Neue Energien in Geb

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Neue Energien in Gebäudensinnvoll nutzen

• L. Steinbock, Schulstr. 29
• 76351-Linkenheim-Hochstetten
• 30 Jahre Nukleare Sicherheitsforschung
• 26 Jahre Erfahrungen
• mit Ölheizung und Wärmepumpen
• In einem 5-Familienhaus

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Fieberkurve des Heizölpreises
Bis vor einem Jahr war Heizöl der
billigste Brennstoff zum Heizen

• Wie geht es weiter?
• OPEC fördert
• am Maximum
• Nordseeöl hat
• Fördermaximum
• überschritten
• 3. Nigeria, Venezuela, Iran,..
• sind instabile Länder
• 4. Transportwege über See
• sind gefährdet

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Mit welchem Rohstoff könnten wir in Zukunft
unsere Häuser Heizen? Wind, Sonnenwärme, Bio-Gas,
Holz, Grundwasser oder Weizen ?
Aktueller Weizenpreis Vom 12.11. 10,5 Ecent/kg
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Ökogramm der Brennstoffarten
Brennstoff Bzw. Wärmequelle Elemente Energie Gehalt kWh/kg Reichweite,Jahre Abfall Treib-haus- Effekt Wärme Preis c/kWh Wärme Preis c/kWh
Holz (Pellets), Getreide CH2O 5 oo Dampf,CO2, Asche Neutral 4  
Pflanzenöl CH2O 12 oo Dampf,CO2 Neutral 6  
Kohle C,(S) 7 400 CO2,SO2 Sehr stark 7  
Heizöl CH2 12 50 Dampf,CO2 Stark 5  
Erdgas, (Methanhydrat) CH4 13 70 Dampf,CO2 Sehr stark 6  
Wärmepumpe (Grundwasser, Uran) Uran 1000000 gt1000 Fest null 2  
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Es ist genug da von allem ! Aber zu welchen
Kosten ?
Einige KohlenstoffSpeicher der Erde in Gt
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Energieflussbild der BRD 1999 in Mt SKE
1 Mt SKE 0,0293 EJ
Quelle www.ag_Energiebilnzen.de
Energieffluss1999,
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Energieverbrauch in Deutschland 2003 484 Mio.
Tonnen SKE Öl, Gas, Uran, Holz , Kohle, hier
z.B. Braunkohle
In Garzweiler füttern Braunkohlebagger das
Kraftwerk Frimmersdorf (4x Philippsburg I/II) mit
sechs Güterzügen Kohle pro Stunde, im
Vordergrund Abraumhalde mit Windrädern)
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Energieverbrauch und die Folgen 480 Mio.
Tonnen SKE --gt1,5 Mia. Tonnen CO2
Pro Person 6 Tonnen SKE oder 20 Tonnen
CO2 10 000 Kubikmeter Pro Person 1500 Liter
Öl oder 2000 cbm CO2 Deutschland füllt pro
Jahr 80 qkm Landfläche bis 10 km Höhe mit CO2
! Landkreis Bruchsal 63 qkm
Jahreserzeugung CO2 In Heißluft-Balloneinheiten 1
Ballon 4250 cbm pro Person Öl ½ Ballon CO2
Alle Energien 2 Ballons Deutschland 160
Millionen Ballons ! Vorstellen An jedem
Schornstein hängt nach einem Jahr ein
solcher CO2-Ballon!
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CO2-Gehalt der Luft auf dem Mauna Kea in Hawai
bis Ende 2000
Ausgangswert im Jahr 1850 250 ppm, heute gt 380
ppm, Anstieg pro Jahr 2 ppm, 2100 500 ppm ?
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Globale Mittlere Temperaturen 1860-2001
Quelle www.wmo.ch/web/Press/Press670.htm_graph1,
erhalten 2002_0128 wmo_climate2001_fig1....jpeg
/
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Die Folgen des CO2-Anstieges
Wenn wir so weiter machen, brauchen wir bald gar
nicht mehr heizen!
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• Konsequenzen für Jeden von uns
• Wer ohne Not fossil heizt, muß das vor seinen
  Kindern rechtfertigen können!
• Konsequenzen für die CDU
• Breite Information über die Irrwege, die von
  Medien und RG-Regierung propagiert
• werden!
• Konstruktive Vorschläge, die sich sofort für den
  Einzelnen
• und die öffentlichen Haushalte auszahlen!

