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Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Quelle: Statistisches Bundesamt 2012 Energieträger der deutschen Haushalte in Prozent Folie 1.

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1 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Quelle: Statistisches Bundesamt 2012 Energieträger der deutschen Haushalte in Prozent Folie 1

2 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Deutschlands Energieimporte im Jahr 2007 Folie 2 Russland Norwegen Großbritannien Lybien Niederlande Sonstige Länder Eigene Produktion Quelle: Bundeszentrale für politische Bildung 2008 Erdöl Erdgas

3 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Quelle: Statistisches Bundesamt 2012 Energieverbrauch der Haushalte nach Bereichen Folie 3

4 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Folie 4

5 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Quelle: Richtig Lüften Folie 5 Fenster und gegen- überliegende Tür weit geöffnet Kippfenster und gegen- überliegende Tür weit geöffnet Fenster weit geöffnet und gegenüberliegende Tür zu Kippfenster und gegen- überliegende Tür zu Winter2-4Min. Frühjahr/Herbst4-10Min. Sommer12-20Min. Winter4-6Min. Frühjahr/Herbst8-15Min. Sommer25-30Min. Winter4-6Min. Frühjahr/Herbst8-15Min. Sommer12-20Min. Winter30-75Min. Frühjahr/Herbst1-3h Sommer3-6h

6 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Richtig lüften - Feuchtigkeitsquellen im Haushalt Folie 6

7 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Heizkosten senken! Folie 7 Austausch der veralteten Heizungsanlage - 40% - 40% Raumtemperatur max. 20° C - 6% (pro 1°) - 6% (pro 1°) Keine Möbel vor dem Heizkörper - 8% - 8% Regelmäßig kurz und kräftig lüften, statt dauerlüften - 8% - 8%

8 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Größter Warmwasserverbraucher im Haushalt: Duschen Folie 8

9 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Familie: 4 Personen 365Tage Normaldusche 16l/Min. Spardusche 9,4l/Min. kombiniert/Woche: 5x Waschbecken (9l) 2x Spardusche Wasserbedarf Liter Liter Liter Wärmebedarf3.794 kWh2.229 kWh942 kWh Kosten: Öl: 0,088€/kWh Gas: 0,058€/kWh Strom: 0,23€/kWh 334 € 220 € 873 € 196 € 129 € 513 € 83 € 55 € 217 € CO 2 - Emissionen Öl kg Erdgas 941 kg Strom kg 695 kg 553 kg kg 294 kg 234 kg 603 kg Warmduscher aufgepasst! Geld, Wasser, Abwasser + CO 2 sparen = Klimaschutz und Fitness Folie 9

10 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser CO 2 -Einsparpotenzial im 4-Personenhaushalt pro Jahr im Vergleich zur Normaldusche Folie Strom 489 Öl 388 Gas 5x pro Woche 2x pro Woche Strom 890 Öl 707 Gas 7x pro Woche kg CO 2

11 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Quelle: Bild: fotolia Wärmedämmmaterialen - Mineralwolle Folie 11 Altglas als Rohstoff Energiearme Herstellung Sehr kurze energetische Amortisationszeit Gute Pufferung von Feuchtigkeit Gute Wärme- und Schalldämmung Guter sommerlicher Wärmeschutz Gute Verwertung λ-Wert: 0,035-0,050 [W/(mK)] Energetische Amortisation: 4-25 Monate Dichte: 10 – 80 kg/m³ Primärenergiebedarf bei der Herstellung: kWh/m³ Kosten pro m² bei einem erreichten U-Wert von 0,20: 13,50€ (Matte Knauf Dämmrolle Unifit TI 135 U) Eingeschränkte Feuchtebeständigkeit Staubbelastung bei der Verarbeitung

12 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Wärmedämmmaterialen - Polystyrol Folie 12 Quelle: Bild: fotolia Gute Beständigkeit Schimmel- und Fäulnisresistenz Gute Dämmwirkung Gute Verwertung bei sortenreiner Erfassung Preiswert λ-Wert: 0,035-0,040 [W/(mK)] Energetische Amortisation: 18 Monate Dichte: 15 – 30 kg/m³ Primärenergiebedarf bei der Herstellung: kWh/m³ Kosten pro m² bei einem erreichten U-Wert von 0,20: 11,50€ (Platte Unideck Mehrzweckdammplatte 040) Herstellung basiert auf Erdöl Kein Brandschutz Ungünstige Phasenverschiebung im Sommer Lange energetische Amortisationszeit Wird von Mäusen zerfressen Schlechte Schalldämmeigenschaften

