Post on 06-Apr-2016
Österreichische und internationale EnergiepolitikSS 2005 320.383 KV
Co-Generation
BERNHARD AxelBERNHARD FritzTRAAR Mario
Definition
Cogeneration, auch bekannt unter Wärme-Kraft-Kopplung oder unter CHP („combined heat and power“), ist die simultane Produktion von elektrischer und thermischer Energie mit einem eingesetzten Brennstoff.
Cogeneration nutzt die Abwärme, die in typischen Elektrizitätskraftwerken entsteht. Sie wandelt diese in nutzbare Energie um, wie in Dampf oder heißes Wasser.
Beispiel
Das Automobil: Der Treibstoff (Benzin) verbrennt in einem
Verbrennungsmotor – das erzeugt sowohl mechanische als auch elektrische Energie (cogeneration).
Diese kombinierten Energien betreiben die verschiedensten Systeme, wie die Antriebswelle, die Beleuchtung, die Lüftung und die Heizung.
Nutzen von Cogeneration
Kosteneinsparung Steigern der
Versorgungszuverlässigkeit Reduzieren der Umwelteinflüsse Schonen der begrenzten fossilen
Brennstoffressourcen
Vorteile von Cogeneration
Gesteigerte Effizienz von Energieumwandlung (Wirkungsgrad)
Reduzierte Nachfragelast Reduzierte Spitzenstromkosten
Prinzipschema :Wärme-Kraft-Kopplung
Kombi-Heizkraftwerk
Trigeneration
Trigeneration liefert 4 verschiedene Arten von Energie: Elektrizität, heißes Wasser und/oder Dampf, und GEKÜHLTES Wasser mit nur einem Brennstoffinput.
Trigeneration ist auch bekannt als „Integrated Energy Systems“.
Kühlung, Heizung and Energie für Gebäude.
Wussten Sie, dass bestehende Trigeneration-Anlagen in US:
10% des jährlichen Strombedarfs produzieren? Gebäudeeigentümern und Unternehmen über $5
Milliarden/Jahr an Energiekosten ersparen? Über 0,4 Millionen Tonnen/Jahr an
Stickoxidemissionen (NOx) reduzieren? Über 0,9 Millionen Tonnen/Jahr an
Schwefeldioxidemissionen (SO2) reduzieren? Den Ausstoß von über 35 Millionen Tonnen von
Kohlenstoffäquivalenten in die Atmosphäre verhindern?
Cogeneration-Prozesse
„Topping cycle“-Anlagen Anlagen (Kraftwerke) die elektrische
oder mechanische Energie erzeugen „Bottoming cycle“-Anlagen
Anwendung in Schwerindustrien (Glas, Metall), wo Hochöfen eingesetzt werden.
Cogeneration-Technologien
Dampfturbinen Gasturbinen Systeme mit kombinierten Kreisläufen
Mikro-Turbinen Brennstoffzellen Stirling-Motor
Technologien - Wirkungsgrade
Historie
Thomas Edison 1870
Großanlagen - Industrie
Kleinanlagen Blockkraftwerke Einfamilienhäuser
Einsparungspotenzial
Prinzip der KWK mit Dampfturbinenprozess
Allgemeines zur KWK mit Dampfturbinenprozess
mögliche Brennstoffe• Kohle• Erdöl• Biomasse, Müll• Grundsätzlich ist jeder Brennstoff möglich, der
in einem Kessel verbrannt werden kann Vorteile
• Es kann grundsätzlich jeder Brennstoff verwendet werden
• Ausgereifte Technologie• Anlagengröße nach oben hin offen
Nachteile• schlechter elektrischer Anlagenwirkungsgrad• schlechtes Teillastverhalten• Betrieb ist teuer
Kondensationsdampfturbine mit 10 MW
KWK mit Gasturbinenprozess
Gasturbinenprozess
Einsatzgebiet• Zur Erzeugung elektrischer Leistung
und Wärme ab ~ 30 kWel• Bei relativ konstantem Wärmebedarf
mögliche Brennstoffe• Gas• Erdöl• Vergasung von Kohle
Gasturbine der Fa. OPRAelektr. Leistung ca. 1,6 MW
Mikroturbine
Mikroturbine Vorteile
kompakte Bauweise geringe Wartungskosten bei Wartungsintervallen von
mind. 8000 Betriebsstunden Einfache Installation Durch kompakte Bauweise und niedriges
Anlagengewicht ist es möglich, die Betriebsfläche gering zu halten.
