FACHTHEMA ENERGIE Kohle, Was kostet Erdgas und die Uran

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1 FACHTHEMA ENERGIE Kohle, Was kostet Erdgas und die Uran Energiewende? Gerd Ganteför Fachbereich Physik

2 Primärenergiemix USA 2008 Kohle + Gas + Erdöl Kernenergie andere Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie 2

3 Primärenergiemix Deutschland 2008 Kohle + Gas + Erdöl Kernenergie andere Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie 3

4 Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie 4

5 Energie, Klima und Bevölkerungsanstieg Die Entwicklung der CO 2 Emissionen Grafik aus: Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie 5

6 Ein Blick zurück in die Geschichte Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie 6

7 Ein Blick zurück in der Zeit: Phase I bis 400 n. Chr. 4 Millionen Menschen (D) 90 % in der Landwirtschaft kaum Agrarüberschüsse einzige Energiequelle: Biomasse Arbeit durch Muskelkraft: Menschen, Esel, Ochsen 0,1 Euro pro Stunde Germanische Siedlung n. Chr. Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie 7

8 Wass kostet die Energiewende? Eine neue Energie: Wasserkraft "Der Kraftantrieb durch das Wasserrad ist eine menschliche Fundamentalerfindung, die wichtigste überhaupt in der Geschichte der Energie vor der Verwertung der Dampfkraft. Und die Erschließung dieser neuen, von der Biomasse unabhängigen Energiequelle, ist vielleicht sogar der Beginn der Kultur des Abendlandes. Getreidemühlen ab 400 n. Chr. Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie 8

9 Die Zeit der Mühlen: Phase II 1000 n. Chr. bis 1800 n.chr Millionen Menschen (D) 50 % in der Landwirtschaft ein Bauer ernährt 2-4 Menschen Kindersterblichkeit % Holzmangel um Euro /Stunde 1800 n. Chr. : über 100 verschiedene Mühlentypen Mühlen allein in Frankreich Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie 9

10 Die Zeit der Dampfmaschine: Phase III ab 1800 n.chr. bis heute 80 Millionen Menschen (D) 2 % in der Landwirtschaft ein Bauer ernährt 150 Menschen Kindersterblichkeit 0,4 % 10 Euro / Stunde Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie10

11 Heute existieren die drei Phasen parallel v v Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie11

12 Fazit Biomasse: Holzmangel um 1800 Konkurrenz um Nahrungsmittel Wasser: Wind: Blütezeit im Spätmittelalter zu unzuverlässig, nur küstennah Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie12

13 Produktivität Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie13

14 Pflügen in den drei Zeitaltern 1 Mensch 100 Stunden pro Hektar 6-Spänner, 1 Mensch 4,4 Stunden pro Hektar 350 PS Traktor,1 Mensch 3 Hektar pro Stunde Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie14

15 Arbeitsaufwand für die Energieerzeugung heute: Beispiel Braunkohlekraftwerk Braunkohlekraftwerk Niederaußem 27 Milliarden kwh/ Jahr 700 Angestellte 20 Mio Tonnen Bedarf Braunkohletagebau Garzweiler 40 MioTonnen pro Jahr 1725 Angestellte 58 Angestellte für 1 Milliarde kwh Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie15

16 Sinnvolle Arbeitsplätze? Arbeitsaufwand für die Erzeugung des deutschen Endenergieverbrauchs = 2500 Milliarden kwh Kohle: Erdöl: Uran: Wind: Photovoltaik: Arbeitsaufwand in Arbeitsjahren Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie16

17 Die Kosten des Umstiegs Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie17

18 Die Kostenschätzung der Bundesregierung / Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie18

19 Eckdaten der Kostenschätzung 40 Millionen Haushalte Endenergieverbrauch 2500 Milliarden kwh davon Stromverbrauch 500 Milliarden kwh Bruttoinlandsprodukt 2500 Milliarden Euro maximaler mittlerer Energiepreis: 1 Euro pro Kilowattstunde maximal bezahlbarer mittlerer Energiepreis: 10 Cents pro Kilowattstunde Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie19

20 Es gibt vier klassische Energien: Kohle Erdöl Erdgas Uran Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie20

21 Typische Energiepreise (Kohle, Erdöl) heute Strompreis für den Endverbraucher: 20 cents/kwh Wärmeenergie aus Benzin (1,50 /l): 15 cents/kwh Tatsächlicher Strompreis ohne Steuer, Abgaben und Gewinnen (Stromgestehungskosten): 4 cts/kwh Tatsächlicher Benzinpreis ohne Steuer, Abgaben und Gewinnen = 60 cts/ltr (Energiegestehungskosten): 6 cts/kwh Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie21

22 Es gibt vier regenerative Energien: Biomasse Sonne Wind Wasser Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie22

23 Vergleich 1 Gigawatt Kohlekraftwerk - Biomasse 1 Gigawatt elektrische Leistung in 11 Monaten des Jahres pro Stunde in 11 Monaten 1 Million kwh 8 Milliarden kwh= 8 TWh Energiepflanzen Ertrag pro Jahr und pro Hektar Ertrag an CH m 3 /Hektar Energieinhalt/m 3 10 kwh/m 3 Energie/Hektar Elektrizität/Hektar kwh/hektar für 8 Milliarden kwh km kwh(50% Wirkungsgrad) Für den Ersatz von 7 Kraftwerksblöcken sind rund km 2 Ackerfläche nötig Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie23

24 Die Zahlen zur Biomasse sind offenbar richtig: ARD Film "Der Pakt mit dem Panda" Teil II : :14 Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie24

25 Ein großes Photovoltaikkraftwerk Waldpolenz bei Leipzig Fläche 1,1 km 2 Stromerzeugung 0,04 Mia kwh/ Jahr = 1/675 von Niederaußem Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie25

26 Es gibt vier regenerative Energien: Biomasse zu großer Landverbrauch Sonne teuer, aber ausbaufähig Wind ausbaufähig Wasser kaum ausbaufähig in D Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie26

27 Die Stromgestehungskosten Photovoltaik Wind Onshore Wind Offshore 30 cts/kwh 8 cts/kwh 14 cts/kwh Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie27

28 Bisheriger Anteil der regenerativen Energien an der Stromerzeugung Anteil regenerativer Energien am Primärenergieverbrauch der Elektrizität in Deutschland im Jahr 2010 (Gesamtvolumen: rund 500 Milliarden kwh). Wasserkraft 20 Milliarden kwh kaum ausbaubar Biomasse, Müll, etc. 20 Milliarden kwh Ausbau problematisch Wind 38 Milliarden kwh stark ausbaufähig Photovoltaik 12 Milliarden kwh stark ausbaufähig Summe 90 Milliarden kwh Noch benötigt: 410 Milliarden kwh Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie28

29 Die Mehrkosten Zusätzliche Kosten für die Erzeugung von 410 Milliarden kwh an Elektrizität (Annahmen: Solar/Wind = 1/1, Offshore/Onshore = 3/1) Energieform Preisaufschlag Beitrag in Kosten in in cts/kwh Milliarden kwh Milliarden Euro Photovoltaik 30-4 = ,3 Wind Onshore 8-4 = Wind Offshore 14-4 = ,5 Kraftwerkskapazität ,2 Mehrkosten pro Jahr 79 Milliarden Euro Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie29

30 Die Mehrkosten pro Haushalt 79 Milliarden Euro / 40 Millionen Haushalte 165 Euro pro Monat Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie30

31 Die nächste Phase? Lebensstandard Phase III Industriegesellschaft Kohle, Erdöl, Erdgas, Uran Phase II Manufakturen Biomasse, Wasser, Wind Phase I Bäuerliche Selbstversorger Biomasse Zeit Phase IV Zukunftsgesellschaft Fusion, neue Quellen Phase III Kontinuität Kohle, Erdgas, Uran Phase II Energiesparen Biomasse, Wasser, Wind, Sonne Gerd Ganteför Fachbereich Physik Fachthema Energie Folie31

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