Innovative Gasanwendungen Prüfstandtests/Feldtests/Produkte

1. Innovative Gasanwendungen Prüfstandtests/Feldtests/Produkte Dipl.-Ing. Uwe Dietze

2. Innovative Gasanwendungen bei RWEThemenübersicht • Marktentwicklung Mikro-KWK • Prüfstandsuntersuchungen • Technikumshalle Duisburg • Abgeschlossene und aktuelle Projekte • Feldtestaktivitäten • Innovative Gastechnologien im Raumwärmemarkt • E-DeMa Projekt • Langzeitpraxistest Galileo Brennstoffzelle (Einzelprojekt) • Produkte • RWE HomePower Mikro-KWK • Ausblick

3. Innovative Gasanwendungen bei RWEMarktentwicklung Mikro-KWK Anlagen • Quelle: DELTA Energy & Environment • Beratungsfirma aus Schottland • Energieberatung, Marktanalysen, Technologiebewertungen in den Bereichen KWK, Mikro-KWK, Wärmepumpen, Brennstoffzellen, sonstige Dezentrale Energieerzeuger, Energiedienstleistungen usw. • Kundengruppen: Energieversorger, Hersteller, Investoren, Politik • Marktdaten: 2005 bis 2011 mit Ausblick für 2012 • Verkaufszahlen weltweit gesamt • Verkaufszahlen nach Region und Herstellern • Marktanteile nach Technologie und Region

4. Innovative Gasanwendungen bei RWEMarkt - Verkaufszahlen nach Technologie (welt)

5. Innovative Gasanwendungen bei RWEMarkt - Verkaufszahlen nach Technologie (reg.)

6. Innovative Gasanwendungen bei RWEMarkt - Verkaufszahlen nach Ländern

7. Innovative Gasanwendungen bei RWEMarkt - Verkaufszahlen nach Herstellern

8. Innovative Gasanwendungen bei RWEMarkt - Marktanteil nach Technologie ICE: Verbrennungsmotor SE: Stirlingmotor PEMFC: Brennstoffzelle

9. Innovative Gasanwendungen bei RWE RWE Technikumshalle in Duisburg

10. Innovative Gasanwendungen bei RWETechnikumshalle - Technische Möglichkeiten • 7 Prüfstände in verschiedenen Leistungs-bereiche bis 200 kWel • Alle verkauften Erdgase (L Gas; H Gas Nord,H Gas GUS) einsetzbar; sichert die Über-tragbarkeit der Messergebnisse auf das gesamte Netzgebiet • Erdgas in Ferngasqualität oder mit THT bzw.S-Free odoriert • Hochdruck-Erdgas-Anschluss möglich • Einspeisung der erzeugten Wärme in ein Nah-Wärmenetz möglich • Gasbeschaffenheitsdaten unmittelbar verfügbar (Hs, Hi, Dichte, Gaszusammen-setzung, Methanzahl, Schwefelanalytik etc.)

11. Innovative Gasanwendungen bei RWETechnikumshalle - Abgeschlossene Projekte 1998 & 2002-2004: Solo Stirling BHKW2-9 kWel / 8-26 kWt h 2000-2002: ecopower- BHKW2-4,7 kWel / 6-12,5 kWt h 2003-2007: AGR-Motor BHKW (Menag)190 kWel / 256 kWt h 1990-1997: PAFC PC 25 A200 kWel / 220 kWt h 1998-2001: Hexis SOFC1 kWel / 2,5 kWt h 2001-2002: Turbec MGT100 kWel / 167 kWt h 2002-2007 18 Hexis SOFC1 kWel / 2,5 kWt h

12. Innovative Gasanwendungen bei RWETechnikumshalle - Abgeschlossene Projekte 2003-2008: Yanmar GWP56 kWkälte / 67kWt h 2007-2008: Paradigma Pelletkessel5-15 kWt h 2008-2009: Hexis Galileo SOFC1 kWel / 2 kWt h 2004-2007: 18 Idatech PEMFC4,6 kWel / 7 kWt h 2007-2009: Hyteon PEMFC500 Wel / 700 Wt h