Anpassung des Strom- und Wärmebedarfes ist möglich leise, da keine niederfrequenten Schallemissionen
Nachteile Volle Marktreife der Technologie noch nicht erreicht
Mikroturbine Einsatzgebiet der Mikroturbine
Dampferzeugung in kleinen Kesselanlagen Heißwassernetze über 100°C
Trockneranlagen Krankenhäuser Wäschereien Nahwärmenetze
mögliche Brennstoffe der Mikroturbine Erdgas Heizöl Flüssiggas Klärgas Grubengas Erdölbegleitgas
Heiz-Kraft-Anlage Dachs-SOLO
Institutionen (1) US:
American Council of Energy-Efficient Economy (US-WKK-Verband)
Cogeneration Technologies TMwww.cogeneration.netwww.CHPSystems.com
Australien: Australian Cogeneration Association
www.environmentdirectory.com.au Schweiz:
Schweizerischer Wärmekraftkoppelungsfachverband DIMAG Energie AG
Institutionen (2) EU:
EDUCOGEN - The European Association for the Promotion of Cogeneration (Brüssel)www.cogen.org
Österreich: Energytech – BMVIT-Initiative Cogeneration-Kraftwerke Management
Steiermark GmbH OMV Cogeneration GmbH
Anteile der Cogeneration-Elektrizität in den EU-Mitgliedsstaaten
Beispiele in Österreich
Donaustadt Kraftwerk der Wienstrom
Graz-Thondorf 1. Trigeneration-Mikrogasturbinenanlage mit ca. 115
kW elektr. Und 115 kW therm. Leistung. Graz-Andritz
Stirling-BHKW im Stukitzbad Hartberg
Dampf-Schraubenmotor-BHKW Voitsberg
1.Mikrogasturbinenanlage
The European Policy Level
Commission and Parliament have generally been very supportive of CHP
Should push for long-term quantitative carbon and efficiency targets
Develop a roadmap on how to achieve a Post-Kyoto target of minus 25% (compared to 1990)
Green Book on Energy Efficiency has to become a key initiative
Keep up the pressure on Member States: New policy initiatives, Benchmarking, harmonisation towards the upper end, implementation of Directives
European energy efficiency agenda
• Increasing realisation of the importance of energy efficiency
• Old "environment versus growth" paradigm loses force
• Dutch "clean, clever, competitive" agenda: CHP "single biggest solution to Kyoto„
• EU environmental policy review 2004: environment and eco-innovation as a driver of growth and competitiveness
• Energy efficiency is top priority for Energy Commissioner Piebalgs
European CHP Directive: How todetermine the efficiency of CHP?
Member States are transposing the Directive
Regulatory Committee determines by November 2005 – CHP products (Annex II) – Harmonised reference values (Annex III) – CHP potential studies (Annex IV)
Reference values are a key issue: Mechanism to ensure integrity: Comparison of CHP with a hypothetical and to some extent arbitrary benchmark
Commission is playing a positive role
Pushing the market for energyefficiency Considerations for a new Framework Programme
for Competitiveness and Innovation / extension of the "Intelligent Energy - Europe„ Programme
Plans to develop a EU Green Book for energy efficiency
Lisbon Agenda: run-up to the Spring Council later this March
CHP Directive (in force) Buildings Directive (in force) Energy Services Directive (under development)