Energy Solarthermie Markt, Politik und industrielle Entwicklungen Thomas Chrometzka Leiter Internationales Bundesverband Solarwirtschaft e.v. Stralauer Platz 34 10243 Berlin Chrometzka@bsw-solar.de
Bundesverband Solarwirtschaft e.v. Aufgaben Interessenvertretung der deutschen Solarbranche in den Bereichen Photovoltaik und Niedertemperatur-Solarthermie Vision Eine weltweit nachhaltige Energieversorgung mit großen Anteilen Solarenergie Aktivitäten Politische Beratung, Öffentlichkeitsarbeit, Marktbeobachtung, Standardisierung, Qualitätssicherung November 2010: Vorstellung der PV Roadmap Wegweiser Solarwirtschaft Erfahrungen Aktiv seit mehr als 25 Jahren Mitglieder Über 850 Unternehmen aus dem Bereich Solarenergie: Zulieferer, Hersteller, Systemhäuser, Großhändler, Handwerker, Berater und andere Sitz Berlin
Anwendungsbeispiele für Niedertemperatursolarthermie Hauptanwendungsbereich weltweit ist die solare Warmwasserbereitung Der Anteil von Kombisystemen (Warmwasser & Heizungsunterstützung) wächst ständig in Zentraleuropa Plastikabsorber für Swimmingpools spielen auch nenneswerte Rolle am Weltmarkt Marktpotentiale: Großanlagen für Mehrfamilienhäuser, Hotels, Krankenhäuser etc. mit steigendem Marktanteil Solare Nahwärmesysteme mit und ohne saisonale Speichersysteme Anlagen für Prozesswärmebereitstellung Solare Kühlanlagen
Solarthermietechnologie in Wohnhäusern
Funktionsweisen von Solarthermieanlagen Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien
Typische Anlagen in Deutschland Warmwasseranlagen Zwangsumlauf 5-6 m² Kollektorfläche 300-400 Liter Speichertank Kombianlagen Zwangsumlauf 8-15 m² Kollektorfläche 500-1.000 Liter Speichertank Bild: Schüco Bilder: Schüco, Roto Frank
Europäischer Solarthermie Markt 2009 lag bei 4,3 Mio m²
Entwicklung des Deutschen Solarthermiemarktes Marktdaten für Deutschland 2010* Neu installierte Kollektorfläche 1.150 Mio m² Gesamte Kollektorfläche 14 Mio m² Wachstum 2009/2010-26% Anzahl installierter Systeme 1,5 Millionen Umsatz 2010* ca. 1 Milliarde Beschäftigte* 20.000 (Quelle: BSW-Solar) * Vorläufige Zahlen 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Annually installed collector area [1 000 sqm] Flat plate Evacuated tube Trend 16% growth BSW-Solar
Entwicklung der ST-Förderung in Deutschland Anfang der 90er Jahre: Einige Bundesländer vergeben Zuschüsse für Solarwärmesysteme Probleme: Limitierte Budgets, untersch. Vergabekriterien in verschiedenen Ländern 1995: Start des Marktanreizprogramm Deckt 30 40 % der Investitionskosten Beschr. finanzielle Budgets:ca. 30 Mio vert. über 4 Jahre 1999: Budgetsteigerung auf ca. 60 Mio pro Jahr 2001: Große Nachfrage, Reduzierung der Zuschüsse auf 10-15 % der Investitionskosten. 2002: Markteinbruch von 40% 2006:Nachfrag eboom auf Grund hoher Öl u. Gaspreise Budget:ca.120 Mio /a, W. Reduzierung der Zuschüsse 2007: Markteinbruch Seit Mitte 2007: Erhöhung der Einzelförderung 2009: Baupflicht (Wärmegestz) sowie Aufstockung des MAP-Budget 2010: Förderstopp und Markteinbruch 2011: Erneute Mittelaufstockung
Hauptförderinstrument: Das Marktanreizprogramm Das Marktanreizprogramm (MAP) - Zuschüsse und Darlehen: Staatl. Förderprogramm für Solarwärme, Biomasse und Geothermie (Wärmepumpen) Zielmarkt sind Zentralheizungssysteme Solarthermische Anlagen werden nur im Bestand über das MAP gefördert, wenn die Solaranlage zur Heizungsunterstützung beiträgt Einbau einer Umwälzpumpe Effizienzklasse A sowie ein hydraulischer Abgleich als Fördervoraussetzung verpflichtend Budget für Zuschüsse 2011 sind etwa 310 Millionen Programm wird jährlich angepasst und verändert Größtes Problem: Stop-and-Go
MAP: Förderstätze für Sanierung im Gebäudebestand Basisförderung: 2010 wird beim Umstieg auf eine Solaranlage zur Heizungsunterstützung bzw. für solares Heizen und solare Warmwassererzeugung der Kauf der Solarkollektoren mit 120 /m² unterstützt. Ab 1.1.2012 beträgt der Satz nur noch 90 Euro. Kesseltauschbonus: Wer seinen alten Öloder Gaskessel abschafft und auf solares Heizen in Kombination mit einer modernen Brennwerttherme setzt, erhält einen Bonus von 600 Euro (ab 1.1.2012: 500 Euro). Regenerativer Kombinationsbonus: Ebenfalls 600 Euro werden gezahlt, wenn alte Öl- oder Gaskessel durch solares Heizen in Kombination mit anderen Erneuerbaren Energien ersetzt werden (ab 1.1.12: 500 Euro).