13. Innovative Gasanwendungen bei RWETechnikumshalle - Abgeschlossene Projekte 2009-2010: Remeha Stirling1 kWkälte / 26 kWt h 2010: FleXgen Stirling BHKW38 kWkälte / 64 kWt h 2012: Vaillant Gasmotor1 kWel / 28 kWt h 2009-2010: Viessmann Stirling1 kWel / 24 kWt h 2010-2011: Hyteon PEMFC1000 Wel / 1500 Wt h 2010-2011: Buderus Stirling1 kWel / 29 kWt h

14. Innovative Gasanwendungen bei RWETechnikumshalle - Aktuelle Projekte seit 2010: Vaillant Zeolith-Heizgerät 1,5-10 kWt h seit 2012: Hyteon PEMFC1 kWel / 1500 Wt h seit 2012: Viessmann Stirling1 kWel / 24 kWt h seit 2012: AISIN Gasklimagerät mit Gasmotor45 kWkälte / 53 kWt h seit 2012: Viessmann Stirling1 kWel / 24 kWt h

15. Innovative Gasanwendungen bei RWETechnikumshalle - Prüfungsumfang Leistungsmessung Wirkungsgradbestimmung Betriebserfahrung Wirtschaftlichkeit Abgasuntersuchung Schallemissionen Stromqualität Thermographie

16. Innovative Gasanwendungen bei RWEÜberblick Feldtestaktivitäten • Feldtestprogramm „Innovative Gasanwendungen im Raumwärmemarkt“ • 40 Anlagen bei Endkunden im Ein- und Zweifamilienhausbereich • Unterschiedliche Technologien und Hersteller • Projektlaufzeit 2009 bis 2014 • E-DeMa Projekt • Feldtest zum intelligenten Stromverbrauch in Privathaushalten • u.a. 13 Viessmann Stirling Heizgeräte Vitotwin 300 W • Projektlaufzeit 2009 bis 2012 • Langzeitpraxistest einer Hexis Brennstoffzelle Galileo 1000 N • Betrieb einer Galileo Brennstoffzelle bei einem Endkunden der medlin Mülheim an der Ruhr • Projektlaufzeit 2008 bis 2014

17. Innovative Gasanwendungen bei RWEFeldtestprogramm „Innovative Gasanwendungen“ • Zielmarkt: Ein- und Zweifamilienhäuser • Laufzeit des Programms: ca. 4 Jahre (2 Jahre Betriebszeit/Anlage) • Vorlaufende Labortests zur Effizienz- und Robustheitsbewertung • Erarbeiten von Vermarktungskonzepten • Feldtestprogramm mit verschiedenen innovativen Technologien vonmehreren Herstellern: • Gaswärmepumpen • Stirling-Heizgeräte • Brennstoffzellen-Heizgerät • Schwerpunkt des Programms ist Mikro-KWK

18. Innovative Gasanwendungen bei RWEFeldtestprogramm - Projektpartner • Tochter- Beteiligungsgesellschaften als Vertriebspartner beteiligt • EWV Stolberg • EVO Oberhausen • Mitgas Halle • medl Mülheim • NVV Mönchengladbach • rhenag Köln • RWE Vertrieb / DortmundRWE Energieeffizienz • Süwag Frankfurt/M. • VSE Saarbrücken

19. Innovative Gasanwendungen bei RWEFeldtestprogramm - Produktübersicht

20. Innovative Gasanwendungen bei RWEFeldtestprogramm - Anlagenübersicht Betrieb Rückbau Vaillant GWP 5 3* Remeha Stirling 8 1+ Viessmann Stirling 12 0 Buderus Stirling 1 2+ Hyteon BZ 2 5 Robur GWP 1 0 Summe: 29 11 * AustauschFeldtest- gegen Seriengerät + Abbau Laboranlage Anlagen in Betrieb Zurückgebaute Anlage RWE Labor (5 Anlagen)

21. Innovative Gasanwendungen bei RWEFeldtestprogramm - Beispiele • Remeha Stirling Würselen • Hyteon Brennstoffzelle Frankfurt • Buderus Stirling Mülheim • Viessmann Stirling Leipzig

