Das Energiemanagement des Wupperverbandes Ein Überblick Ring Vorlesung Ruhr Universität Bochum 18. Juni 2013 Dirk Salomon
Regenerative Energie Standorte des Wupperverbandes Wasserkraftanlage Wupperverband WKA Dritter an WV-Talsperre Blockheizkraftwerk (Klärgas) Dampfkraft / Schlammverbrennung Solarstrom (Photovoltaik) Solarthermie Holzhackschnitzelheizung
Gesamtenergieverbrauch des Wupperverbandes 2012: 69.000.000 kwh
Größter regenerativer Energieerzeuger im Bergischen Elektrische Energie [kwh/a] 6 Wasserkraftanlagen 7.724.735 7 BHKW Standorte 14.327.998 1 Dampfturbine 6.785.479 5 PV Anlagen 72.471 Summe 28.910.683 Thermische Energie [kwh/a] BHKW Abwärme 22.920.421 Hackschnitzel 100.000 Solarthermie 11.000 Qualifizierte Schätzung Faulgasheizung 100.000 2012 Summe 23.111.421
Strompreisexplosion im letzten Jahrzehnt 01.2004: Beginn der Stromdatenerfassung als Basis für eine Ausschreibung 2005ff 6,28 Mai 2013 0,24 04.12.2007: Aufnahme in das Strategiepapier: Reduzierung der CO2-Emissionen und Reduzierung der Energiekosten 18.09.2008: Zielvereinbarung zum Energiekonzept des Wupperverbandes im Verbandsrat beschlossen
Quelle: www.wissen.dradio.de (AP)
Die Entwicklung des Energiemanagements beim WV 1998: Mitarbeit Energiehandbuch auf Kläranlagen 2004: Beginn Datenerfassung Stromverbrauch 2007 Gründung und Rollenklärung des Querprozesses 2010 Energiemanagement ist in technischer Maßnahmeplanung und Einzelinitiativen umgesetzt 201X Energiemanagement wird bei allen Planungen und Handlungen der Mitarbeiter berücksichtigt
Themenvielfalt von Wasserwirtschaft und Energie Klimaschutzteilkonzepte im Bergischen Land Strom aus Wasserkraft (Talsperren, Kleinwasserkraftanlagen / Stauanlagen) Vernetzung mit den Energie-Akteuren Kläranlagen und Talsperren als Energiespeicher Lastmanagement Ausgleich des Lastbezugs Windkraft Gebäudeenergiemanagement Energiedatenmanagement Energieberichtswesen T1 PV2 Energievertragswesen Energieeinkauf PV3 PV05 Klimawandel (CO 2 ) Energiekosten Bilanzkreismanagement WIW T3 Photovoltaik / Solarthermie T2 Mobile Energie / Fuhrparkmanagement Forst- / Holzwirtschaft / Holzhackschnitzelnutzung Landwirtschaft / Nachwachsende Rohstoffe Strom aus Faulgas Co-Vergärung Wasserstoff aus Faulgas Energie aus Klärschlammverbrennung Optimierung des Energieverbrauchs (Verfahrenstechnische Energieanalysen)
3 Säulen des Energiemanagement QP Energiemanagement Energieeffizienz Regenerative Energieerzeugung Marktorientierte Beschaffung & Verkauf
Säule Energieeffizienz QP Energiemanagement Energieeffizienz
Für Effizienz beim größten Stromverbraucher sorgen 58% des Stromverbrauchs eines Klärwerks Erzeugung Regelung Eintrag
Struktur/Menge Stromverbrauch Klw. Schwelm verbessert Klw. Schwelm Lastgang 01.-30.06.2010 Klw. Schwelm Lastgang 01.-31.12.2010 300 300 300 300 250 250 200 150 100 50 02.12.2010 07:45 Uhr 132 kw 250 200 150 100 50 0 01.12.2010 02.12.2010 03.12.2010 04.12.2010 05.12.2010 06.12.2010 07.12.2010 08.12.2010 09.12.2010 10.12.2010 11.12.2010 12.12.2010 13.12.2010 14.12.2010 15.12.2010 16.12.2010 17.12.2010 18.12.2010 19.12.2010 20.12.2010 21.12.2010 22.12.2010 23.12.2010 24.12.2010 25.12.2010 26.12.2010 27.12.2010 28.12.2010 29.12.2010 30.12.2010 31.12.2010 01.01.2011 Wirkleistung [kw] Blindleistung [kvar] 200 150 100 50 19.06.2010 