzept Errichtung Betrieb Naturwärme Invest Wärmetarif NEU

31 Vorteile Rundum-Sorglos-Paket für den Kunden Kunde kümmert sich um alles selber Kunde schließt Rundum- Sorglos-Paket für Wärme ab Konzept Errichtung Betrieb Stromtarif Konzept Errichtung Betrieb Wärmetarif Koordination mehrerer Gewerke Hohe Anfangsinvestition für Wärmepumpe Wartung und Reparatur muss aus eigener Tasche bezahlt werden keine Kostensicherheit Herstellergarantie max. 2 Jahre Gesamtkoordination durch Vattenfall Kein Anfangsinvestition in Wärmepumpe (geringere Kreditbelastung in Neubauphase!) Pauschalangebot für Wärme (keine zusätzlichen Kosten für Reparatur und Wartung) Wärmegarantie über die gesamte Vertragslaufzeit Preisgarantie über mehrere Jahre

32 Rahmenbedingungen für die Vattenfall Wärmeprodukte "Premium" und "Invest" Phase 1 (Produktlaunch) Phase 2 (Zielsetzung) Angebot für Hamburg & Berlin Bundesweites Angebot Ein- & Zweifamilienhäuser Nur Neubau & energetisch sanierte Bestandsgebäude Umsetzung als standardisierte Einzelprojekte Technologieauswahl gemäß Präferenz Mehrfamilienhäuser Bestandsgebäude vor Sanierung Anwendung von festgelegten Kostensätzen Herstellerauswahl nach Fachhandwerker-Präferenz

33 Das Virtuelle Kraftwerk von Vattenfall

34 Vernetzung von dezentralen Anlagen Dezentrale Kraftwärmekopplung Bau, Errichtung und technischer Betrieb von kleinen BHKWs und Heizkessel Brennstoffversorgung Energiewirtschaftliche Steuerung Wärmepumpen Bau, Errichtung und technischer Betrieb von Wärmepumpen Strombeschaffung Energiewirtschaftliche Steuerung Kerngeschäft Steuerung Laststeuerung durch das Virtuelle Kraftwerk Ergebnisverbesserung durch Kostenund Erlösoptimierung Visualisierung des Energieverbrauchs Projekt Bausteine einer innovativen EDL-Einheit Nutzung der Wärmesenke als Windspeicher Neugeschäft Speicherung Funktionsfähiges Virtuelles Kraftwerk für den Verbundbetrieb Innovative Speichertechnologien Vision

35 Raum schaffen für erneuerbare Energien Ausbau regenerativer Energien nimmt stetig zu Fluktuierende Einspeisung aus erneuerbaren Energien wirkt verstärkt auf das Gleichgewicht des Stromnetzes Erneuerbare Energien werden zum Teil nicht in voller Kapazität genutzt Virtuelles Kraftwerk Neue Wege zur Integration erneuerbarer Energien sind erforderlich Wir schaffen Raum für erneuerbare Energien.

36 Am wurde das Virtuelle Kraftwerk offiziell in Betrieb genommen

37 Das Virtuelle Kraftwerk von Vattenfall: innovativer Zusammenschluss von Erzeugern und Verbrauchern zur Integration Erneuerbarer Energien Einspeisung Entnahme Erzeuger Verbraucher Netzfrequenz + - unser Alleinstellungsmerkmal basiert auf der Kopplung von Erzeugern und Verbrauchern -

38 Bei wenig Wind im Netz, speisen die dezentralen BHKW des virtuellen Kraftwerkes die benötigte Energie ins Stromnetz ein und speichern nicht benötigte Wärme Szenario 1 Wenig Wind Dezentrale Blockheizkraftwerke

39 Bei viel Wind im Netz, entnehmen die dezentralen Wärmepumpen des virtuellen Kraftwerkes die überschüssige Windenergie aus dem Stromnetz und speichern nicht benötigte Wärme Szenario 2 Viel Wind Dezentrale Wärmepumpen Einspeisung Entnahme

40 Bei der Entwicklung der IT-Lösung konnten wir von unseren ausgeprägten Erfahrungen bei der Steuerung von Kraftwerken profitieren Wärmebedarfsprognose Fahrplanoptimierung Wärmebedarfsprognose Fahrplanoptimierung Informationsmodul Tageseinsatzoptimierung für große Kraftwerke Know-how Vattenfall Kommunikationsund Steuerungsmodul Tageseinsatzoptimierung für Virtuelles Kraftwerk