22. 16.000 € 16.000,00 € 14.000 € 14.000,00 € 12.635 € 12.583 € 12.000 € 12.000,00 € 11.231 € Mittelwert: 10.015 € 10.413 € 9.776 € 10.000 € 9.373 € 10.000,00 € 8.849 € 8.000 € 8.000,00 € 6.000 € 6.000,00 € 5.263 € 4.000 € 4.000,00 € 2.083 € 2.000 € 2.000,00 € Elektro SHK 0 € 0,00 € Ref. 004 005 006 007 008 010 014 015 Innovative Gasanwendungen bei RWEFeldtestprogramm - Installationskosten Vergleich der Installationskosten (inkl. MwSt.) von Stirling-Heizgeräten mit einem Gasbrennwertkessel

23. Innovative Gasanwendungen bei RWEFeldtestprogramm - Installationskosten • Erstinstallation einer neuen Technologie erfordert Einarbeitung in Technik und Bedienung • Höhere Ausführungs-Qualität gewünscht, da Feldtestanlagen vertrieblich genutzt werden • Zusätzliche Aufwendungen wegen mehrerer separater Termine (Beispiel: „offizielle“ Inbetriebnahme) • Zusätzliche Installation von Messtechnik • Beauftragung zum Festpreis nicht immer möglich • Bei KWK-Technologien i.d.R. konzessionierter Elektriker erforderlich

24. Innovative Gasanwendungen bei RWEFeldtestprogramm - Betriebskostenvergleich Standardfall Brennwertkessel Energiekosten pro Jahr: Strom: 6.818 kWh x 21,84 ct/kWh + 80 € 1.569 € Gas: 44.079 kWh x 5,62 ct/kWh + 120 € 2.597 € Strom-netz 6.818 kWh/a Gas-netz 44.079 kWh(Ho)/a 38.524 kWh/a Kessel Gesamt: 4.166 € Energiekosten pro Jahr: Strombezug: 4.946 kWh x 21,84 ct/kWh + 85 € 1.165 € Stromeinspeisung: 1.460 kWh x 4,15 ct/kWh -61 € KWK-Zuschlag: 3.332 kWh x 5,11 ct/kWh -170 € Gas: 48.624 kWh x 5,62 ct/kWh + 120 € 2.853 € Steuer Erstattung: -160 € Gesamt: 3.627 € Alternative Stirling KWK-Module 4.946 kWh/a Strom-netz 1.460 kWh/a 1.872 kWh/a 3.332 kWh/a Gas-netz 48.624 kWh(Ho)/a 38.524 kWh/a MikroKWK Ersparnis pro Jahr: 539 €

25. Innovative Gasanwendungen bei RWEFeldtestprogramm - Jahresdauerlinie Wärme • Zweifamilienhaus • 350 m² Wohnfläche • 6 Personen • Baujahr 1967 / 1994 • 30.000 kWh Wärme

26. Innovative Gasanwendungen bei RWEFeldtestprogramm - Jahresdauerlinie Strom • Zweifamilienhaus • 350 m² Wohnfläche • 6 Personen • Baujahr 1967 / 1994 • 8500 kWh Strom

27. Feldtestergebnisse Stirlingheizgeräte Innovative Gasanwendungen bei RWEFeldtestprogramm - Ergebnisse MITGAS Anlagen Remeha

28. Innovative Gasanwendungen bei RWEFeldtestprogramm - Erfahrungen • Erhöhter Installationsaufwand in der Feldtestphase • Reduzierung der System- und Installationskosten mit zunehmender Marktdurchdringung erforderlich • Reduzierung der Betriebskosten gegenüber einem Gasbrennwert-kessel möglich (Beispiel Stirling) • Elektrische Grundlast i.d.R. deutlich unter 1 kWel, teileweise sehr hohe Netzeinspeisung der elektrischen Energie bis zu 70% • Anmelde- und Abrechnungsformalien sehr aufwendig, Endkunden sind oft überfordert – hier zunehmende Unterstützung durch Hersteller • Positive Kundenakzeptanz gegenüber den neuen Technologien • Technische Marktreife größtenteils gegeben • Überwiegend gute Nutzungsgrade und hohe Verfügbarkeiten insbesondere bei den Seriengeräten

