Stromeffizienzpotentiale sind riesig wie können diese erschlossen werden?

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1 Stromeffizienzpotentiale sind riesig wie können diese erschlossen werden? Dr. Michael Moser Bereichsleiter Energieforschung, Bern Inhalt Energiestatistik Einsparpotentiale Hemmnisse Potentialerschliessung Energieforschung Regulatorische Vorgaben Wettbewerbliche Ausschreibungen Systemweite Betrachtung 2

2 Energiestatistik PJ/a = 250 TWh/a 58.7 TWh/a Quelle: BFE 3 Einsparpotentiale Quelle: BFE/econcept/INFRAS 4

3 Hemmnisse Fehlende Sensibilisierung Persönliche Einstellung Fehlendes Problembewusstsein Tiefe Energiekosten Informationsdefizite Nutzen der verschiedenen Massnahmen Fehlende Markttransparenz bei Massnahmen, Geräten etc. Aus- und Weiterbildungsdefizite auf Angebots-/Nachfrageseite Strukturelle Hemmnisse Unterschiedliche Interessen von Marktakteuren, Kostenverteilung/Zuständigkeiten innerhalb von Unternehmen Markt für Energiedienstleistungen ungenügend entwickelt Rechtliche Hemmnisse Bau-/Umwelt-/Sicherheitsvorschriften Vermietete Liegenschaften Verträge mit Dritten Finanzierungs-Hemmnisse Hohe Anfangsinvestitionen in Forschung, Entwicklung, Anlagen und Massnahmen Budgetrestriktionen Erschwerter Zugang zu günstigen Krediten Fehlende Wirtschaftlichkeit Nicht amortisierbare Mehrkosten Hohe Renditeerwartungen Externe Kosten nicht berücksichtigt Quelle: BFE/econcept/INFRAS 5 Stufen der Potentialerschliessung Forschung, Entwicklung, Pilot, Demo (z.b. SNF, BFE, KTI, Stromsparfonds, FP7, etc.) Umsetzungsprogramme (z.b. EnergieSchweiz, Kantone, Gemeinden, etc.), Innovationspfad Markteinführung BFE - Energieforschung EnergieSchweiz BFE WTT Regulatorische Vorgaben (z.b. Energiegesetz EnG, MuKEn, etc.) Wettbewerbliche Ausschreibungen (gemäss EnG, EnV) Freiwillige Vereinbarungen (z.b. Code of Conduct) 6

4 Forschung & Entwicklung, Pilot & Demonstration z.b. F&E-Programme des BFE (+ ~4 MCHF/a für P&D) Erneuerbare ( 10 ( 10 MCHF/a) Biomasse Holz Wasserstoff Fotovoltaik Solarwärmenutzung Geothermie Wind Industrielle Solarenergienutzung Wasserkraft Kerntechnik ( 0,2 MCHF/a) Regulatorische Sicherheitsforschung Kerntechnik und Nukleare Sicherheit Kernfusion Nukleare Entsorgung Energieeffizienz ( 10 ( 10 MCHF/a) Gebäude Verkehr Akkumulatoren Netze Verfahrenstechnische Prozesse Elektrizitätstechnologien und -anwendungen Brennstoffzellen Wärmepumpen, WKK, Kälte Kraftwerk 2020/CCS Verbrennung Querschnittsfunktionen ( 4 ( 4 MCHF/a) Energiewirtschaftliche Grundlagen Wissens- und Technologietransfer Koordination/Leitung Energieforschung Talsperren 7 Forschungsprogramm Elektrizitätstechnologien & -anwendungen Anteil: 45% Potential: >20% Anteil: 10% Potential: >20% Anteil-HH: 15% Potential-HH: >20% Anteil-Licht: 10% Potential-Licht: 50% Abnehmende Budget-Intensität Abnehmende Zeitdauer zum Markt 8

5 Programmschwerpunkt Motoren & elektrische Antriebe Optimierung von in sich definierten Antriebssystemen, Effizienzprojekte mit der Industrie zum Nachweis der Wirtschaftlichkeit Traktion bei/mit der SBB In sich geschlossene motorische Industrie-Prozesse (z.b. Aufzüge) Technische Innovationen zur Effizienzverbesserung Integraldrive / Frequenzumrichter, Permanentmagnet-Motor, Effizienter Schrittmotor / EC, neuartige Motorentechniken z.b. effizienter Linearmotor, Radnabenmotor, effiziente Lüfter Systemerkenntnisse und Auslege-Tools für Umsetzung Ersatz von Getriebemotoren Analyse/Optimierung der mechanischen Teile eines Antriebssystems Ersatz von pneumatischen/hydraulischen Antrieben Life-Cycle-Cost-Betrachtungen / Auslege-/Dimensionierungs-Tool Online-Monitoring für vorausschauende Wartung und Optimierungen Projektierungs-Tool für optimierte Motoren-Auslegung Internationale Kooperationen (EU, IEA, EuP, SEEEM) Teilnahme am europäischen Motor Challenge Programm Teilnahme und Führung des IEA IA 4E, Annex Antriebe/Motoren Verfolgen der EuP-Ergebnisse bezüglich Motoren/Antriebe 9 Projekt-Beispiele: Aufzüge Energieeffizienz von Aufzügen Lifte brauchen in der Schweiz etwa 300 GWh/a. Die Energieeffizienz von 33 Aufzügen wurde mit Messungen analysiert. - Standby-Anteil beträgt bis 75% - Einspeisung der Ergebnisse in Normierung Projekteckpunkte Schindler, Ing. Büro, weitere Partner Entwicklung des Stand-by-Anteils zum Fahrten-Energieverbrauch typischer Wohnhaus-Aufzüge (Quelle: U. Lindegger) 10