13 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Altpapier als Rohstoff Energiearme Herstellung Sehr kurze energetische Amortisation Gute Pufferung von Feuchtigkeit Gute Wärme- und Schalldämmung Guter sommerlicher Wärmeschutz Gute Verwertung Wärmedämmmaterialen - Zellulose Folie 13 Quelle: Bild fotolia.de λ-Wert: 0,040-0,045 [W/(mK)] Energetische Amortisation: 2-3 Monate Dichte: 30 – 80 kg/m³ Primärenergiebedarf bei der Herstellung: kWh/m³ Kosten pro m² bei einem erreichten U-Wert von 0,20: 19,00€ (Einblasdämmung Dammstatt CI 040 boratfrei) Eingeschränkte Feuchtebeständigkeit Staubbelastung bei der Verarbeitung

14 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Wärmedämmmaterialen - Schafwolle Folie 14 Quelle: Bild: wikipedia Gute Pufferung von Feuchtigkeit Gute Wärme- und Schalldämmung Gute Verwertung λ-Wert: 0,040 [W/(mK)] Energetische Amortisation: 4 Monate Dichte: 20 – 70 kg/m³ Primärenergiebedarf bei der Herstellung: kWh/m³ Kosten pro m² bei einem erreichten U-Wert von 0,20: 75,00€ Teuer Problematisch für Stauballergiker Kann Pestizide enthalten

15 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Wärmedämmmaterialen - Holzfaserplatte Folie 15 Quelle: Bild: fotolia Gute Wärme- und Schalldämmung Gute Verwertung Sehr guter sommerliche Wärmeschutz Geringe gesundheitliche Belastungen λ-Wert: 0,040-0,045 [W/(mK)] Energetische Amortisation: 25 Monate Dichte: 150 – 180 kg/m³ Primärenergiebedarf bei der Herstellung: kWh/m³ Kosten pro m² bei einem erreichten U-Wert von 0,20: 38,50€ (Platte Gutex Thermosafe homogen stumpf) Schlechte Feuchtebeständigkeit Relativ lange energetische Amortisation

16 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Wärmedämmmaterialen - Hanf Folie 16 Quelle: Bild: wikipedia Sehr kurze energetische Amortisationszeit Gute Schalldämmung Sehr guter sommerlicher Wärmeschutz Geringe gesundheitliche Belastungen Gute Feuchteregulierung λ-Wert: 0,040-0,060 [W/(mK)] Energetische Amortisation: 2-4 Monate Dichte: 20 – 40 kg/m³ Primärenergiebedarf bei der Herstellung: kWh/m³ Kosten pro m² bei einem erreichten U- Wert von 0,20: 27,50€ (Matte Hock Thermo-Hanf) Staubbelastung bei der Verarbeitung

17 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Thermographie Folie 17 Bilder: 2) 1)

18 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Energieausweis für Wohngebäude Folie 18 Bilder:

19 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Energieausweis Folie 19 Bilder:

20 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Quelle: Eigene Berechnungen nach Statistisches Bundesamt 2012 Vergleich Durchnittshaushalt versus Passivhaushalt Folie 20 * Deutscher Durchschnittshaushalt = 2,02 Personen HeizungPKWElektroWarmwasserLüfterstrom a) Durchschnittshaushalt = ca kWh b) Wohnen im Passivhaus = ca kWh c) Passivhaus + Solarkollektoren + bewusste Mobilität + Stromspargeräte = ca kWh

21 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Energetische Standards von deutschen Wohngebäuden Neuer Freiburger Standard seit 27.März 2012 Folie kWh/(m²a) Primärenergieverbrauch Altbau NEH FR 1992 EnEV 2002 NEH FR 2005 EnEV 2009 Freiburger Effizienzhaus Plusenergiehaus Haushaltsstrom Lüfterstrom Warmwasser Heizung Energiegewinne Quelle: Energieagentur Regio Freiburg

22 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Wärmeschutz der Gebäudehülle Folie 22 Bauteil Wärmeschutz – nötige Dämmung WGL40 in cm EnEV 2009 Referenzgebäude Passivhaus Freiburger EH 55 Außenwand U ≤ 0,28 14cm U ≤ 0,15 28cm U ≤ 0,20 20cm Dach U ≤ 0,20 26cm U ≤ 0,15 35cm U ≤ 0,14 37cm Keller/Boden U ≤ 0,35 10cm U ≤ 0,15 26cm U ≤ 0,21 18cm Fenster U ≤ 1,30 2-fach-WSG möglich U ≤ 0,80 3-fach-WSG U ≤ 0,90 3-fach-WSG Quelle: Energieagentur Regio Freiburg

