Innovative Gasanwendungen Prüfstandtests/Feldtests/Produkte Dipl.-Ing. Uwe Dietze

Innovative Gasanwendungen bei RWE Themenübersicht Marktentwicklung Mikro-KWK Prüfstandsuntersuchungen Technikumshalle Duisburg Abgeschlossene und aktuelle Projekte Feldtestaktivitäten Innovative Gastechnologien im Raumwärmemarkt E-DeMa Projekt Langzeitpraxistest Galileo Brennstoffzelle (Einzelprojekt) Produkte RWE HomePower Mikro-KWK Ausblick

Innovative Gasanwendungen bei RWE Marktentwicklung Mikro-KWK Anlagen Quelle: DELTA Energy & Environment Beratungsfirma aus Schottland Energieberatung, Marktanalysen, Technologiebewertungen in den Bereichen KWK, Mikro-KWK, Wärmepumpen, Brennstoffzellen, sonstige Dezentrale Energieerzeuger, Energiedienstleistungen usw. Kundengruppen: Energieversorger, Hersteller, Investoren, Politik Marktdaten: 2005 bis 2011 mit Ausblick für 2012 Verkaufszahlen weltweit gesamt Verkaufszahlen nach Region und Herstellern Marktanteile nach Technologie und Region

Innovative Gasanwendungen bei RWE Markt - Verkaufszahlen nach Technologie (welt)

Innovative Gasanwendungen bei RWE Markt - Verkaufszahlen nach Technologie (reg.)

Innovative Gasanwendungen bei RWE Markt - Verkaufszahlen nach Ländern

Innovative Gasanwendungen bei RWE Markt - Verkaufszahlen nach Herstellern

Innovative Gasanwendungen bei RWE Markt - Marktanteil nach Technologie ICE: Verbrennungsmotor SE: Stirlingmotor PEMFC: Brennstoffzelle

Innovative Gasanwendungen bei RWE RWE Technikumshalle in Duisburg

Innovative Gasanwendungen bei RWE Technikumshalle - Technische Möglichkeiten 7 Prüfstände in verschiedenen Leistungs- bereiche bis 200 kWel Alle verkauften Erdgase (L Gas; H Gas Nord, H Gas GUS) einsetzbar; sichert die Über- tragbarkeit der Messergebnisse auf das gesamte Netzgebiet Erdgas in Ferngasqualität oder mit THT bzw. S-Free odoriert Hochdruck-Erdgas-Anschluss möglich Einspeisung der erzeugten Wärme in ein Nah- Wärmenetz möglich Gasbeschaffenheitsdaten unmittelbar verfügbar (Hs, Hi, Dichte, Gaszusammen- setzung, Methanzahl, Schwefelanalytik etc.)

Innovative Gasanwendungen bei RWE Technikumshalle - Abgeschlossene Projekte 1998 & 2002-2004: Solo Stirling BHKW 2-9 kWel / 8-26 kWt h 2000-2002: ecopower- BHKW 2-4,7 kWel / 6-12,5 kWt h 2003-2007: AGR-Motor BHKW (Menag) 190 kWel / 256 kWt h 1990-1997: PAFC PC 25 A 200 kWel / 220 kWt h 1998-2001: Hexis SOFC 1 kWel / 2,5 kWt h 2001-2002: Turbec MGT 100 kWel / 167 kWt h 2002-2007 18 Hexis SOFC 1 kWel / 2,5 kWt h

Innovative Gasanwendungen bei RWE Technikumshalle - Abgeschlossene Projekte 2003-2008: Yanmar GWP 56 kWkälte / 67kWt h 2007-2008: Paradigma Pelletkessel 5-15 kWt h 2008-2009: Hexis Galileo SOFC 1 kWel / 2 kWt h 2004-2007: 18 Idatech PEMFC 4,6 kWel / 7 kWt h 2007-2009: Hyteon PEMFC 500 Wel / 700 Wt h

Innovative Gasanwendungen bei RWE Technikumshalle - Abgeschlossene Projekte 2009-2010: Remeha Stirling 1 kWkälte / 26 kWt h 2010: FleXgen Stirling BHKW 38 kWkälte / 64 kWt h 2012: Vaillant Gasmotor 1 kWel / 28 kWt h 2009-2010: Viessmann Stirling 1 kWel / 24 kWt h 2010-2011: Hyteon PEMFC 1000 Wel / 1500 Wt h 2010-2011: Buderus Stirling 1 kWel / 29 kWt h

