Energieflussbild für Deutschland 2006 in [Mt SKE]

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1 Energieflussbild für Deutschland 2006 in [Mt SKE]
1 SKE ~ 0,8 to Heizöl 500/80 ~ 6 to Kohlenstoff Pro Einwohner in D ~30% Haushalts-Verbrauch Davon > 90% für Heizung/Warmwasser Quelle:

2 Heizen, Kühlen, Lüften Hausklima: Warum? Häuser werden immer dichter
Allergien, Klimawende Dafür brauchen wir „Energie“ Infrarot-Bild einer Kühldecke

3 Meine Erfahrungen mit Heizung, Lüftung und Kühlung:
1978 Kauf 3-FH mit 65 kW Wechselbrandkessel (Holz/Öl) von 1965. 300 qm Wohn-Fläche, 8000 Liter-Tank, Ölpreis: Pfennig/Liter Luft/Wasser-Wärmepumpen (13 kW) im Ausverkauf von BBC/York, teilweise neue Heizkörper, Heizölverbrauch mehr als halbiert 1991 Neuer 30 kW-Ölkessel mit Regelung und 4000 Liter Tank, Wärmepumpen defekt, Ölpreis niedrig. 1992 Erweiterung auf 400 qm Wohnfläche, 5-FH, weitere neue Kompakt-Heizkörper, 6000 Liter Öl/Jahr von 91 bis 2001 2001 Erneute Inbetriebnahme einer Heizungs-Wärmepumpe (6,4 kW) Verbrauch von 3500 Liter Öl + 10 MWh Strom im Jahr 2002 Computerregelung, Brauchwasser-WP, Entlüftung über alten Essenzug Restverbrauch 2500 Liter Öl, 13 MWh Strom 2005 Bohren von Förder- und Schluck-Brunnen (4 cbm/h), Bau einer GW-Wärmepumpe mit KAB im Ort: 20 kW, 12 Mwh/Jahr Einbau einer Split-Klima im DG zum Heizen+Kühlen 2013 Neue WW-Luft-WP mit 300 Watt E-Leistung, 7 kWh/Tag für 8 Personen

4 Ölpreisentwicklung und Weltpolitik
1973: Ölembargo, 1980: 2te Ölkrise, 1990: 2ter Irakkrieg, Ab 2000 „Peak-Öl“

5 Ölförderung und Nachfrage

6 Wachstum der Menschheit

7 Preisverlauf für Heizöl 2002-14
1978: ~10€/100 Liter 2002: ~35€ vorm Irakkrieg, 2005: letzte Tankfüllung im Nov. 2014: Anstieg auf 80-90€/100 Liter Hoher Ölpreis ist vom Markt Angenommen ! Heizkosten verdreifacht in 12 Jahren Zulauf für „alternative“ Heizungen: Holz, Solar, Biomasse, Erdwärme Erdgas wird im Schnitt 30% teurer verkauft wegen Vorteilen /Kein Tank, keine Asche, nur CO2/H2O) und Monopolnetzen

8 Alternative 1: Pelletheizung, Heizwert von 2kg Pellets = 1 Liter Heizöl,
Investition: Euro gegen Euro für Ölheizung (FAZ )

9 Summe der Heizgradtage in KA-Land: 2042°d
Mittlerer Warmwasserbedarf pro Person: 50 Liter, 40°

10 Histogramm des relativen Heizbedarfs:
 63 / 130 ~ nur 1/3 Heizarbeit mit mehr als 50% Leistung Histogramm des relativen Heizbedarfs: nur an 24 Tagen im Jahr mehr als 50% der Maximalleistung nötig, Eine 5 kW-Luft-Wärmepumpe kann im EFH meistens 67% Jahresheizwärme liefern!

