Inhalt: Contents - Beschaffungsstruktur SWK Energy Structure- Regenerative Anlagen in KA Renewable Power Plants- Die Solarparks Solar Power Parks- Zukunftsoptionen Options for the FutureDr.-Ing. Thomas Schnepf

Erneuerbare Energien Renewable Energies

bei den by

Stadtwerke Karlsruhe (SWK)

KVVHKarlsruher Versorgungs-,

Verkehrs- und Hafen GmbH (Holding)

shareholding: 100 % City of KarlsruheRheinhafen

Public Harbourindependent business division

StadtwerkeKarlsruhe GmbHpower, natural gas,District-Heating, water

shareholding:80 % KVVH GmbH20 % EnBW AG

VBKVerkehrsbetriebeKarlsruhe GmbHPublic Transport shareholding:100 % KVVH GmbH

•KBG - Karlsruher Bädergesellschaft mbH Company for Public-Swimming-Poolsshareholding: 100 % KVVH GmbH

•KASIG - Karlsruher Schienen-Infrastruktur-Ges.Company for Public-Transport-Installations shareholding: 100 % KVVH GmbH

Planungs- und Baugesellschaften planning and building companies

Kommunale Dienstleistungsgruppe Municipal Service Group

Stadtwerke Karlsruhe GmbH

Strom, Erdgas, Wärme, Trinkwasser(Power, Natural Gas, District-Heating, Water)

Die Stadtwerke Karlsruhe und wichtige Beteiligungen /Stadtwerke Karlsruhe and its shareholding

SWK-Regenerativ-Verwaltungs-

GmbH

KES – Karlsruher Energie-service GmbH

TelemaxX Telekom-

munikations GmbH

PS Project Systems

GmbH & Co. KG

50% 40%42%100%

Stadtwerke Karlsruhe

Netze GmbH

100%

Company for Heating-Stations

Company for Solar-PowerCompany for landfill gas usage

Strommix (Zahlen jährlich schwankend)Power generation mix (numbers fluctuate annually)

Kernenergienuclear power

Kohlecoal

Sonst. Fossilother fossil fuels

Erdgasnatural gas

EEG-Anlagen(in KA rd. 1,5 %)renewable energyproduction according to the EEG

Sonstige EEother renewables

In Karlsruhe: rd. 1.600 GWh Deutschland (Germany)

Regenerative Energieerzeugungsanlagen in KarlsruheRenewable energy installations (overview)

about 1.500 solar heating systems (SWK promotional program)Über 1000 Photovoltaik-Anlagen (solar power systems)- 1999 first solar roof installation with public participation, 50 kW- Solarpark I, 840 kW, 10 installations - Solarpark II, 540 kW, 6 installations- Solarpark III, ca. 1400 kW, 9 installations- 1997 Center for Communication (ZKM), 100 kW, (Gleichstrom für Straßenbahn – coflow for trams)Deponiegasverwertung-West (landfill gas usage, disposal area West)- 2 BHKWs, je 375 kWel (combined heat and power station and waste heat usage in tram depot)Deponie Ost (disposal area East)- landfill gas and biogas utilization- waste wood boiler- waste heat usage in a residential area

2 hydro power installations- Appenmühle, max. 40 kW- Obermühle, max. 45 kW

5 wind mills- Hofgut Maxau, 110 kW- Deponie West, 2 *750 kW, 1*1.500 kW- School, very small wind mill

about 150 heat pumps(SWK promotional program)

ZKM installation(Center for

Communication)

Erneuerbare Energien: PV – Anlagen

Renewable energies: Solar power systems

Meilenstein: 10 Jahre Karlsruher Sonnendach Milestone: 10 years Karlsruher sun roof

• 1999 erste große Bürger- Solarbeteilungsanlage in Deutschland

(first solar power plant with public participation in Germany

on the roof of the headquarters of Stadtwerke Karlsruhe)

• 150 Karlsruher Solarpioniere beteiligen sich (150 solar pioneers from KA participate)