Wärmegesetz schafft ordnungsrechtlichen Rahmen Das Konzept der Baupflicht für Erneuerbare Energien zielt darauf ab einen bestimmten Anteil an erneuerbaren Energien zur Deckung des Wärmebedarfs in Gebäuden vorzuschreiben. Die Nutzungsverpflichtung betrifft derzeit nur neue Gebäude. Ziel: 14% erneuerbarer Wärme bis 2020 (derzeit: 6%) bereitzustellen Problem: Vollzug des Gesetzes in Deutschland nicht sichergestellt Bild: Wagner und Co.
Details zum Wärmegesetz Mindestanteil erneuerbarer Wärmeenergie in Neubauten ab 01.01.2009, alternativ durch: mindestens 15% des Wärmebedarfs durch solarthermische Anlagen, mindestens 50% des Wärmebedarfs durch feste Biomasse (z.b. Pelletheizung), flüssige Biomasse (Bioöl im Brennwertkessel) oder Umweltwärme (Wärmepumpe) oder mindestens 30% des Wärmebedarfs durch Biogas in Anlagen mit Kraft- Wärme-Kopplung. Pauschale Erfüllung bei Nutzung von Solarthermie: Bei Ein-/Zweifamilienhäusern: mind. 0,04 qm Kollektorfläche 1 je qm Nutzfläche 2 Bei größeren Wohngebäuden: mind. 0,03 qm Kollektorfläche 1 je qm Nutzfläche 2 Kombination verschiedener Technologien möglich. 1 Aperturfläche, 2 Nutzfläche gemäß 2 Nr.15 EnEV
Fassadenintegration von Großanlagen Schüco Schüco
Attraktive Anwendungen für kleine Anlagen: Dachintegration Viessmann
Das Potential für Wärme aus Erneuerbaren ist riesig
Mehr als 80% der Heizungen nicht auf aktuellem Stand
Vier Strategien zur Freisetzung des gesamten ST-Potentials Die Anzahl solarthermischer Systeme im Markt muss deutlich erhöht werden Der solare Deckungsgrad pro Gebäude muss schrittweise auf bis zu 100% erhöht werden Solarthermie muss in neuen Marktsegmenten Fuß fassen, wie z.b. öffentlichen Gebäuden und im kommerziellen Bereich Die Entwicklung neuer Anwendungsbereiche wie solare Kühlung, solare Nahwärme und Prozesswärme
Umdenken: Das solares Aktiv-Haus Warmwasser 10%-20% Kombianlagen 20%-30% Solar Haus 50+ Gebäudeheizung vorrangig durch Solarthermie 50% - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 100% Anteil des solaren Deckungsgrades in %
So funktioniert das Solar Haus 50+ Kollektoren: 30m² - 60m² Saisonaler Wärmespeicher: 10 m³ Solarer Deckungsgrad Warmwasser & Heizung: 60% - 70%
Selektiv beschichtete Absorber << Wagner & Co Bluetec Technologie: Herstellung, Komponenten & Systemdesign Ultraschall / Laserschweißgeräte >> Kollektordesign << Resol Wärmezähler; Durchflusszähler; Isolierte Leitungen >> >> Wagner & Co Aeroline tube systems
Anwendungsbereich Großanlagen Große solarthermische Systeme für Mehrfamilien-Häuser, Hotels, Krankenhäuser, etc. Deutsche Firmen bieten langjährige Erfahrung und ausgereifte Lösungen Bild: Solvis Image: Wagner & Co Bild: Wagner & Co.
