Skript Hans Frommelt

Nutzung Erneuerbare Energien in Liechtenstein,
Potentiale zur Stromversorgung mit Schwerpunkt
Windenergienutzung

Inhalt meiner Vorlesung
1. Überblick Energiegeschichte
2. Eingrenzung der Thematik
3. Atomkraftwerken bzw. Nuklearkraftwerke
4. Energiekonzepte mit Horizont bis 2050
5. Auswirkungen auf Liechtenstein (Wasserkraft,
Biomasse, Wald, Fotovoltaik bzw. Solarzellen
und Wind)
6. Windnutzung in Liechtenstein
7. Mein Fazit

Holz
Kriegerische
Nutzung
Kohle Erdöl & Erdgas Atom
Technikgläubig
Mangel Besseres Handling
Friedliche
Nutzung

Fossile Energien sind:
Kohle, Erdöl, Ölschiefer, Erdgas, Uran
(Atom), etc.
� Bildung über mehrere Millionen Jahre
� Kann soweit problemlos über eine sehr
lange Zeit gelagert werden
� Verbraucht man nicht dort wo es hat!!
Lange Transportdistanzen
� Nutzung des schier unbegrenzten
Vorkommens treibt uns in eine
Klimakatastrophe. Schadstoffemissionen
belasten unsere Luft
� Kann friedlich, wird aber in riesigen
Mengen kriegerisch genutzt
Erneuerbare Energien sind:
Sonnenenergie, Wasserkraft, Wind,
Biomasse, Holz, Geothermie, etc.
� Erneuert sich täglich
� Lagerung nur kurzeitig machbar
� Wird dort verbraucht wo die Energie
gewonnen wird – Kein Transport über
grosse Strecken
� Belastet unser Klima wesentlich weniger,
geringe Luftverschmutzung
� Eignet sich kaum zu einer kriegerischen
Nutzung

Atomstrom bzw. Kernenergiestrom
In unserem Stromverbrauch sind ca. 40% Atomstrom enthalten

Weltraumschiffe bzw. Weltraum-
transportschiffe für Kohle

„Concorde“
Absturz einer
Legende

Die Hedschas-Bahn
Damaskus - Medina

Die Hedschas-Bahn wurde nach dem zweiten
Weltkrieg von einem auf den anderen
Tag stillgelegt. Viele Lokomotiven
und Wagons stehen immer
noch an den Bahnhöfen

Institut für Solarenergieforschung Hameln
http://www.isfh.de
www.greenpeace.de
Institut für ZukunftsEnergieSysteme
http://www.izes.de
http://www.zsw-bw.de
Bayerische Zentrum für Angewandte
Energieforschung
www.zae-bayern.de
Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-
Forschung Baden-Württemberg (ZSW)

www.wwf.de/
Eine vollständig auf erneuerbaren Energien
beruhende Stromerzeugung im Jahr 2050 ist in
Deutschland als hochentwickeltes Industrieland
mit heutigem Lebensstil, Konsum- und
Verhaltensmuster technisch möglich.
http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/3997.pdf
Prognostiziert bis 2050 eine
Strombedarfszunahme von
ca. 50% - Folglich ab 2020
eine Stromlücke
http://www.riiseezpower.ch/Portals/0/Content/Anl%C3%A4sse/Folien_Zepf.pdf

Effizienter Stromeinsatz (Stromsparen)
Anwendung neuer Technologien (Beispiele)
• LED-Lampen
• Drehzahlgeregelte Motoren
• „Bauknecht“ will Energiekreisläufe in der Küche optimieren. Stromverbrauchsreduktion bei neuen Waschmaschinen 50%
• Wärmepumpentrockner, etc.
Stromsparkonzepte (Beispiele):
• Neue Konzepte für die öffentliche Beleuchtung
• Wasserverbrauch reduzieren – weniger Pumpen
• Aktivieren der Notstromgeneratoren und USV-Anlagen zur öffentlichen Stromversorgung
• Biogasanteil bei der Erdgasversorgung erhöhen
• Statt mit Strom vermehrt mit Biogas kochen, waschen und trocknen . Mit Biogas heizen
• Gebäudeautomation (Bis 60% Stromeinsparung)
• Lichtmanagmentsysteme (Bis zu 50% Stromeinsparung), etc.
• Architekten, Ingenieure, Bauherren und Facility Manager müssen die Performance ihrer
Gebäude gemeinsam planen, optimieren und überwachen

