Die Nutzung der erneuerbaren Energiequellen im Interesse der Verwirklichung der energetischen...

Die Nutzung der erneuerbaren Energiequellen im Interesse der

Verwirklichung der energetischen Selbstversorgung

Internationale Konferenz „Biowirtschaft, Umweltschutz und neue Energieträger”

Norbert Kohlheb

Karcag, 14. August 2010

Inhalt

Erneuerbare Energiequellen• Definition• Sorten

Planung• Der Markt wird es schon lösen?• Es soll eine Energieautonomie geben!

– lokale Lebensmittelversorgung– Einsparen von Energie

• Die Schritte der Planung und deren Bedeutung• Forschung

Kiemelt mondanivaló

Neue Energieträger | Karcag,14. August 2010 | www.essrg.hu

Erneuerbare Energiequellen

Erneuerbare Energiequellen• Sind fähig, sich innerhalb eines menschlichen

Zeitraumes zu reproduzieren– Bedingt– Bedingungslos

Sorten• Direkte Nutzung der Solarenergie• Indirekte Nutzung der Solarenergie – Biomasse



Nutzungsmöglichkeiten der Biomasse



Rohstoffe B i o m a s s e

Primäre Umwandlung

Sekundäre Umwandlung

Zwischen-Produkte

Ausgewinnung Fermentation Herstellung von Biogas Thermochemische Verfahren

SynthesegasBio-Öl

BiogasPflanzenöl

Kohlenhydrate

Herstellung aus Synthesegas

PflanzenöleTreib-

stoffe

Reformierung mit Wasserdampf / Vergasung

CO-Umwandlung, Gasreinigung

Anlagerung von Wasserstoff / Hydrocrack-Verfahren

Anlagerung von

Wasserstoff

Synthetisches Erdöl

Durch-esterifizierung

Bio-gas-öle

Äthanol Methan Bioöle Schwerere Alkohole

MethanolKohlenwasserstoffe

Wasserstoff

Pflanzenöl-Fettsäure-Methylester (MSZ EN 14214/2004) = Biodiesel

Benzin, Gasöl, Basisöl etc. mit einem großen Isoparaffin-Gehalt

Biomassen-Potenzial


Quelle: Kohlheb – Porteleki – Szabó 2008

Geeignete Fläche: 3,9 MhaIn Anspruch genommene Fläche: 1,633 Mha

Biomassen-Quelle Biomassen Bedarf und

Angebotderzeitiger energetischer Biomassen-bedarf, PJ

umwelt-freundliches energetisches Biomassen-Potenzial, PJ

Wald

Acker

Abfall

Insgesamt

Direkte Nutzungsmöglichkeiten der Solarenergie



Solarkollektor – Erzeugung von Wärme, Gebrauchswarmwasser• Flach, Vakuum-Flach• Vakuumrohr• Drain-back System, isoliertes System

Solarzelle –Erzeugung von elektrischer Energie• Silizium• Sonstige Halbleiter• Nanoantennen• Azetate, Kunststoffe

Solarenergie-Potenzial


Physisches Potenzial

Technisch nutzbares Potenzial

Wirtschaftlich

nutzbares Potenzial

max. 2900 kWh/m2/Jahr

Durchschnitt 1500 kWh/m2/Jahr

Solarzelle: ~ 160 kWh/m2/Jahr

Kollektor: ~ 400 kWh/m2/Jahr

Die gebietliche Effizienz der Solarenergie im

Vergleich

Pflanzen – ein Wirkungsgrad von höchstens 4% in der Nutzung der Solarenergie!


>

Art der Energieumwandlung

Äthanol aus Zuckerrohr für Otto-Motoren

Elektrizität aus Biomasse für Elektromotoren

Elektrizität aus Solarzelle für Elektromotoren

Effizienz der Energieumwandlung bis zu dem Verbraucher

Effizienz der Energieumwandlung bezogen auf Fahrgastkilometer

Wirtschaftliche Potenziale

Mögliche erneuerbare Energiequellen• Energetische Nutzung der Biomasse

– Verbrennung– Fermentation

• Direkte Nutzung der Solarenergie• Nutzung der Windenergie

home.btconnect.com/.../biogas2_large.jpg www.avanzi.unipi.it/.../Image19.jpg


http://home.btconnect.com/.../biogas2_large.jpg

Planungskonzept


0,00

50,00

100,00

150,00

TJ/é

v

Egyéb 31,60

Közület 0,29 3,25

Lakosság 16,36 94,20 34,07

Villamos energiafogyasztás

GázfogyasztásEndoszomatikus

energiaigény

TJ/

Jahr

Sonstiges

Gewerblich

Bevölkerung

GasverbrauchVerbrauch an elektrischer Energie

Endosomatischer Energiebedarf

Die Wichtigkeit der Planung und ihre Rahmen

Die Wichtigkeit der Planung und der Strategie• Langfristige Investition und eine Schritt für Schritt