11 Holzheizkessel: Scheitkessel, Hackschnitzel, „Pellet“-Kessel
Pellets: aus Abfallholz in D,A,CH genügend verfügbar, Durch Automatisierung fast ebenso bequem wie Öl/Gaskessel Neue Infrastruktur: Pellets Trocknen, Pressen, Transport-LKW mit Bläser Beim Verbraucher: Pelletlager, Pelletkessel Preisvergleich bei Pelletkessel von Paradigma/Waldbronn

12 Aufbau einer Holz-Pelletheizung:
Pellet-Silo, Fördereinrichtung, Pelletbrenner, Kessel Nachteile: viel Mechanik, Großer Speicher

13 Erdwärme zum Heizen mit Wärmepumpe
Vorteile: fast überall möglich, erprobte Technik: Brunnenbau oder normaler Tiefbau, einfache Bohrtechnik Joule-Thomson-Kälteanlage (Kühlschrankprinzip, Luftpumpe) Grundwasser  Kältemittel  Heizwasser/Warmwasser

14 Wirkungsgrad einer Gebäudeheizung:
Temperatur des kalten Speichers, draußen: -10° = 263 Kelvin Temperatur des warmen Speichers, drinnen: 20° = 293 K Temperatur-differenz der Speicher: 30K Nach Carnot ist Eta = 293/30 ~ 10 → jede mechanische kWh (Exergie) „bewegt“ 10 kWh-Wärme ! Jede Heizung, die mehr als 20% Exergie benötigt, ist Verschwendung, weil jeder fossile Brennstoff im Kraftwerk zwischen 30 und 58% Strom/Exergie erzeugen kann. Wer mit Strom (100% Exergie) direkt heizt, verschwendet 90% der Exergie! Wer mit Gas (60% Exergie) heizt, verschwendet 50% der Exergie! Beispiel: 1 cbm Gas ergibt <10 kWh Heizwärme im Gaskessel In einem GuD-Kraftwerk werden daraus 5,8 kWh Strom, damit kann eine GW-Wärmepumpe mit COP=5 29 kWh Wärme bereitstellen

15 Flache Geothermie oder
Nutzung der Anergie des Erdreichs mit reiner Exergie Anergiequellen für Wärmepumpen: Luft (Notlösung) Erdreich (vergrabene Soleleitung oder KG-200 Luftrohr in > 1 Meter Tiefe) Abwasserrohre (in der Schweiz schon gebaut) Tiefensonde (nur 50 Watt/Meter Wärmegewinn) Grundwasser (in der Rheinebene: +13° in 6-8 Meter Tiefe) direkte Kältemittelverdampfung im Erdregister

16 Erdreich-Wärmetauscher für Luft oder Sole als Wärmeträger
Vorteil von Sole-EWT: geschlossener Wasserkreislauf, Wenig bewegtes Erdvolumen, ohne Genehmigung möglich Vorteil von Luft-EWT: passive Kühlung und Entfeuchtung im Sommer

17 Sondenbohrung für Doppel-U-Sonden mit 4x32 mm PE-Rohren
Für Sonden bis -99 Meter ist das Wasserwirtschaftsamt zuständig. Für tiefere Sonden das Bergamt in Freiburg. In BaWue wurden Erdsonden mit 14 €/M gefördert. EnBW fördert auch WPs mit Erd-(Flächen)kollektoren

18 Jahreszeitlicher Temperaturverlauf Im Freifeld Als Funktion der Tiefe. In 10 Meter Tiefe Schwankt die Temperatur mit +-1° Um einen Mittelwert. In Hochstetten hat Das Grundwasser Im Oktober +13,6°! Wenn möglich, ist ein Grundwasserbrunnen Die beste Wärmequelle Für eine Wärmepumpe: Aktivierung des solaren Wärmespeichers Erdreich + Grundwasser

19 Brunnenbohren Bohrwerkzeuge: Spiralbohrer, Bohrkrone mit Rolladenrohr SW-60 3 Meter Länge bequem handelbar, Verlängerbar mit Achsnippel, Ideal für Schlagbrunnen !