13:55 Uhr; 228 kw 250 0 Datum Uhrzeit 0 01.06.2010 02.06.2010 03.06.2010 04.06.2010 05.06.2010 06.06.2010 07.06.2010 08.06.2010 09.06.2010 10.06.2010 11.06.2010 12.06.2010 13.06.2010 14.06.2010 15.06.2010 16.06.2010 17.06.2010 18.06.2010 19.06.2010 20.06.2010 21.06.2010 22.06.2010 23.06.2010 24.06.2010 25.06.2010 26.06.2010 27.06.2010 28.06.2010 29.06.2010 30.06.2010 01.07.2010 Wirkleistung [kw] Blindleistung [kvar] 200 150 100 50 Datum Uhrzeit 0 Wirkleistung [kw] Blindleistung [kvar] Wirkleistung [kw] Blindleistung [kvar]
Energieerzeugung steigern durch moderne BHKW Elektrischer Wirkungsgrad BHKW erste Generation < 32% neue Generation > 40% Abgeschlossen in 2010: Neues BHKW Odenthal (35 kw el ) Abgeschlossen in 2011: BHKW Erweiterung Kohlfurth (375 kw el ) Aktuelle Erneuerung BHKW: Buchenhofen (2400 kwel) Schwelm (120 kw el ) Burg (360 kw el ) Erwartete Steigerung Stromertrag >20% ca. 2 GWh/a
Energiemanagement ruht auf 3 Säulen QP Energiemanagement Regenerative Energieerzeugung
Regenerative Energie Standorte des Wupperverbandes Blockheizkraftwerk (Klärgas) Strom 14 GWh/a Wärme 30 GWh/a
Energieerzeugung aus Klärschlamm ist nichts neues 11 Klärwerke Davon 7 Klärwerke mit Faulbehältern und Gasverwertung seit den 1950er Jahren. Erste BHKW-Anlage 1999 in Buchenhofen in Betrieb genommen Schlammverbrennung produziert Strom mit Dampfturbine seit 1977
23 % mehr Strom aus Klärgas dank Co-Fermentation Co-Vergärung Klärwerk Buchenhofen (Probebetrieb) Klärwerk Kohlfurth (Dauerbetrieb) Klärwerk Burg (Probebetrieb) Strom aus Klärgas (gesamt) 2009: 12.104.848 kwh/a 2010: 14.857.297 kwh/a 2011: 14.493.219 kwh/a 2012: 14.327.998 kwh/a aber Herausforderung Wärmenutzung!
Regenerative Energie Standorte des Wupperverbandes Blockheizkraftwerk (Klärgas) Dampfkraft / Schlammverbrennung Strom 8 GWh/a
Mehr Strom aus Dampf erzeugen
Regenerative Energie Standorte des Wupperverbandes Wasserkraftanlage Wupperverband WKA Dritter an WV-Talsperre Blockheizkraftwerk (Faulgas) Dampfkraft / Schlammverbrennung 6,5 Strom GWh/a
Wasserkraftstandorte im Wupperverbandsgebiet WKA Wupperverband WKA Wupperverband in Bau WKA Dritter an WV-Anlage WKA Dritter Mühlen in Denkmalsbetrieb Fischaufstiegsanlagen Heute: 26 Anlagen mit 5,3 MW Erhebung 1914: 45 Anlagen mit 6,9 MW (Preußenstudie Keller et al. 1914 nach Floecksmühle et al. 2010)
Repowering Buchenhofen / Wuppertalsperre mit ca.1.8 MW elektr. Leistung Steigerung der Effizienz Steigerung der Verfügbarkeit auch eine Dynamisierung des Talsperrenbetriebs
Bau Wasserkaftanlage Große Dhünn-Talsperre 2 Durchström-Turbinen mit je 140 kw Leistung zu erwartende Jahresstromerzeugung rd. 1,3 Mio kwh gleichzeitige ökologischer Verbesserung der Dhünn durch Temperaturerhöhung
Pumpspeicherpotenziale in NRW Wupper-Talsperre
Potentiale Wasserkraft These: Kaum Potentiale für einen Zubau von Wasserkraft, aber die Marktintegration der derzeit schon erzeugten Energie!! Wasserkraft im Bergischen Land Restriktionen: Chancen: WRRL Repowering Durchgängigkeit Ausbau an bestehenden Talsperren
Energiemanagement ruht auf 3 Säulen QP Energiemanagement Marktorientierte Beschaffung & Verkauf
Energiewirtschaft im Wandel 1 Alter Ordnungsrahmen Neuer Ordnungsrahmen 2 Monopolmarkt Wettbewerbsmarkt Netze Börse Kraftwerksbetreiber ÜNB Verkäufer Vertrieb Erzeugun g Energiehändler/Broker VNB Kunden Bilanzkreisvertrag Stromlieferung Netznutzung 2 7
