Die Energieversorgung der Zukunft aus Sicht des Solarenergie- Fördervereins

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Ruth Hertz
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1 Die Energieversorgung der Zukunft aus Sicht des Solarenergie- Fördervereins Prof. Dr. Eberhard Waffenschmidt TU-München Garching, 11. Mar.

2 Temperaturen steigen und fallen 2

3 Wiesbadener Hütte 1973 und

4 Wie kann Bier den Klimawandel erklären? Schon mal warmes Bier getrunken? Obwohl es wärmer wird, nimmt der CO2-Gehalt der Weltmeere zu. CO2-Überschuss ist Ursache für die Temperaturerhöhung 4

5 Aktueller CO2-Anstieg Monthly mean CO2 concentration Mauna Loa CO2 fraction in dry air / [µmol/mol] ca. 2,1 ppm/jahr ca. 5,1 ppm/jahr Wenn alle soviel CO2 wie wir erzeugen Year Data: Dr. Pieter Tans, NOAA/ESRL ( gov/ gmd/ccgg/trends/) and Dr. Ralph Keeling, Scripps Institution of Oceanography (scrippsco2.ucsd.edu/). Accessed

6 Der anthropogene Treibhauseffekt Energieverbrauch Waldzerstörung Industrie Verkehr 6 Landwirtschaft Photos:

7 Kohlenstoff-Kreislauf 7

8 Klimawandel Häufigere Überschwemmungen Häufigere Trockenzeiten 8 Dr. Thomas Griese Mehr und stärkere Stürme Sturm-Foto: Gefunden von Ulrich Böke, 2008, Foto von Dr. Thomas Griese

9 Es sind doch nur ppm Date: Fr., 16. Nov um 23:23 Uhr Subject: Re: [sfv] Klima retten - CO2 verteuern! To: Solarenergie-Förderverein Deutschland e.v. (Bundesgeschäftsstelle) <zentrale@sfv.de> Hi Freunde! Welchem Unsinn verschreibt Ihr Euch da? Habt Ihr jemals Euch informiert welche Rolle CO2 in der Luft spielt? Kurz gesagt: garkeine!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Solltet Euch auch einmal ein wenig um die Zsammensetzung der Luft informieren. CO2 kommt da kaum vor!!! Als die Dinosaurier hier durch die Gegend trampelten hatten wir die 10fache Menge dieses Gases und die Pflanzenwelt gedeihte prächtig!!! CO2 wird heute teilweise in die Gewächshäuser geblasen für einen besseren Pflanzenwuchs: Abgesehen davon braucht und lebt der Mensch auch vom CO2!!! Also kommt ab von dieser unsinnigen Denkensweise!!!! 9

10 Wo landen wir? Ab hier sollten Räume gelüftet werden! MAK-Wert vonco2: 5000 ppm Erste Auswirkungen: 3000 ppm 10 Quellen: Grafik: IPCC-Bericht, CO2-Limits: Gesundheitliche Bewertung von Kohlendioxid in der Innenraumluft, Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz :

11 Die Lösung: 100% Erneuerbare 11

12 Nachhaltige Nutzung von Energie Größte Herausforderung unserer Zeit Wechsel zu 100% Erneuerbaren Energien ist die einzige Lösung 12

13 Wofür verbrauchen wir Energie? Heutiger Bedarf Gesamter heutiger Strombedarf Energie / Mrd kwh El.Anwendungen Verkehr Prozess-Hitze Wärme Einsparungen S.13 Elektrische Anwendungen Licht Maschinen Information Verkehr Autos Lastwagen Eisenbahn Flugzeuge Schiffe Prozess-Hitze Temperaturen > 200 C Überwiegend in der Industrie Bsp: Glasherstellung, Metalle Schmelzen, Backen Wärme Hauswärme Warmwasser Niedertemperatur Prozesse, z.b. Trocknen Quelle: AG Energiebilanzen

14 Energieeinsparung Licht + Stand By Verkehr Einsparung Hausisolierung Zukünftiger Bedarf Heutiger Bedarf Energie / Mrd kwh Stell Dir vor: Licht und Standby 3 l/100km-autos und 2/3 der Fern-Güter auf die Bahn Alle Häuser wärmedämmen Sparen 45% des Energieverbrauchs S.14 Quellen: AG Energiebilanzen, Enquett Comm. 2002

15 100% sind vorhanden! Zukünftiges Angebot Zukünftiger Bedarf Solarenergie Auf jedes Dach eine Solaranlage Windkraft Energie / Mrd kwh ca. Hälfte des heutig. Stroms Ausbau in Süddt., Repowering, Off-Shore ca. Hälfte des heutig. Stroms Wasserkraft Geothermie 6% des heutig. Stroms Tiefenwärme mit Fernwärme, Wärmepumpen Wärme und Strom Biomasse Holz, Reste, Anbau (20% der landw. Fläche) für Treibstoff und Strom 15 Details:, W. von Fabeck, "Aggregate scenario for an energy supply exclusively from domestic Renewable Energy resources", IRES, Nov. 2007, Bonn

16 Ausbau im Strombereich 16

17 Wie Politiker über Erneuerbare denken Land of eternal darkness Land without wind 17

18 Examples Bordesholm Wilpoldsried 18 Landkarte:

19 Zellulares Stromnetz VDE-Arbeitskreis Energieversorgung 4.0 Management Erzeugung Energie Daten Verbrauch 19 Speicher/ Umwandlung Grafik: für Arbeitskreis Energieversorgung 4.0 der ETG im VDE