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• Neue Energien in den Medien
• Brennstoffzelle
• Biomasse/Biogas
• Holzheizung
• Wärmepumpe
• Blockheizkraftwerk (BHKW)
• Neu sind diese Energiewandler nicht!
• Nur weil Öl endlich knapp wird, springen die
  Medien auf diesen Zug auf.
• Biomasse (Kuhfladen,) und Holzheizung sind keine
  neuen Energien,
• aber mit neuen automatisierten Öfen sind
  Pelletöfen eine Betrachtung wert.
• Was leider häufig vermischt wird
• Primärenergie Holz, Pflanzenöl, Kohle, Erdöl,
  Erdgas, Uran, Wasserkraft
• Sekundärenergie Stadtgas (CH4 H2), Strom,
  Wasserstoffgas
• Wichtige Eigenschaften von Energien
• Preis, Speicherfähigkeit, Nachhaltigkeit,
  Steuerbarkeit, Umweltgefährdung

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Zukunftsenergien? Gashydrate Gewinnungsmethoden
kaum entwickelt, Gefahrenpotential
apokalyptisch Methan ist als Treibhausgas
21-mal effektiver als CO2! Wasserstoff ist nur
Sekundärenergie Brennstoffzelle nutzt nur
Sekundärenergie mit kleinem Gesamtwirkungsgrad Wi
ndenergie zu teuer, nicht steuerbar Sonnenenergie
extrem teuer, nachts und winters nicht
verfügbar Holz(pellets) Abfallprodukt,
preiswert, nachhaltig verfügbar Erdwärme (lt-100
Meter) überall, jederzeit, nachhaltig
verfügbar Investition noch teuer! Können wir
das Ändern? ja, dafür muß ein Aktionsprogramm
her!
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Aufbau einer Holz-Pelletheizung Pellet-Silo,
Förderschlauch, Pelletbrenner, Kessel mit
Wärmetauscher
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Holzheizkessel Scheitkessel, Hackschnitzel,
Pellet-Kessel Pellets aus Abfallholz in
D,A,CH genügend verfügbar, Durch Automatisierung
fast ebenso bequem wie Öl/Gaskessel Neue
Infrastruktur Pellets Trocknen, Pressen,
Transport-LKW mit Bläser Beim Verbraucher
Pelletlager, Pelletkessel
Preisvergleich bei www.getreideheizung.de
Pelletkessel von Paradigma/Waldbronn
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Pelletheizung Heizwert von 2kg Holzpellets 1
Liter Heizöl, Preis 18 Cent/kg Investition
15500 Euro gegen 11800 Euro für Ölheizung (FAZ
19. 10. 2004)
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Noch billigere Brennstoffe Als Holzpellets Hacksc
hnitzel, Getreide, Altholz
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Pflanzenöl-Heizung Vorteil Infrastruktur für
flüssige Brennstoffe schon vorhanden Haustank
kann auch für Dieselfahrzeuge genutzt
werden. Notwendige Umbauten Pflanzenölbrenner Pre
is für Pflanzenöl 55 Cent/Liter bei 1000 Liter
Abnahme
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• Erdwärme zum Heizen und zur Stromerzeugung
• Tiefe Erdwärme (gt-100 Meter),
• sehr begrenzt Lardarello/I,
• Erdwärmekraftwerke the Geysirs in USA/CA
  (Sankt-Andreas-Verwerfung)
• Oberrhein-Graben Soultz im Walde, Bruchsal
  (120 in -1000 Meter)
• Nachteile unausgereifte Technik -gt Teuer
• bis jetzt nur in Kalifornien wirtschaftlich mit
  insgesamt 1000 MWatt
• Flache (lt-100 Meter) Erdwärme mit Wärmepumpe
• Vorteile fast überall möglich,
• erprobte Technik Brunnenbau oder normaler
  Tiefbau,
• Joule-Thomson-Kälteanlage (Kühlschrankprinzip)

