Energy - AHK Mexiko
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Circular Economy and Regional Added Value New Business Options through Material Flow Management October 2013 Prof. Dr. Peter Heck Managing Director Institute for Applied Material Flow Management (IfaS) Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Datos Generales Campus Ambiental en Birkenfeld Environmental Campus Birkenfeld (ECB) Aprox. 7.000 estudiantes (2.500 en ECB) Más de 150 profesores (60 en ECB) estudiantes internationales de más de 60 países Más de 150 cooperaciones con universidades internacionales 10 institutos de investigación Presupuesto de investigación de aprox. 6 millones de Euros Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Campus Cero Emisiones 100% Calor proveniente de fuentes renovables basado en aprovechamiento de madera residual, biogás y energía solar térmica 100% Electricidad proveniente de fuentes renovables basada en cogeneración y páneles de energía solra fotovoltáica 100% Eficiencia Aprovechamiento de calor Sistemas de enfriamiento basados en geotermia y adsorción solar Edificaciones pasivas de bajo consumo de energía Campus como biotopo Utilización de aguas lluvia Gestión de aguas residuales y aprovechamiento de nutrientes (en planificación) Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Concepto ecológico Edificios modernos equipados con energías renovables Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Using Geothermal Heat and Cold Geothermal Heat and Cold Exchanger Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! Air Inlet ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Waste to Energy: Energía proveniente del aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Parque ecoindustrial Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Otras innovaciones Dormitorios de estudiantes con estándares pasivos de bajo consumo de energía y cero abastecimiento de calor Sistemas de recubrimiento con madera modular para el bajo consumo de energía Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Calle demostratiba con lámparas LED para la iluminación pública (4) Source: ECB, 2013 Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Departmentos de IfaS Gestión de flujos de materiales internacional Educación y capacitación Fundraising Biomasa y desarrollo cultural del paisaje Eficiencia energética y energías renovables Electromobilidad Cero Emisiones Comunicación y relaciones públicas Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Corta lista de proyectos de IfaS Desarrollo de una estrategia de Economía Circular para el Estado Alemán de Renania Palatinado Desarrollo de una “Política de Cero Emisiones” para el Ministerio Federal Alemán de Medio Ambiente Protección del Clima y concepto de cero emisiones y economía circular para regiones, universidades, industrias en Alemania, China, Turquía, Colombia, Brasil, Marruecos, Sri Lanka, etc. Estrategias nacionales e internacionales de capacitación y asesoría para estrategias de cero emisiones Conceptos de gestión de aguas residuales, gestión de residuos sólidos, eficiencia energética y energías renovables en Europa, Asia, África y América Latina Desarrollo de proyectos en Carbon Footprint, Carbon Management y CDM Proyectos innovadores para la EU (ejemplo SEMS, ZECOS). Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Proyectos actuales a nivel mundial: - Cabo Verde Estrategia 2020: Cabo Verde 100% renovable Campos de acción: Eficiencia energética Energías renovables Gestión de actores y redes Gestión sostenible de residuos sólidos Bevölkerung: 491.875 (2010) Protección del clima Financiamiento: Ministerio de relaciones exteriores, Großherzogtum Luxemburg Contratante: Ministerio de energía de turismo, industria y energia de Cabo Verde Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) IfaS en Latinoamérica Desarrollo de proyectos y contactos desde el 2004 Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Proyectos de IfaS en Latinoamérica (1) Estudio de viabildad y diseño de ingeniería para un Centro de Tratamiento de residuos sólidos municipales en la Región Marga-Marga, V. Región, Valparaíso, Chile. Financiado por el banco KfW y el Ministerio alemán de medio ambiente Estudio de viabildad para un concepto de aprovechamiento energético y material de los residuos sólidos municipales de la Provincia Guanetá, Santander, Colombia. Financiado por el Instituto Colombiano de Investigación Colciencias y la industria cementera ARGOS S.A. Concepto de Gestión de Flujos de Materiales para la Ciudad Curitiba, en trabajo conjunto con la alcaldía y otras institutciones locales Planificación de un concepto de gestión y tratamiento de residuos sólidos municipales para las municipalidades Campo Alegre, Corupá, São Bento do Sul e Rio Negrinho in Santa Catarina, Brasil. Financiado por la emoresa de servicios públicos SAMAE Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Proyectos de IfaS en Latinoamérica (2) Estudio de viabilidad para una planta de biogás para el aprovechamiento energético de los residuos orgánicos de la Ciudad Colombo en Brasil Concepto Cero Emisiones para el Parque Nacional de Foz do Iguacu, Brasil Energía Solar en pequeñas fincas agrículas (Solar off-grid) Barreiras, Brazil En negotiación: proyectos en el área de residuos sólidos y gestión de flujos de materiales con el área metropolitana de Curitiba y los recicladores de materiales reciclábles en Paraná en Brasil y con la Secretaría de Medio Ambiente y Desarrollo Sustentable de Buenos Aires en Argentina. Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Filosofía de IfaS Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Escenarios de los recursos mundiales Gestión de flujos de materiales Sociedad Demanda mundial de materiales y energía Eficiencia/ Negocios verdes potenciales Gestión de flujos de materiales Economía circular Desarrollo histórico Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! Desarrollo futuro ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) More Added Value! Where is the money? Money for purchase of fossil resources: (Quelle: Statistisches Bundesamt (2010); eigene Berechnung) Potenziale erkennen! in 2004: in 2005: in 2007: in 2009: in 2012: 40 Mrd. Euro 55 Mrd. Euro 64 Mrd. Euro 58 Mrd. Euro (economoc crisis) ca. 83 Mrd. Euro Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Energy costs in our villages A village with 300 households creates energy costs of approximately 700.000 € per year In Germany these costs are increasing by 4 to 6% per year The village is losing purchasing power every year Why not starting to invest that money instead of spending it ?? © Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen. Ressource Efficiency in SME Profit 3% Target: 25% more profit Two options: Materialcosts 43% Increase in turnover of 25% Or Reduction of material costs from 44 to 42,25% others 54% Reduction of material costs by 1,7% leads to 25% more profit! VDI, 2012 Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Gestión del Flujo de Materiales GFME Definición: Es un profundo análisis dirigido a la optimización de materiales y flujos de energía, que surgen en la producción de productos y servicios. La aplicación de la GFM ofrece las posibilidades de unir la rentabilidad económica, la protección del medio ambiente y la generación de valor agregado regional. Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Flujo de Materiales y Energía con GFME Flujo de Materiales y Energía Medios Financieros Potencial Flujo de Materiales y Energía Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Medios Financieros Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) MFM Key Material Flow Potentials in Regions Water/Waste Water, Urban Waste, Sewage Sludge Fossile Energy Sources Fossile End energy (electricity, heat, cold,) Renewable Energies Biomass Agricultural Waste Buildings and Infrastructure Waste Fats and Oils Traffic and Mobility Special aspects like e.g. Tourism Etc….. Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! Foto: H.-G. Oed Foto: IfaS ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Energy – A Huge Potential in Northern Africa less than 4% of the Sahara area is sufficient to cover world electricity demand An area of 600km x 600km would provide enough electricity for the world the boxes indicate the necessary space to cover the electricity demand of the world, the EU-25, Germany Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Development of PV in Germany Entwicklung der Stromerzeugung und installierten Leistung von Photovoltaikanlagen in Deutschland 18.000 18.000 17.320 MWp Energiebereitstellung [GWh] 16.000 installierte Leistung [MWp] 4.000 4.000 11.683 6.583 4.420 3.075 2.220 0 1.282 8 6 3 2 1 2.000 556 6.000 313 6.000 162 8.000 76 8.000 64 10.000 42 10.000 32 12.000 26 12.000 16 14.000 11 14.000 [MWp] [GWh] 16.000 2.000 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); 1 GWh = 1 Mio. kWh; 1 MW = 1 Mio. Watt; Bild: BMU / Bernd Müller; Stand: Juli 2011; Angaben vorläufig Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Solar Energy Management Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Solar Energy Management Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Results of Material Flow Analysis (MFA) PV-Potentials – 10 exemplar calculations Profitability and finance of 10 reference plants: Institution Institution Kindergarten Cochem Förderschule Dohr Kommunaler Kindergarten Düngenheim Sport- und Freizeithalle Landkern Sport- und Mehrzweckhalle Treis-Karden Rosenthalhalle Binningen Grossmann Transporte Landwirtschaftlicher Betrieb Naß Kommunaler Kindergarten Peterswald-Löffelscheid Stimmiger Berghalle Erzeugte StromSpez. JahresElectricity Annual output menge ertrag produced PV capacity PVLeistung BezugsArea fläche 10 kWp 67 kWp 24 kWp 17 kWp 105 kWp 10 kWp 38 kWp 54 kWp 23 kWp 26 kWp 74 m² 646 m² 178 m² 121 m² 1.013 m² 156 m² 287 m² 517 m² 176 m² 254 m² 8.033 kWh/a 62.490 kWh/a 20.824 kWh/a 14.296 kWh/a 98.344 kWh/a 8.690 kWh/a 32.645 kWh/a 49.495 kWh/a 19.878 kWh/a 23.220 kWh/a 374 kWp 3.421 m² 337.914 kWh/a Average Mittelwert Gesamt Total 826 kWh/kWp 928 kWh/kWp 852 kWh/kWp 861 kWh/kWp 933 kWh/kWp 884 kWh/kWp 866 kWh/kWp 917 kWh/kWp 857 kWh/kWp 878 kWh/kWp 880 kWh/kWp 1,2 Mio. € total investments 130.000 € compensation for the electricity fed into the grid/a 300 t CO2 savings a year Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Results of Material Flow Analysis (MFA) PV-Potentials balance PV-Potentials for residential buildings: