Erneuerbare Energien in der kommunalen Versorgung Biomasse, Geo- und Solarthermie, Speicherkonzepte Dr. Ingo Weidlich IKT, 31.01.2012 AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 1
» Visionen und Realität These: 32 Hybrid-Ringwallspeicher würden den Strombedarf Deutschlands decken. Frage: Welche realistischen Möglichkeiten haben wir heute in Deutschland tatsächlich? Quelle: Popp 2010, www.poppware.de AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 2
» Erneuerbare Energieträger (EE) Ein Umschwung auf EE braucht: Biomasse KWK-Anlagen Heißwasser Strom Solar Geothermie Solarthermie Photovoltaik Heißwasser Strom Heißwasser Strom Kann mit Fernwärme in die Fläche gebracht werden, was zu hohen Effizienzen führt Wind Strom Fernwärmenetze in der kommunalen Versorgung Wasser Strom Quelle: AGFW AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 3
» Erneuerbare Energieträger (EE) Ein Umschwung auf EE braucht: Biomasse KWK-Anlagen Heißwasser Strom Solar Geothermie Solarthermie Photovoltaik Heißwasser Strom Heißwasser Strom Kann mit Fernwärme in die Fläche gebracht werden, was zu hohen Effizienzen führt Wind Strom Fernwärmenetze in der kommunalen Versorgung Wasser Strom Quelle: AGFW AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 4
» Konzept Braedstrup (Dänemark) Fernwärme mit Erneuerbaren Energien! Kleine Solardächer Solarfelder Flexible Renewable CO 2 -neutral Cost effective Speicher HKW Wärmepumpe Große Solardächer Quelle: SDHTO, www.solar-district-heating.eu AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 5
» Konzept Braedstrup (Dänemark) Quelle: SDHTO, www.solar-district-heating.eu AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 6
» Biomasse Quelle: AGFW e.v. AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 7
» Biomassenachfrage und KWK-Einsatz Quelle: AGFW/IER/M.Blesl AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 8
» KWK-Wald-Biomasseheizkraftwerk Wien Technische Daten: Fernwärme Auskopplung: 37 MW th Generatorleistung: 24,5 MW el Anlagenwirkungsgrad: rd. 80% CO 2 -Reduktion: 144.000 Tonnen pro Jahr Stromversorgung: 48.000 Wiener Haushalte Wärmeversorgung: 12.000 Wiener Haushalte Quelle: AGFW/IER/M.Blesl AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 9
»Biomassemitverbrennung ist auch möglich Vorteile:» Die Größe der Mitverbrennungsanlage kann an das regionale Biomasseaufkommen angepasst werden» Geringe zusätzliche CO 2 -Emissionen resultierend aus dem Transport der Biomasse» Vergleich mit Kleinanlagen:» Geringere spezifische Investitionskosten» Geringere Betriebskosten» tendenziell eher Annäherung an die Wirtschaftlichkeit Nachteile:» Kesselverschlackung» Hochtemperaturkorrosion» Auswirkungen auf Katalysatoren» Auswirkungen auf die Verwertbarkeit der Asche» Rauchgas und Feuchteveränderungen im Kessel Beispiel Quelle: AGFW/IER/M.Blesl AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 10
»Kraft-Wärme-Kopplung mittels Vergasung Wärme Strom Holz Luft Dampf Gaserzeugung Gaserzeugung Gasnutzung Festbett Wirbelschicht Partikel Teer Ammoniak Schwefelwasserstoff Gasmotor Gasturbine Brennstoffzelle Abgas Quelle: AGFW/IER/M.Blesl AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 11
» KWK-Anlage in Güssing Technische Daten: Fernwärme Auskopplung: 3,5 MW th Generatorleistung: 1,37 MW el Anlagenwirkungsgrad: rd. 80% Quelle: AGFW/IER/M.Blesl AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 12
» Beispiel einer ORC - Anlage Quelle: AGFW/IER/M.Blesl AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 13
» Solarthermie Quelle: SDHTO, www.solar-district-heating.eu AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 14
