„Wärmekraftkopplung – Die dezentrale Lösung!“ SVGW Gas- und Wasserfachtagung, 9. September 2010, Luzern „Wärmekraftkopplung – Die dezentrale Lösung!“ Situationsanalyse Chancen am Markt Technologie und Anwendungen Vorteile der dezentralen WKK Fazit Referent Daniel Dillier, Vizepräsident V3E SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Fazit: Beitrag der WKK für die Gesellschaft WKK leistet einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienz. WKK leistet einen grossen Beitrag zur dezentralen Versorgungssicherheit und kann (auch) Überbrückungslösung sein. WKK leistet einen namhaften Beitrag zur CO2 Reduktion ( und zwar nicht erst im Jahr 2030, sondern jetzt ! ). WKK und Gas ist bereits heute eine gute Energielösung. SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Wärme-Kraft-Kopplung WKK Situationsanalyse SVGW Fachtagung, 09.09.2010

bis 2030 mit Wärme-Kraft-Kopplung (WKK) Ziele V3E bis 2030 mit Wärme-Kraft-Kopplung (WKK) 8 % an der CH-Wärmeproduktion (heute 1 %) 12 % an der CH-Stromproduktion (heute 2,5 %) die dezentrale Energieerzeugung mit WKK eine akzeptierte Variante im CH-Produktionsmix CO2-Emissionen reduzieren durch Substitution von alten Heizkessel-Anlagen Filippo Leutenegger Nationalrat Präsident V3E SVGW Fachtagung, 09.09.2010

* * * Potential WKK in CH: für Wärme und Strom Heute Wärme 2008 Installierte Heizleistung mit WKK 270,6 MWth. Jährlicher WKK-Zubau (Heute) ca. 4 - 7 MWth. / Jahr Potential Wärme 2030 Installierte Heizleistung mit WKK 2000 MWth. Jährlicher WKK-Zubau (Ziel) 50 – 100 MWth. / Jahr Heute Strom 2008 Installierte Leistung mit WKK 519,2 MWel. Jährlicher WKK-Zubau (Heute) ca. 6 - 9 MWel. / Jahr Potential Strom 2030: Installierte Leistung mit WKK 2000 MWel. Jährlicher WKK-Zubau (Ziel) 50 – 100 MWel. / Jahr * * * Davon 43 % mit erneuerbaren und 57 % mit fossilen Energieträger! SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Umsetzung der V3E Ziele Wie werden die Ziele realisiert ? durch klare Rahmenbedingungen und faire Strom-Rückliefertarife durch Ausbau erneuerbarer Biogasanlagen (kEV) durch Substitution der alten Oel- und Gaskessel durch Ausbau der Kombination WKK mit Wärmepumpen durch Zubau von wärmegeführten und -dimensionierten WKK Anlagen durch neue Energiekonzepte der Städte, Gemeinden, Kantone durch Substitution weiterer Wärmerzeuger für Nah- und Fernwärmenetze etc., etc. Was macht V3E ? politische Aufklärungsarbeit im Parlament und Bund ( siehe Motion 09.3740 ) pflegt enge Zusammenarbeit mit BFE und Energie Schweiz Vorträge und Öffentlichkeitsarbeit Webseite, Fachhefte, Aus- und Weiterbildung, Qualitätsmanagement Kommissions- und Projektarbeiten SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Nationalrat überweist im März 2010 die Motion mit 115 JA zu 48 NEIN Quelle: Referat M. Piot, BFE, anlässlich der WKK-Fachtagung vom 10.11.09 Nationalrat überweist im März 2010 die Motion mit 115 JA zu 48 NEIN 0 Enthaltungen SVGW Fachtagung, 09.09.2010

BFE Energieperspektiven 2035 Stromangebotsvarianten in der Schweiz gemäss BFE: Grundversorgung mit Wasserkraft Zentrale Versorgung mit Kernkraftwerke ( Var. A gemäss BFE Perspektiven 2035 ) Gaskombikraftwerke ( Var. B gemäss BFE Perspektiven 2035 ) Kombination ( Var. C gemäss BFE Perspektiven 2035 ) Dezentrale Versorgung mit Wärme-Kraft-Kopplung ( Var. D gemäss BFE Perspektiven 2035 ) Erneuerbare Energien ( Var. E gemäss BFE Perspektiven 2035 ) Stromimport ( Var. G gemäss BFE Perspektiven 2035 ) Die Zukunft kann nur die Kombination sein = Nutzung aller Potentiale! SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Stromerzeugung und Stromverbrauch / Stromlücke ab ? Quelle: Folie aus Referat M. Piot, BFE, anlässlich der WKK-Fachtagung vom 10.11.09 heute 2030 SVGW Fachtagung, 09.09.2010

