Energiepolitik. Zusammensetzung des künftigen Energiemixes. Jürgen Götz

Transkript

1 Energiepolitik Zusammensetzung des künftigen Energiemixes Jürgen Götz

2 Inhalt 1. Anlass 2. Gegenwärtige Situation 3. Energieträger 4. Primärenenergieeinsatz nach Sektoren 5. Bedeutung der Netze 6. Vor- und Nachteile einzelner Erzeugungstechnologien 7. Gestaltung des künftigen Energiemixes Dr. Jürgen Götz 2

3 1. Anlass (1) Dr. Jürgen Götz 3

4 1. Anlass (2) Entwicklung der Kraftwerkskapazität in Deutschland Quelle: eon Dr. Jürgen Götz 4

5 1. Anlass (3) Bruttostromerzeugung 2006 Kernenergie 26,3 % Braunkohle 23,9 % Quelle: Energiewirtschaftliche Tagefragen, 2007 Heft 3 sowie Heft 10 Steinkohle 21,4 % Erdgas 11,6 % Wasserkraft 4,4 % Windkraft 4,8 % Mineralöl 1,7 % Sonstige 5,9 % Dr. Jürgen Götz 5

6 1. Anlass (3) Gegenwärtig installierte Kraftwerksleistung Davon entfallen aufgrund des Ausstiegs Auslaufen der wirtschaftlichen Laufzeit von konventionellen Kraftwerken 120 GW 20 GW GW Erforderliche Kraftwerkskapazität ca GW (unter der Voraussetzung einer Entkopplung des Wirtschaftswachstums vom Energiebedarf) Dr. Jürgen Götz 6

7 2. Gegenwärtige Situation Primärenergieaufkommen in Deutschland 2006 in Mio t SKE 1 kg SKE = 8,1 KWh Dr. Jürgen Götz 7

8 2. Gegenwärtige Situation Dr. Jürgen Götz 8

9 3. Energieträger Steinkohle Energierohstoff mit weltweit größten Lagerstättenpotentialen und Reichweite deutsche Reserven: 24 Mrd. Tonnen theoretische Reichweite 900 a (bei 26 Mio t/a) heimische Förderung soll 2018 auslaufen derzeit werden 60 % unseres Verbrauchs mit einem Anteil von 24 % aus Polen, 23 % aus Südafrika, 15 % aus Russland sowie Kolumbien und Australien gedeckt Dr. Jürgen Götz 9

10 3. Energieträger Braunkohle 77 Mrd. Tonnen in Deutschland davon ca. 43 Mrd. t gewinnbar Rheinland: 55 Mrd. t, Reichweite noch ca. 40 Jahre auf derzeitigem Förderniveau Mitteldeutschland (Helmstedt Leipzig/Halle) ca. 10 Mrd. t Reichweite ca. 35 Jahre Lausitz: ca. 12 Mrd. t. Reichweite ca. 40 a Dr. Jürgen Götz 10

11 3. Energieträger Braunkohle Förderquote in Mio. t/a BK aus Tagebau Reichwalde zum KW Jänschwalde (+ 6 Mio. t/a) Prognostizierte Entwicklung der Braunkohlenverfügbarkeit sowie -fördermengen in der Lausitz KW Lippendorf KW Boxberg III KW Boxberg IV (ca. 30 Mio. t/a + 1 Mio. t/a für Brikettherstellung) Neubaublock 670 MW KW Boxberg (+ ca. 5 Mio. t/a) Stilllegung KW Boxberg III + KW Jänschwalde (ca Mio. t/a) Neubaublock zur CO2- Sequestierung 670 MW in Schwarze Pumpe (+ ca. 6 Mio. t/a) 40 Jahre Reserven in aktiven Tagebauen (1.593 Mio. Tonnen bei Förderquote von 40 Mio. t/a) Zubau von der Hälfte der in Boxberg und Jänschwalde stillgelegten Kapazitäten am Standort x (ca. + 7 Mio. t/a) Jahr Stilllegung KW Boxberg IV Lippendorf (ca Mio. t/a) 40 Jahre Ressourcen potentiell abbauwürdig (marginal) (1.845 Mio. Tonnen bei Förderquote von 40 Mio. t/a) angenommene mittlere Förderquote von 40 Mio. t/a nach Slaby/Drebenstedt Jahre Ressourcen potentiell abbauwürdig (submarginal) (1.864 Mio. Tonnen bei Förderquote von 40 Mio. t/a) Dr. Jürgen Götz 11