Solarthermie für industrielle Prozesse 1.330 m² Röhrenkollektoren bei Festo, Esslingen Source: Paradigma
Industrieller Wärmebedarf nach Temperatur & Sektor 100% 80% 60% 40% 20% Abov e 400 C 100-400 C B e low 100 C 0% Mining and Quarrying Food a nd Tobacco Pulp & paper Che mical Non-Me tallic Mine rals Ba sic Metals Machinery Transport Equipm ent Othe rs Source: ECOHEATCOOL
Processe und Temperaturelevel Industrial Sector Process Temperature Level [ C] Food and Beverages Textile Industry Drying Washing Pasteurizing Boiling Sterilizing Heat Treatment Washing Bleaching Dyeing 30-90 40 80 80 110 95 105 140 150 40 60 40 80 60 100 100 160 Chemical Industry All Sectors Boiling Distilling Various chem. Processes Pre-heating of Boiler Feedwater Heating of Factory Buildings 95 105 110 300 120-180 30 100 30 80 Source: IEA-Task 34
Anwendungen für industrielle Prozesswärme Beheizung von Bürogebäuden Nieder- und Mitteltemperaturen für industrielle Anwendungen Wasseraufbereitung (z.b. Meerwasserentsalzung) Kühlung
90 operating Solar Thermal Plants for process heat are reported worldwide, with a total capacity of about 25 MW th (35,000 m²). Source: IEA SHC Task 33
Prozesswärme: Fortgeschrittene Flachkollektoren Source: Schüco Doppelt verglaste Flachkollektoren mit Anti-Reflex-Beschichtung. Source: IEA SHC Task 33 Der Zwischenraum der Verglasung ist mit Gas gefüllt um die Wärmeleitfähigkeit zu verringern.
Prozesswärme: Konzentrierende Kollektoren Source: ZAE Bayern Konzentration: 1,8x Efficiency n 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 Air 1 bar Air 0,01 bar Krypton 0,01bar 0 20 40 60 80 100 120 140 Temperature difference T_Coll_mid - T_Amb [K] LoCo EvaCo ( Low concentrating evacuated flat collector ), ZAE Bayern
Solare Autowaschanlage, Köflach, Österreich Source: AEE Intec Installierte Kapazität: 30 kw th (43 m² Kollektorfläche)
Getränkeindustrie: Flaschenreinigung Typische Wärmeproduktion: Wasserdampf 145 Grad Celsius / 6bar
Bayerische Brauerei Lammsbräu Trocknung von Malz Kontinuierlich hoher Wärmebedarf im ganzen Jahr Temperaturen bis 60 Grad werden von Luftkollektoren bereitgestellt 72.5 m 2 Kollektorfläche Bild: Grammer Bild: Lammsbräu
Trocknung von Grünfutter in Italien Einsatz von Luftkollektoren zur Trocknung von Heuballen Hebt die Qualität des Heus Verbessert den Proteingehalt Kollektorfläche: 40 m 2
Zukunfstmarkt: Solare Klimatisierung / Kühlung Zusammenspiel von Kühlbedarf und solarer Verfügbarkeit ideal Solare Kühlsysteme sind Peak Shaver Nachhaltige Alternative zu konventionell elektrische betriebenen Kühleinheiten Niedrige Betriebskosten, geringer CO2 Ausstoß Jährliches Wachstum 40-70% Quelle: GreenChilller
Solare Kühlung Solar driven cooling machines Source: Ago Source: Phönix Source: EAW Source: Climatewell Source: Henning, Nuñez, Fraunhofer ISE
Market share of solar driven chillers 14% 2% 13% 71% Absorption chillers Adsorption chillers DEC systems LDAC systems DEC: Desiccant and Evaporative Cooling LDAC: Liquid Desiccant Air-conditioning
Solare Kühlung: Fresnel Kollektoren Mirroxx GmbHGermany Kollektorfläche: 88 m² Arbeitstemperatur: max. 200 C
Zusammenfassung Deutsche Firmen haben sind führend bei der Solarthermie-Technologieentwicklung Brauchwasser und Raumheizungs- anwendungen sind marktreif und erprobt Anwendungen für industrielle Prozesswärme und solare Kühlung sehr vielversprechend Solarthermie ist eine innovative Technologie mit weiterem Entwicklungspotential Bilder: Solvis, ITW, BSW-Solar/Upmann
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bild:: Grammer Solar und Bau