Innovative Gasanwendungen bei RWE Technikumshalle - Aktuelle Projekte seit 2010: Vaillant Zeolith- Heizgerät 1,5-10 kWt h seit 2012: Hyteon PEMFC 1 kWel / 1500 Wt h seit 2012: Viessmann Stirling 1 kWel / 24 kWt h seit 2012: AISIN Gasklimagerät mit Gasmotor 45 kWkälte / 53 kWt h seit 2012: Viessmann Stirling 1 kWel / 24 kWt h

Innovative Gasanwendungen bei RWE Technikumshalle - Prüfungsumfang Leistungsmessung Wirkungsgradbestimmung Betriebserfahrung Abgasuntersuchung Wirtschaftlichkeit Stromqualität Schallemissionen Thermographie

Innovative Gasanwendungen bei RWE Überblick Feldtestaktivitäten Feldtestprogramm „Innovative Gasanwendungen im Raumwärmemarkt“ 40 Anlagen bei Endkunden im Ein- und Zweifamilienhausbereich Unterschiedliche Technologien und Hersteller Projektlaufzeit 2009 bis 2014 E-DeMa Projekt Feldtest zum intelligenten Stromverbrauch in Privathaushalten u.a. 13 Viessmann Stirling Heizgeräte Vitotwin 300 W Projektlaufzeit 2009 bis 2012 Langzeitpraxistest einer Hexis Brennstoffzelle Galileo 1000 N Betrieb einer Galileo Brennstoffzelle bei einem Endkunden der medl in Mülheim an der Ruhr Projektlaufzeit 2008 bis 2014

Innovative Gasanwendungen bei RWE Feldtestprogramm „Innovative Gasanwendungen“ Zielmarkt: Ein- und Zweifamilienhäuser Laufzeit des Programms: ca. 4 Jahre (2 Jahre Betriebszeit/Anlage) Vorlaufende Labortests zur Effizienz- und Robustheitsbewertung Erarbeiten von Vermarktungskonzepten Feldtestprogramm mit verschiedenen innovativen Technologien von mehreren Herstellern: Gaswärmepumpen Stirling-Heizgeräte Brennstoffzellen-Heizgerät Schwerpunkt des Programms ist Mikro-KWK

Innovative Gasanwendungen bei RWE Feldtestprogramm - Projektpartner Tochter- Beteiligungsgesellschaften als Vertriebspartner beteiligt EWV Stolberg EVO Oberhausen Mitgas Halle medl Mülheim NVV Mönchengladbach rhenag Köln RWE Vertrieb / Dortmund RWE Energieeffizienz Süwag Frankfurt/M. VSE Saarbrücken

Innovative Gasanwendungen bei RWE Feldtestprogramm - Produktübersicht Technologie Stirlingmotor Brennstoffzelle Gaswärmepumpe Hersteller BT Remeha Viessmann Hyteon Vaillant Robur Typ Stirling BHKW eVita 28c Vitotwin 300-W CHP-850 zeoTHERM E³ - GAHP Technik Freikolben Stirlingmotor PEM Brenn-stoffzelle Adsorptions-WP (Zeolith) Absorptions-WP (NH3/H2O) El. Leistung kW 0,3-1,0 1 0,25-1,0 - Therm. Leistung 3 - 7 3-6 1,5 1,5-10 20-40 kW Wirkungsgrad: elektrisch gesamt % ca. 11 ca. 95 ca. 15 ca. 92 ca. 36 >80 131 152 (A7W50) Abmessungen cm 60x181x62 49x91x47 48x90x48 88x109x47 77x167x72 85x151x124 Gewicht kg 190 110 100 200 160 400 Spitzenlast-kessel 17 kW integriert ca. 18 kW integriert Zusätzlich Integriert Status Entwicklung eingestellt Markteinführung Okt. 2010 Sep. 2011 Feldtest April 2010 März 2009

Innovative Gasanwendungen bei RWE Feldtestprogramm - Anlagenübersicht Betrieb Rückbau Vaillant GWP 5 3* Remeha Stirling 8 1+ Viessmann Stirling 12 0 Buderus Stirling 1 2+ Hyteon BZ 2 5 Robur GWP 1 0 Summe: 29 11 * Austausch Feldtest- gegen Seriengerät + Abbau Laboranlage Anlagen in Betrieb Zurückgebaute Anlage RWE Labor (5 Anlagen)

Innovative Gasanwendungen bei RWE Feldtestprogramm - Beispiele Remeha Stirling Würselen Hyteon Brennstoffzelle Frankfurt Buderus Stirling Mülheim Viessmann Stirling Leipzig