Entwicklung– teure Investitionen• Die lokalen Interessen vor Augen halten

– Stärkung der Marktposition

Rahmen• Selbstversorgung – Autonomie• Energieeffizienz – Einsparung von Energie • Herstellung von Lebensmitteln – Bioraffinage



Planungsprozess

Bewertung der Varianten

Ermittlung der lokalen Gegebenheiten

Nutzungsalternativen

Bewertungsaspekte

Charakterisierung der Varianten

Gegebenheiten der Natur

Gesellschaftlicher Bedarf

Technische Möglichkeiten

Formulierung der Bewertungskriterien

Angebot - Nachfrage

Technische Beschreibung

Welche Gesichtspunkte sind für die Betroffenen wichtig?

Berechnung der Kennzahlen

Gewichtung der KennzahlenEntscheidung über die Investition

Platzierung


Planungsprozess - 1

Ermittlung der lokalen Gegebenheiten

Umweltliche

GIS

SA

FragbögenInterviewsFokusgruppen

Gesellschaftliche

Rechtliche

Wirtschaftliche

Literatur, Statistiken

Technische Pläne, Datenbanken


Energiebedarf

Der derzeitige Energiebedarf der Stadt Gyöngyös• Lebensmittelbedarf – endosomatisch

– 8,6 GJ/Person/Jahr primärer Lebensmittelkonsum – 288,5 TJ/Jahr Lebensmittel– Fläche pro Person: 0,16 ha/Person – 5410 ha Gesamtfläche

• Komfortkonsum – exosomatisch– Habitation – Heizung, Gebrauchswarmwasser, Elektrizität; Mobilität

• Sonstiges: Brennholz, Kohle

• Quellen: KSH (Statistisches Zentralamt), Gemeindeselbstverwaltung

Erhöhung der Energieeffizienz

Durchschnittlicher Gasverbrauch

Durchschnittlicher Verbrauch an

elektrischer Energie

Durchschnittliche Fernheizung

Lebensmittelbedarf

TJ/JahrGemeindeverwaltung 34,7 10,6Bevölkerung 381,9 149,2 288,5Gemischt 7,0

TJ/Jahr im Durchschnitt der Jahre 2004-2009


Biomassen-Potenzial

Gebiete


Biomassen-Potenzial

Theoretische Potenziale

KultivierungsartFläche der

Kultivierungsart Ertrag Energiegehalt Primärer Energieertragha t/ha GJ/t TJ/Jahr

Wald 1 983,6 2,8 11,5 63,3Obstbaumanpflanzung 102,9 5,4 11,5 6,4Wein 333,4 2,5 11,5 9,6Acker 1 086,7 10,0 15,7 171,1Parks 36,3 3,0 11,5 1,3Insgesamt 3 506,6 251,6

Das Forum der Klimaschutzstrategie | Gyöngyös, 14. Juni 2010 | www.essrg.hu

TierartAnzahl der Tiere

Menge des entstehenden Mists

TypZu erwartender

spezifischer Gasaustrag

MethangehaltPrimärer

Energieertrag

Stk. t/Jahr/Stk. Nm3/t % TJ/JahrSchwein 4 000 1,5 Flüssigdünger 28 65% 3,9Schwein, nur Mastanstalt 12 000 1,5 Bodenhaltung 60 60% 23,3Rind 120 10,25 Flüssigdünger 25 60% 0,7Pferd 50 9 Bodenhaltung 45 60% 0,4Grünabfall der Bevölkerung 1125 100 61% 2,5Insgesamt 30,7

Vergleich der Erzeugung und des Bedarfs

Wärmeenergie - insgesamt

A hőenergia igények és a termelési lehetőségek összehasonlítása

251,6

30,7

7,034,7

381,9

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

450,0

Energiaforrás

Energia (TJ)

Lakossági gázfogyasztás

Intézmények gázfogyasztása

Távfűtés

Energiaforrások (állatimelléktermékek, lakossági zöldhulladék)

Energiaforrások (erdő,gyümölcsös,szőlő, szántó, parkok)

Energiaigény


Energie (TJ)

Fernheizung

Gewerblicher Gasverbrauch

Gasverbrauch der Bevölkerung

Energiequellen

( tierische Nebenprodukte, Grünabfall der Bevölkerung)

Energiequellen

( Wald, Obstbaumanpflanzung, Wein, Acker, Parks)

Energiequellen Energiebedarf

Vergleich des Wärmeenergie-Bedarfs und der Erzeugungsmöglichkeiten

Vergleich der Erzeugung und des Bedarfs

Elektrische Energie

A villamos energia igények és a termelési lehetőségek összehasonlítása

19,0 8,51,92,951,3

0,4

0,710,6

149,2

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

180,0

Energiaforrások

Energia (TJ) Lakossági villamos energiafogyasztásIntézményi villamos energiafogyasztásLakossági zöld hulladék

