RoadMap ? ZOGG 2007 Transparentes Excel-Werkzeug zur Abschätzung der Wirkung und der Grenzen unterschiedlicher Techniken zur Bereitstellung von Nutzenergie

RoadMap ?

ZOGG 2007

Transparentes Excel-Werkzeug zur Abschätzung der

Wirkung und der Grenzen

unterschiedlicher Technikenzur Bereitstellung von Nutzenergie.

Alle Berechnungsformeln und Verknüpfungen sind auf den

Excel-Arbeitsblättern einsehbar. Nur der

Programmablauf wird durch Visual-Basic-Makros im Hintergrund gesteuert.

Getrennt für Raumheizung, Warmwasser,Verkehr, Prozesswärme und Elektrizität mit

Aufteilung auf alle wesentlichen Energieträger.

Nutzenergiebedarfe im Basisjahr (z.B. 2001)Nutzenergiebedarfsänderungen ohne

Effizienzverbesserungen für 3 Visionsjahre

Effizienzverbesserungen für 3 Visionsjahre

Varianten zur Deckung der Nutzenergienfür Raumheizung, Warmwasserbereitung,

Verkehr, Prozesswärme, Elektrizität

Grundkonzept RoadMap

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Künftige Nutzenergiebedarfe 3 Visionsjahre

Endenergiebedarf, Primärenergiebedarfund CO2-Produktion Visionsjahre,

RoadMap

RoadMapRes.xlsDarstellung der Energiebedarfe und der CO2-Produktion

in Abhängigkeit der Zeit

Vision_20xx.xls

•Extrapolation Nutzener- giebedarf auf 20xx

•Reduktion durch Effizienzmassnahmen

•Wählbare Varianten zur Energiebedarfsdeckung für das Jahr 20xx

Vision_20yy.xls

•Extrapolation Nutzener- giebedarf auf 20yy


•Wählbare Varianten zur Energiebedarfsdeckung für das Jahr 20yy

Vision_20zz.xls

•Extrapolation Nutzener- giebedarf auf 20zz


•Wählbare Varianten zur Energiebedarfsdeckung für das Jahr 20zz

Aufbau von RoadMap

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Aufbau der Visionen von RoadMap

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Ab-wär-me

PW Prozesswärme

VK Verkehr

WW Warmwasser

VariantenNutzenergie-produktion

RH Raumheizung

Nutzenergiebedarf

Varianten Elektrizitäts-produktion

El übrige reine Elek- trizitätsanwendungen

Bedarf an elektrischerEnegie als Nutzenergie

der Elektrizitäsprod.

A

Endenergien

Umwandlungs- und Transportverluste UTV

Endenergien

Primärenergien

Nutzenergien Verluste

Definitionen

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Primärenergie: Energie vor Transport ab natürlichem Vorkommen und vor Umwandlung in Endenergie.Z.B. Erdöl am Förderort.

Endenergie: Teil der ursprünglich eingesetzten Primärenergie, welcher dem Verbraucher nach Abzug von Transport- und Umwandlungsverlusten zur Verfügung steht. Z.B. Heizöl beim Endverbraucher.

Nutzenergie: Energie, welche dem Endnutzer für die gewünschte Anwendung zur Verfügung steht. Z.B. Wärme, Licht, mechanische Arbeit etc.

Start RoadMap

Makros zulassen! Siehe ReadMe_first.pdf

Programm starten mit RoadMapStart.xls

Makrosaktivieren!

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ZOGG 2007

RoadMap Energie RoadMap V.2007-05-07

Endenergiebedarf, Primärenergiebedarf und CO2-Produktion für unterschiedliche Varianten der Nutzenergieproduktion

Im Auftrag des Bundesamts für Energie

Mai 2007Dr. Martin Zogg, Energie- und Verfahrenstechnik, 3414 Oberburg

Vollständiger Pfad des Arbeitsordners (vor Erststart)C:\Dat\Beruf\Roadmap_07\ExcelProgramm

Visionen für die Jahre Szenario2010 2025 2050 KKW_konst

Vision 2010

Vision 2025

Vision 2050

RoadMap (alle Jahre)

Raumheizung Warmwasser Verkehr Prozesswärme Elektrizität Total EnergieTotal Energie Total CO2Total CO2



RoadMap EnergieRoadMap Energie RoadMap CO2RoadMap CO2ENDEENDE

STARTSTART

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Start RoadMap

Bei erstem Start vollständiges

Arbeitsverzeichnismit den RoadMap-

Files eingeben!

Gewünschtes Szenario laden.Bereits vorhanden:

Szenario_KKW_konstant.xlsSzenario_ohne_KKW.xls;

Beschreibung inEingabenkommentare_Visionen.pdfHilfsfile Szenario_.xls nicht laden!