41 Alle Wärmepumpen und BHKW im virtuellen Kraftwerk sind mit unserer GPRS basierten Steuerungseinheit ausgerüstet

42 Auf der Hannover Messe 2011 haben wir unseren Standard VHP Ready vorgestellt

43 Ein Logo Ein Standard Virtual Heat & Power ermöglicht sofortige Anlagenintegration in das Virtuelles Kraftwerk von Vattenfall umfasst verschiedene Anforderungen an: Anlagenkonfiguration, notwendiger Steuerung und erforderlicher Messeinrichtungen Zentral Steuerung Unterschiedliche Ausprägungsschwerpunkte (Technik, Betrieb, Überwachung) Dezentral Kommunikationsmodul Fernwirkprotokoll (104) Modem VHP Steuerung 104 BHKW

44 Unser virtuelles Kraftwerk ist offen für die Einbeziehung von Herstellern, Betreibern und Technologien wir sind offen für: Hersteller SenerTec Stiebel Eltron SES Energiesysteme sowie alle interessierten Hersteller Betreiber Wohnungsbaugesellschaften Stadtwerke Privatkunden Industriekunden Technologien Wärmepumpen Blockheizkraftwerke Kälteanlagen Batterien e-mobility (in Zukunft)

45 Unsere Produkte teilen sich in zwei Produktlinien auf und richten sich an eine breite Zielgruppe, vom Einfamilienhauseigentümer bis zu anderen Energieversorgern Produktlinien des virtuellen Kraftwerkes Wärmeliefer-Contracting Steuerung von Drittanlagen Ein-/Mehrfamilienhäuser Stadtwerke Wohnungswirtschaft sonstige BHKW- und/oder WP-Betreiber Öffentliche Gebäude und Gewerbe Industrie 10 Jahre Wärmeliefervertrag All-inklusiv Angebot (Planung, Bau, IH) Steuerung über das virtuelle Kraftwerk Steuerung von BHKW und WP Dritter über das virtuelle Kraftwerk ggf. Anlagenbetrieb

46 Beispiel einer Drittanlage in Hamburg

47 Die Besonderheit dieser Drittanlage

48 Das Virtuelle Kraftwerk von Vattenfall ist in Deutschland und Europa aufgrund folgender Alleinstellungsmerkmale einzigartig Kombination aus Erzeugern und Verbrauchern Offen für Hersteller, Betreiber und Technologien Deutschlandweiter Ausbau und klare Wachstumsziele (Investitionen in Steuerungstechnologie i.h.v. 4 Mio. von 2010 bis 2012)

49 Mit der Inbetriebnahme des VK wurde die technische Machbarkeit nachgewiesen, die wirtschaftliche Operationalisierung steht nun im Fokus Technische Machbarkeit Wirtschaftliche Machbarkeit Praxistest 1 Einbezogener Anlagen Technische Validierung Praxistest Mess- und Steuerungseinrichtung Funktionalitäten und Anbindung 2 Praxistest 3 Datenübertragung Technologien, Möglichkeiten und Geschwindigkeit 4 Praxistest Informations- und Steuerungssystem Einsatz, Bündelung, Steuerung (Leitwarte) IT-Einsatz Einsatzplanung Optimierung aus: Stromvermarktung KWK Anlagen Vermarktung Regelenergie aus: Senkung Strombezugkosten Vermiedener Brennstoffeinsatz Mehrerlöse Kostensenkung? Erforderliche Investitionen Kosten der Realisierung Mehrwert VK? mit der Inbetriebnahme am nachgewiesen Weiterentwicklung der eingesetzten Technologien und Ausweitung des Anlagenportfolios erforderlich Basisrechnung durchgeführt und interne Renditeerwartungen erfüllt Aufbau einer schlagkräftigen Gesellschaft und Weiterentwicklung des Business Case erforderlich Erfolgskriterium Wirtschaftlichkeit für Roll-out sicherstellen Weiterentwicklung der Produkte und Verträge Anpassung der Projektstruktur zur Schaffung einer optimalen Ausgangssituation für die Weiterentwicklung und wirtschaftlichen Operationalisierung des Virtuellen Kraftwerkes

50 Unsere Aufgaben der Zukunft