Dach Roof Presumption: 75% of the buildings are suitable! Anzahl Number of Gebäude buildings Flachdach 1.754 Flat roof Süddach 3.947 South facing Süd-West-Dach 3.947 South West facing Süd-Ost-Dach 3.947 South East facing East facing Ostdächer 1.973 West facing Westdächer 1.973 Gesamt Total 17.542 Correction factor abzgl. Korrekturfaktor Subtotal Zwischensumme MinusSolarthermie solar thermal abzgl. Total PV Potential Summe PV Potenzial Dachfläche Roof area 157.876 m² 276.283 m² 276.283 m² 276.283 m² 138.141 m² 138.141 m² 1.263.006 m² 252.601 m² 1.010.405 m² 175.418 m² 834.987 m² Installierte Electricity Stromerträge Installed kWp kWp produced 19.734 kWp 33.845 kWp 31.772 kWp 31.772 kWp 14.332 kWp 14.332 kWp 131.456 kWp 26.291 kWp 105.165 kWp 17.761.022 kWh/a 30.460.153 kWh/a 28.595.245 kWh/a 28.595.245 kWh/a 12.898.942 kWh/a 12.898.942 kWh/a 118.310.607 kWh/a 23.662.121 kWh/a 94.648.486 kWh/a 104.373 kWp 93.936.071 kWh/a Balance PV Power Plants’ Potentials: on 1% of the whole arable land (165 ha) 47 MWp installable. 44,9 GWh power generatable Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Energy efficiency Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Optimization of energy flows electricity electricity heat heatloss loss energysource source energy wastewater wastewater heat/ cooling natural natural resource resource Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! product Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Concepts of Energy Efficiency Losses in final use F i n a l U S E Direct heat Useful Energy Secondary Energy Final Energy Primary Energy Transformation Losses in transformation Process heat Motion energy Lighting Others Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Energy saving potentials - TINA 10 % Increase of public awareness Actual situation 100 % demand 40 % Investition in Technologies 15 % Synergism Co-operations Energy management Network Management TINA = There is no alternative Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Example I: Zero Emission Park – Methodology Three Industrial Parks: Bottrop, Bremen and Kaiserslautern Determination of material and energy flows on the park-level as well as on company / institution level Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Goals of an energy management system Price Cost reduction due to price reduction Energy purchase Contract conditions CO2 emissions certificate Energy conversion / distribution e.g. heat / cooling energy/compressed air Total costs Energy input production / product Amount Cost reduction due to consumption decrease Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Proceeding - Example Data acquisition and assessment Key data & ratios Raw data Thermal energy demand of dryer Product output of dryer Specific energy demand dryer Thermal energy demand – state of the art Comparison & Assessment Comparison of the dryer with the state of the art „In comparison with the state of the art the dryer is… There is a saving potential of X Comparison of the dryer with theoretical min „In comparison with the theoretical minimum the dryer is… There is a saving potential of Y Evaporation enthalpy of water Change of humidity in dryer Theoretic minimum energy demand Results & Statements Product temperature before/after Definition of necessary data Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Electricity producer CHP CHCP Emergency generator Cogeneration unit Instead of holding up of technical equipment Use the technique Extremely proved technique Temperature level up to 95°C Absorption chiller Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Pipes and armatures High losses at long term usage Steam-, condensate- and warm-water pipes Insulate Steam pipes and armatures Example: 323 m pipe, 15 armatures (about 90 °C medium temperature) Potenziale erkennen! Gas savings: 279.000 kWh/year Invest for insulating : 17.860 € Dynamic amortisation: 1,3 years Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Assemble magnetic valves at air treatment units Air treatment units for heating have emission losses also without heat requirement (about 10 %) Usage 8.760 h/year (?) Magnetic valves connected at thermostat Example: 75 bits perfuse with steam Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! Gas saving: Invest Material, assembly: 24.300 € Dynamic amortisation: 1.753.000 kWh/year 0,5 years ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Recirculation condensate Unnecessary loss of „useful“ condensate Additional provision of fresh water (demineralization) Additional use of energy (heat up fresh water) Possibly costs for recooling before discharge Increasing the recycling rate from 40 % to 62 % Potenziale erkennen! Gas savings: 1.496.000 kWh/a ≈ 60 EFHs/a Fresh water savings: 21.780 €/a Investment for optimization and steering: 20.000 € (?) Dyn. amortisation: 0,3 a Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Heat recovery cooling device Usage of waste heat Upgrading with heat exchanger possible Raising return flow heating system / directly usable Example: cooling device with 800 kW cooling power (used during heat period) Potenziale erkennen! Gas saving: 685.000 kWh/year = 27 EFHs/year Invest for Material, assembly: 20.600 € Dynamic amortisation: 0,6 years Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Heat recovery compressor Usage of waste heat About 94 % waste heat Upgrade also at air cooled compressors (prove!) Increase return flow of heating system Calibrate heating system mileages Example: One compressor with 200 kW (full-load hours considered) Potenziale erkennen! Gas saving: 429.000 kWh/year Invest for Material, assembly: 14.700 € Dynamic amortization: 1,2 years Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Optimisation of lighting Wrong lamp (too high power, few spread) Uneven lighting Not adapted to current usage (old continuance) Example: Replace 14 x HQL (250 W) to 30 T5-lamp (54 W) Potenziale erkennen! Energy saving: 16.000 kWh/year Invest for material, assembly: 3.360 € Dynamic amortisation: 1,9 years Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Scopes and emissions across the value chain To Be Discussed Overview of GHG Protocol scopes and emissions across the value chain Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Setting targets for own reduction Suggestion: First data assessment than formulation of ER targets Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Sustainable Buildings: Energy Producer of the Future Producing energy! Link: http://www.juwi.de/fileadmin/user_upload/Unternehmen/Neubaubroschuere_12_2008.pdf Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Low-energy house 1) Design & shading 4) HVAC (heating, ventilation, air conditioning) 2) Insulation of roof, walls and windows 3) Solar or geothermal energy 5) EE appliances: lighting, white goods, office equipment, etc. 6) Behaviour MEDA Low-energy house: 5-10% incremental cost, 40-50% energy saving / comfort increase Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Energy efficient buidlings: Life cycle cost analysis Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Potential LED street lighting Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Project feasability of LED ∆ ca. 41.000 € Δ ca. 40.000 € Amortisatin nach 6 Jahren (im Vergleich zu NAV 70 W) Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Zero Emission County: Cochem-Zell Goals: - To become a Zero Emission District To reduce CO2 Emissions by 50% by 2020 To achieve CO2 Neutral Tourism within the Region Area: 720 km2 Population: 65 048 Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) 2. Key results of the Climate Protection Concept: a. Energy and GHG balance of the county Total electricity consumption Approx. 463.046 MWh/a Total heat consumption Approx. 1.238.974 MWh/a Cash outflows Electricity: approx. 113 million €/a Heat: approx. 93 million €/a Transport: approx. 87 million €/a Total: approx. 293 million €/a approx. 573.007 t CO2/a Waste cf. Transport/heat/electricity Accumulated regional added value Investment 2011: 530 million € Transport approx. 799.527 MWh/a Energy produced out of regional resources Electricity: approx. 304.066 MWh/a Heat: approx. 67.755 MWh/a Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) 2. Key results of the Climate Protection Concept: b. Renewable Energy and Energy Efficiency Potentials Consumption sectors Consumption 2010 [MWh/a] Consumer groups www.energie-portal.info Private Households Industry, others Total consumption Saving potentials in sectors Electricity 144.907 315.800 460.707 Heat 992.366 256.410 1.248.776 Saving Consumption 2050 [MWh/a] potentials [MWh/a] Electricity 72.597 140.810 213.407 247.300 Heat 464.137 122.690 586.827 661.949 600.539 308.710 909.249 (not including data from publicly owned buildings) Reduction of stationary energy consumption until 2050 by 53% possible! Technical and energetic refurbishment of existing residential buildings Information policy regarding energy saving potentials through www.mammographiescreening-sh-suedwest.de Potenziale erkennen! targeted PR and networking (LEEN, PIUS etc.) Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) 2. Key results of the Climate Protection Concept: b. Renewable Energy and Energy Efficency Potentials Renewable energy potentials Technical Potential (MWh/a) Electricity Biomass 83.255 PV 451.266 Solar Thermal 0 Wind Energy 3.419.575 Hydropower 0 Geothermal energy ./. Total 3.954.096 Heat 172.918 0 264.542 75.803 0 ./. 513.263 Scenario until 2050 (MWh/a) Electricity 83.255 317.787 3.419.575 ./. 3.820.617 Heat 216.267 0 212.795 75.803 0 ./. 504.865 CO2 savings in 2020 (t/CO2e) 28.300 25.720 52.750 820.000 0 ./. 926.770 Technical potential - current state = potential for expansion Exploitation of regional potentials till 2050 to more than 95 % (high share of wind energy) Potenziale erkennen! Biomass: Buying in of about 25% of demand heat production Photovoltaic to 70% (80% roof and 25% ground mounted) Solar thermal to 80% Wind energy to 100% Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) 2. Key results of the Climate Protection Concept: b. Renewable Energy and Energy Efficency Potentials Internal electricity consumption and efficiency lead to fluctuation of demand Expansion of Renewables increases drastically (most of all wind energy) Coverage of 507% till 2020 (county as electricity exporter) Expansion of Renewable Electricity Zubau erneuerbarer Strom 5.000.000 MWh/a 4.000.000 2050: ca. 3.820.616 MWh, ca. 828% EE RES 3.000.000 2020: ca. 2.322.058 MWh, ca. 507% EE RES 2.000.000 1.000.000 0 Electricity Stromcons. verbrauch [MWh/a] Year Wind gasBHKW CHP Windgas 463.046 458.032 394.118 461.259 2011 2020 2030 2050 Jahr Biogas BHKW CHP Biogas PV Photovoltaik Wind Wind Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) 2. Key results of the Climate Protection Concept: b. Renewable Energy and Energy Efficiency Potentials Reduction of heat consumption till 2050 through improvements in efficiency of up to 50% Successive expansion of renewable heat (2050 at approx. 