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Leistungszahl (COP) Wärmeabgabe / Stromanteil
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• Wärmequellen für Wärmepumpen
• Luft (Notlösung)
• Erdreich (vergrabene Soleleitung oder KG-200
  Luftrohr in gt 1 Meter Tiefe)
• Grundwasser ( bei uns 11 in 6-8 Meter Tiefe)
• Tiefensonde (50 Watt/Meter Wärmegewinn)
• Wärmesenken für Wärmepumpen
• Fußboden/Wandheizung mit großen Flächen und
  niedriger Vorlauftemperatur 30-35
• überdimensionierte Lamellenheizkörper mit
  maximal 45 bei -12 außen
• Damit sind Leistungszahlen von gt 5 erreichbar
  oder
• Heizkosten für ein Einfamilienhaus von weniger
  als
• 700 Euro/Jahr mit WP-Tarif von EnBW (im
  Tagesmittel 11 Cent/kWh)

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Jahreszeitlicher Temperaturverlauf Als
Funktion Der Tiefe In 10 Meter Tiefe Schwankt
die Temperatur mit -1 Um einen Mittelwert. In
Hochstetten ist Der Mittelwert 11 Wenn
möglich, ist Eine Grundwasser Die beste
Wärmequelle Für eine Wärmepumpe
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Prinzip einer Wärmepumpe mit Kompressor
(Kühlschrank, Klimaanlage)
Dampfdruckkurve von Kältemitteln (KM) Propan,
Butan, R134a (Fluorethan), R407c (Gemisch)
Links Grundwasser Mitte oben Kompressor
Rechts Wärmetauscher zum Verdampfer für
Mitte unten Heizwasser
und Warmwasser Kältemittel
Entspannungsventil
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Leistungszahl (COP) gewonnene Wärmeenergie /
elektrische Antriebsenergie Bei einem Gütegrad
0,4 (Motor und Kompressor sind keine idealen
Maschinen) Senkentemperatur Heizkreis-Vorlauftem
peratur Tn Nutz-Temperatur (Vorlauf), Tu
Wärmequell-Temperatur (Grundwasser, Luft, Sole)
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Gemessene Leistungszahlen an einer
2-Kreis-Wärmepumpe der Uni Dresden, (Patent
erteilt, von Buderus gekauft aber nicht
produziert !)
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Erdreich-Wärmetauscher für Luft oder Sole als
Wärmeträger
Vorteil geschlossener Wasserkreislauf,
wenig Bewegtes Erdvolumen, ohne Genehmigung
möglich
Vorteil passive Kühlung Im Sommer
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Sondenbohrung mit Spezialfahrzeug (Foto von Fa.
Knobloch)
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Sole(schwarz)/Wasser(grau)-Wärmepumpe mit