29. Innovative Gasanwendungen bei RWEE-DeMa Projekt - Umfang und Ziele • E-DeMa: Entwicklung und Demonstration dezentral vernetzter Energiesysteme hin zum E-EnergyMarktplatz der Zukunft • Energieverbraucher werden zu Prosumern – IKT und Marktplatz bilden die Basis für die Energielandschaft 2020 • E-DeMa, eines der 6E-Energy-Modellregionen in ganz Deutschland, besitzt ein Projektvolumen von 22 Mio. € und wird vom BMWi mit 10 Mio. € gefördert. • E-DeMa verfolgt vor allem folgende Ziele: • Technische Machbarkeit von Energielösungen 2020 • Integration der erneuerbaren Energien in eine Ziel-Systemlandschaft • Steigerung der wirtschaftlichen Effizienz sowie Reduktion der CO2-Emissionen • Verbesserung der Versorgungsstabilität und Umweltverträglichkeit • Schaffung der Basis für den Energie-Paradigmenwechsel • Steigerung der Rentabilität dezentraler Versorgungsanlagen

30. Innovative Gasanwendungen bei RWEE-DeMa Projekt - Projektpartner Weitere Informationen unter: www.e-dema.com

31. Innovative Gasanwendungen bei RWEE-DeMa Projekt - Wesentliche Neuerungen Elektronischer Marktplatz E-DeMa steuert Verbraucher und dezentrale Erzeuger im privaten/gewerblichen Umfeld Kunde/Markt/Politik Tatsächlich neu ist: • Kunden werden zu aktiven Marktteil-nehmern in der Energieversorgung(Prosumer) • Smart Meter in Kombination mit Informations- und Kommunikations-Gateways (IKT-Gateways) bilden die technische Grundlage beim Kunden • Lastmanagement und Steuerung von dezentralen Einspeisern und intelligenten Verbrauchern (Weiße Ware, E-Fahrzeug, Wärmepumpe etc.) wird möglich • Regionale Marktplätze geben ökonomische Anreize zum Mehr- oder Minderverbrauch • Steuerung von Verbrauch und Erzeugung gemäß Marktsituation • Energieeffizienz • Integration dezentraler Erzeuger • Versorgungssicherheit Marktplatzder Zukunft Privatkunde E-DeMa Haushalts-geräte DezentraleErzeugung IKT-Gateway Im Fokus vonBMWI, BMU u.Kanzleramt!  kWk • E-DeMa ist heute noch Pilotierung undmorgen unverzichtbar für 20 – 20 – 20 Spartenintegration

32. Innovative Gasanwendungen bei RWEE-DeMa Projekt - Testcenter & Feldtestanlagen • KWK: u.a. Einsatz von 13 Stirlingheizgeräten (Vitotwin 300 W) bei Endkunden in Mülheim an der Ruhr und Krefeld • Begleitende Prüfstandsuntersuchungen in der Technikumshalle

33. Innovative Gasanwendungen bei RWELangzeitpraxistest einer Galileo-Brennstoffzelle • Projektziele: • Überprüfung der Praxistauglichkeit des Gesamtsystems • Untersuchung der Leistungsdaten und der Zuverlässigkeit • Unterstützung der Weiterentwicklung und Markteinführung • Projektphasen: • 2008-2010 Gemeinschaftsprojekte mit 7 Energieversorgern aus NRW • 2010-2012 Projektfortführung mit der medl GmbH • 2012-2014 Anlagentausch gegen die neueste Anlagengeneration • Betriebserfahrungen: • Sehr zuverlässiger Anlagenbetrieb • Hohe Laufzeiten der Brennstoffzelle (ca. 5.000 h pro Jahr) • Fortlaufende Verbesserung in der Stackentwicklung

34. Innovative Gasanwendungen bei RWELangzeitpraxistest einer Galileo-Brennstoffzelle Inbetriebnahme: 07.01.2008 Betriebsstunden: ca. 5.000 h / a Baujahr: 1994 Wohnfläche: 190 m²

