Prof. Dr.-Ing. Bernd Ponick

Präsentation zum Thema: "Prof. Dr.-Ing. Bernd Ponick"—  Präsentation transkript:

1 Benennung und Bewertung beispielhafter, zukunftsweisender Energieeffizienztechnologien
Prof. Dr.-Ing. Bernd Ponick Institut für Antriebssysteme und Leistungselektronik Leibniz-Universität Hannover

2 Ziele des Gesetzgebers
Ziele und Rahmenbedingungen Die EU hat am in Brüssel beschlossen: Steigerung der Energieeffizienz gegenüber dem Trend um 20% Ausbau der erneuerbaren Energie an der Stromerzeugung auf 20% Die Bundesregierung hat am in Meseberg beschlossen: Ausbau der erneuerbaren Energie an der Stromerzeugung auf % Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung an der Stromerzeugung auf 25%

3 Prognoseunsicherheit: Fortsetzung des Trends oder optimistischstes Szenario
VDE-Studie -40% +50% Quelle: VDE-Studie Effizienz- und Einsparpotentiale elektrischer Energie in Deutschland, 2008

4 Wichtigste Beiträge zur technologischen Steigerung der Effizienz bei der Stromanwendung
VDE-Studie Raumwärme: Wärmepumpensystem Solarthermiesysteme mit den entsprechenden Pumpen Elektronische Steuerungen und Überwachung des Verbrauchs Geregelte umrichtergesteuerte Hocheffizienzpumpen statt alte Umwälzpumpen Intelligente Automatisierung im Bereich der Raumheizung Intelligentes Gesamtenergiemanagement Einschränkung des Einsatzes von Klimaanlagen Nutzung von Abwärme Nutzung von Nah- und Fernwärme Mechanische Energie: Vermeidung / Verbot von mechanischen Stellgliedern Umrüstung von Altmotoren auf Premium-Effizienz-Motoren Flächenweite Einführung geregelter Antriebstechnik, wo energetisch sinnvoll Beschleunigter Austausch von alten Lüftern durch Hochleistungsantriebe

5 Wichtigste Beiträge zur technologischen Steigerung der Effizienz bei der Stromanwendung
VDE-Studie Informations- und Kommunikationstechnik: Einschränkung / Verbot von Stand-by, wo zur Grundfunktion nicht erforderlich Beleuchtung: Elektronische Vorschaltgeräte Energiesparende Lampen, wo sinnvoll Optimierung der Straßenbeleuchtung (Einsatz von Hocheffizienzlampen, Einschränkung der Betriebszeiten) Prozesswärme: Energieoptimierter Einsatz von Hybridtechnologien Energieoptimierte Abstimmung von Prozessschritten Energiemanagementsysteme Verbesserte Prozessüberwachungssysteme Abwärmenutzung

6 Neue Vorschriften des Gesetzgebers
Ziele und Rahmenbedingungen Konkrete Verordnungen auf Basis der EUP-Richtlinie (Energy Using Products) der EU, beispielsweise: Schrittweises Verbot herkömmlicher Glühlampen Verpflichtender Einsatz von Energiesparmotoren

7 Mögliche Reaktionen Sich noch schnell mit alten Glühlampen eindecken?
Konsequenzen Sich noch schnell mit alten Glühlampen eindecken? Sich für eine Revision störender Verordnungen engagieren? Gezielt Lücken in den Verordnungen nutzen? Auf rettende neue Technologien warten (Supraleitung, Kernfusion, ...)? Auf Fördergelder warten? ... oder schon jetzt Technologien nutzen, die sich selbst finanzieren!