Innovative Gasanwendungen bei RWE Feldtestprogramm - Installationskosten Elektro SHK 2.083 € 12.635 € 5.263 € 10.413 € 9.373 € 9.776 € 11.231 € 8.849 € 12.583 € 0 € 2.000 € 4.000 € 6.000 € 8.000 € 10.000 € 12.000 € 14.000 € 16.000 € Ref. 004 005 006 007 008 010 014 015 0,00 € 2.000,00 € 4.000,00 € 6.000,00 € 8.000,00 € 10.000,00 € 12.000,00 € 14.000,00 € 16.000,00 € Mittelwert: 10.015 € Vergleich der Installationskosten (inkl. MwSt.) von Stirling-Heizgeräten mit einem Gasbrennwertkessel Anlage 004: neuer Zählerschrank notwendig, da der alte nicht erweiterbar war Anlage 008: es war bereits vorher ein Mikro-KWK installiert. Die Firma hatte zudem eigene E-Fachkraft

Innovative Gasanwendungen bei RWE Feldtestprogramm - Installationskosten Erstinstallation einer neuen Technologie erfordert Einarbeitung in Technik und Bedienung Höhere Ausführungs-Qualität gewünscht, da Feldtestanlagen vertrieblich genutzt werden Zusätzliche Aufwendungen wegen mehrerer separater Termine (Beispiel: „offizielle“ Inbetriebnahme) Zusätzliche Installation von Messtechnik Beauftragung zum Festpreis nicht immer möglich Bei KWK-Technologien i.d.R. konzessionierter Elektriker erforderlich

Standardfall Brennwertkessel Alternative Stirling KWK-Module Innovative Gasanwendungen bei RWE Feldtestprogramm - Betriebskostenvergleich Standardfall Brennwertkessel Energiekosten pro Jahr: Strom: 6.818 kWh x 21,84 ct/kWh + 80 € 1.569 € Gas: 44.079 kWh x 5,62 ct/kWh + 120 € 2.597 € Strom -netz 6.818 kWh/a Gas- netz 44.079 kWh(Ho)/a Kessel 38.524 kWh/a Gesamt: 4.166 € Energiekosten pro Jahr: Strombezug: 4.946 kWh x 21,84 ct/kWh + 85 € 1.165 € Stromeinspeisung: 1.460 kWh x 4,15 ct/kWh -61 € KWK-Zuschlag: 3.332 kWh x 5,11 ct/kWh -170 € Gas: 48.624 kWh x 5,62 ct/kWh + 120 € 2.853 € Steuer Erstattung: -160 € Gesamt: 3.627 € Alternative Stirling KWK-Module 4.946 kWh/a Strom -netz 1.460 kWh/a 1.872 kWh/a 3.332 kWh/a Gas- netz 48.624 kWh(Ho)/a MikroKWK 38.524 kWh/a Ersparnis pro Jahr: 539 €

Innovative Gasanwendungen bei RWE Feldtestprogramm - Jahresdauerlinie Wärme Zweifamilienhaus 350 m² Wohnfläche 6 Personen Baujahr 1967 / 1994 30.000 kWh Wärme Anlage 004: neuer Zählerschrank notwendig, da der alte nicht erweiterbar war Anlage 008: es war bereits vorher ein Mikro-KWK installiert. Die Firma hatte zudem eigene E-Fachkraft

Innovative Gasanwendungen bei RWE Feldtestprogramm - Jahresdauerlinie Strom Zweifamilienhaus 350 m² Wohnfläche 6 Personen Baujahr 1967 / 1994 8500 kWh Strom Anlage 004: neuer Zählerschrank notwendig, da der alte nicht erweiterbar war Anlage 008: es war bereits vorher ein Mikro-KWK installiert. Die Firma hatte zudem eigene E-Fachkraft

Feldtestergebnisse Stirlingheizgeräte Innovative Gasanwendungen bei RWE Feldtestprogramm - Ergebnisse MITGAS Anlagen Hersteller Viessmann Remeha Objekttyp / BJ. - EFH / 1994 EFH / 1978 ZFH / 1996 Standort Sandersdorf Leipzig Zörbig Gasverbrauch kWh 34.856 24.176 16.014 Strombedarf 4.781 5.785 828 Stromproduktion 2.557 2.157 1.389 Netzeinspeisung 1.116 352 1.186 Eigenverbrauch % 50-60 70-100 10-20 Betriebsstunden h 3.324 2.483 2.341 Zeitraum Monate 16 8 Reme ha