12 3. Energieträger Energiehaltige Abfälle Potential in Deutschland: 35 Mio. t /a abzüglich 3,5 Mio. t /a für Zementindustrie verfügbares Potential entspricht ca. 106 TWh/a 2005 wurden ca. 17 Mio. t in Abfallverbrennungsanlagen behandelt. Erzeugte Elektroenergie: ca. 5 TWh (von gesamt: 610 TWh) Darüber hinaus in Biomasse-HKW (Altholz) und bei Mitverbrennung von Abfallbrennstoffen ca. 9 TWh erzeugt, insgesamt 14 TWh oder ca. 2% des Strombedarfs in Deutschland Dr. Jürgen Götz 12

13 3. Energieträger Erdöl Sichere Reserven (Welt) ca. 171 Mrd. t (ca. 2 Mio TWh) Verbrauch Deutschlands: ca. 113 Mio. t/a (1300 TWh) inländische Reserven: 51 Mio. t, Förderung: 4 Mio. t/a Aufkommen % Deutschland Sonstige Libyen UK Norwegen Russland Dr. Jürgen Götz 13

14 3. Energieträger Erdgas Sichere Reserven: Mrd. m 3 (1,5 Mrd. TWh) weltweit rechnerische Reichweite: 63 Jahre inländische Reserven 270 Mrd. m 3, jährliche Förderung 20 Mrd. m 3 jährlicher Verbrauch Deutschland: 100 Mrd. m 3, d. h. 80 % Import Importanteile in %: Sonstige 1 Dänemark 1 Niederlande 1 1 Norwegen 1 Russland Dr. Jürgen Götz 14

15 3. Energieträger Uran Preis Anfang 2007 bei 120 US $/ kg (Verdreifachung seit 2004) Rohstoffpreis schlägt nur gering auf Strompreis durch (nur ca %) 3,5 Mio. t nachgewiesene Uranreserven zu 80 US $/ kg 7 Mio. t nachgewiesene Uranreserven zu 120 US $/ kg Vorkommen in verschiedenen Regionen der Welt Reichweite 67 bzw. 100 Jahre bei derzeitigem Verbrauch Durch Wiederaufarbeitung erhöhen sich die Brennstoffvorräte um 30 % Durch Nutzung des Brutprozesses erhebliche Verlängerung der Reichweite Bei hohen Preisen werden auch Vorkommen geringer Konzentration wirtschaftlich Problem: Endlager Dr. Jürgen Götz 15

16 3. Energieträger Uran Uranproduktion 2004 Australien Kasachstan USA Kanada Südafrika Namibia Niger Sonstige Russland Ukraine Usbekistan Quelle: Energiewirtschaftliche Tagesfragen, 2005 H. 5 S. 770 ff Dr. Jürgen Götz 16

17 3. Energieträger Erneuerbare Energien Deutschland 2006: 4,6 % Anteil am Primärenergieverbrauch 11,6 % Anteil am Strom 5,4 % Anteil Biokraftstoffe am Kraftstoffverbrauch 6,4 % Anteil bei der Wärmeerzeugung 7 Sachsen % Anteil am Strom 6 5 Wind 4 Wasser 3 Biomasse/-gas Photovoltaik Dr. Jürgen Götz

18 3. Energieträger Geothermie Energiepotential sehr groß Bei günstigen geologischen Bedingungen kann Erdwärme aus großen Teufen (bis 5000 m) zur Gewinnung von Elektroenergie verwendet werden. Umfangreiche geologische Erkundung ist erforderlich. Erdwärme ist grundlastfähig Oberflächennahe Erdwärme kann nur zu Heizzwecken (Wärmepumpen) verwendet werden. Evtl. Kombination mit Raumklimatisierung. Sachsen 2006: 4096 Anlagen Thermische Nennleistung: 55 MW Wärmeertrag: ca. 100 GWh (Quelle: SMWA) Dr. Jürgen Götz 18

19 3. Energieträger Wasserkraft Deutschland 2006: GWh bzw. Anteil von 4,4 % Erhöhung des Anteils regenerativer Wasserkraft um 4 % Sachsen 265 Wasserkraftanlagen, Nennleistung von 80 MW speisten 2006 rund 237 GWh ins öffentliche Netz Das Potential für Wasserkraftanlagen ist sowohl in Deutschland wie in Sachsen nahezu ausgeschöpft Dr. Jürgen Götz 19

20 3. Energieträger Wind Deutschland Windkraftanlagen installierte Leistung 20,6 GW Erzeugung 2006: GWh (Anteil: 4,8 % Brutto) Sachsen 750 Windkraftanlagen installierte Leistung 790 MW Erzeugung 2006: 1200 GWh (Anteil: 6,0 %) mittelfristig Erhöhung auf 2000 GWh bzw. 10 % vorgesehen Dr. Jürgen Götz 20