20 Wärme 20

21 Fernwärme-Generationen Hinlauf-Temperatur C Heißdampf Zentrales Heizkraftwerk, Verbrennungs- Prozesse Hochtemperatur, Überdruck Zentrales Kraftwerk, Kraft-Wärme- Kopplung Verbrennungs- Prozesse Mittlere Temperatur, Niederdruck Saison-Speicher Kleine Kraft-Wärme- Kopplung Solar-Wärme Niedertemperatur, Kalt-Wärmenetz Saison-Speicher Einsammeln von Wärme Geothermie Solar-Wärme 1G G G G Frei nach: H. Lund et al., 4th Generation District Heating (4GDH) Integrating smart thermal grids into future sustainable energy systems, Energy 68 (2014) pp.1-11,

22 Wärmedämmung Abhängig von Größe des Hauses, insbes. Oberfläche Wärmedämmung 22

23 Verkehr 23

24 Elektromobilität 24

CO2-Bilanz Elektro-Smart Smart mit Verbrennungs- Motor Randbedingungen: Aktueller Strommix in Deutschland, Batterieherstellung mit fossilen Energien, Fahrleistung

25 CO2-Bilanz Elektro-Smart Smart mit Verbrennungs- Motor Randbedingungen: Aktueller Strommix in Deutschland, Batterieherstellung mit fossilen Energien, Fahrleistung km. 25 Quelle: N. Fuge, O. Kanz, P. Schürheck, "Ökobilanzieller Vergleich zwischen Elektrofahrzeugen und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor", TH Köln, Sept

26 Kohleausstieg 26

27 27 Bild: G. Mester für SFV

28 Braunkohle- Subventionen Umsiedlung, Infrastruktur Bsp. Verlegung A4: 108 Mio. von NRW Bergschäden: ca. 150 Mio. /a Bundesberggesetz: Verzicht auf Förderabgabe: 276 Mio. /a Wasserentnahme: Verzicht auf Abgabe: 22.5 Mio. /a Weitgehender Verzicht auf Energiesteuern: 1,32 Mrd. /a Externe Kosten: 13.2 Mrd. /a Feinstaub, Quecksilber, CO2 28 Quelle aller erwähnten Zahlen: Forum Ökologisch-Soziale Marktwirtschaft (FÖS), Zusammengestellt von Ingo Stadler

29 Kohle-Ausstieg RWTH Studie: Ausstieg aus Braunkohle sofort möglich Ersatz durch existierende Gaskraftwerke Kohle-Kommission: Kohleausstieg bis 2038 Kein Fahrplan Zu spät für s Klima Quelle: DVGW, 29 dvgw/aktuelles/presse/presseinformationen/dvgw- presseinformation-vom braunkohle verstromung-durch-gaskraftwerke-ersetzen/

30 Erdgas als Übergangstechnologie Methanverbrennung erzeugt etwa ½ CO2 wie Kohle Ermöglicht Übergang zu Langzeitspeicherung mit Power-To-Gas Aber: Methan-Gas mehr als eine Größenordnung klimaschädlicher als CO2 Problem: Leckraten Deutschland: 0,55%* Sibirien: bis zu 5% USA (Fracking): bis zu 10% Langfristige Lieferverträge blockieren Power-to-Gas? 30 Quelle: Jens Hüttenrauch, DBI, Berechnung auf Basis von: Federal Environment Agency 2018: German Greenhouse Gas Inventory , CRF, April 2018, online:

31 Bürger-Energiewende 31

32 Einbeziehung der Bürger 32

33 Finanzielle Aspkte 33

34 Geschwindigkeit 34

35 Maßnahmen 35

36 Germany as Weltmeister 36

37 Ziel: 100% Erneuerbare 2050 Weitgehend CO2-neutral 37 Quelle: klimaschutzplan-2050/

38 Bleibt Deutschland Weltmeister? 38 Bild: SFV, Daten ähnlich wie 1-stromvergleich.com/strom-report/ photovoltaik/, basierend auf Refrenezen von BMWi und Fraunhofer ISE

39 So schaffen wir es nie 39 Bild: V. Quaschning, quaschning.de/grafiken/ _dekarbonisierung-d/index.php

40 Energiewende zu teuer? 40

41 Kostenverteilung EEG- Umlage EEG- Vergütung 41

42 EEG-Umlage und Förderung von 60 Erneuerbaren 8 42 Vergütungen an Betreiber / Mrd Vergütungen an Betreiber Jahr EEG- Umlage EEG- Umlage Prognose Quelle: Wikipedia, "Erneuerbare-Energien-Gesetz", "Erneuerbare Energien werden subventioniert - Staat zahlt keinen Cent", Internationales Wirtschaftsforum Regenerative Energien (IWR) 2014, erneuerbare-energien-werden-subventioniert-staat-zahlt-keinen-cent ( ) EEG-Umlage / ct/kwh

43 EEG-Umlage befreite Unternehmen Im Jahr 2016: 2137 Unternehmen sind umlagebefreit [1] EEG-Umlagebefreiung bzw. Reduzoierung für [2]: Stromverbrauch > 1GWh Stromkosten >14% der Bruttowertschöpfung Bildquelle: DIW 2015, basierend auf Süddeutsche, Heise, Google Maps 43 Quellen: [1] ( ) [2] ( )

44 Preisbildung durch Merit Order Angebot Bedarf Preis Aktueller Preis Energiemenge 44

45 Preisbildung durch Merit Order Angebot Bedarf Preis Alter Preis Aktueller Preis Erneuerbare Zusätzlich zur EEG-Umlage Energiemenge 45

46 46

47 Bewusstsein für langsame Änderungen 47 Karrikatur: 2007

48 Kontakt Prof. Dr. Eberhard Waffenschmidt, Professur Elektrische Netze CIRE - Cologne Institute for Renewable Energy Betzdorferstraße 2, Raum ZO Köln, Tel eberhard.waffenschmidt@th-koeln.de 48

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