Innovative Gasanwendungen bei RWE Feldtestprogramm - Erfahrungen Erhöhter Installationsaufwand in der Feldtestphase Reduzierung der System- und Installationskosten mit zunehmender Marktdurchdringung erforderlich Reduzierung der Betriebskosten gegenüber einem Gasbrennwert- kessel möglich (Beispiel Stirling) Elektrische Grundlast i.d.R. deutlich unter 1 kWel, teileweise sehr hohe Netzeinspeisung der elektrischen Energie bis zu 70% Anmelde- und Abrechnungsformalien sehr aufwendig, Endkunden sind oft überfordert – hier zunehmende Unterstützung durch Hersteller Positive Kundenakzeptanz gegenüber den neuen Technologien Technische Marktreife größtenteils gegeben Überwiegend gute Nutzungsgrade und hohe Verfügbarkeiten insbesondere bei den Seriengeräten

Innovative Gasanwendungen bei RWE E-DeMa Projekt - Umfang und Ziele E-DeMa: Entwicklung und Demonstration dezentral vernetzter Energiesysteme hin zum E-Energy Marktplatz der Zukunft Energieverbraucher werden zu Prosumern – IKT und Marktplatz bilden die Basis für die Energielandschaft 2020 E-DeMa, eines der 6 E-Energy-Modellregionen in ganz Deutschland, besitzt ein Projektvolumen von 22 Mio. € und wird vom BMWi mit 10 Mio. € gefördert. E-DeMa verfolgt vor allem folgende Ziele: Technische Machbarkeit von Energielösungen 2020 Integration der erneuerbaren Energien in eine Ziel-Systemlandschaft Steigerung der wirtschaftlichen Effizienz sowie Reduktion der CO2- Emissionen Verbesserung der Versorgungsstabilität und Umweltverträglichkeit Schaffung der Basis für den Energie-Paradigmenwechsel Steigerung der Rentabilität dezentraler Versorgungsanlagen

Innovative Gasanwendungen bei RWE E-DeMa Projekt - Projektpartner Weitere Informationen unter: www.e-dema.com

Marktplatz der Zukunft Im Fokus von BMWI, BMU u. Kanzleramt! Innovative Gasanwendungen bei RWE E-DeMa Projekt - Wesentliche Neuerungen Elektronischer Marktplatz E-DeMa steuert Verbraucher und dezentrale Erzeuger im privaten/gewerblichen Umfeld Kunde/Markt/Politik Tatsächlich neu ist: Kunden werden zu aktiven Marktteil-nehmern in der Energieversorgung (Prosumer) Smart Meter in Kombination mit Informations- und Kommunikations-Gateways (IKT-Gateways) bilden die technische Grundlage beim Kunden Lastmanagement und Steuerung von dezentralen Einspeisern und intelligenten Verbrauchern (Weiße Ware, E-Fahrzeug, Wärmepumpe etc.) wird möglich Regionale Marktplätze geben ökonomische Anreize zum Mehr- oder Minderverbrauch Steuerung von Verbrauch und Erzeugung gemäß Marktsituation Energieeffizienz Integration dezentraler Erzeuger Versorgungssicherheit Marktplatz der Zukunft Privatkunde E-DeMa Haushalts- geräte IKT-Gateway Dezentrale Erzeugung Im Fokus von BMWI, BMU u. Kanzleramt!  kWk E-DeMa ist heute noch Pilotierung und morgen unverzichtbar für 20 – 20 – 20 Spartenintegration

Innovative Gasanwendungen bei RWE E-DeMa Projekt - Testcenter & Feldtestanlagen KWK: u.a. Einsatz von 13 Stirlingheizgeräten (Vitotwin 300 W) bei Endkunden in Mülheim an der Ruhr und Krefeld Begleitende Prüfstandsuntersuchungen in der Technikumshalle

Innovative Gasanwendungen bei RWE Langzeitpraxistest einer Galileo-Brennstoffzelle Projektziele: Überprüfung der Praxistauglichkeit des Gesamtsystems Untersuchung der Leistungsdaten und der Zuverlässigkeit Unterstützung der Weiterentwicklung und Markteinführung Projektphasen: 2008-2010 Gemeinschaftsprojekte mit 7 Energieversorgern aus NRW 2010-2012 Projektfortführung mit der medl GmbH 2012-2014 Anlagentausch gegen die neueste Anlagengeneration Betriebserfahrungen: Sehr zuverlässiger Anlagenbetrieb Hohe Laufzeiten der Brennstoffzelle (ca. 5.000 h pro Jahr) Fortlaufende Verbesserung in der Stackentwicklung