Mit „START“alle Excelarbeits-

blätter laden,Verknüpfungenaktivieren und

Programm starten.

Diese 4 Felder nur überschreiben, wenn

neues Szenario eingegeben werden

soll.

Register beachten:Basisjahr, ...., Hilfe

Normalerweise keineEingaben nötig.

Beispiel: Raumheizung

in der Vision 2050 öffnen.

ZOGG 2007

Beispiel Vision 2050, Raumheizung, oben

Raumheizung - Vision 2050 Eingaben RoadMap V.2007-05-07Szenario ohne_KKW

Zunahme der beheizten Fläche gegenüber Basisjahr um 25%Reduktion Heizwärmebedarf pro beheizte Fläche um 50%A1 Ersatz von 90.0% aller Elektrowiderstandsheizungen durch Wärmepumpen JAZ 4.5 Nutzenergieant. an RHA2 Ersatz von 0.0% aller Oelkessel durch Wärmepumpen (nukleare Heizoption) JAZ 4.5 - PJ 0.0%

0.0% aller Gaskessel durch Wärmepumpen (nukleare Heizoption) JAZ 4.5 - PJ 0.0%B Ersatz von 65.0% aller Oelkessel 43.2 PJ 37.4%

65.0% aller Gaskessel 12.8 PJ 11.1% durch WKK-WP und KK-WP im Stromgleichgewicht [4] mit einem Nutzungsgrad von 247% Gasbetrieb Erdgasbedarf nach Mass- Einzelheiten in RoadMap_TD.mcd WKK-WP KK-WP WP WKK-KK-WP name B 35.7 PJ Anteil WKK - KK 90.0% 10.0% Gewichtetes Mittel Gesamtwirkungsgrad 95.0% 70.0% 92.8% elektrischer Wirkungsgrad 45.0% 65.0% 46.8% Übertragungswirkungsgrad elektrische Energie 97.5% 95.0% 97.2% Übertragungswirkungsgrad Wärme 92.5% 85.0% 91.6% Jahresarbeitszahl Wärmepumpe 4.5 C Anteil von 100.0% des nach der Massnahme B verbleibenden Erdgasbedarfs durch Biogas ersetztD Ersatz von 3.0% aller Oelkessel Total 2.0 PJ Ersatz von 3.0% aller Erdgaskessel oder 1.7% der RH durch Fernwärme aus Müll mit einem Wirkungsgrad inklusive Fernleitungsnetz von 75.0% Beanspruchtes Müll-50%-e-Pot. 91.5%E Ersatz von 6.0% aller Oelkessel Total 4.0 PJ Ersatz von 6.0% aller Erdgaskessel oder 3.4% der RH durch Holzkessel mit einem Wirkungsgrad von 85.0% Beanspruchtes Biomassenpot. 99.6%F Ersatz von 8.5% aller Oelkessel Total 5.6 PJ Ersatz von 8.5% aller Erdgaskessel oder 4.9% der RH durch tiefe Geothermie mit ORC elektrischer Wirkungsgrad 15.0% Pumpenergie durch Anlage gedeckt Gesamtwirkungsgrad 75.0% Beanspruchtes Geothermiepot. 17.6%G Ersatz von 15.0% aller Oelkessel Verbrauch der Solaranlage an elektrischer Total 10.0 PJ Ersatz von 15.0% aller Erdgask. Energie 5.0% der Nutzwärme oder 8.6% der RH durch thermische Solaranlagen mit einem Wirkungsgrad inkl.Speicherverl. von 50.0% Beanspr. Solarstrahlungspot. 45.5%H Ersatz von 2.0% aller Oelkessel Wirkungsgrad der Total 1.3 PJ Ersatz von 2.0% aller Erdgaskessel Abwärmenutzung 90.0% oder 1.1% der RH durch Abwärmenutzung von Kältemaschinen + industriellen Prozessen Kontrolle Kesselersatz Oelkessel 99.5% Gaskessel 99.5%

HomeAlle Eingaben in roter Schrift:

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berechnete oderverknüpfte Werte:

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Auswirkungen der Substitutionsmassnahmen im Berechnungsteil

unten.