35. Innovative Gasanwendungen bei RWELangzeitpraxistest einer Galileo-Brennstoffzelle Inbetriebnahme: 09.11.2012 Betriebsstunden: 1.800 h Wirkungsgrad el.: 30-35% (Hi) Wirkungsgrad ges.: 95% (Hi) Markteinführung für Mitte 2013 geplant. Sep. 2012 Einstieg von Viessmann (50%)

36. Innovative Gasanwendungen bei RWEProdukte - RWE Homepower Mikro-KWK • Produkt der RWE Effizienz GmbH • Systemkomponenten: Vaillant ecopower 4.7 plus ggf. Zusatzkessel, Multifunktionsspeicher (850 l), Ökoheizstab (Wind- und Solarstrom), Kommunikationseinheit (Messen, Steuern, Visualisieren) • Zwei Modelle: Contracting und Betriebsoptimierung • Vorteile für den Endkunden: • Kontinuierliche Optimierung der Mikro-KWK-Anlage • Attraktiver Strompreis • Umweltbonus für eigenerzeugten und selbst genutzten Strom • Attraktiver Wärmepreis • Abdeckung eines Großteils der Investitionskosten beim Contracting Modell • Weitere Informationen unter: www.energiewelt.de

37. Innovative Gasanwendungen bei RWERWE HomePower - Anlagenkonzept • Kunden-Visualisierungsoption der Energieverbräuche sensibilisiert und schafft Transparenz • Intelligente Regelstrategien und großzügig dimensionierter Wärmespeicher minimieren den Reststrombezug • „Oko-Heizstab“ verwendet überschüssigen Wind- oder Solarstrom • Betriebsweise:intelligent Strom- und wärmege-führt

38. Innovative Gasanwendungen bei RWERWE HomePower - Kundenkonditionen • Investitionen HomePower 4.7: • 5.000 € (Contracting 4.7) • 40.000 € (Betriebsoptimierung 4.7) • Kunde zahlt nur für Wärme … • 5,95 ct/kWh (Betriebsoptimierung 4.7) • 5,95-7,8 ct/kWh (Contracting 4.7) • 40 €/Monat Grundgebühr (Contracting 4.7) • … und Strom • 22 ct/kWh Einheitspreis • Abzgl. Boni in Höhe von > 1 ct/kWh • Attraktives Rundum-Sorglos-Paket • Volle Transparenz aller Verbräuche über Visualisierungstool • Umsetzung von Bündelungs- und Vermarktungseffekten durch RWE HomePower 4.7 System

39. Innovative Gasanwendungen bei RWERWE HomePower - Produktstatus und Ziele • Erste Pilotanlagen seit November 2011 • Fokus auf größere Ein- und Zweifamilienhäuser sowie Mehrfamilien-häuser im Zielgebiet NRW • Gasverbrauch zwischen 60.0000 und 110.000 kWh • Stromverbrauch > 7.500 kWh/a • Begrenzte Anlagenstückzahl, ausgestattet mit umfangreicher Messtechnik • Kurzfristiges Ziel: Entwicklung optimierter Betriebsstrategien und Netzintegration und Etablierung neuer Abrechnungs-Modelle • Mittelfristiges Ziel: wirtschaftliches, standardisiertes Mikro-KWK-Produkt, für einen breiten Einsatz auch im Einfamilienhaus • Gasverbrauch > 25.000 kWh/a

40. Innovative Gasanwendungen bei RWEAusblick • Die dezentrale und regenerative Energieerzeugung im Endkundenmarkt gewinnt an Bedeutung und ist ein fester Bestandteil der Energiewende • Für die Hersteller ist Deutschland der wichtigste Zielmarkt für neue Heizungstechnologien • Es sind verstärkt Produkte für den Ein- und Zweifamilienhausbereicham Markt erhältlich • Brennstoffzellen Produkte stehen an der Schwelle zur Markteinführung(in Japan wurden bereits über 40.000 Systeme an Endkunden verkauft) • Das technische Marktpotenzial für Mikro-KWK-Anlagen ist beträchtlich • Die Wettbewerbsfähigkeit von neuen Gasanwendungen scheint mittel-fristig erreichbar zu sein • Dafür müssen Geräte und Installationen günstiger werden, um mit bewährten Technologien wirtschaftlich konkurrieren zu können

41. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!Kontakt: Uwe.Dietze@rwe.com