= Total 13`000 MW th. Heizleistung WKK Wärme Potential: Substitution fossiler Feuerungen, CO2 Reduktion (Quelle: BFE „Potential erneuerbarer Energien in grösseren fossilen Feuerungen, Jan. 2007, Seite 22) 10`000 Feuerungen (> 350 kW) + Durchschnittsalter 19 Jahre = Total 13`000 MW th. Heizleistung 70% Oel 30% Gas Stand 2007 SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Anlagentechnologien und CO2 Emissionen (Quelle: V3E intern) Anlagentechnologie CO2 in g pro kWh elektr. in g pro kWh therm. Kohle-Kraftwerk 1000 Nur Strom UCTE-Strom-Mix 430 Kombianlage/GuD mit Erdgas 360 Wärme und Strom BHKW mit Oel 350 Heizkessel mit Oel 300 Nur Wärme Heizkessel mit Erdgas 220 BHKW mit Erdgas 250 BHKW mit Biogas Heizkessel mit Holz Solarthermie SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Wärme-Kraft-Kopplung WKK Chancen am Markt SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Heizgradtage pro Monat (langjähriges Mittel 1991 – 2000) SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Stromimport Stromimport Stromexport SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Das ist die Chance für wärmegeführte Wärme-Kraft-Kopplung! Heizgradtage pro Monat (langjähriges Mittel 1991 – 2000) Das ist die Chance für wärmegeführte Wärme-Kraft-Kopplung! Stromimportüberschüsse pro Monat 2006, 2007, 2008 J F M A M J J A S O N D SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Chance WKK: hohe Energieeffizienz und CO2 Reduktion Strom ( Import ): CO2 = 430 g/kWh Wärme: CO2 = 220 g/kWh Strom + Wärme: CO2 = 250 g/kWh Um die gleiche Menge Wärme und Strom zu erzeugen, ist bei getrennter Erzeugung 66% mehr Energie erforderlich. SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Chance WKK: mehr Strom, weniger CO2 (Quelle: BFE; Studie von Nov Chance WKK: mehr Strom, weniger CO2 (Quelle: BFE; Studie von Nov. 2008 Seite 15, F. Rognon Erzeugung der Nutzwärme durch 800`000 Oel- und 200`000 Gaskessel: Kessel Verluste Nutzwärme 74 TWh Fossile Brennstoffe 81 TWh CO2 = 20 mio t Aus 1 Million Kessel Wärme: CO2 = 220 g/kWh Substitution durch erneuerbare Energie in Kombination mit fossiler Stromerzeugung: zusätzliche Elektrizität ins Netz 11 TWh Nutzwärme 74 TWh Erneuerbare Energien 23 TWh Fossile Brennstoffe 81 TWh Verluste CO2 = 12 mio t Wärmepumpen Holzkessel Solarthermie WKK / GuD Strom: CO2 = 250 g/kWh Wärme: CO2 = 250 g/kWh Für die ganze Schweiz: gleiche Menge Wärme, weniger CO2 und zusätzlich Strom ins Netz! SVGW Fachtagung, 09.09.2010

3 Teile Energie aus der Umwelt Chance WKK + WP: mit erneuerbarer CO2 freier Umweltenergie 3 Teile Energie aus der Umwelt Quellen: - Luft - Boden - Wasser * - Abwärme - Kälteanlagen - Kanalisation - Tunnel * kantonale Gesetze 4 Teile Gebäudeheizung Ziel: Raumwärme Luftverteilsysteme Brauchwarmwasser 1 Teil Antriebsenergie: Strom aus WKK SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Chance WKK : dezentrale Einspeisung am Ort des Bedarfs Auf tiefster Netzebene; keine Übertragungs- verluste SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Chance WKK: Ist Teil der Netze der Zukunft Präsentation von BFE am VSE Symposium im Mai 2009. SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Technologie und Anwendungen Wärme-Kraft-Kopplung WKK SVGW Fachtagung, 09.09.2010