Brauchwasserspeicher(rot)
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Wärmepumpenheizung Vorteile vorhandene
Stromkabel reichen meistens aus, Kein
Vorratsspeicher, günstigster Wärmepreis Nachteile
Wärmequelle (Luft, Erde, Grundwasser) muß
aufbereitet werden.
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Wärmepumpe mit WW-Speicher und Pufferspeicher
(noch Rohbau!)
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Meine Erfahrungen mit Ölheizung/Wärmepumpen 1978
Haus mit 65 kW Wechselbrandkessel (Holz/Öl)
bezogen. 300 qm Fläche, 8000 Liter-Tank,
Ölpreis 30-80 Pfennig/Liter 1984 2
Luft/Wasser-Wärmepumpen (WP) als Schnäppchen von
BBYork, teilweise neue Heizkörper,
Heizölverbrauch mehr als halbiert 1991 Neuer
30 kW-Ölkessel, nach Defekt Abschaltung der
Wärmepumpen, Neue Kunststofftanks mit nur noch
4000 Liter 1992 Hauserweiterung auf 400 qm
Wohnfläche, weitere neue Kompakt-Heizkörper,
6000 Liter Öl/Jahr von 91 bis 2001 2001
Erneute Inbetriebnahme einer Heizungs-Wärmepumpe
Restverbrauch von 3500 Liter Öl, dafür 10000 kWh
Strom im Jahr 2002 Aufbau einer
Computerregelung, Brauchwasser-WP
(Niegel/Steinbock) Restverbrauch 2500 Liter Öl,
13000 kWh Strom 2004 Konzept für neue
Grundwasser/Wasser-WP, Planung von 2
Brunnen Ziel weniger als 500 Liter (Raps)Öl,
10000 kWh Strombedarf/Jahr 2 Brunnen auf -5
Meter gebohrt.
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Foto Wärmepumpe BBYork
Links Radialgebläse Rechts
34
Foto Warmwasser-Wärmepumpe Niegel/Steinbock
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Foto Steinbock beim Brunnenbohren
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• Meine Erfahrungen mit Wärmepumpen
• 1. Wärmepumpenheizungen müssen sorgfältig an ein
  Haus und die Umgebung
• Angepasst werden. Die meisten Heizungsbauer sind
  damit überfordert.
• 2. Die Betriebskosten von Wärmepumpen sind durch
  technische Fortschritte
• gefallen im Gegensatz zu den Betriebskosten für
  Öl/Gasheizungen, die
• Infolge der endlichen Vorräte fossiler
  Brennstoffe weiter steigen werden.
• 3. Die Warmwasser-Wärmepumpe ist preiswerter als
  alle anderen
• Warmwasserheizer und liefert destilliertes
  Wasser und
• im Sommer kalte Luft umsonst.
• In Europa ist die Schweiz bei Förderung und
  verkauften Wärmepumpen
• Führend.