SONNE IN DER SCHULE

Die Gewinnerschulen einer 3 kW PV-Anlage

The winners of a 3 kW solar energy plant:1999 Heinrich-Hertz-Schule GHS Grötzingen St. Dominikus Gymnasium

2003 Europäische Schule Grundschule Wolfartsweier Carl-Engler-Schule

2007/2008 Adam-Remmele-Schule Schulzentrum Neureut Goethe-Gymnasium

2011 Oberwaldschule Durlach Fichte Gymnasium Otto-Hahn-Gymnasium

Meilenstein (Milestone):„SUN IN SCHOOLS“

Meilenstein: Deutschlands schönste PV-Anlage Milestone: Germany‘s most beautiful solar energy plant

Solarsegel,nachgeführt3 x 5,25 kW

Ertrag: ca. + 20 %

solar sails with autotracking, 3 x 5,25 kW, energy surplus about 20 %

Meilenstein: Photovoltaik-Initiative 2005Milestone: Solar energy initiative 2005

• PV-PRIVAT kleine PV-Anlagenzum Festpreis (small solar energyplants at a fixed price)

• PV-GEWERBE Individuallösungen PV-PROFI Beratung, Planung,

Ausschreibung, Bau(individual solutions, consulting, planning, bid invitation,

construction)

PV-MEGA • Bau und Betrieb großer PV-Anlagen ( 20 bis >100 kW) (construction and operation of large solar energy plants)• Bürger-Beteiligungsanlagen für Privatleute und Instititionen (solar energy plants with public participation)• Stadtwerke als Bauherr, Verkauf der Anlagen an Beteiligungsgesellschaften (Stadtwerke as builder, sale of the solar power plants to the investment company) • Attraktive Rendite (attractive rate of return)

Die Struktur der ProjektgesellschaftenStructure of the investment companies

SWK-Regenerativ-GmbH & Co. KG – Solarpark N

Stadtwerke Karlsruhe GmbH100%

Die Kommanditisten/Gesellschafter(partners with limited liability / shareholders)

Anleger mit x Anteilená 2.000,- €

SWK-Regenerativ-Verwaltungs-GmbH

Haftung (liability)Geschäftsführung (management)

Die Komplementärin(company with limited liability)

Investor with x shares at2.000,- € each

Die Solarparks / Solar parks

Solarpark Kommanditisten

Shareholders

Eigenkapital

Shareholders capital

Investitionssumme

Amount invested

Gesamtleistung

Total capacity

Inbetriebnahme

Initial operation

I 180 1,9 Mio. € 4,1 Mio. €

845 kW

10 Anlagen 2005/06

II 150 1,4 Mio. € 2,4 Mio. €

570 kW

7 Anlagen 2007/08

III 200 1,7 Mio. € 4,0 Mio. € 1330 kW 2010/11

Beim Solarpark III: max. 100.000 € je GesellschafterSolar park III: maximum investment of 100.000 € per shareholder

Solarpark I: Deponie West

432 kW Cadmiumtellurid-Dünnschichtzellen (5.184 m²)

(thin film photovoltaic modules)

Solarpark I : VBK-Betriebshof West (3 Teilanlagen) Public transit authority (3 sections)

64 kW, Cadmiumtellurid-Dünnschichtzellen / thin film photovoltaic modules (737 m²)

45 kW, micro amorphe Tandem-Silizium-Dünnschicht-Module / thin film PV modules (557 m²)

SWK-Regenerativ-GmbH & Co. KG – Solarpark II

GHS Grötzingen,

44 kW, polykristalline Module

VBK Ost / Public transit authority,

Links/left: Wartungshalle, 66 kW, polykristalline Module

Rechts/right: Abstellhalle, 175 kW, Cadmiumtellurid- Dünnschichtzellen / thin film solar modules

School building in Grötzingen,

44 kW, polycrystalline solar modules

Anlagenstandort Parkdeck Stadtwerke KarlsruheLocation on car park of Stadtwerke Karlsruhe

