Deutsche Umwelthilfe -- Tatort: Energiekommune Hannover, 9. Oktober 2008 Einsatzmöglichkeiten it der Kraft-Wärme-Kopplung am Beispiel der Dr. Manfred Bischoff
Inhalt Einsatzmöglichkeiten der Kraft-Wärme-Kopplung Klimaschutz durch KWK Fernwärmeversorgung ersorg ng Wärmeversorgung g in Wohngebieten Wirtschaftlichkeit von Mikro-KWK-Anlagen Zusammenfassung Seite 1
Versorgung unserer Kunden Strom Fernwärme Erdgas Wasser Verkehr Hafenumschlag 2006: 1,43 Mrd. kwh 2006: 512 Mio. kwh 2006: 3,77 Mrd. kwh 2006: 2006: 17,2 Mio. m 3 33,1 Mio. 2006: 118 Tsd. t Fahrgäste 2005: 2005: 2005: 2005: 2005: 2005: 1,29 Mrd. kwh 519 Mio. kwh 3,07 Mrd. kwh 17,2 Mio. m 3 31,5 Mio. 266 Tsd. t Fahrgäste Seite 2
Klimaschutz durch KWK Reduzierung der CO 2 Emissionen: Stand 1990: Minderungsziel 21% Treibhausgasemissionen: 1.230,3 Mio. t CO 2 Äqui. 1200 1400 davon CO 2 - Emissionen: 1.030,2 Mio. t CO 2 1000 Ziel 2008-2012 600 Mio. t CO2 800 Treibhausgasemissionen: 972 Mio. t CO 2 Äqui. 400 davon CO 2 - Emissionen: 852 Mio. t CO 2 0 200 1990 2008/12 Quelle: NAP 2008-2012 Seite 3
Klimaschutz durch KWK KWK als Maßnahme zur CO 2 Minderung: Stromsparen Erneuerung des Kraftwerksbestandes Einsatz regenerativer Energien Ausbau der KWK Wärmeeinsparung Senkung des spezifischen Verbrauchs im Verkehr Verlagerung des Verkehrs auf Schiene und Wasser Quelle:Klimaschutz in Deutschland: 40% Senkung der CO2 Emissionen, UBA 5/07 Seite 4
Klimaschutz durch KWK Potenziale zum Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung: Modernisierung des Anlagenbestandes Ausbau der Nah- und Fernwärme Ausweitung der objektbezogenen KWK Ausbau der industriellen KWK Ergänzung von Kesselanlagen durch KWK Quelle:Analyse des nationalen Potenzials...für KWK, E&M (bei, DLR), 2005 Seite 5
Klimaschutz durch KWK Potenzial: Modernisierung des Anlagenbestandes 1600 Strom und Strom u. Wärmeverbrauch e 2005 1400 1200 1000 TWh 800 600 400 200 0 58,5 611 1494 155,3 Strom KWK Strom Wärme KWK Wärme Seite 6
Klimaschutz durch KWK Potenzial: Modernisierung des Anlagenbestandes TWh 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 KWK heute KWK, heute η = 0,8 σ = 0,38 267,1 155,3 58,4 TWh 450 400 350 300 250 200 KWK, Pote ntial KWK, Potential η = 0,8 σ = 1,0 150 100 50 155,3 155,3 388,25 0 Brennstoff Wärme Strom Brennstoff Wärme Strom Seite 7
Klimaschutz durch KWK Potenzial: Modernisierung des Anlagenbestandes 40000 CO2 Minderung durch Modernisierung KWK CO 2 Minderung durch Modernisierung KWK 20000 29137 10 000 t CO2 0-20000 -40000 Brenstoffmehrverbrauch Stromverdrängung Einsparung durch KWK -42534-60000 -71672-80000 Seite 8
Fernwärmeversorgung Voraussetzung: Fernwärmenetz Errichtung: ab 1970 bis 1980 Länge Primärnetz: 55 km Lange Sekundärnetz: 41 km Netzvolumen Primär: ca. 6000 m 3 Anschlussleistung: 330 MW Hausanschlüsse: ca. 2700 Netzverluste: ca. 7% Kontinuierlicher Ausbau durch - Verdichtungsmaßnahmen - Erweiterungsmaßnahmen aktuell wird hoher Sanierungsbedarf im FW-Netz erwartet l Seite 9