90%) 100% renewable heat possible through RES electricity Implementation of innovative technologies (e.g. wind gas plants) Expansion of the share of heat from RES Zubau erneuerbarer Wärme 600.000 2050: ca. 536.058 MWh, ca. 89% EE RES 500.000 MWh/a 400.000 300.000 2020: ca. 254.935 MWh, ca. 26% EE RES 200.000 Wind gasBHKW CHP Windgas 100.000 Heat pumps Wärmepumpen Heat 0 Wärmecons. verbrauch [MWh/a] Year Jahr Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! 1.238.974 999.083 839.395 602.964 2011 2020 2030 2050 Mehrwert schaffen! BiogasBHKW CHP Biogas Biomass (solid) BiomasseFestbrennstoffe Solar thermal Solarthermie ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) 2. Key results of the Climate Protection Concept: c. Development Potentials till 2050 Total electricity consumption Approx. 461.259 MWh/a Before: Approx. 463.046 MWh/a Cash outflows Total: approx. 35million €/a Before: 293 million €/a Total heat consumption Approx. 602.964 MWh/a Before: Approx. 1.238.974 MWh/a Waste cf. Transport/heat/elect ricity Accumulated regional added value Asset investment 2011: 530 mio. € Transport approx. 427.063 MWh/a Before: approx. 799.527 11,2 Billion € in 2050 Energy produced out of regional resources Electricity: approx. 3.820.616 MWh/a Before: approx. 304.066 MWh/a Heat: approx. 536.058 MWh/a Before: 67.755 MWh/a Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Hybrid Power Plants as an alternative option to grid extension Hybridkraftwerk Prenzlau Combination of Wind, Biogas and Hydrogen 6 MW installed capacity Invest: ca. 21 Mio. € Hydrogen from Wind Power Energy storgae through Hydrogen Quelle: Monika Strehlow, dapd Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Zero CO2e Sistema de certificación de emisiones Datos: Socios: Potenziale erkennen! 4 países (Bélgica, Alemania, Irlanda, Gran Bretania) 11 Socios 8 Municipios 2 Sub-contratantes 7 Acompanantes 4 Paquetes de trabajo Presupuesto: € 8,503,403.99 Duración: 3.5 Jahre Actividades: Desarrollo de un sistema de certificacióno de cero emisiones CO2e Análisis de mecanismos de financiamiento Desarrollo de planes maestro de cero emisiones CO2e y proyectos pilotos en 8 Municipalidades (por ejemplo: sistemas de iluminación pública con LED, Redes de calor, Electro-Mobilidad, saneamiento de edificaciones) Recomendaciones a nivel político a nivel local, nacional y de la Unión Europea Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) ZE City Lakhaita (Morocco) Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Prices for Renewable Energy City 2,50 DH Electricity prices (conventional electricity) 2,00 DH 1,50 DH Electricity prices (renewable electricity) 1,00 DH 0,50 DH 0,00 DH 1 Potenziale erkennen! 2 3 4 5 6 Prozesse optimieren! 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Sustainable (Waste) Water Management Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Current linear system Source: Conradin, 2010, http://www.sswm.info/category/concept/linking-sustainable-sanitation-water-management-and-agriculture Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) “Definition” & historical background The classical comprehension of waste water leads to the following “technical solutions”: Collecting waste water in sewers To treat the wastewater in centralized treatment plants Out of sight, out of mind Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) What means “to collect wastewater in sewers” and treat it in centralized plants? Germany collects and transports wastewater within a network of 486.000 km* sewer. Not sustainable, not transferable to most countries (albeit a good quality of water bodies is reached in most rivers and lakes) Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Rain water management Modification of the hydrological cycle resulting from urbanisation Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Childrens playground Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Collection and transport Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Reuse in toilets ans air conditioning Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Analysis of separated waste water flows 100.0% 80.0% 60.0% Water Nitrogen Phosphorus Potassium 40.0% Organic material (COD) 20.0% 0.0% Grey water Yellow water Brown water Source: Modifié d‘après Otterpohl u. Oldenburg 2002 Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Aerobic versus Anaerobic Aerobic Aeration CSB CO2 + H2O - 0,35 kWhEL/kg CSB Biogas Anaerobic CSB + 0,9 kWhEL/kg CSB CH4 + CO2 BHKW BiogasAnlage Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Separation of waste water flows 70 % of energy demand in WWT More than 80 % of energy content More than 60% of heavy metals More than 60% of N and P Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) 1 m3 Urin contains on average: 9,2 kg Stickstoff 1,0 kg Phosphor 2,2 kg Kalium Treatment (elimination of nutrients and energy) of 1 m3 Abwasser takes on average 0,5 kWh Energie. Production of 1 kg Nitrogen takes ca. 10 kWh. Exploration of1 kg Phosphorous takes ca. 10 kWh. Etc. De Facto, conventional Waste water treatment destroys valuable raw materials and energy by using fossil energy and money Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Waterless urinals Source: www.urimat.de Potenziale erkennen! Water consumption at urinals Servicing infra-red controls Exemplary exchange of 40 urinals No consumption of electricity, water No service necessary Water savings: 1.620 m³/year Invest: 20.000 € Dynamic amortisation: 4,9 years Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Technical conception for recycling of nutrients Faulgas Schwarzwasser Produkte: Fest/FlüssigTrennung Feststoff zur landwirtschaftl. Verwertung 55°C Faulung MgO H2SO4 Luft NaOH Fest/FlüssigTrennung flüssig MAP-Fällung MAP Flüssigphase AmmoniakStrippung Luft (NH4)2SO4 Lösung zur Kläranlage Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) These resource potentials are equivalent to: • 27 % of global demand for Nitrogen, • 28 % of global demand for Phosphorous • 55 % of global demand for potassium • Energy contained in organic compounds of waste water is equivalent to 58 Mio. t Coal units/a Primary energy = 0,3 % of world energy demand Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Adapted Technology BAU (herkömmliches Abwasser) P N2 CSB, NH4+ Vergleich VBB -75% After separation of yellow water CSB O2 -50% ÜSd +5% Fe3+ -80% Urin (0,8 % of waste water amount but 87% of N) responsible fo of total costs in waste water treatemnt!!! Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Options for optimisation Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Separate treatment of blacksoil and grey water through vaccuum sewer system Waste water treatment Waste water from household, kitchen wastee sludge Heat + 55 KWh Electricity +30 KWh Agricultural biomass Waste water Energy gains per capita and year Energy efficient combined Waste water and organic waste treatment Biogas plant Used water for toilet flushing renewable energy fertilizer Quelle: Modifiziert nach Dr.-Ing. Markus Gerlach, Roediger Vacuum, 2010 Discover Potentials! Optimise Processes! Create Added Value! ©2011 Institute for applied Material Flow Management (IfaS) Wetland Treatment Systems 90 EGW 1150 EW Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Best Practice to Next Practice: sustainable biomass production in desert areas Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Optimization of existing WWTP Activated sludge WWTP Energetic optimisation of the WWTP Nutrient recovery Combination of the WWTP with the production of micro-algae Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Flow chart energy positive waste water treatment plant Quelle: Dipl.-Ing. Stefan Krieger, HYDRO-Ingenieure Energie & Wasser GmbH, 2011 Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Cost comparison status quo and optimized Current situation Investment Construction Technical equipment Research & Engineering Total investment Operation costs Energy costs (electricity, gas) other operation & maintenance costs Total operation costs Energy autarky € € € € 780.000 € 686.500 € 243.000 € 1.709.500 € 73.800 €/a 63.500 €/a 137.300€/a - € 57.000€/a 57.000€/a - Quelle: Dipl.-Ing. Stefan Krieger, HYDRO-Ingenieure Energie & Wasser GmbH, 2011 Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Development of costs in 2 scenarios Quelle: Dipl.-Ing. Stefan Krieger, HYDRO-Ingenieure Energie & Wasser GmbH, 2011 Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) MFM Case study in China: Lintong and Jimo MFM in China Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Pollution I: Sunlight cow community Photos in 2006.8 © IfaS Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Pollution II: Renliu cow community Photos in 2007.1 © IfaS Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Environmental pollution Water hyacinth The effluent of animal dung and waste water create problems in drinking water supply and energy generation: Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Closing the loop: feeding organic matter back to the agriculture: example China Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Research site: Jimo city Source: Jimo city, Photos taken by IfaS in May 2010 Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Research site: Jimo city with MFM Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Waste Management No waste strategy Waste as a management failure Ressource centers Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Waste „Management“ ?... Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Impressions of the Landfill “Kizilli” Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Initial situation of the solid waste management © Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen. ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Cachimba Landfil Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Actual effects from waste treatment in landfills Large transportation efforts Treatment costs for leachate Additional energy required for treatment on landfill External effects by methane emissions (GHG), water pollution Energy content in waste is not used No creation of new jobs, no investment in technology Landfill space will be used up (additional investment costs) Difficulties in finding new landfill space negative added value!!! Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) There is more in waste…. Our waste creates light. Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Municipal Waste: Target 2020 Landfilling of untreated waste since 2005 no longer allowed Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Centro de recursos no lugar de aterro em SBS Centro de recursos SBS Aterro sanitario SBS Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Technology chart for Marga Marga Chile Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Value from biomass Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Available potentials from biomass in million. liter oil equivalent per year in RLP* Oil equivalents * without commercial organical waste and landscape conservation Altenkirchen < 10 Mio. Liter Heizöl > 10 - 20 Mio. Liter Heizöl > 20 - 40 Mio. Liter Heizöl Westerwaldkreis Neuwied > 40 - 60 Mio. Liter Heizöl Ahrweiler > 60 Mio. Liter Heizöl MayenKoblenz KO RheinLahn Daun BitburgPrüm CochemZell RheinHunsrück BernkastelWittlich Bad Kreuznach TR Donnersberg Frankenthal Kusel Industry and commerce Kaiserslautern Agriculture KL Communes ZW Forestry MZ AlzeyWorms Birkenfeld TrierSaarburg Landscape conservation MainzBingen Südwestpfalz PS LU Bad Dürkheim Rhein-Pfalz NW Südl. Weinstr. SP LD Germers heim Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Dry Weak degradability wet High degradability Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Energy Potential of organic household waste in RLP and Saarland state tFM/a Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! m³/h Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Use of greenery residues for heating of a district school Grünschnitt Hackschnitzel Anlieferung • Vom Kostenfaktor zum Ertragsfaktor • Schaffung von Arbeitsplätzen vor Ort • IfaS Portfolio: Vom Rohstoff bis zur Anlagentechnik • Ist-Situation Entsorgung Kosten Beheizung Schule Grünschnitt-Ströme LEADER-Pilotgebiet Energetische Nutzung Kosteneinsparung, Brennstoff für Biomasse-HKW Soll-Szenario (Optimierung) Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Project Example: Wood Logistics – Value Creation Local heat network Körprich Primary School KiGa Woody green waste Feuerwehr Fire Brigade Wood from communal forest Wood energy plant in Nalbach, Piesbach and Körprich Local heat Litermont Hall network Nalbach Sports Hall School City Hall KiGa others Wood from short rotation plantations Input, raw materials Acquisition through timber harvest, processing and supply Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Produktion, preocessing Preparation Transportation in between the processes Drying(Air or mech.) Transportation Intermediate storage (or at the premises of the biomass plant) Mehrwert schaffen! utilisation (creation) Transportation Storage Burning Text ... utilisation (recovery) Feeding-in into the district heating system Provision of heat to the end users ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Recycling of waste fats and use as a fuel: example from Austria Daten Menge / Einheit Ökostromerzeugung aus flüssiger Biomasse zur Einspeisung ins öffentliche Netz Ökostromerzeugung aus Klärgas Wärmeerzeugung aus BHKW's für die Klärschlammtrocknung 7.000 MWh / a 2.000 MWh / a 10.000 MWh / a Heizöl-Substitution 950.000 Liter geschaffene Dauerarbeitsplätze 9 Reduktion der Klärschlammmenge ca. 3.000 t / a Heizwert des Trockengranulats 5.000 MWh / a Sammelmenge Altspeisefett gesamt 1.850 t / a Sammelmenge Altspeisefett / Einwohner ca. 1,0 kg / EW*a Waste fat collection Potenziale erkennen! Transport Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! Central storage Cogen and sludge dryer Digester ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) 7100 Biogas Plants in Germany! Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Biological treatment for organic waste fractions 1 ton organic waste: 50 liters of oil and 600 kg fertilizer or waste? Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Biogas flow chart Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Comparison between composting and fermentation -55 Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Resource Potential of Bio-waste in China Biogas potential Bio-waste Amount t-dry/a Biogas 106m3/a Methane 106m3/a Energy 109 MJ/a BMW 29.5×106 12600 7080 274 Septic feces 0.6×106 270 175 6 Sewage sludge 2.3×106 410 287 10 Crop straws 600×106 202500 141750 5125 Manures 710×106 319500 207600 7510 ~357000 ~12900 Total Waste Energy 51% of fuel gas consumption of China in 2007 (693500×106m3) Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Biogas from municipal waste as a fuel in Malmö, Sweden © Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen. Conditioning/Utilization of the Biogas as a Fuel Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Sacking plant for pellets to big bags or