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Meine Empfehlungen Im Altbau eine vorhandene
Heizung mit einer Wärmepumpe ergänzen, so daß
mehr als 90 der Jahresheizlast von der WP
erbracht werden. Beim Neubau eine
Flächenheizung (Boden oder Wand) und eine
GrundwasserWP als Basis mit einem Pelletofen
ergänzen, der an sehr kalten Tagen die
Spitzenlast übernehmen kann. Warmwasser auf
jeden Fall mit einer WW-WP erzeugen. Wer
preiswertes Holz und Zeit zur Verfügung hat, kann
mit einem Scheitholz- oder Pelletkessel billig
und umweltfreundlich heizen. Keinen Irrweg
aufschwatzen lassen!
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Irrweg Nr. 1 Gas/Diesel-Blockheizkraftwerk
(Senertec-Dachs etwa 20000 Euro) Vorteil erzeugt
Strom und Wärme aus Gas oder Diesel,
umweltfreundlich Nachteil nur wirtschaftlich
infolge Förderung (wie lange nach 2006?)
Der DACHS ist ein kleiner Gas- oder Dieselmotor
mit einem 5 kW Strom-Generator. Das Kühlwasser
wird in der Heizungsanlage umgepumpt und
liefert 10 kW Wärme. Damit wird mehr als 90 der
Energie des Brennstoffes genutzt, Aber wenn das
Gerät nicht mindestens 8000 Stunden genutzt
wird, ist es Unwirtschaftlich, Gründe Wartung
(Ölwechsel !) Zinskosten, Amortisation Auch wenn
der Generator zusätzlich eine Wärmepumpe
antreiben sollte (BHKW-WP) Ist das nicht besser
als ein modernes GuD-Kraftwerk mit 58
Wirkungsgrad und Einer Wärmepumpe allein
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Zur Konkurrenz Blockheizkraftwerk gegen neues
Gas-und Dampfkraftwerk (GuD) Zusammen mit einer
Wärmepumpe (Zogg, Studie über Wärme-Kraft-Kopplung
, 2002)
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Irrweg Nr. 2 Die Brennstoffzelle erzeugt in
einer chemischen Reaktion Direkt elektrischen
Strom (und auch Abfallwärme) Zum Beispiel H2
O ? H2O 2 Elektronen CH4 2O2 ? CO2 2
H2O 6 Elektronen
Anbieter Sulzer-Hexis, gefördert von EnBW
Vorteil leise, keine bewegten Teile, erzeugt
Strom und Wärme Nachteil der Brennstoffzelle H2,
Methanol sind Sekundärenergien, Wirkungsgrad noch
nicht sehr hoch.
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Irrweg Nr. 3 Sonnenspielereien, Fotovoltaik zur
Stromerzeugung oder Solare Warmwasser-Bereitung,
Auszug von der Seite www.heizungsbetrieb.de
1. Sparen mit einer Warmwasser-Solaranlage? Warmwa
sser im Sommer mit dem Öl/Gas-KesselDer warme
Sommer 1999 und 2003 in unserer überwachten und
optimierten Anlage hat sehr schön gezeigt, dass
der Ölverbrauch für das Aufheizen vom Trinkwasser
einfach minimierbar ist und bei unter 1 Liter Öl
(10kWh) pro Tag im 2-Personenhaushalt liegen
kann
Jahr Liter/d Liter/Monat Kosten/Monat Kosten/Jahr
(6...9) 1999 1,2285 38,85 7,77 Euro 95 Euro
(5...9) 2003 0,83 24,9 8,715 Euro 105 Euro
Elektroheizung zum Vergleichmit 0,15 Ct/kWh Elektroheizung zum Vergleichmit 0,15 Ct/kWh 250kWh 37,50 Euro 450 Euro
WW mit Wärmepumpe für 10 Personen 7 kWh/Tag mit
WP-Tarif von EnBW im Jahr 275 Euro Oder 27,5
Euro/Person und Jahr Vorteil der solaren
WW-Bereitung Jeder sieht, daß ich Geld habe und
die Umwelt schützen will!
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Gefährliche Hoffnung Nr. 1
Abb. 1 Brennendes Eis. Gashydratbrocken an Bord
eines Forschungsschiffes kurz nach ihrer Bergung
vom Meeresboden. Die Gashydrate werden instabil
und zerfallen in Wasser und Methan. Das frei
werdende Methan entweicht und verbrennt mit
konstanter Flamme, wenn es entzündet wird.
Barbara Teichert und Marcus Elvert vom
GEOMARForschungszentrum beobachten das mit
Spannung. Foto GEOMAR
Bilder aus einer Broschüre von Geomar zum Jahr
der Geologie (2oo2)
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Gashydratstruktur
(hier Struktur I) . Abb. aus Suess et al., 1999.
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Weltweite Verbreitung der Gashydratvorkommen
Funde
Dauerfrostböden an Land (grüne Punkte) und
entlang der Kontinentalränder im Ozean
Abb. aus Suess et al., 1999.
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Gefährliche Hoffnung Nr. 2 Wasserstoff Nur
Sekundärenergie, daher noch sehr teuer. Sichere
und preiswerte Speichertechnik nicht in
Sicht. Explosionsgefährdet zwischen 5 und 95
Anteil in Luft.
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• Aktionsprogramm Energie für Baden-Württemberg
• Einrichtung eines Wärmepumpen-Informations und
  Forschungszentrums wie in der Schweiz
• Einrichtung eines Informationszentrums für
  nachwachsende Brennstoffe
• Holzpellets, Raps, Getreide in Bawue