23 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Primärenergiefaktoren nach EnEV 2009 Folie 23 EnergieträgerPrimärenergiefaktor nicht erneuerbarer Anteil Strom2,6 Heizöl, Erdgas, Kohle1,1 Holz, Holzpellets0,2 Kraft-Wärme-Kopplung0,7 / 0,0* Heizkraftwerk1,3 / 0,1* Solar, erneuerbar0,0 *bei Nah- und Fernwärmeversorgung: Fossiler/erneuerbarer Brennstoff (EE) Ausnahme: Freiburger Effizienzhaus 55 Die Berechnung des Primärenergiefaktors bei Nutzung von erneuerbaren Energien muss von einem unabhängigen Sachver- ständigen in Abstimmung mit dem städtischen Umweltschutzamt erfolgen. Quelle: Energieagentur Regio Freiburg

24 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Freiburger Effizienzhausstandard 55 für Wohngebäude Folie 24 KfW-EffizienzhausDenkmal Jahres- Primärenergiebedarf 160%115%100%85%70%55%40% Transmissions- wärmeverlust Minimal mögl. 130%115%100%85%70%55% Quelle: Energieagentur Regio Freiburg Förderfähig über KfW Programm energieeffizient Bauen, gleiche Förderstufe wie Passivhaus Energieeffizient bauen (Neubau) Energieeffizient sanieren (Altbau)

25 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Freiburger Effizienzhausstandard 55 für Wohngebäude Folie 25 Quelle: Energieagentur Regio Freiburg Hohe Luftdichtigkeit Sehr gute Wärmedämmung Heizen mit regenerativer Energie Kontrollierte Belüftung mit Wärmerückgewinnung

26 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Umwandlung von Brennstoffenergie wie z.B. Erdgas durch die gekoppelte, d.h. gleichzeitige Produktion von Kraft (Strom) und Wärme (Heizwasser) in stationären Verbrennungsmotoren. Ein stationärer Verbrennungsmotor treibt einen Generator zur Stromerzeugung an. Abwärme von Motor und Abgas wird genutzt und über Wärmetauscher an die Heizung abgegeben. Kraft-Wärme-Kopplung Folie 26

27 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Brennstoffausnutzung eines BHKW: 87 bis 96% Umwandlung in Strom: 34%, in Wärme: 53% Getrennte Herstellung von Strom und Wärme in zentralen Kraftwerken und in Kesselanlagen: Primärenergieeinsatz von 159% Primärenergiebedarf BHKW: ca. 1/3 niedriger Energieeinsparung: ca. 40%. Getrennte Erzeugung Wärme und Strom in Heizkessel Gekoppelte Erzeugung von Wärme und Strom in BHKW Primärenergieeinsparung BHKW Konventionelle getrennte Energieerzeugung vs. Kraft-Wärme-Kopplung Folie 27

28 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Klein-BHKW 1–5kW BHKW-Kompaktmodule 50–400kW (gekapselt) Standard-BHKW 400–2.000kW (offene Bauweise) Groß-BHKW, kW Einteilung BHKW – Größe und Leistung Folie 28

29 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser BHKW werden nach dem Wärmebedarf des zu versorgenden Objektes ausgelegt. Dazu ist es erforderlich, den Jahreswärmeverlauf und den Bedarf zu analysieren. Wirtschaftlichkeit steht bei Dimensionierung der BHKW-Anlage im Vorder- grund. Ziel: Mit dem Minimum an installierter Leistung (kW) das Maximum an Nutzen (kWh) erreichen. Aufzeichnung Wärmebedarf pro Jahr (kWh/a) Wärmebedarf Folie 29

30 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Planung der Größe eines BHKW erfolgt anhand der geordneten Jahresdauerlinie. Ziel ist eine möglichst lange Laufzeit. Wirtschaftlichkeit BHKW: Jahreslaufzeit ca h deckt ca. 50 % des Gesamt- wärmebedarfes Restwärmebedarf: Holzkessel mit Holzhackschnitzel + Spitzen- Kesselanlage mit Gas deckt 100% des Strombedarfes im Stadtteil Einsparung 1,8 Mio.t Heizöl, Einsparung 4.200t CO2 BHKW Vauban 2009 Wärmeerzeugung: MWh/a Gas Holzhackschnitzel BHKW BHKW-Modul: Wärmeerzeugung: MWh/a Stromerzeugung: MWh/a Geordnete Jahresdauerlinie Folie 30