Energie- bzw. Stromspeicher
Pumpspeichersee / Konventionelle Stromproduktion
• Sommer–Winter bzw. Saisonspeicher
• Ausnutzung Hochpreistarif
• Spitzenlastabdeckung
• Überschussstrom Nachts (Atom- und Flusskraftwerke)
Neue Speicher für fluktuierende Stromproduktion
(Wind- , Kleinwasser- und Solarkraftwerke)
• Kleine Pumpspeicherseen
• Batterien bzw. Akkumulatoren / Hybridfahrzeuge
• Batterien in USV-Anlagen
• Druckluftspeicher
• Gyrator
• Wasserstoff-Kreislauf
• Etc.

Stromversorgungsnetz
� Umbau konventionell gestaltetes
Stromversorgungsnetz der LKW
zum Smart Grids –
Stromversorgungsnetz
� Wechsel konventioneller
Stromverbrauchszähler zu Smart
Metering - Stromzähler

Fotovoltaik / Solardächer
Lampert Druckzentrum,
Vaduz
Auch die BRUBA in
Balzers produziert
ihren Strom selbst!

Direkte Sonnenenergienutzung,
die Fotovoltaik
Freiflächenanlagen
1.2 MWp in Garmisch-
Partenkirchen

Fotovoltaik / Solarhäuser
Baugesetz muss in diesem
Sinne novelliert werden –
Technischer Fortschritt muss
auch in Dorfkernzonen platz
haben

Wasserkraftnutzung
Genutzte Gewässer:
�Valüna-Samina-Malbun,
�Lawena,
�Planken, Trinkwasserkraftwerk
�Spörry Vaduz und Triesen
Ungenutzt:
�Rhein und Kanal
�Talseitig: Mittagspitze bis Saroja (Lawena genutzt)
�Valorsch, Höhenunterschied Malbun bis Steg
�Stillgelegte Kleinwasserkraftwerke in Triesenberg

Konventionelle Wasserkraftwerke / Einsatzbereich der verschieden Turbinen
Typ Pelton-Turbine Francis-Turbine Kaplan-Turbine
Einsatzbereich Speicherkraftwerke Speicherkraftwerke Laufkraftwerke
Fallhöhe
in m
Durchflussmenge
200 - 2000 10 - 700 4 - 30
4 - 15 m 3 /s 4 - 55 m 3 /s 4 - 350 m 3 /s
Wirkungsgrad 90 - 95 % ca. 90% 80-95%

Wasserkraftnutzung mit
Wasserwirbelkraftwerk

Alleine nach Triesen fliessen
drei solcher verbauter
Wasserrinnen
Der Kanal könnte mit einem solchen
Kraftwerkstyp auch noch genutzt
werden

Rohrturbine
Für den Einsatz
einer Kaplanturbine
benötigt
man eine Höhendifferenz
von
mindestens
4 Meter

Rheinkraftwerke?
Das Gewässerschutzgesetz bzw. die
Auflage über Restwassermenge muss
novelliert werden
Vielleicht mit
Ossberger-Turbine?

Energieholz / Holznutzung
(Bioenergie / Biomasse)

Hackschnitzel, Pellets, etc.
Vorteile: Schneller Trocken; Effizienter Transport;
Leichteres Handling
„Nachteil: Strukturprobleme unserer Gasversorgung“

Heizkraftwerk in Balzers
Holzheizkraftwerke
mit Hackschnitzel

Transport Energieholz

Holznutzung statt Wildheuen ??