6 Projekt-Beispiele: Aufzüge Projektauswirkungen VDI-Gesellschaft hat Richtlinie ausgearbeitet Aufzüge Energieeffizienz VDI Projekt-Beispiele: Aufzüge Projektauswirkungen Folgeprojekt mit dem Titel Verbesserung der Energieeffizienz von Aufzügen und Förderanlagen durch Entwickung eines neuartigen Frequenzumrichters (Econodrives GmbH) Es wird eine neue Steuerung mit Stromumrichter entwickelt (vorerst kw für 5 10 Personen), bei dem einerseits eine Rekuperation möglich ist und anderseits der Standby-Verlust substantiell reduziert werden kann. Dazu wird der Umrichter bei Stillstand vom Netz getrennt. Gesamtschweizerisch könnte damit etwa 75 GWh/a eingespart werden. 12

7 Projekt-Beispiele: Aufzüge Projektauswirkungen Folgeprojekt mit dem Titel Standby-Optimierung bestehender Aufzugsanlagen (Schindler) Das Ziel des Projektes ist der Bau eines Funktionsmuster, welches unter Berücksichtigung bestimmter Kriterien die Aufzugsanlage aus- und wieder einschaltet, um die Energie für den Standby-Verbrauch zu minimieren. Basierend auf diesen Erkenntnissen soll ein Standby-Reduktions-Gerät entwickelt werden, welches einen geringen Eigenverbrauch aufweist und als Modernisierungs-Kit eingesetzt werden könnte. 13 Projekt-Beispiele: Öffentlicher Verkehr Potentialermittlung EnergieeffizienzTraktion bei der SBB jährlicher Stromverbrauch: ca GWh Optimierte Fahrweise: 3-5% -> GWh Zugsmanagement: 3-5% -> GWh Technische Massnahmen: siehe Tabelle Projekteckpunkte emkamatik GmbH mit SBB Re 460, ICN, Flirt, Thurbo-GTW Optimierte Antriebsregelung (Zwischenkreisspannung und Motorfluss) 7.7 GWh/Jahr Re 460 Bremsleistungserhöhung 1.0 GWh/Jahr Re 450, Re 460, Abschaltung Ölpumpen in Parkstellung 9.3 GWh/Jahr NPZ Ae 6/6 Bedarfsabhängige Ventilationssteuerung 3.0 GWh/Jahr Re 4/4 II, Re 6/6 Automatische Abschaltung Ventilation 2.5 GWh/Jahr im Stillstand Re 10/10 Digitaler Lastausgleich (Bremse) 2.0 GWh/Jahr 14

8 Projekt-Beispiele: Motoren Beschaffung von Motoren unter Vollkostenbetrachtungen Evaluation von Motoren mittels Vollkostenbetrachtung Die Investitionen bei Motoren machen meist im Rahmen der Lebenszykluskosten (LLC) den geringeren Anteil aus. Damit dies entsprechend beim Einkauf durch die Industrie berücksichtigt wird (eff1 dem eff2 vorziehen), wurden entsprechende Hilfsmittel geschaffen. Entstanden sind: - Schlussbericht -Merkblatt - Evaluationssoftware - Musterausschreibung für Motoren Projekteckpunkte Lonza und Ing. Büro Übersicht und Auswahl der Eingabe- und Ausgabeblätter Allgemeine Eingaben Motor Variante 1 Motor Variante 2 Motor Variante 3 Motor Variante 4 Motor Variante 5 Motor Variante 6 Ergebnisübersicht Sensitivitätsbetrachtungen Investition inkl. Installation und Ausbildung Energieverbrauch Bedienung und Überwachung Instandhaltung Produktionsausfall Umwelt Entsorgung 15 Projekt-Beispiele: USV-Anlagen 16

9 Regulatorische Vorgaben (EnG / EnV) Quelle: BFE 17 Wettbewerbliche Ausschreibungen gemäss Art. 7a und 15b EnG, Art. 4 EnV: Finanzielle Förderung von besonders effizienten Projekten und Programmen zur Reduktion des Stromverbrauchs Ausschreibungen für Projekte richten sich insbesondere an Industrie-, Gewerbe- und Dienstleistungsbetriebe. Ausschreibungen für Effizienzprogramme richten sich an Trägerschaften, die in der Regel zahlreiche gleichartige Einzelmassnahmen innerhalb eines Programms bündeln. Sektorspezifische Ausschreibungen richten sich an Trägerschaften, die spezifische Programme mit speziellen Anforderungen im Stromeffizienzbereich möglichst schweizweit fördern. Auktionsverfahren: Start am 29. März 2010 Eingabefrist Projekte: 30. April 2010 Eingabefrist Programme 14. Mai 2010 Zuschlag: Verhältnis Rp./ eingesparte kwh 1. Ausschreibung: 9 MCHF (Finanzierung via Netzzuschlag) 18

10 Systemweite Betrachtung Energieeffizienz muss über die gesamte Wertschöpfungskette betrachtet werden: Erzeugung elektrischer Energie Transport- und Verteilung Speicherung und Konversion Endkunde Quelle: TAP on Smart Grids October