21 3. Energieträger Solarenergie Deutschland ca. 1 Million thermische Solaranlagen genutzte Wärmemenge 2006 auf 4085 GWh geschätzt Fotovoltaik: 2005/2006 Anlagen mit 750 MWp errichtet Erzeugung 2006 auf ca GWh geschätzt Sachsen: Fotovoltaik ca Anlagen mit rd. 50 MW installierter Leistung 2006 wurden rund 44 GWh ins öffentliche Netz eingespeist (Quellen: Stat. Landesamt, Erhebung LfUG, SMWA) Dr. Jürgen Götz 21

22 4. Energieeinsatz nach Sektoren Wärme Wärme beansprucht in Deutschland nahezu 50 % der gesamten Primärenergie! Übriger Bergbau, verarb. Gewerbe Haushalte, Gewerbe, Handel, Dienstl. Verkehr Dr. Jürgen Götz 22

23 4. Energieeinsatz nach Sektoren Wärme Erhebliches Einsparpotential im Gebäudebereich aber nicht unerhebliche Investitionskosten Fernwärmeversorgung entweder so nicht vorhanden oder kollidiert mit demografischer Entwicklung Kraft-Wärme-Kopplung: energetisch wünschenswert aber problembehaftet: Stadtwerke im Sommer vom Netz, im privaten Bereich: Investitionskosten Gegenwärtig ca. 5 % der Wärme aus erneuerbaren Energien Dr. Jürgen Götz 23

24 4. Energieeinsatz nach Sektoren Strom Anteil Strom am Endenergieverbrauch ca. 20% Zusammensetzung: Steinkohle Braunkohle Mineralöl Erdgas Kernenergie Wind Wasser Quelle: BMWi Sonstige Dr. Jürgen Götz 24

25 4. Energieeinsatz Strom Quelle: eon Dr. Jürgen Götz 25

26 4. Energieeinsatz Strom Dr. Jürgen Götz 26

27 5. Bedeutung der Netze Öl- und Erdgas politische Randbedingungen in den Erzeuger- und Durchleitungsländern bedeutsam, weniger die technischen Probleme, Energie- und Rohstoffbedarf der Entwicklungsländer konkurriert mit Bedürfnissen der Industrieländer starkes Wachstum des LNG-Transportes, Herausbildung Spotmarkt Wachsende LNG- Kapazitäten entspannen den Erdgasmarkt (abgelegene Lagerstätten fern jeder Infrastruktur werden erschlossen) Lieferengpässe können bis zu einigen Wochen durch vorhandene Druckspeicher überbrückt werden. (Kapazität in D 19.2 Mrd. m3) Bau einer direkten Erdgaspipeline zwischen Russland und Deutschland Die Diversifizierung der Erdöl- und Erdgasversorgung bedarf vielfältiger außenpolitischer Anstrengungen mit langem Atem Abbau von Handelshemmnissen und Zufluss von Kapital stehen im Vordergrund Dr. Jürgen Götz 27

28 5. Bedeutung der Netze Strom Ca. 400 Mio. Verbraucher ca TWh / a Frequenz 50 Hz +/- 0,1 Hz Übertragungsnetzbetreiber verantwortlich für Beschaffung und Einsatz der Regelenergie Versorgungssicherheit gesetzlicher Auftrag (Energiewirtschaftsgesetz) Dr. Jürgen Götz 28

29 5. Bedeutung der Netze Strom UCTE Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity ca. 400 Mio. Verbraucher ca TWh / a Frequenz 50 Hz +/- 0,1 Hz Quelle: Untersuchung. im Auftrag d. BMU: Ausbau der Erneuerbaren Energien im Stromsektor, DLR-ZSW Wuppertal Übertragungsnetzbetreiber sind verantwortlich für Beschaffung und Einsatz der Regelenergie Versorgungssicherheit gesetzlicher Auftrag (Energiewirtschaftsgesetz) Dr. Jürgen Götz 29

30 5. Bedeutung der Netze Regelung Anforderung und Bedarf von Regelenergie, Beispiel RWE- Netz Primärregelung Automatisch UCTE- weit ± 320 MW In 30 Sekunden aktivierbar und bis 15 Min. haltbar Regelzone Sekundärregelung Automatisch (< 15 Min.) ± 1050 MW Mit Leistungsänderungsgeschwindigkeit 200 MW/min Minutenreserve Manuell (> 15 Min.) Regelzone übergreifend MW MW Innerhalb von 15 min abrufbar Gesamt / 1990 MW Erforderliche Kapazitäten sind vom Netzbetreiber vorzuhalten Dr. Jürgen Götz 30

31 5. Bedeutung der Netze Integration WKA Quelle: dena-netzstudie Dr. Jürgen Götz 31

32 5. Bedeutung der Netze Dena-Netzstudie (Teil I) zur Integration der WKA Lösungen nur bis zu einem Anteil von ca. 20 % Stochastisches Einspeise- und Betriebsverhalten haben erhebliche Auswirkungen auf Netzbetrieb Windenergie wird zum bestimmenden Faktor der Reserveleistung (+7100 bzw MW) Bei prognostizierter WKA-Leistung MW Zugewinn an gesicherter Leistung nur ca. 5-6 % MW sind konventionell abzusichern! Erhebliche Investitionen erforderlich: Netz, Regelung Dena- Studie Teil II wird 2008 erwartet Quelle: Keusen et al, Ergebnisse und Konsequenzen.Energiewirtschaftliche Tagesfragen, H 4 ( Dr. Jürgen Götz 32

33 6. Vor- und Nachteile einzelner Technologien WKA: Diskrepanz zwischen Angebot und Nachfrage mangelnde Speicherkapazität, Transport Lösung Druckluftspeicher? Pumpspeicherkraftwerk? UVP!! Biomasse nur CO 2 -aufkommensneutral, Flächenverbrauch Konkurrenz zur Nahrungsgütererzeugung Feinstaubproblematik bei Holz Energiehaltige Abfälle unbedingt nutzen Fotovoltaik: Preis / Wirtschaftlichkeit KWK: in Ballungsgebieten gut aber Demografie KWK im Kleinen (EFH), virtuelles Kraftwerk Dr. Jürgen Götz 33

34 7. Zukünftiger Energiemix Energieprogramm Sachsen Leitlinien: Alle Ressourcen (Arbeit, Kapital Rohstoffe, Umwelt) effizient nutzen Irreversible Schädigungen der Natur vermeiden Preiswerte Bereitstellung von Energie für alle Verbraucher, energiebedingte Risiken auf verantwortbares Maß begrenzen Handlungsregeln: Verlässliche und konsistente energiepolitische Rahmenbedingungen Verantwortung des Staates für Forschung und Entwicklung Alle technischen Optionen sind für eine nachhaltige Energieversorgung offen zu halten Schwerpunkte: Braunkohle, Effizienz, Forschung, Förderung Dr. Jürgen Götz 34

35 7. Zukünftiger Energiemix Energieprogramm 2007 Entwurf des SMWA Energiewende hin zur Nutzung ausschließlich erneuerbarer Energien Nachhaltige Entwicklung Handlungsschwerpunkte: Braunkohlenutzung Steigerung Energieeffizienz Ausbau des Anteils heimischer Energieträger (2050 ca. 60 %, % erneuerbare Energien ) Dr. Jürgen Götz 35

36 7. Zukünftiger Energiemix Dr. Jürgen Götz 36

37 7. Zukünftiger Energiemix Rede SM Tillich 75. Sitzung des Sächs. Landtags: Es stellt sich die Frage, nachdem wir ökonomisch aus der Steinkohle heraus wollen, politisch aus der Kernkraft und der Braunkohle heraus sollen das waren ja die Forderungen aus der Opposition-, woher der Strom kommen sollen. (..) Wir können und wir dürfen zum jetzigen Zeitpunkt keine Energieoption ausschließen. Das schließt auch, so wie es Prof. Mansfeld gesagt hat, Laufzeitverlängerungen der Kernkraftwerke in jedem Fall ein. Wir brauchen einen Energiemix, bis wir eine zuverlässige Technologie für die Energieversorgung der Gegenwart und der Zukunft haben, das heißt die Energieversorgung, die umweltschonend, preiswert und sicher ist Dr. Jürgen Götz 37

38 7. Zukünftiger Energiemix EU- Energiepaket Januar 2007 EU- Präsidentschaft D 8-Punkte-Plan der Bundesregierung April 07 G-8 Gipfel Juni Energiegipfel Juli 2007 Entschließung des EP vom 24. Oktober 2007 Konventionelle Energiequellen und Energietechnologie IEA World Energy Outlook Nov : Atomausstieg überdenken Dr. Jürgen Götz 38

39 7. Zukünftiger Energiemix Dr. Jürgen Götz 39

40 7. Zukünftiger Energiemix Empfehlung Es gelten die Gesetze der Physik Strompreise bilden sich am Markt! Auch Braunkohlekraftwerke mit eigenem Tagebau erlösen den am Markt realisierbaren Preis (Grenzkostenansatz) Eine breite Basis an Erzeugungskapazitäten (Atom, Kohle) sichert, dass teure Gaskraftwerke nur selten zugeschaltet werden müssen. Weiterbetrieb der Kernkraftwerke ist derzeit die kostengünstigste Variante auch zur Erreichung der Klimaschutzziele Dr. Jürgen Götz 40

41 Anhang Dr. Jürgen Götz 41

42 Anhang Dr. Jürgen Götz 42

43 Anhang Dr. Jürgen Götz 43

44 Anhang Dr. Jürgen Götz 44

45 Anhang Dr. Jürgen Götz 45

46 Anhang Dr. Jürgen Götz 46

47 Anhang Dr. Jürgen Götz 47

48 Dr. Jürgen Götz 48