8 Einsatz energieeffizienter Motoren
Vorhandene Effizienztechnologien Amortisationsrechnungen für die Anschaffung eines IE2-Motors (h = 89%) anstelle eines IE1-Motors (h = 84,2%) für 1-, 2- oder 3-Schicht-Betrieb; Randbedingungen: 6% Kapitalzinsen, 0,08 €/kWh Energiekosten kW, 100% Last 4 kW, 75% Last Amortisationszeit: Amortisationszeit: 9 Monate bis 3 Jahre 1,5 Jahre bis 5 Jahre Quelle: SEW Eurodrive

9 Einsparpotential bei Industrieantrieben
Vorhandene Effizienztechnologien Quelle: ZVEI „Energiesparen mit elektrischen Antrieben“, April 2006

10 Einsatz geregelter Elektroantriebe anstelle pneumatischer Antriebe
Weite Verbreitung pneumatischer Antriebe in Handhabungstechnik sowie Maschinen- und Anlagenbau Gesamtwirkungsgrad nur ca. 10% Gesamtwirkungsgrad geregelter Elektroantriebe: 70 bis 90% Pauschale Betrachtung: p. a. lassen sich 85,7% bis 88,9% der Energiekosten einsparen Vorhandene Effizienztechnologien Quelle: Gloor, Energieeinsparungen bei Druckluftanlagen in der Schweiz; BfE 2000

11 Einsatz geregelter Elektroantriebe anstelle von Antriebs-Gasturbinen
Kompressoren zum Transport von Erdgas werden in der Regel durch Industrie-Gasturbinen angetrieben CO2-Emissionen der deutschen Gasversorger entsprechen 1% des gesamten deutschen Gasverbrauchs Vorhandene Effizienztechnologien Industrie-Gasturbine, Wirkungsgrad % Minimale Energiekosten für Elektromotor bei Nutzung als Regelleistung im EV-Netz Elektroantrieb für Erdgas-Kompressor, Wirkungsgrad 98%

12 Gebäudeklimatisierung durch sorptive Kühlung I
Zur Erzeugung von 100 kW Gesamtkälteleistung benötigt man 33 kW elektrische Leistung oder 50 kW thermische Leistung Grundprinzip: Kühlung durch Nutzung von Abwärme, z. B. Fernwärme, Abwärme aus Blockheizkraftwerk, Solarthermie ... Vorhandene Effizienztechnologien Sorbenz im Maßstab 1:1 32°C 18°C Sorptionsspeicher Trockene, warme Luft verlässt den Speicher Vorkühlung Vorkühlung z. B. Geothermie oder Kälterückgewinnung Befeuchtung Adiabate Kühlung durch Befeuchtung Quelle: Kronauer Sorptionstechnik, Wedemark

13 Gebäudeklimatisierung durch sorptive Kühlung II
Vorhandene Effizienztechnologien Universell einsetzbar zur Kühlung Heizung Trocknung (z. B. in Lackieranlagen) Befeuchtung Zugeführte Desorptionswärme wird bei sorptiven Wärmerückgewinnungsanlagen zu 86%, bei Entfeuchtungs- und Trocknungsanlagen zu > 100% zurückgewonnen. Schadstofffreier Speicher mit 15 bis 20 Jahren Standzeit Bei thermischem Antrieb kein nennenswerter Stromverbrauch Europapark Rust Quelle: Kronauer Sorptionstechnik, Wedemark

14 Elektromobilität im städtischen Lieferverkehr
Vorhandene Effizienztechnologien Erforderliche Komponenten grundsätzlich verfügbar Haupt-Herausforderung: Batterie Sehr hohes Potential zur Steigerung der Energieeffizienz: Energienutzungsgrad konventioneller Fahrzeuge: Stadtverkehr: % Überlandverkehr: % Energienutzungsgrad von Elektrofahrzeugen: Stadtverkehr: ca. 80% Überlandverkehr: ca. 80% Basis: Energienutzungsgrad eines idealen verlustfreien Fahrzeugs: 100% Für kommerzielle Fuhrparks ggf. bereits heute wirtschaftlich: Kosten für Diesel 1,2 €/l entsprechend 0,12 ct/kWh Kosten für Strom 0, ,20 ct/kWh Quelle: eco craft

15 Fazit Zusammenfassung Der Druck zur Erhöhung der Energieeffizienz durch Gesetze und Vorschriften wird nicht sinken Umgehung von Vorschriften ist möglich, aber oft unwirtschaftlich Energieeffizienztechnologien sind bereits heute in vielen Bereichen der Energienutzung verfügbar und oft bereits wirtschaftlich Größtes Hemmnis für deren Einführung ist in Firmen oft eine organisationsbedingte Teiloptimierung, die die Umsetzung der betriebswirtschaftlich günstigsten Lösung behindert