Fernwärmeversorgung Seite 10
Fernwärmeversorgung Seite 11
Fernwärmeversorgung HWK Hafen (GuD HKW) Fernwärme- und Stromerzeugung Elektrische Leistung: Thermische Leistung: ca. 100 MW ca. 170 MW Fernwärme: ca. 550.000 MWh Stromerzeugung: ca. 550.000 MWh KWK-Strom: ca. 500.000 MWh Stromkennziffer: ~1 Seite 12
Fernwärmeversorgung Wirtschaftlichkeit KWK- Fernwärme Stromkennziffer : σ = ca. 1 KWK-Stromarbeit : W = 550.000 MWh Rückkühlwerk Kondensations-Stromarbeit : Potenzial min. W = 150.000 MWh Seite 13
Fernwärmeversorgung Wirtschaftlichkeit HKW Hafen: Wärmespeicher Seite 14
Fernwärmeversorgung Klimaschutz Jahres - Brennstoffnutzungsgrad 88 % Brennstoffeinsatz t Verluste 152 000 MWh 12% 44% Wärmeerzeugung 558 000 MWh Stromerzeugung 550 000 MWh 44% Seite 15
Fernwärmeerzeugung Klimaschutz - Reduktion von CO 2 Emissionen GuD Anlage Kohlekraftwerk CO2 Emissionen Wärmeerzeugung e / MWh 558 000 558 000 350 Brennstoffeinsatz / MWh 1 260 000 860 000 300 CO 2 Emissionsfaktor / t/mwh 0,2016 0,3348 250 CO 2 Emission / t 254 000 288 000 1000 Mg 200 150 100 50 Lokale Einsparung : 34 000 t CO 2 0 Gud HKW Seite 16
Fernwärmeerzeugung Klimaschutz - Reduktion von CO 2 Emissionen GuD Anlage Kohlekraftwerk Stromerzeugung Wärmeerzeugung e / MWh Brennstoffeinsatz / MWh 558 000 1 260 000 558 000 860 000 600 GWh 500 CO 2 Emissionsfaktor / t/mwh 0,2016 0,3348 400 CO 2 Emission / t 254 000 288 000 300 Stromerzeugung / MWh 550 000 150 000 200 Globale Einsparung* : 248 000 t CO2 100 0 Gud HKW * Berechnungsbasis: Strommix BRD, 0,62 t CO 2 / MWh el Seite 17
Fernwärmeerzeugung Klimaschutz - Reduktion von CO 2 Emissionen CO 2 Emissionen - Vergleich Lokale Einsparung Globale Einsparung 34 000 t CO2 248 000 t CO2 Auto jährliche CO 2 Emissionen 4,2 t CO 2 Verbrauch 10l/100 km Jahresfahrleistung 18.000 km Benzin, spezifische CO 2 Emissionen 2,32 kg CO 2 /kg Emissions-Reduktion entspricht Betrieb von ca. 70.000 Pkw Seite 18
Fernwärmeversorgung Versorgung der Fernwärmekunden aus KWK Anlagen Hoher Brennstoffnutzungsgrad von ca. 88 % CO 2 Emissions-Einsparung 280.000 t/a durch Modernisierung des HKW relativ hoher Investitionsbedarf (KWK Anlage, Netz) Wirtschaftlichkeit wird durch KWK Förderung erreicht Investitionskosten auch für Kunden hoch Förderung durch SWMS bei den Anschlusskosten Betriebskosten t für Kunden geringer als Gas/Öl Einsatz Hohe Kundenbindung Seite 19
Wärmeversorgung von Wohnsiedlungen l Seite 20
Wärmeversorgung von Wohnsiedlungen BHKWe (Erdgas): Daten 2007 Anzahl Anlagen: 9 Leistung elektrisch: 2.871 kw Leistung thermisch: 15.299 kw Stromarbeit: 11.957.442 kwh Wärmearbeit: 23.095.312 kwh Seite 21