ZOGG 2007

Beispiel Vision 2050, Raumheizung, unten

Nutz End Nutz End Nutz End Nutz End Nutz End Nutz EndPJ PJ PJ PJ PJ PJ PJ PJ PJ PJ PJ PJ

Basisjahr 2001 185.0 229.3 115.5 137.9 42.1 54.1 10.2 2.5- 1.5 2.1 2.1 6.0

Vision 2050ohne Massnahmen 2050 231.2 266.9 147.0 171.1 53.5 57.6 12.9 3.2- 1.5 2.1 2.1 6.0 nach Massnahmen 2050 115.6 142.2 68.4 79.6 24.9 26.8 6.0 1.5- 1.5 2.1 2.1 6.0

Änderung gegenüber 2001 -37.5% -38.0% -40.8% -42.3% -40.8% -50.5% -40.8% -40.8% 0% 0% 0% 0%A1 Elektroheizung -> WP 2.6- Verbleibender Energiebedarf 68.4 79.6 24.9 26.8 6.0 4.1- 1.5 2.1 2.1 6.0

Einfluss dieser Massnahme 176%

A2 Kessl -> WP - - - - - - -

Verbleibender Energiebedarf 68.4 79.6 24.9 26.8 6.0 4.1- 1.5 2.1 2.1 6.0 Einfluss dieser Massnahme 0% 0% 0% 0% 0% 0%B Kessel -> WKK-WP 56.0- 43.2- 50.3- 12.8- 13.8- 10.6- WKK-WP gemäss [4] 56.0 22.7 10.6 Verbleibender Energiebedarf 25.2 29.3 68.1 35.7 6.0 4.1- 1.5 2.1 2.1 6.0 Einfluss dieser Massnahme 0% 0% 225% 85%C Erdgas -> Biogas 68.1- 35.7- 68.1 35.7

Verbleibender Energiebedarf 25.2 29.3 - - 6.0 4.1- 69.6 37.8 2.1 6.0 Einfluss dieser Massnahme -273% -133% 4601% 1687%D Kessel -> Müllfernwärme 2.0- 2.0- 2.3- - - 0.6- 0.6- 1.0 1.3 Verbleibender Energiebedarf 23.2 27.0 - - 6.0 4.1- 69.0 37.2 3.1 7.3 Einfluss dieser Massnahme -3% -3% 0% 0% -40% -30% 47% 22%E Kessel -> Holzkessel 4.0- 4.0- 4.3- - - 1.2- 1.3- Verbleibender Energiebedarf 19.2 22.7 - - 6.0 4.1- 67.8 35.9 3.1 7.3 Einfluss dieser Massnahme -6% -5% 0% 0% -80% -60%F Kessel -> Erdwärme 5.6- 5.6- 6.6- - - 0.8- 1.7- 1.8- Verbleibender Energiebedarf 13.5 16.1 - - 6.0 5.0- 66.1 34.1 3.1 7.3 Einfluss dieser Massnahme -8% -8% 0% 0% 57% -113% -85%G Kessel -> Solarthermisch 10.0- 10.0- 11.6- - - 0.5 3.0- 3.2- Verbleibender Energiebedarf 3.6 4.5 - - 6.0 4.5- 63.2 30.9 3.1 7.3

Einfluss dieser Massnahme -15% -15% 0% 0% -33% -200% -150%

BiogasTotal Heizöl-EL erneuerb.MüllErdgas Elektrizität

Achtung: In diesem Berechnungsteil nichts verändern!

Im Visionsjahr zu deckende Energiebedarfe.

Absoluter Einfluss der betreffenden Substitutionsmassnahmen in PJ

(fett).Nach der betreffenden Substitutionsmassnahmen noch

verbleibende Energiewerte.

Für dazugehörende GrafikenRegister „RH_Fig“ anklicken.

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Vision 2010

Vision 2025

Vision 2050






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Beispiel Grafiken zur Energie

Tabellen mit allen Einzelheiten für das Visionsjahr.

Grafiken zu den Energien im Visionsjahr nach Anklicken des

Registers TotEn_Fig.

Grafiken für zeitliche Abhängigkeiten der

Energiebedarfe, Nutzung erneuerbarer Energien und

Energieeffizienzen (RoadMap).

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Vision 2010

Vision 2025

Vision 2050






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Abschluss von RoadMap

ANach Veränderungen der Eingaben können

die Eingabedaten abgespeichert werden.

BProgramm unbedingt mit „ENDE“

abschliessen. Auf Wunsch können die Excel-Files mit den

aktuellen Eingaben abgespeichert werden.

Empfohlen wird zur späteren Verwendung der Szenarien in

beliebiger Reihenfolge aber ein Speichern der Eingabedaten

nach A („Szenario speichern“),

Guten Start!

Menschen gibt es seit 600'000 Jahren. 599'800 Jahre haben sie ihren

Energiebedarf aus erneuerbaren Energien gedeckt. [Andreas Markowsky]

Nun wünsche ich viel Erfolg bei der Benützung von RoadMap!

Mit bestem Gruss

Martin Zogg

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