NFP 66 - Ressource Holz
Das mit 18 Mio. Franken dotierte NFP 66
erarbeitet wissenschaftliche Grundlagen und
praxisorientierte Lösungsansätze für eine
bessere Verfügbarkeit und eine breitere
Nutzung der Ressource Holz. Dabei entwickeln
die Forschenden in Zusammenarbeit mit der
Industrie innovative Technologien und
Dienstleistungen für eine materielle,
energetische und chemische Nutzung von
holzbasierten Rohstoffen und orientieren sich
an einem nachhaltigen
Stoffkreislaufmanagement.
Rahmenkredit: CHF 18'000'000
Forschungsdauer: 5 Jahre
Öffentliche Ausschreibung: Dez. 2010

Das sind Themen für:
� Amt für Wald, Natur und Landschaft;
� Förster, Waldbesitzer, Waldwirtschaft
� Landwirtschaftsamt, Landwirte, Bodenbesitzer
� Waldgesetz muss novelliert werden
� Aber auch Industrie, Gewerbe, Transport
Entwicklung neuer Maschinen für die Energieholznutzung
� An dieser Stelle ein grosses Lob an die Bürgergenossenschaft
Balzers. Man will eine Holzheizung für die
Ortswärmeversorgung erstellen, in welcher man ausser
Holzschnitzel und Pellets auch sämtliches Restholz, wie
Restholz aus Sägereien, Altholz, Waldrestholz und Flurgehölz
verbrennen kann.

14. Dezember 2010, Neue Zürcher Zeitung
Wohnraum statt Bäume
Eine Berner Interessengruppe schlägt Waldrodungen zugunsten von Wohnraum
vor und bricht damit ein Tabu
Ein neues Quartier im Wald, unmittelbar am Stadtrand: Mit dieser Idee mischt ein Architekturbüro die
Stadtentwicklung Berns auf. Das Projekt ist eine Provokation weit über die Region hinaus – denn Schweizer Wald
gilt als praktisch unantastbar.
Daniel Gerny, Bern
Keine Viertelstunde fährt man mit dem Bus vom Zentrum der Stadt Bern Richtung Norden – dann steht man mitten im Bremer, wie
die Berner sagen, dem Bremgarten-Wald. Die ersten Bäume grenzen unmittelbar an die letzten Häuserzeilen des Länggassquartiers,
so dass Stadt- und Waldrand hier auf praktisch einer Linie verlaufen. Für die Bernerinnen und Berner ist der Bremgarten-Wald eines
der wichtigsten Naherholungsgebiet mit Jogging-Strecken und Spazierwegen – wenngleich hier von Idylle längst nicht mehr
gesprochen werden kann: Die Autobahn 1 teilt den Wald seit den 1970er Jahren in zwei ungleich grosse Teile, wobei der Streifen,
welcher der Stadt zugewandt ist, nur gerade einige hundert Meter misst.
Ackerland wäre längst verbaut
Aus städtebaulicher Sicht eine beinahe einmalige Situation, findet Peter C. Jakob, Partner im Architekturbüro «Bauart», das es sich
zum Ziel gesetzt hat, auch gesellschaftspolitische Ideen zu lancieren, die sich nicht sofort realisieren lassen. Das Waldstück
zwischen Län…………..
Holznutzung und nicht mehr verfaulen lassen – ein weiteres Tabu, welches geknackt werden muss!!

Windenergienutzung

Bergwind und Talwind
• Morgen: Hänge
werden aufgeheizt
• Mittag: Aufheizung,
Talwind maximal
• Nachmittag: Hänge
kühlen schnell ab
• Nacht: Auskühlung
und Bergwind
maximal

Föhn – der älteste Rheintaler
Balzers
� Region Buchs ca. 4% oder 350 Stunden Föhn
Quelle: Stephan Bader, MeteoSchweiz
� Region Balzers über 5% oder knapp 500 Stunden Föhn
� Am häufigsten Föhn im April/Mai und November
Buchs

Alpin
Onshore
Offshore

Wohin geht die Reise??