Energierecht im Überblick EU BRD Gesetz VO 1228/2003 EG Stromhandel RL 2003/54/EG EL BiMarkt ersetzt: RL 96/92/EG RL 2003/55/EG EG BiMarkt ersetzt: RL 98/30/EG EnWG Ergänzung: Energiewirtschaftsgesetz EnWG (E Metering) Liberalisierung des Enegriemarktes, Unbundling Umsetzung EU RL: Energieeffizienz und Energiedienstleistungen RL 2003/96/EG Besteuerung v. EGErzeugnissen u. el. Strom RL 2001/77/EG Ern. Energ. Beschluss der Bundesregierung in Meseberg 08/2007: Eckpunkte für ein integriertes Energie und Klimaprogramm (Auszug) Direkte Wirkung in den Mitgliedsstaaten Keine Umsetzung in nationales Recht RL 2004/8/EG KWK StromStG Änderung: EnergieStG EnergieStG/ Energiesteuer Stromsteuer Biokraftstoff Neu: QuotenG Biogas EinspeiseG EEG Novellierung KWKModG Novellierung Strom EEG aus Modernisierung KWKG Erneuerbaren Kraft Wärme Energieträgern Neu: Kopplung EEWärmeG Verordnung Ausführung 2003/796/EG Beschluss Europ.Reg. Behörde Folie 28 Gas NEV Gas NZV nationale Regulierungsbehörde BTOElt KAV AVBEltV BMWi BMWi BMVBS Strom NEV Strom NZV StromStV EnergieStV Regierungsverordnung: Nachhaltiger Ausbau und Nutzung von Biokraftstoffen Hauptzollamt Steuertarif, Erstattung, Befreiung gemäß BMWi StromStG/MinöStG BMF BMU BMU BMELV BiomasseV Vergütung durch: Energiewirtschaft Preis: festgelegt in EEG BMU BMVBS BMWi BMWi BMU BMVBS Vergütung durch: Energiewirtschaft Preis: BMWi Baseload EEX Q u e l l e : s e t a c o n G m b H
Möglichkeiten des Energierechtes nutzen Direktvermarktung von Energie (Wasserkraft / BHKW) Stromsteuer Ausnutzung des Versorgerstatus Strom zur Erzeugung von Strom KWK-G Förderungen nutzen Quelle: LEW Regelenergie bereitstellen Bilanzkreismodelle prüfen
Bilanzkreismanagement Bilanzkreismanagement als Reaktion auf veränderte Märkte und gesetzliche Rahmenbedingungen Klärwerke entwickeln sich vom Verbraucher zum Erzeuger und sind Bestandteil der kommunalen Energieinfrastruktur Chancen der Eigenerzeugung nutzen, aber auch Verantwortung und Bewusstsein für Erzeugung stärken Virtueller Bilanzkreis um weitere Erkenntnisse zu gewinnen
Innovative Konzepte zur dezentralen Energieinfrastruktur Zentrale Bedeutung der Vernetzung der WV Anlagen mit der Energieinfrastruktur Inners Buchenhofen WV Teil des EU weiten Forschungsprojektes INNERS Vernetzung der Energieerzeuger am Standort mit Verbrauchern Pflitsch Hückeswagen Prüfung von Möglichkeiten eines Energieverbundes zwischen WV, Stadt Hückeswagen und der Firma Pflitsch
Zusammengefasst: Unsere Strategie QP Energiemanagement
ENERGIE
Ziel: Klimaschutz - CO 2 Emission reduzieren! Emission aus Primärenergiebedarf
Ziel: Mehr Strom erzeugen als verbrauchen 50 45 Verbrauch von 42 GWh auf 37 GWh Elektrische Energie (GWh) 40 35 30 25 20 15 10 Eigenerzeugung von 24 GWh auf 45 GWh 5 Eigenerzeugung: 29 GWh Gesamtverbrauch: 39 GWh 0 2008 2012 2020
Ziel: Wärmeautark werden Wärmeverbrauch reduzieren Wärmebereitstellung und -verteilung optimieren Nutzungen für Überschusswärme finden Quelle: LaTherm Reduktion Stützfeuerungsenergie Schlammverbrennungsanlage
Ziel: Gemeinsam im Bergischen die Energiewende gestalten
INNERS Kolloquium mit 1-3 Vorträgen und 1 Exkursion oder Praktika, Bachelor- und Masterarbeiten beim Wupperverband