Állati melléktermékek

Parkok

Szántó

Szőlő

Gyümölcsös

Erdő

Energiaigények


Vergleich des Bedarfs an elektrischer Energie und der Erzeugungsmöglichkeiten

Energie (TJ)


Verbrauch an elektrischer Energie – Bevölkerung

Verbrauch an elektrischer Energie – Gewerbe

Grünabfall der Bevölkerung

Tierische Nebenprodukte

Parks

Acker

Wein

Obstbaumanpflanzungen

Wald

Vergleich der Erzeugung und des BedarfsElektrische Energie – Insgesamt

összesen

A villamos energia igények és a termelési lehetőségek összehasonlítása

75,5

9,2

10,6149,2

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

180,0

Energiaforrások

Energia (TJ)

Lakossági villamos energia igény

Intézményi villamos energia igény

Energiaforrások (állatimelléktermékek, lakossági szerveshulladék)

Energiaforrások (erdő, gyümölcsös,szőlő, szántó, parkok)

Energiaigények


Vergleich des Bedarfs an elektrischer Energie und der

Erzeugungsmöglichkeiten

Energie (TJ)


Bedarf an elektrischer Energie – Bevölkerung

Bedarf an elektrischer Energie – Gewerbe

Energiequellen (tierische Nebenprodukte, organischer Abfall der Bevölkerung)

Energiequellen (Wald, Obstbaumanpflanzungen, Wein, Acker, Parks)

Möglichkeiten

Heizungs-Energiebedarf aus Biomasse• Biomassen Potenzial 282,3 TJ/Jahr• Wärmeenergie-Bedarf (Gas, Fernwärme?) 423,7 TJ/Jahr• 66%-ige Selbstversorgung – ohne Lebensmittelproduktion

Kogenerations Elektrizitäts- und Wärmeerzeugung• Elektrische Energie Potenzial 84,7 TJ/Jahr – Bedarf 159,8

TJ/Jahr, 53%• Wärmeenergie Potenzial 169,4 TJ/Jahr – 40%


Ausarbeitung von Nutzungsalternativen

Mögliche Szenarien

Gebiets-Placement Gebietsplanung

Gesellschaftlicher BedarfSchaffung eines Zukunftsbildes

Technische Möglichkeiten


Planungsprozess - 2

Entwicklungsrichtungen

Erhöhung der Energieeffizienz• Wärmeisolierung• Effizientere Heizungssysteme

Die Befriedigung des fehlenden Energiebedarfs mit erneuerbaren Energien• Nutzung der Biomassen-Nebenprodukte

– Biogas, Pelletierung

• Nutzung des Brennholzes• Anwendung von Solarkollektoren vom Frühling bis zum Herbst

zur Erzeugung von Gebrauchswarmwasser


Einsparung von 40-80 %

Ausarbeitung der BewertungsaspekteFokusgruppen

Geltendmachung der lokalen Interessen

Gesellschaftliche Anpassung

Interviews


Planungsprozess - 3

Planungsprozess - 4

Charakterisierung der Varianten

Lebenszyklus-AnalyseEnergieeffizienz

Umweltliche Aufrechterhaltbarkeit

Gesellschaftliche Auswirkungen

Modellierung


Planungsprozess - 5

Bewertung der Varianten

Gewichtung der KennzahlenMultikriterien-Methoden zur Unterstützung der Entscheidung

Auswahl des Systems, das von den Betroffenen am meisten akzeptiert wird

Wirtschaftlichkeit der Investition??

Umwelt-Anpassung??

Gesellschaftliche Anpassung!!

Funktionsfähigkeit

Experten


Forschung

Die Aufrechterhaltungs-Rahmen der energetischen Nutzung der Biomasse – Coach BioEnergy• Beratung – in 1,5 Jahren kostenlos

– Közép-magyarországi Innovációs központ (Innovationszentrale Mittelungarn)– Energia Klub (Energie-Club)

– Szent István Egyetem – Környezet- és Tájgazdálkodási Intézet

(Szent István Universität - Institut für Umwelt- und Geländewirtschaft) • Feasibility Study-s

MERT Műhely (Workshop MERT)• Megújuló EnergiaRendszer-Tervezési Műhely

(Planungsworkshop für erneuerbare Energiesysteme)• www.kti.szie.hu/mert



Kontakt:• Norbert Kohlheb, Universitätsdozent, Szent

István Egyetem, Környezet- és Tájgazdálkodási Intézet (Szent István Universität, Institut für Umwelt- und Geländewirtschaft) ESSRG Tel: 30/9295447

• E-Mail: [email protected]

Wir danken für Ihre Aufmerksamkeit!


mailto:[email protected]

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