20 Dreibock aus Rolladenrohr
Genietet mit Stahlblech, Elektro-Seilwinde am Galgen Brunnenfassung aus Betonrohr Etwa 50 cm tief eingegraben mit Kegeldach Aus verzinktem Blech

21 Kiespumpe aus Stahlrohr 140 mm D. mit PVC-Klappe und PVC-Kolben

22 Hurra, die Bohrung ist im Wasser bei -6,8 Meter !

23 Alu-Filterrohr aus Lochblech
Und Al-Fliegengaze Als Zylinder genietet. 2 mm Löcher mit 3,7 mm Abstand 1 mm Dicke Alu-Fliegengaze mit 1,4 mm Gitterweite Verstärkung mit KG-DN-200 Ringen nötig

24 Brunnenfilter aus Alu-Lochblech und KG-Rohr DN-200, Länge ~ 4,5 Meter
Rechts: Sumpfrohr, 3 Meter Al-Filter, 1 Meter Anschlußrohr Verlängerungen mit KG-DN-200

25 Grabenbagger, 30 cm Schaufel, max. 2 Meter Tiefe, 100 Euro/Tag bei Fa
Grabenbagger, 30 cm Schaufel, max. 2 Meter Tiefe, 100 Euro/Tag bei Fa. Schwab

26 Verbindungsgraben zum
Sickerbrunnen: 15 Meter Länge, 0,7 Meter Tiefe, PE-Rohr 40x4 mm

27 „Einfädeln“ des PE-Rohres in das Schluckbrunnenhaus

28 Einfädeln der Schluckleitung im Heizkeller

29 Grundwasser-Zuleitung
Und Ableitung mit Wasser-Zyklon: Sandabscheidung, Korrosionskontrolle UV-Belichtung GW-Temperatur Durchflußkontrolle

30 Foto: 20 kW Grundwasser-Wärmepumpe Niegel/Steinbock mit Copeland ZH38
Vorteile: Leichter Zugang Schmale Bauweise ND und HD Manometer Enthitzer heizt Warmwasser

31 Heizungssteuerung mit LabView

32 Investitionskosten für Grundwasserbrunnen+Wärmepumpe:
Genehmigung Landratsamt für 10 Jahre cbm Wasser 550 € Bohrgerät (SW-60-Rohr, E-Winde, Kiespumpe, Erdbohrer): 500 € Brunnen, DN-200-Filterrohre, 20 Meter, Alu-Lochblech: 500 € Verbindungsleitung (Bagger,PE-Rohr) € Wärmepumpe: 3xPlatten-Wärmetauscher, Steuerung, Regal: € Kältekreislauf mit Kompressor ZH-38 beim Kälteanlagenbauer: € Summe: ~7000 € Heizkosten 05/06 (Öl+Strom): ~2070 € Stromkosten 06/07 : € Stromkosten 13/14: € Davon Ökozocken € Stromkosten im Elsaß für kWh im Jahr 2006: € Stromkosten heute (2014) in Ontario € Die Investion war nach 3 Jahren amortisiert. Überall wo Rote oder Grüne an die Macht kommen, werden die Energiekosten mit Zusatzsteuern belastet.

33 Warmwasser zu bereiten: Wärmekosten ~ 5 c/kWh
Standard-Luft- WW-Wärmepumpe Mit 300 Liter isoliertem Warmwasserspeicher (Bei ebay ab 1600 €) Preiswerteste Art Warmwasser zu bereiten: Wärmekosten ~ 5 c/kWh (Beim EnBW-Tarif von 20 c/kWh)

34 Wandhängende Luft-WW-WP Ariston Nuos~700€ (ebay)
Speicher: l Leistung elek./Wärme: 300/1500 Watt (20°/50°) gemessen! Abluftstrom: 150 m3/h, DN-125, +20° --> +10° 3 Liter Kondensat im Sommer Verbrauch:7kWhe/Tag für 8 Personen (Heizstab+Mg-Anode+ Legionellenschutz+ Zeitschaltelektronik) SaniTäter?

35 Abwasserkanal als Wärmequelle:
Sehr hohe Quelltemperatur +15°, Geringe Mehrkosten bei Neuem Baugebiet

36 Meine Erfahrungen mit Wärmepumpen:
1. Wärmepumpenheizungen müssen sorgfältig an ein Haus und die Umgebung Angepasst werden. Ausreichende Wärmequelle, effiziente Wärmeverteilung: Rohrdimensionen, Pumpen, Heizkörper, hydraulischer Abgleich 2. (Die Betriebskosten von Wärmepumpen sind infolge technischer Fortschritte (Scroll-Verdichter, Plattenwärmetauscher) gefallen im Gegensatz zu den Betriebskosten für Öl/Gasheizungen.) 3. Die Luft-Warmwasser-Wärmepumpe ist preiswerter als alle anderen Warmwasserheizer und liefert destilliertes Wasser, einen trockenen Keller und im Sommer kalte Luft für „um-me“.  Lüftung und Kühlung Eine Grundwasser-Wärmepumpe ist im Rheintal die preiswerteste Heizung