Leistung/capacity: 64 kWFirst-Solar-DünnschichtmoduleThin film solar modules (First Solar)

Leistung/capacity: 56 kW Solyndra-Dünnschichtmodule

Thin film solar modules (Solyndra)

Anlagenstandort Schulzentrum NeureutLocation on the school centre in Neureut

Erste Anlage des Solarpark III, Teilanlage 2 (first installation of the solar park III, section 2):Leistung: 33 kW, First-Solar-Dünnschichtmodule, LeichtbausystemCapacity: 33 kW, thin film solar modules (First Solar), light weight construction

Inbetriebnahme/initial operation Dezember 2009

Teilanlage/section 1:

Solyndra-Module

Leistung/capacity: 11 kW,

finanziert durch „Sonne in der Schule“ und NatuRplus(financed through „Sun in schools“ and NatuRplus

Anlagenstandort AVG-Güterhalle BusenbachLocation merchandise storage of AVG in Busenbach

Leistung/capacity: 246 kWSchüco Dünnschichtmodule, Leichtbausystemthin film modules (Schüco), light weight construction

Dezember 2010:erschwerte Arbeitsbedingungen

Difficult conditions of work at the construction site.

Anlagenstandort KulissenlagerLocation Kulissenlager (scenery storage of theatre)

Leistung/capacity: 288 kWHyundai polykristalline Solarmodule, Leichtbausystempolycrystalline solar modules (Hyundai), light weight construction

Großmarkt Karlsruhe: Importhalle 200 kWLocation central market, Karlsruhe: 200 kW

Weitere AnlagenstandorteOther locations

AVG-Abstellhalle Freudenstadt: Leistung/capacity 130 kW Yinglisolar monokristalline ModuleFuhrparkhalle

Amt für Abfallwirtschaft / car park of the public waste management authority:Leistung/capacity 250 kW

Entwicklung der Photovoltaik in KarlsruheDevelopment of solar power installations

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

< 2000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Jahre

Inst

allie

rte

Lei

stu

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in k

Wp

0

100

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400

500

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1000

An

zah

l

kWp gesamt Anzahl gesamt

Capacity installed: about 18 MW Number of installations: rd. 1.000

Monitoring on the Internet

www.karlsruher-sonnendaecher.de

• Wiederinbetriebnahme: Frühjahr 2000

new start of operation: spring 2000• Max. Turbinenleistung / turbine efficiency: 40 kW• Baukosten / costs: ca. 446.000 Euro (incl.

Renaturierungsmaßnahmen / land recultivation)• Turbine: Francis-Schacht• Erzeugung / Output 200.000 kWh/a• Fallhöhe / height of drop: 2,8 m• Max. Wassermenge / amount of water 1,8 m³/s• Generator: Drehstrom-asynchron /

three phase current - asynchronous

Fischtreppe am Thomaswehr

Energieerzeugung aus Wasserkraft: Die Appenmühle Hydro power installation: Appenmühle

WKA I & II 750 kW el• Initial operation Dez. 99 / Juli 2000• Manufacturer: Seewind 52/750• Rotor diameter 52 m• Size of mast 65 and 74 m• Cost 850.000 € each

WKA III 1,5 MW el.• Initial operation April 2002• Manufacturer: Fuhrländer MD 77• Rotor diameter 77 m• Size of mast 85 m• Capacity 1,5 MWel

• Cut-in-windspeed 3,0 m/s• Effective power at 11,0 m/s• shutdown at 20,0 m/s• Total weight 256 t• Costs 2 Mio Euro

Hofgut Maxau 110 kW el• Inital operation April 1997• Manufactuerer: Seewind 20/110• Rotor diameter 20 m• Size of mast 35 m

Windkraft: Vom Müllberg zum Energieberg Wind power: „from a disposal area to an energy hill“

Energieerzeugung aus DeponiegasEnergy production from landfill gas

Deponie West (Müllberg = Energieberg)Disposal Area West (= „energy hill“)

• 2 Gasmotoren je 375 kW el. 2 gas engines, 375 kW el.each

• about 6 Mio. kWh/a electric production per Year

• about 3 Mio. kWh/a heat production per Year

• CO2 reduction 10.000 t per year

Disposal Area East: 1 BHKW 375 kW el., 300 kW th.