Wärmeversorgung von Wohnsiedlungen BHKW Albachten Haus Wiek - Elektrische Leistung: 2 x 240 kw - Therm. Leistung Module: 2 x 416 kw - Kesselanlage: 2 x 1400 kw Wärmespeicher: - Speichervolumen 50 m 3 - Speicherarbeit: 1700 kwh - Lade-/ Entladeleistung: 1500 kw Seite 22
Wärmeversorgung von Wohnsiedlungen Baugebiet Albachten Haus Wiek Erschließung Beginn 2003 Erschließung Abschluss erwartet 2010? Länge des Netzes 1757 m Anzahl der Abnehmer erwartet Erwartete Wärmeleistung: Aktuelle Wärmeleistung Jahreswärme 389 WE 2800 kw 985 kw 3600 MWh VBh BHKW 2007 - Modul1 2423 h - Modul 2 6157 h - Kessel 139 h Seite 23
Wärmeversorgung von Wohnsiedlungen BHKW Anlagen für die Versorgung von Wohnungen in zwei Nahwärmegebieten Baubeginn 2003 und Stand der Erschließung: < 50% Ausbau des BHKW in zwei Stufen Einsatz eines Wärmespeichers zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit Höhere Jahresauslastung des BHKW Hoher Anlauf-Aufwand Erwartung an Wirtschaftlichkeit zur Zeit nicht erfüllt CO 2 Einsparung: ca. 500 t/a je Anlage Seite 24
Wirtschaftlichkeit von Mikro-KWK-Anlagen l Seite 25
Wirtschaftlichkeit von Mikro-KWK-Anlagen Klein-BHKWe (Erdgas): Daten 2007 Anzahl Anlagen: 11 Leistung elektrisch: 285 kw Leistung thermisch: 580 kw Stromarbeit: 1.572.816 kwh Wärmearbeit: 3.395.420 kwh Seite 26
Wirtschaftlichkeit von Mikro-KWK-Anlagen elektrische Leistung der BHKWs von 5,5 bis 50 kw Objektversorgung: Mehrfamilienhaus, Gewerbe Einbindung in vorhandene Kesselanlage oft in Verbindung mit Wärmespeicher eingesetzt Kriterienkatalog für Aufstellungsentscheidung Schlanker Prozess von Bestellung bis Errichtung/IBN grundsätzliche Abklärung der Technik als Standard positive Betriebserfahrungen, zuverlässiger Betrieb erwartete Betriebskosten werden unterschritten Seite 27
Wirtschaftlichkeit von Mikro-KWK-Anlagen wirtschaftliches Konzept der Schwarzen Null Ressourcenschonung, Nachhaltiger Klimaschutz als Ziel CO 2 Einsparung: 39 t/a bei 18 kw el-anlage Nutzung der Potentiale in Münster geringer Verwaltungsaufwand durch schlanken Prozess Wirtschaftlichkeit t c t der 5,5 kw Anlage nicht gegeben Nachberechnung für die anderen Modulgrößen positiv Konzentration auf Standardprodukte 18, 34, 50 kw Seite 28
Zusammenfassung Nah- und Fernwärmenetze bieten Möglichkeit zur effizienten Energienutzung in KWK Die Wirtschaftlichkeit von BHKWs mit Wärmenetzen wird oft erst nach langen Anlaufzeiten erreicht Entwicklung von Baugebieten hat maßgeblichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit von Wärmenetzen Der Einsatz KWK Anlagen trägt wesentlich zur Brennstoffeinsparung und CO 2 Verminderung bei Seite 29
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Manfred Bischoff GmbH Hafenplatz 1, 48155 Münster 0251 694 3900 m.bischoff@stadtwerke-muenster.de Seite 30