Innovative Gasanwendungen bei RWE Langzeitpraxistest einer Galileo-Brennstoffzelle Inbetriebnahme: 07.01.2008 Betriebsstunden: ca. 5.000 h / a Baujahr: 1994 Wohnfläche: 190 m² Elektrische Leistung: 1 kW Thermische Leistung: 2 kW Zusatzkessel: 20 kW

Innovative Gasanwendungen bei RWE Langzeitpraxistest einer Galileo-Brennstoffzelle Inbetriebnahme: 09.11.2012 Betriebsstunden: 1.800 h Wirkungsgrad el.: 30-35% (Hi) Wirkungsgrad ges.: 95% (Hi) Elektrische Leistung: 1 kW Thermische Leistung: 1,8 kW Zusatzkessel: 20 kW Markteinführung für Mitte 2013 geplant. Sep. 2012 Einstieg von Viessmann (50%)

Innovative Gasanwendungen bei RWE Produkte - RWE Homepower Mikro-KWK Produkt der RWE Effizienz GmbH Systemkomponenten: Vaillant ecopower 4.7 plus ggf. Zusatzkessel, Multifunktionsspeicher (850 l), Ökoheizstab (Wind- und Solarstrom), Kommunikationseinheit (Messen, Steuern, Visualisieren) Zwei Modelle: Contracting und Betriebsoptimierung Vorteile für den Endkunden: Kontinuierliche Optimierung der Mikro-KWK-Anlage Attraktiver Strompreis Umweltbonus für eigenerzeugten und selbst genutzten Strom Attraktiver Wärmepreis Abdeckung eines Großteils der Investitionskosten beim Contracting Modell Weitere Informationen unter: www.energiewelt.de

Innovative Gasanwendungen bei RWE RWE HomePower - Anlagenkonzept Kunden-Visualisierungsoption der Energieverbräuche sensibilisiert und schafft Transparenz Intelligente Regelstrategien und großzügig dimensionierter Wärmespeicher minimieren den Reststrombezug „Oko-Heizstab“ verwendet überschüssigen Wind- oder Solarstrom Betriebsweise: intelligent Strom- und wärmege- führt

Innovative Gasanwendungen bei RWE RWE HomePower - Kundenkonditionen Investitionen HomePower 4.7: 5.000 € (Contracting 4.7) 40.000 € (Betriebsoptimierung 4.7) Kunde zahlt nur für Wärme … 5,95 ct/kWh (Betriebsoptimierung 4.7) 5,95-7,8 ct/kWh (Contracting 4.7) 40 €/Monat Grundgebühr (Contracting 4.7) … und Strom 22 ct/kWh Einheitspreis Abzgl. Boni in Höhe von > 1 ct/kWh Attraktives Rundum-Sorglos-Paket Volle Transparenz aller Verbräuche über Visualisierungstool Umsetzung von Bündelungs- und Vermarktungseffekten durch RWE HomePower 4.7 System

Innovative Gasanwendungen bei RWE RWE HomePower - Produktstatus und Ziele Erste Pilotanlagen seit November 2011 Fokus auf größere Ein- und Zweifamilienhäuser sowie Mehrfamilien- häuser im Zielgebiet NRW Gasverbrauch zwischen 60.0000 und 110.000 kWh Stromverbrauch > 7.500 kWh/a Begrenzte Anlagenstückzahl, ausgestattet mit umfangreicher Messtechnik Kurzfristiges Ziel: Entwicklung optimierter Betriebsstrategien und Netzintegration und Etablierung neuer Abrechnungs-Modelle Mittelfristiges Ziel: wirtschaftliches, standardisiertes Mikro-KWK- Produkt, für einen breiten Einsatz auch im Einfamilienhaus Gasverbrauch > 25.000 kWh/a

Innovative Gasanwendungen bei RWE Ausblick Die dezentrale und regenerative Energieerzeugung im Endkundenmarkt gewinnt an Bedeutung und ist ein fester Bestandteil der Energiewende Für die Hersteller ist Deutschland der wichtigste Zielmarkt für neue Heizungstechnologien Es sind verstärkt Produkte für den Ein- und Zweifamilienhausbereich am Markt erhältlich Brennstoffzellen Produkte stehen an der Schwelle zur Markteinführung (in Japan wurden bereits über 40.000 Systeme an Endkunden verkauft) Das technische Marktpotenzial für Mikro-KWK-Anlagen ist beträchtlich Die Wettbewerbsfähigkeit von neuen Gasanwendungen scheint mittel- fristig erreichbar zu sein Dafür müssen Geräte und Installationen günstiger werden, um mit bewährten Technologien wirtschaftlich konkurrieren zu können

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Uwe.Dietze@rwe.com