31 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Innovatives Energiekonzept LichtBlick betreibt ZuhauseKraftwerk im Kundenkeller Gasbetriebener VW-Motor, Wärmespeicher und Kommunikationseinheit 100% Wärmeversorgung des Gebäudes Bedarfsgerechte Einspeisung des SchwarmStroms in das Netz Vernetzung und Steuerung aus der LichtBlick Zentrale in Hamburg ”ZuhauseKraftwerk“ Folie 31

32 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Technik VW-Gasmotor, 2,0 Liter ca. 19,5 kW elektrische Leistung ca. 34 kW thermische Leistung nur bis Betriebsstunden/Jahr kein Spitzenlastkessel erforderlich mindestens zwei Wärmespeicher (mindestens Liter) Umweltvorteile über 90% Wirkungsgrad bis zu 60% weniger CO2 bis zu 40% Energieeinsparung geringer Schadstoffausstoß ZuhauseKraftwerk - Technik & Umweltvorteile Folie 32

33 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Zielgruppe Zwei- und Mehrfamilienhäuser, kleine Gewerbetriebe, öffentliche Gebäude, Schulen, Kitas, kleine Hotels, Kirchen mit bis kWh Wärmebedarf/Jahr: Aktueller Stand vom Sept ZuhauseKraftwerke in Betrieb (Grafik 450 ZHKW) Celle 13 ZuhauseKraftwerke für Mehrfamilienhäuser für Wohnungsbaugesellschaft SAGA GWG in Hamburg ”ZuhauseKraftwerk” - Einsatzmöglichkeiten Folie 33

34 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Herausforderung Schwankende Stromeinspeisung aus erneuerbaren Energien Sichere Versorgung braucht intelligent gesteuerte, flexible und umweltfreundliche Ergänzungs-Kraftwerke Eine Lösung ist SchwarmStrom KWK-Strom ist umweltfreundlich; wird flexibel erzeugt und steht binnen einer Minute zur Verfügung; ist leistungsstark; ergänzt die erneuerbaren Energien Erneuerbare Energien ”ZuhauseKraftwerk” - SchwarmStrom fu ̈ r die Energiewende Folie 34

35 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Die Schwarm-Zentrale Steuerung jedes ZuhauseKraftwerks über Energiehandel in Hamburg Verbindung per Mobilfunk Betriebsweise „intelligent wärmegeführt“ Wärme wird vor Ort gespeichert Wärmebedarf des Kunden wird jederzeit gedeckt Leitstelle erfasst Wärmebedarf, Windstrom- Erzeugung und Strompreis Mögliche Steuerungs- und Optimierungssignale: Preise, Regelenergieabrufe und Anreizsysteme auf Verteilnetzebene ”ZuhauseKraftwerk” – SchwarmStrom, intelligent gesteuert Folie 35

36 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Mit dem Wetter ändert sich die Stromeinspeisung aus Wind und Sonne. Andere Kraftwerke müssen flexibel reagieren. Atom- und Kohlekraftwerke sind zu langsam. Von 0 auf 100% Leistung in … Atom 50 Stunden Kohle 4 Stunden Gasturbine 20 Minuten SchwarmStrom aus ZuhauseKraftwerken 60 Sekunden ”ZuhauseKraftwerk” - Flexible Stromerzeugung Folie 36

37 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Energiebilanz für die Region Freiburg Wohnfläche in m 2 nach Gebäudetyp Folie

38 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Energiebilanz für die Region Freiburg Anteil der Heizsysteme in Haushalten Folie 38

39 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Energiebilanz für die Region Freiburg CO 2 -Bilanz Folie 39 HaushalteGHDöffentl. EinrichtungenIndustrie CO 2 -Emissionen in den betrachteten Kreisen nach Verbrauchssektoren und CO 2 -Emissionen je Einwohner.

40 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Energiebilanz für die Region Freiburg Energie und Potenziale Region Freiburg Folie 40

41 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Energiebilanz für die Region Freiburg Potenzial für erneuerbare Wärmeerzeugung Folie 41 Gesamte Region: Zusammensetzung des Potenzials für erneuerbare Wärmeerzeugung

42 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Vergleich Gesamt-Potenzial zum bereits genutzten Potenzial Folie 42

43 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Stadt Freiburg: Energie und Potenziale Folie 43

44 Innovation Academy e.V. Heizung und Warmwasser Energiebilanz für die Region Freiburg Vergleich Gesamt-Potenzial zum bereits genutzten Potenzial Folie 44 Potenzial in GWa/h


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