1 Holzkessel 700 kW th.

1 combined heat and power station: 375 kW electric power, 300 kW heat 1 wood boiler: 700 kW heat

Energieerzeugung aus ErdwärmeGeothermal energy productionQuo Vadis ????.............

…………………….oder aller Anfang ist schwer …………………….(or all beginnings are difficult)

KWK-Anlagen in KarlsruheCombined heat and power generation in Karlsruhe

• Ca. 100 customer installations Mostly Dachs-Systems with 5,5 kWel total capacity about 1 MWelestimated power production about 3 Mio. kWh/a

• Larger combined heat and power generators at KES (common heat supply company of SWK and VoWo)about 6 stations, capacity 50 to 450 kWel)estimated power production about 5 Mio. kWh/a

• HKW West: 37 MW electric power,

ca. 20 Mio. kWh heat

• New installation at Stora Enso 45 MW, about 200-300 Mio. kWh

Folie 31

Struktur of the distrikt heating system in KarlsruhePower plants and Heating-centrals

Folie 32

1992 ff: Bau der Fernwärme-Transportleitung vom HKW-West zum RDK der EnBW

Stilllegung der Kessel 1 + 4 im HKW West

„Zwei Kraftwerke an einem Strang“„ Two Power plants at one Pipe“

Folie 33

1992 ff: Bau der Fernwärme-Transportleitung vom HKW-West zum RDK der EnBW

Stilllegung der Kessel 1 + 4 im HKW West

„Zwei Kraftwerke an einem Strang“

Folie 34

Neue Fernwärmegebiete durch 3. HauptleitungConstruction of a new third main pipe

Ausbaukonzept bis 2020:

Durch den Bau der Dritten Hauptleitung können südlich gelegene Stadtteile, wie beispielsweise Oberreut und Rüppurr, erschlossen werden

Abwärmenutzung aus einer Raffinerie für die Fernwärme in KarlsruheWaste heat utilization for district heating from a refinery in karlsruhe

Ein gemeinsames Projekt der

Project cooperation by

-Mineralölraffinerie Oberrhein (Grösste Raffinerie in Deutschland)

- Stadtwerke Karlsruhe GmbH

Mit Unterstützung des / Supported by

Zukünftiger Einsatz der FW-ErzeugungsanlagenFuture applications of combined heat and power generators

(Prognose / Forecast)

0,00 MW

50,00 MW

100,00 MW

150,00 MW

200,00 MW

250,00 MW

300,00 MW

Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

MiRO Stufe 1 MiRO Stufe 2 RDK 7 u. 8 HKW West Wärmebedarf

Available heat potential for cooling using

absorption refrigeration

Optionen für die zukünftige EnergiebeschaffungOptions for future energy supply

• Development of district heating - Increase number of cooling devices using district heat- Optimization of district heat supply

• Development of decentralized combined heat and power generation

• Development of renewable energies- Development of solar power in Karlsruhe (and the region)- Installation of wind mills

In Karlsruhe: potentially < 10 MW In the region: about 100 MWSWK goals: Diversification distribution of risks

- Participation at local wind mills: ca. 25 MW until 2020 Offshore: ca. 25 MW until 2020

- Development of hydro power ?? Participation at hydro power installations in the region Problem: Acceptance, ecological issues ????

Entwicklung der StrombeschaffungsstrukturDevelopment of electric power supply

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

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70,0%

80,0%

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Leistung Arbeit Leistung Arbeit Leistung Arbeit

2008 2012 2020

Bezug

Andere

Wind offshore

Wind onshore

Gas

Kohle

% Power MW /% MWh per year