WKK - Prinzipschema WKK-Aggregat SVGW Fachtagung, 09.09.2010

WKK - Technologien Stirling / Verbrennungsmotor 1 bis 5 kWel. / Wirkungsgrad el 14 % bis 25 % 4 bis 13 kWth / Wirkungsgrad th ? % Feldtest Brennstoffzelle 1 kWel. / Wirkungsgrad el. 20 bis 35 % 1 kWth. / Wirkungsgrad th. ? % Feldtest Microgasturbine 100 kWel. / Wirkungsgrad el. 26 bis 31% 120 kWth. / Wirkungsgrad th ? % Serienreife erlangt SVGW Fachtagung, 09.09.2010

WKK - Technologien Gasmotor 5 bis 300 kWel. / Wirkungsgrad el 28 % bis 40 % 8 bis 400 kWth / Wirkungsgrad th 60 % bis 50 % Serienreife erlangt, kurzfristig lieferbar Gasmotor 300 bis 5‘000 kWel. / Wirkungsgrad el 40 % bis 45 % 400 bis 5`000 kWth. / Wirkungsgrad th 50 % bis 45 % Serienreife erlangt, kurzfristig lieferbar SVGW Fachtagung, 09.09.2010

WKK-Anwendungen Sport- und Freizeitstätten Wellness, Reha-Kliniken, Residenzen Biogasanlagen Kläranlagen Verwaltung, Dienstleistung Bildung, Infrastruktur, Industrie Hotels, Spitäler, Altersheime SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Vorteile der dezentralen WKK Wärme-Kraft-Kopplung WKK Vorteile der dezentralen WKK SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Vorteile der dezentralen WKK + Hocheffiziente Wärme- und Stromerzeugung am Ort des Bedarfs + keine Übertragungsverluste  Einspeisung auf tiefster Netzebene + WKK hat max. Wirkungsgrade dank hoher Brennstoffausnutzung + Einsatz von erneuerbaren Energien (Biogas, Klärgas) oder Erdgas + CO2 Reduktion mit WKK als System; WKK + Wärmepumpe WKK + Elektro-Autos ( Mobilität ) + CO2 Reduktion bei Substitution alter fossiler Kesselanlagen + WKK kann Wärme und Strom produzieren, ohne Schweizer CO2 Bilanz zu belasten + Kann (auch) Überbrückungslösung sein + Notstromtauglich SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Vorteile der dezentralen WKK + Eigene Versorgungssicherheit z.B. für EW, Stadtwerke, etc. + Günstiger wie viele neue erneuerbare Energien + Wärmegeführte WKK sind gute Ergänzung zur Wasserkraft + Wirtschaftlichkeit > 100 kWel. und 4000 Betriebsstunden/Jahr + Wertschöpfung im Betrieb, Arbeitsplätze vor Ort + Einfach finanzierbar (Leasing, Kredite oder Contracting) + Ausgereifte Serientechnologie, einfache Bedienung und Unterhalt + Einsetzbar bei Modernisierung und Erweiterungen von Energieanlagen + Kurze Lieferzeit und innerhalb 6 Monaten betriebsbereit + Lange Lebensdauer ( Grosse Revision erst nach 60`000 Betriebsstunden d.h. bei 4000 Betriebsstunden pro Jahr nach 15 Jahren ) SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Wärme-Kraft-Kopplung WKK Fazit SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Fazit: Beitrag der WKK für die Gesellschaft WKK leistet einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienz. WKK leistet einen grossen Beitrag zur dezentralen Versorgungssicherheit und kann (auch) Überbrückungslösung sein. WKK leistet einen namhaften Beitrag zur CO2 Reduktion ( und zwar nicht erst im Jahr 2030, sondern jetzt ! ). WKK und Gas ist bereits heute eine gute Energielösung. SVGW Fachtagung, 09.09.2010

Herzlichen Dank für Ihr Interesse! V3E Verband Effiziente Energie Erzeugung www.v3e.ch I info@v3e.ch SVGW Fachtagung, 09.09.2010