37 Meine Empfehlungen: Beim Neubau eine Flächenheizung (Boden oder Wand) und eine Grundwasser-WP als Basis enventuell mit einem Holz/Pelletofen ergänzen, der an sehr kalten Tagen die Spitzenlast übernehmen kann. Warmwasser auf jeden Fall nur mit einer WW-WP erzeugen. Wer preiswertes Holz und Zeit zur Verfügung hat, kann mit einem Scheitholz- oder Pelletkessel (billig) und umweltfreundlich heizen. Keinen Irrweg aufschwatzen lassen: Sonnenpaddel/kollektoren, Windige Anlagen haben sehr lange oder unendliche Amortisationszeit. Ein Brunnen bringt 3-fachen Nutzen: Wärme im Winter, Kälte im Sommer und Gießwasser Im Altbau eine vorhandene Heizung mit einer Wärmepumpe ergänzen, so daß mehr als 90% der Jahresheizlast von der WP erbracht werden.

38 Energetische Haussanierung:
Wärmequelle:fossil → regenerativ, (2 Kessel), Grundwasser, Luft, KKP Zwischen-Sparren-Dämmung mit 8 cm Glaswolle, Alu-Folie+Holz Außenwände(U-Wert): Gipskarton/Styropor 4 cm nur innen Westgiebel Heizkörper/Nischen, 98% gedämmte Nischen, 95% neue  Kompakt-HK Heizraum-Zuluft: Raumluftunabhängig, Abluft von 3 Etagen für WW-WP Steuerung: AT/RL, Laptop/LabView, Messung AT, Wind, RL, GW, WW,.. Primärenergie: Öl,Gas,Holz,Uran, MWh-W Gas/Öl für EFH 6 cbm Öl/Jahr (91-01), seit 06: ~12 MWh Strom pro Jahr (40% Ölkosten) Erdwärme-Art: Grundwasser/Tiefenbohrung, Wasser-/Luft-EWT, 2 GW-Brunnen, 10 Meter tief,  +13,3°, 3,6 cbm/h Förderung, delta-T~-4° GW-Schutzklasse 3a, Nutzungsgenehmigung vom LRAmt auf 10 Jahre Lüftung + Klima-Anlage, Split-Klima C+H im DG-Ost, EG/OG/DG-Lüftung via Heizraum-Luft-WP

39 Forderungen für eine rationale Energiepolitik als Physiker und Marktwirtschaftler:
EEG: Annullierung ex tunc ENEV: Annullierung ex nunc Wärme-EEG: Abschaffen, Markttransparenz herstellen BimschV: Verschärfen mit Bestandsschutz KWK-Förderung: Annullierung wegen wolkswirtschaftlichem Schaden Schlotfeger-Gesetze: Abschaffen, 2x8000 Schlotfeger in .de, 1900 in USA Heizkosten-Verordnung: Abschaffen, Privatrecht reicht EU-Richtlinie zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden Biomasse-Förderung: abschaffen, Marktwirtschaft einführen Tiefe Geothermie: Förderung beenden, Marktwirtschaft

40 BWL+VWL-Rechnung für einen Fenstertausch
Von unseren ~30 Fenstern sind noch 8 alt (Verbundfenster von 1968) und sollen wegen Bausparvertrag ersetzt werden. ENEV fordert Uw<1,3 W/°m2 bei Umbauten Neues Fenster 200 cmx125cm = 2,5 m2 ~ 500€(ohne Einbau) in Hochstetten (Gradtagszahl= 2042 °Tage =50 k°h): Wärmeverluste alt (Uw~3 W/°m2): ,5x50 kWh=375 kWh Wärmeverluste neu (Uw~1W/°m2): ,5x50 kWh=125 kWh 5%-Annuität ~25€/Jahr ↔ Einsparung 250 kWh-Wärme mit GW-WP ~10€/a, mit Heizöl ~22,5€/a, mit Gas~17,5€/Jahr ENEV ist ein Schaden nach BWL+VWL, ENEV ist eine ABM-Gesetz zur Beschäftigung des Handwerks und der Industrie!