Windenergie Deutschland
1400 Mal mehr installierte Windleistung als in der Schweiz

Windanlage mit Getriebe

Getriebelose Windanlage

Darrieus-Rotor und H-Darrieus-Rotor

Windgeschwindigkeits-
Messsysteme
Schalen-Anemometer
LIDAR bzw. Laser
Probeller-Anemometer
Ultraschall-Anemometer

Windmessung Fläscher Riet, Balzers
Gemessen wird mit den drei Systemen
(Schalen- und Probelleranemometern,
sowie dem Ultraschall-Anemometer
SONIC) wie erklärt.
Die Signale werden in drei unabhängigen
Datenlogger bzw. PC aufgezeichnet. Die
Daten werden über eine Mobil-
Verbindung abgefragt.
Das SONIC zeichnet die Daten im
Millisekundenrhytmus auf. Die beiden
anderen Systeme im Minutentakt.
Im Frühling 2011 werden wir
Ergänzungsmessungen mit dem LIDAR
machen.

Windenergiemessungen auf Alp Lida,
Fläscher Berg, Balzers

Windpotential im Rheintal

Bisherige Windmessungen Solargenossenschaft
mit 25 bzw. 50 Metermasten
und LIDAR (Lasermesssystem)
Anskopf
Hälos, Triesen
Fläscher Riet
Alp Lida
Neugueter Balzers
Messung in Vorbereitung

Wind in der Region Buchs / Windrosen

Wind in der Region Buchs / Windrosen
Westwind
Föhn
Tal-
wind
Bergwind

Wind in der Region Balzers / Windrosen

Messung Ans
Über Novellierung des Waldgesetzes
könnte unterer Teil der Kurve wesentlich
verbessern werden
Messung Alp Lida
Messmast-Messung
LIDAR-Messung

Referenzanlage Enercon E-82 / Alp Lida E-53
Getriebelos, Einzelblattverstellung, GFK-Rotorblatt
E-82 E-53
• Leistung: 2‘000 kW 800 kW
• Nabenhöhe: 98m-138m 60m
• Blattlänge: 41 m 1 26.5m 1
• Rotorfläche: 5‘300 m 2 2‘200 m 2
• Drehzahl: 6–18U/min 12-28U/min
• Windzone: WZ III WZ II exp

Bergwind und Talwind
• Morgen: Hänge werden
aufgeheizt
• Mittag: Aufheizung, Talwind
maximal
• Nachmittag: Hänge kühlen
schnell ab
• Nacht: Auskühlung und Bergwind
maximal

Stromgestehungskosten in Rappen pro Kilowattstunden (Rp./kWh)
Hinweis: Strompreisberechnungen in erster Schätzung, Genauigkeit ca. +/- 25%
Jahr 1995 2010 2015 2020
Durchschnittlicher Jahres-Gesamtstrompreis Haushalt LKW,
inkl. Netzgebühren 24 Rp. 24 Rp. ? ?
Fotovoltaik (Ohne jegliche finanzielle Förderung) 120 Rp. 60 Rp. 45 Rp. 25 Rp.
Windenergie Offshore 15 Rp. 14 Rp. 14 Rp.
Windenergie Onshore Küstenregionen & Flachland 30 Rp. 15 Rp. 12 Rp. 10 Rp.
Windmessungen Rheinau, Buchs, E-82, Nabenhöhe 98 Meter 28 Rp.
do. Nabenhöhe 138 Meter 24 Rp.
Alp Lida, Balzers E-53 15 Rp.
Ans, Balzers E-82 20 Rp.
Neugueter, Balzers E-82 23 Rp.
Fläscher Riet, Balzers (Luzisteig) E-82 25 Rp.
Hälos, Triesen-Balzers E-82 35 Rp.

Ein letzter Satz:
Windenergienutzung ist
in unseren Gesetzen
(UVP-Gesetz, EEG,
Baugesetze, etc.) noch
nicht verankert.
Danke möchte ich an dieser Stelle
meinen Kollegen von der Solargenossenschaft
für ihr Engagement, im
besonderen bei den
Windmessungen:
Bruno Dürr,
Helmuth Marxer und
Othmar Züger
Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit