ERNEUERBARE ENERGIEN - WIE WEIT IST DIE ENERGIEWENDE?

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1 ERNEUERBARE ENERGIEN - WIE WEIT IST DIE ENERGIEWENDE? Fraunhofer Institute für Solare Energiesysteme Niklas Kreifels 22. September 2014

2 Wieviel Strom verbraucht ein Mensch pro Jahr? Ca kwh Was sind 1000 kwh? 2

3 Was sind 1000 kwh? 1000 Mal Waschmaschinendurchgang* (AEG L54840D, 60 Vollbeladung) * Bildquelle: Amazon; Berechnungsgrundlage: 3

4 Was sind 1000 kwh? Jahresverbrauch von 6,5 Kombi-Kühlschränken* (Siemens KG39EAL40) * Bildquelle: Amazon; Berechnungsgrundlage: 4

5 Was sind 1000 kwh? Stunden arbeiten inkls. WiFi mit dem ipad 1* * Bildquelle: idoc.eu; Berechnungsgrundlage: 5

6 Was sind 1000 kwh? Stunden arbeiten mit MacBook* (15 Zoll, 2009 Modell) * Bildquelle: computerbild.de; Berechnungsgrundlage: 6

7 Was sind 1000 kwh? 5700 km fahren mit Tesla S* * Bildquelle: Wikipedia; Berechnungsgrundlage: Wieviel kwh erzeugen Erneuerbare? 7

8 Wieviel Strom erzeugt eine Photovoltaikanlage? Regionale Unterschiede in Deutschland 8 Kumulierte Globalstrahlung auf der Horizontalen im Jahr 2012 (Darstellung: Fraunhofer ISE).

9 Wieviel Strom erzeugt eine Photovoltaikanlage? Beispiel 9

10 Wieviel Strom erzeugt eine Photovoltaikanlage? Dieses Haus hat ca. 10 kwp 10

11 Wieviel Strom erzeugt eine Photovoltaikanlage? Das bedeutet ca. 10 * 1000 kwh = kwh* *Der durchschnittliche Ertrag variiert für Regionen in Deutschland und pro Jahr; 1000 kwh / kwp ist ein grober Richtwert 11

12 Wieviel Strom erzeugt eine Photovoltaikanlage? kwh versorgen bilanziell 10 Leute 12

13 Wieviel Strom erzeugt eine Windkraftanlage? Windgeschwindigkeiten im Norden sind höher 13 Durchschnittliche Windgeschwindigkeit in 100m Höhe im Jahr 2012 (Darstellung: Fraunhofer ISE).

14 Wieviel Strom erzeugt eine Windkraftanlage? Ca MWh, also kwh* 14 * Bildquelle: siemens.com; Berechnung: gilt für eine 3MW- Anlage mit 1800 Volllaststunden; es gibt Windkraftanlagen, deren Generatorleistung deutlich geringer bzw. deutlich höher ist

15 Wieviel Strom erzeugt eine Windkraftanlage? 5400 Leute werden bilanziell versorgt Bildquelle: siemens.com; Berechnung: gilt für eine 3MW- Anlage mit 1800 Volllaststunden; es gibt Windkraftanlagen, deren Generatorleistung deutlich geringer bzw. deutlich höher ist 15

16 Wo stehen die meisten PV-Anlagen? 16 Dichte der installierten Leistung der PV-Anlagen im Februar 2014 (Darstellung: Fraunhofer ISE; Datengrundlage: [EnergyMap, 2014]).

17 Wo stehen die meisten Windkraftanlagen? 17 Dichte der installierten Leistung der Windkraft-Anlagen im Februar 2014 (Darstellung: Fraunhofer ISE; Datengrundlage: [EnergyMap, 2014]).

18 Wie viel Strom erzeugen Erneuerbaren Energien heute? 18

19 Stromerzeugung in den ersten sieben Monaten 2014 Solar-, Wind- und Biomassestrom jeweils mehr als gasbasierte Stromproduktion Graph: B. Burger, FraunhoferISE; data: European Stock Exchange EEX, energetic corrected values 19

20 Solarstrom bis zu 35 % Anteil an deutscher Stromproduktion zu einigen Zeitpunkten im Juni 2013 Graph: N. Kreifels, FraunhoferISE; data: EEX Transparency and EPEX 20

21 Kohlekraftwerke mit hohem Anteil an täglicher Produk. Gaskraftwerke laufen kaum Graph: N. Kreifels, FraunhoferISE; data: EEX Transparency and EPEX 21

22 Was sind einige Herausforderungen? 22

23 Erneuerbare Stromerzeugung ausbauen ist nur ein Teil der Energiewende: Effizienz steigern, vor allem im Wärmebereich Energiebedingte CO 2 -Emissionen in Deutschland in Mio. Tonnen (2008) source: "Politikszenarien für den Klima-schutz VI - Treibhausgas-Emissionsszenarien bis zum Jahr Öko-Institut et al. im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA), März

24 Die Produktion aus Solar- und Windstrom vorhersehen Prognosemodelle verbessern PV Power [kw] 24 Time Global Irradiance [W/m²]

25 Überschüsse effizient vermeiden Verhältnis von ca. 1:1 bei Wind zu PV sinnvoll* 25 Graph: N. Kreifels, FraunhoferISE; data: EEX Transparency and EPEX * s. Studie:

26 Wie kann ein erneuerbares Zielenergiesystem aussehen? 26

27 Stromerzeugung in Zukunft aus Studie: Energiesystem 2050* Photovoltaics 147 GW el Onshore Wind 120 GW el Offshore Wind 32 GW el Medium and large size CHP (connected to district heating) 60 GW el 27 3 Haupt-Nebenbedingungen: 1. Reduction of energy-related CO 2 emissions by 81 % (compared to Kyoto reference value) 2. Space heating demand 40 % of the value of today (reduced by building energy retrofit) % of mobility with battery-based E-Mobility, 30 % with hydrogen-based E-Mobility, 40 % like today *

28 decentralized Wärmeerzeugung in Zukunft aus Studie: Energiesystem 2050* Solar thermal 42 GW th centralized Solar thermal 40 GW th Heat pumps 22 GW th (el., brine) 19 GW th (el., air) 15 GW th (gas) CHP in heat networks 60 GW el installed capacity 15 GW th centralized heat pumps 28 *

29 Speicher in der Zukunft aus Studie: Energiesyst em 2050* Battery storage (3 kwh) Number Appr.8 Mio Units Total capacity 24 GWh Equ. full cycles Pumped storage power plants Number 42 Units Total capacity 60 GWh Equ. full cycles Electrolysers Total capacity 33 GW el Full load hours 2485 h Only needed for mobility (not for electricity and heat sector) Decentralized heat storage (800 Liter) Number Appr.7 Mio Units Total capacity 319 GWh Equ. full cycles * Centralized heat storage ( m³) Number Appr.150 Units Total capacity 346 GWh Equ. full cycles

30 Thank you for your attention! Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE Niklas Kreifels 30

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