41 Der Wärmemarkt ist in Deutschland noch sehr CO2-intensiv
90% der Gebäude könnten mit Wärmepumpen beheizt werden Schuldig sind wir Alle: Kunden, Hersteller, Installateure und Politiker Konsequenzen für Jeden von uns: Wer heute noch fossil heizt, muß das vor seinen Nachkommen rechtfertigen! Kapitalabfluß in die Förderländer: Terrorimport, politische Abhängigkeit Arbeitslosigkeit weil Exergie abhängige Industrien auswandern Aufgaben für die AfD: Breite Information über die Irrwege, die von Medien, RotsGryn und BMU (Gabriel) propagiert werden!  Leserbriefe Konstruktive Vorschläge, die sich sofort für den Einzelnen und die öffentlichen Haushalte auszahlen!  AfD-Internet-Seiten, Arbeitskreise Neubau-Initiative für 2 Nuklear-Kraftwerke pro Jahr, Aufnahme ins AfD-Programm

42 Links: WP-Verkäufe in Norwegen und Schweden Deutschland: Die Bundesregierung (Minister Müller, BMWi) stellt 2001 die Förderung von Wärmepumpen ein. In CH,S,NO beträgt der WP-Anteil In EFH-Neubauten > 50% (´03) In D etwa 5% Fazit: Alle EEG,…-Gesetze, Verordnungen in .de bewirken keine nachhaltige Energienutzung, sondern die Verschwendung von Steuergeldern in unnützen Spielereien!

43 Wärmepumpenverkäufe in Deutschland: steigend, aber relativ zu wenig !

44 Warum Wärmepumpen in der Schweiz, BY und BaWue CO2-frei betrieben werden:
Grundlast wird zu 100% von KKWs und Wasser-KWs erzeugt!

45 --------------------- Grundlast aus KKP, GKN + Hydro
Vertikale Netzlast der EnBW in Baden-Württemberg, Spitzenlast < 11 GWatt

46 Strompreise in Ontario (www.ieso.ca)
BaWü/Ontario:11/12 Mio. Einwohner Mittlerer Strompreis 01/14: 6,5 cent/kWh + 1,3 cent/kWh Ökozocke ~ 5,2 €cent/kWh → 600€/Jahr Heizkosten → 100€/Jahr-Mieter

47 Strompreise in den USA

48 Vorteil: erzeugt Strom und Wärme aus Gas/Diesel oder Pflanzenöl
Irrweg Nr. 1: Gas/Diesel-Blockheizkraftwerk (Senertec-Dachs etwa Euro) Vorteil: erzeugt Strom und Wärme aus Gas/Diesel oder Pflanzenöl Nachteil: nur wirtschaftlich infolge Förderung (wie lange nach 2006?) bei mindestens 6000 Betriebsstunden Der DACHS ist ein kleiner Gas- oder Dieselmotor mit einem 5 kW Strom-Generator. Das Kühlwasser wird in der Heizungsanlage umgepumpt und liefert 10 kW Wärme. Damit wird 90% der Energie des Brennstoffes genutzt, Aber wenn das Gerät nicht mindestens 6000 Stunden genutzt wird, ist es Unwirtschaftlich, Gründe: Wartung (Ölwechsel !) Zinskosten, Amortisation Auch wenn der Generator zusätzlich eine Wärmepumpe antreiben sollte (BHKW-WP) Ist das nicht besser als ein modernes GuD-Kraftwerk mit 58% Wirkungsgrad und Einer Wärmepumpe allein

49 Gefährliche Hoffnung Nr. 1:
Abb. 1 : Brennendes Eis. Gashydratbrocken an Bord eines Forschungsschiffes kurz nach ihrer Bergung vom Meeresboden. Die Gashydrate werden instabil und zerfallen in Wasser und Methan. Das frei werdende Methan entweicht und verbrennt mit konstanter Flamme, wenn es entzündet wird. Barbara Teichert und Marcus Elvert vom GEOMARForschungszentrum beobachten das mit Spannung. Foto: GEOMAR Bilder aus einer Broschüre von Geomar zum Jahr der Geologie (2oo2)