Erneuerbare Energien in der kommunalen Versorgung Ein- und Mehrspeichersysteme www.solar@home.de AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 15
» Weltgrößte solarthermische Anlage in Marstall (19.000 qm) Quelle: AGFW e.v. AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 16
7 1 5 2 13 1 1 7 4 ~ 40 Solar heating and cooling plants > 1 MW th (2009) 1 1 1 1 2 DTU COP 14 Jan 2009 - SDH 2010 17 AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 17
» Bestehenden Solaranlagen http://www.solar-district-heating.eu/ http://www.solvarmedata.dk/ Quelle: SDHTO, www.solar-district-heating.eu AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 18 18
» Geothermie Quelle: Bundesverband Geothermie e.v. AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 19
» Einleitung Geothermische Energienutzung basiert auf dem Wärmegehalt des Erdkörpers. Erdwärme kann für 2 Anwendungen genutzt werden:» Stromgenerierung (indirekte Nutzung)» Direkte Wärmenutzung Quelle: Bundesverband Geothermie e.v. AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 20
» Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit Unterschieden wird:» die oberflächennahe Geothermie» und die Tiefengeothermie Quelle: Hessisches Umweltamt Quelle: Hessisches Umweltamt AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 21
» Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit Geothermische Ressourcen können dann auf nachhaltige Weise genutzt werden, wenn das verwendete Produktionssystem es ermöglicht, das Förderniveau über lange Zeiten aufrecht zu erhalten.» Durch moderate Förderraten kann die Langlebigkeit der Produktion gesichert werden. Diese müssen den jeweiligen Ressource-Eigenschaften» Lokale Resevoirgröße» natürliche Fluid-/ Wärme-Nachlieferung» usw., Rechnung tragen» Es kann eine kontinuierliche Versorgungssicherheit erreicht werden. Aber: Teilweise hohes Risiko (technisch + wirtschaftlich) bei den Bohrmaßnahmen. Quelle: AGFW e.v. AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 22
» Potenziale in Deutschland» Norddeutsches Becken» Oberrheingraben» Molassebecken Quelle: Rödl & Partner Quelle: Hessisches Umweltamt AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 23
» Speicher Quelle: AGFW/Solites AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 24
» Solare Deckungsanteile von Solarthermie (Wohnungsbau) Wärmemenge Wärmebedarf Solare Einstrahlung (relativ) solarer Deckungsanteil: ca. 3% ca. 7% ca. 15-20% ca. 50% Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez VDI 6002 im Sommer 100 % solar Kombianlage mit Langzeit-Wärmespeicher Quelle: AGFW/Solites AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 25
» Langzeitwärmespeicher sind groß! Jährliche Wärmeverluste / max. Wärmemenge im Speicher 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 100 1.000 10.000 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 m³ Quelle: AGFW/Solites AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 26
» Typologie der Langzeitwärmespeicher Heißwasser-Wärmespeicher (60 bis 80 kwh/m³) Erdbecken-Wärmespeicher (60 bis 80 kwh/m³) Erdsonden-Wärmespeicher (15 bis 30 kwh/m³) Aquifer-Wärmespeicher (30 bis 40 kwh/m³) Quelle: AGFW/Solites AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 27
» Fernwärmespeicher Theiß in Niederösterreich - größter Fernwärmespeicher Europas - Höhe FM- Speichers: 30 m - Durchmesser FM- Speicher: 50m - Fassungsvermögen ( Ende 2007 ): 50.000 m 3 - Fernwärmeversorgung: über 5.000 Haushalte - Gesamtleistung: 800 MW Quelle: EVN Quelle: AGFW/IER/M.Blesl AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 28
Kontakt: i.weidlich@agfw.de AGFW Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Seite 29