sacks Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Compost Value (Example in Germany) Compost Value (€/t) Calculation of the compost value on the basis of the average fertilizer price in Westfalen-Lippe and Humus value on the basis of humus reproduction of straw (2007-1013) CompostHumus (C) Magnesium (MgO) Lime (CaO) Potassium (K2O) Phosphorus (P2O5) Nitrogen (N) Source: Verbande der Humus- und Erdenwirtschaft, 01.02.2013 http://www.vhe.de/aktuelles/kompostwert-der-kompostpreis/ Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Managing carbon in modern societies Terra Preta Waste water and organic waste turned into stored carbon in form of highly fertile soil: Terra Preta Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Basic Concept: Mechanical-Biological Treatment Composting Biological Treatment Mechanical Separation Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Mechanical treatment 3 4 5 2 1 Legend: 1. Reception 2. Conveyor Belt 3. Cabins 1: for separation of disturbing materials 4. Trommel for separation of waste fractions: <80mm and >80mm 5. Cabins 2: for separation of waste fractions (paper, plastics, metals, etc) Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Basic Concept – Mechanical Treatment Separation of the organic fraction & recyclables Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Products of the resource center Recycling materials Liquid and solid fertilizer Energy (thermical and electrical) Optional: RDF: Reuse derived fuels from the high caloric fraction / residual materials Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! Comercialization Utilization in the agriculture Own consumption and/or PPA Development of Marketing strategy ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Utilisation of light fraction for RDF-Production Resource derived fuel can be produced from organic material, paper, wood, plastic, rubber, textiles to create a high caloric fuel that can be used e.g. in cement industries Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) RDF pellets Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) RDF use in cement industry Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Socio - economical aspects Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) From Waste to Ressources Waste wood contaminated Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Practical example in Chile Municipal Waste Treatment Center , V. Region, Valparaiso, Chile 4 Municipalities: Limache, Olmué, Quilpué and Villa Alemana Approx. 100.000 tons of solid waste yearly, increasing by 2.7% yearly 50% of the waste is organic High costs of transportation and final disposal Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Location Olmué Viña del Mar Limache 8 Km 14 Km Villa Alemana Villa Alemana Valparaíso 19 Km 40 Km Resource center Quilpué Current Landfill in Valparaiso © Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen. ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Revenues of the project Products generated from MSW Chilean Market Values Electricity Heat Ferrous Metal PET Plastics light Plastics heavy Paper Cardboard Glass Soil Conditioner Certified Emission Reductions (CERs) 65 €/MWh 35 €/MWh 58 €/t 137 €/t 115 €/t 115 €/t 29 €/t 22 €/t 33 €/t 1 €/t 10 €/t Conservative Scenario Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Waste Treatment Fee (Example for a Municipality with 100.000 t/a – at year 1) In comparison to BAU-Scenario Project evaluation Socio-Economic Indicators Investment Total TTT –Total Tonnes Treated CTT- Costs per Tonne Treated Job Creation Tradable Emission Reductions in t CO2e Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! Alternative 1 Alternative 2 Resource center Transfer Station and landfill (BAU Scenario) 25.443.429 € 7.270.470 € 3.301.681 3.301.681 11,51 € 12,20 € 133 - 177 54 - 79 1.666.064 - Transport Emissions ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Creation of Regional Added Value Example for a Municipality with 100.000 t/a Added Value Direct Jobs >170 Emission Reduction Investment in Education Positions 1,666,064 t CO2e 2 Mio. € Soil Conditioner Production 203,391 Tonnes Recycling 260,427 Tonnes Net Electricity Production 130,442 MWhel Net Heat Production 202,588 MWhth 1,096,315 Tonnes RDF Production Potenziale erkennen! Within 20 Years Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Circular Economy versus Linear Economy! Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Programas de maestría Master of Science en Alemania Programas de doble titulación Alemania - Japón Alemania - Turquía Alemania – Brasil Alemania - Marruecos Alemania – China (en construcción) Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) „A clever man solves problems, a wise man avoids them“ (Chinese proverb) © Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen. Discover the Secret…. Muchas gracias por su atención Prof. Dr. Peter Heck, CEO of IfaS [email protected] Eng. Jackeline Martínez, MSc. Lead Latin American Projects / International Project Manager [email protected] www.stoffstrom.org © Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen! Prozesse optimieren! Mehrwert schaffen! Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen. ©2010 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS)