Erneuerbare Energien Erfolgsstory in Liechtenstein

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1 Erneuerbare Energien Erfolgsstory in Liechtenstein Prof. Dr. Franz Baumgartner ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften School of Engineering Winterthur; Doz. Erneuerbare Energie Langjähriges Mitglied Energiekommission Liechtenstein Mitglied Reflexionsgruppe BFE Erneuerbare Energie Sprecher wissenschaftlicher Beirat A EE, LIGA Ausstellung, Stand der Energiefachstelle FL, Vier Themen 1. Treiber für erneuerbare Quellen 2. Marktführer sind Vorbilder 3. Mehr SOLAR weniger FOSSIL 4. Liechtenstein führend Solar WP University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch;

2 Unsicherer Ölpreis begrenzte Vorräte See also: University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch;

3 Aktuelle Energieträger Liechtenstein Schweiz Strom Gas % 13% Öl Mob. Öl - Heizen 33% 22%

4 Die Treiber für Erneuerbare Energien Das Klima der Welt: CO 2 Ressourcen -Knappheit 2100 mit +6 C? regionaler Klimawandel Risiken: Kosten / Sicherheit Lit Lit ÖL-Preis akt. 120$/bl in 2008; 40$ - 150$ 200$/bl? Ökologie der Tankerunfälle, Fukushima? Erdölreserven bis 2050?; China, Indien? Zukunftsmarkt mit Potential Gesellschaftlicher Konsens: Zukunft ist ERNEUERBAR, wenn heute investiert wird? University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch;

5 Ziele der Energiestrategie FL 2020 Leitgedanke: Ziel in Europa -20% Verbrauch/Steigerung der Effizienz -20% CO2 Emission +20% Erneuerbare Energien Stand 2012: Quelle Ressort Wirtschaft Szenario 1: Weiter wie bisher EE Anteil 8.2% auf 12.5%, Szenario 2: Verbesserungen EE auf 20%, CO2-20% Inland Szenario 3: Forcierung Eff u. EE EE auf 40%, CO2-30% University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch; z. Vergleich Schweiz 25% Verbrauch bis 2050 siehe Energiefilm

6 Solarzelle Solarmodul - System Data sheet: crystalline solar module solar cell 15cm x 15cm 3.5 Watt costs 3 SFr Solar module: 230W / 60 Zellen PV Fascade;

7 Kenndaten Solarmodul Data sheet: crystalline solar module 230W 1.68m 0.99m 2 m 1000W

8 PV am Dach: Schweizer Solarpreise Wüthrich Uettlingen, Bern, 23 kwp Vaduz Ch. Ospelt, Plus Energie Sanierung 182% Migros Luzern Stans, 567 kwp Tanner, Schocheswil /TG, 13 kwp +14m 2 therm.

9 Einfache Ertragsabschätzung im Web 12m kw ca. SFr Ertrag 1368 kwh

10 AEE Agentur f. Erneuerbare Energie u. Eff. TWh/a in TWh/a Effizienz Geothermie Wasserk. Bio Wind PV AEE 2030 AEE Effiz SATW SATW AEE Pressekonferenz in Bern am 3. März 2011 University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch; 10

11 Swiss Cleantech Energiestrategie 2011 Q3 Massnahmen: Prämie 5 Rp/kWh KKW 1 Rp/kWh WKW University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch; 11

12 Ziele Energiestrategie Schweiz BFE Green Electricity Production in Switzerland 2050 GWh 2012 KEV Finanzzusagen ca. 5TWh EE PV 5% Ziele Zubau Erneuerbar, Frank Rutschmann, Sektionschef Erneuerbare Energie BFE,

13 Historische Kostenentwicklung Kraftwerke Photovoltaik / Kostenentwicklung Nuclear reactor / Kostenentwicklung Breyer, EUPVSEC, Hamburg Sept 2011 University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch;

14 Kosten sinken mit industrieller Produktion- Ingenieure optimieren Produktionsprozesse KAI MT new /W mod. cost.o.o. Oerlikon Solar, Produktionlinie, Schweiz Gerold Büchel, PV Industry Forum, Munich 10 June 2008 Oerlikon Technologie 10kW Dünnschichtmodule auf dem Dach von M. Meier, in Berlingen, Thurgau 30 Rp/kWh Trend Haushaltsstrom BOS 40% 15 Rp/kWh Module 60% Trend Photovoltaikstrom BOS 70% 30% University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch;

15 Globale Kostenreduktion der Solarzellen

16 Kostenreduktion auch in der Schweiz Urs Wolfer, BFE, Swisssolartagung März 2012, Baden

17 Solar funktioniert auch in der Schweiz! Schweizer Solarpreis kW auf 75m 2 ca. 5m 2 pro kw

18 Mit Solarstrom HEIZEN!! Solar power 5 kwh 12kW, CH Heat 15kWh grid Ambient heat 10 kwh Heat pump electricity 5 kwh 130m 2 / 30kWh th /m 2 10m 2 PV (14%) COP 3 heat pump PV about 400 SFr/a

19 MWh/a Erfolgsgeschichte Liechtenstein: Alle neuen Wärmepumpen Solarversorgt!!! PV + Heat Pump success story in Liechtenstein Jun 08 Lässt sich der Mehrbedarf für Wärmepumpen mit Photovoltaikstrom aus Liechtenstein decken? Sep 08 Dez 08 Mrz 09 Strombedarf WP Stromproduktion PV Jun 09 Sep 09 Dez 09 Mrz 10 Jun 10 Sep 10 Dez 10 Mrz 11 Jun 11 8GW PV inst. +4GW PV financ. Vergleichsgrundlagen: Wärmepumpen JAZ= 3.0 Photovoltaik 800kWh/kWp Anträge mit Zusicherungen Sep 11 Dez 11 Mrz 12 Jun 12 Energiefachstelle FL, August 2012

20 Solarstrom vom Dach und Anwendungen University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch;

21 Solarstrom vom PV Carport Ein Fünftel des Treibstoffs steht auf den künftigen PV Carports bereit. H. Neumann, D. Schär, F. Baumgartner, Progress of Photovoltaics, m x 5m pro Carport 2kWp Solarzellenleistung ca km jährlich solare Reichweite Quelle: Solar Wings CH siehe auch University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch; 21

22 Förderung Erneuerbare in Deutschland

23 Realisiertes EE Wachstum in Deutschland vgl. Ziel Schweiz Bundesrat und VSE für 2035 ein plus von EE 7 bis 10%, Stand 2010 Deutschland Die erneuerbaren Stromanteile! Schweiz BRD FL CH PV 0.2% 5% 2% 5% Wind 0.1% 8% - 3% Bio 0.5% 7% - 6% Hydro 57% 4% 17% 60% Green Electricity Production in Switzerland 2050 GWh Schweiz BFE 5% PV University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch;

24 Installierte Leistung im Ländervergleich Erneuerbare Energietechnik 2012 pro Einwohner Solarzellenleistung Watt Windenergieleistung Watt Solarthermiefläche Quadratmeter CH Schweiz FL Liechtenstein (350) D Deutschland

25 SWISSSOLAR - Branchenverband 20% PV Stromanteil ist in der Schweiz machbar 12 m 2 PV Dachanteil pro Kopf ist auf den CH Gebäuden verfügbar! 200 W/Kopf 6000MW installiert SATW W/Kopf vgl. Suntech 1600MW in W/Kopf PV 12 TWh 20% Stromanteil Solarfachtagung Fribourg, 14. April 2011 University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch;

26 Persönliche Anmerkungen I. Mehr Mut um die Zögerlichkeit zu überwinden!! Wer nicht investiert (Privat, Wirtschaft, Gesellschaft) kann keine erfolgreiche Zukunft erwarten. Erfolgreiche Marktstimmulierung ohne KEV-Deckel. II. III. IV. Die Wirtschaft braucht Fachkräfte Schulen müssen liefern! Die Jungen nehmen die technischen Herausforderungen an, wenn wir ihnen spannende Aufgaben, spannende Projekte aber auch regionale Ausbildungs- und regionale Arbeitsmöglichkeiten bieten Der Bund und generell die öffentliche Hand muss die angewandten Wissenschaften ernst nehmen und nationale Forschungspläne nicht nur aus der Sicht der internationalen Spitzenforschung an wenigen Zentren entwickeln

27 3 Quadratmeter PV für Mühleberg 3 TWh/a Stromerzeugung KKW Mühleberg (5% von 60TWh Landesverbrauch) Ersatz MW Solarmodule 3TWh Solarstromertrag etwa 3m 2 Solarmodule pro Kopf für nächsten 5 Jahre ca. 1Mrd jährlich Invest. auf Dächern KEF Vergütung für jährliche Solarstromvergütung etwa 600Mio Fr oder ca. 1 Rp / kwh

28 CO2 Footprint - Photovoltaik University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch;

29 Marktanreiz für den solaren Umstieg! PV-Anlage Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Anlagengrösse 1 kwp 8 kwp 15 kwp Flächenbedarf ca. 6 m2 48 m2 90 m2 Investition ca. 3`000 CHF 24`000 CHF 45`000 CHF Förderung Land 650 CHF 5`200 CHF 9`750 CHF Förderung Gemeinde* 650 CHF 5`200 CHF 9`750 CHF Investition nach Abzug der Förderung Erwarteter Energieertrag pro Jahr kwh/a 1`700 CHF 13`600 CHF 25`500 CHF 900 7`200 13`500 Einspeisevergütung 15 Rp/kWh 15 Rp/kWh 15 Rp/kWh Einspeisevergütung während 10 Jahren Ergebnis nach 10 Jahren** 1`350 CHF 10`800 CHF 20`250 CHF -350 CHF -2`800 CHF -5`250 CHF *Zusätzlich zur Landesförderung erhalten Sie von den meisten Gemeinde eine Förderung von 100% der Landesförderung bis zur jeweiligen Höchstgrenze. Bitte fragen Sie in Ihrem konkreten Fall direkt bei der Gemeinde an. ** Kapital, Unterhalt und Messkosten nicht berücksichtigt. Energiefachstelle FL, August 2012 und

30 Danke für die Aufmerksamkeit und unterstützen Sie den Umbau! Publikationen unter Solar Wings, 650kW Lonza Solarpark, Waldshut Solar Wings, 60kW, Tenna Infos für Liechtenstein unter und University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch;

31 Ergänzungen

32 Thermische Sonnenkollektoranlage für WW Wärmebedarf für Warmwasser 4 Personen: 4000 kwh/a Fläche: 10 m2 Deckungsgrad BWW: 75% Nutzungsdauer: 20 Jahre Solarer Wärmeanteil: 3000 kwh/a Kosten gegenüber konventioneller Warmwassererzeugung: Mehrinvestitionen: CHF Wärmepreis: CHF/(3000 kwh x 20 Jahre)= 16 Rp/ kwh University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch; Energiefachstelle FL, August 2012

33 Photovoltaik und Wärmepumpenboiler WW Wärmebedarf für Warmwasser 4 Personen: 4000 kwh/a Leistungszahl der WP: 2.7 Solare Stromerzeugung: kwh/a Fläche: 10 m2 Installierte Leistung: 1.5 kwp (wird natürlich grösser gebaut!) Nutzungsdauer: 20 Jahre Deckungsgrad BWW: 100% Kosten gegenüber konventioneller Warmwassererzeugung: Mehrinvestitionen: 1.5kWp Photovoltaik CHF WP- Boiler CHF abz = Total CHF Mehrkosten Wärmepreis: CHF/(4000 kwh x 20 Jahre)= 9.3 Rp/ kwh University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch; Energiefachstelle FL, August 2012

34 Buchempfehlung zum Thema Kunstmann: München 2010; 270 Seiten, 19,90 ; ISBN Buchbesprechung Franz Alt Rohstoff, Erklärung von Bern Salis Verlag, Zürich, 166 Seiten, Fr , ISBN Buchbesprechung «könnte dereinst ein «Too dirty to tolerate»- Problem mit den Handelsriesen entstehen.»

35 Globale Potentiale der Erneuerbaren SOLAR 1000 x höheres technisches Potential als Verbrauch University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch; ICCP Special Report Renewable, May 2011

36 Erneuerbarer elektrischer Strom University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch; ICCP Special Report Renewable, May 2011

37 Solare Dominanz beim Mittagsstrom 52GW, CAP, Federal Government Germany, 26 June 12 9% 51GW % 68GW %/a jährlich neuer PV Stromanteil 3% 17GW_PV % 24GW_PV

38 Photovoltaik im Stromnetz Schweiz University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch; F. Baumgartner Prog. of PV, 2010

39 Photovoltaik im Stromnetz Schweiz 30% Solarstromanteil mit Nutzung der Pumpspeicher und Reduktion Grundlast. University of Applied Science Zuerich; ; bauf@zhaw.ch; F. Baumgartner Prog. of PV, 2010

40 Kostengleichheit Haushalt PV/Speicher

41 Mangel an technischen Fachkräften Ing. 222 Elektroing. (Rückgang), 555 Maschinen Ing. (Steigerung) Eintrittszahlen 2010: Energietechnik & Umwelt 86 Studierende Eintrittszahlen (Absolventen 2010 Technik & IT 1687) Okt. 2011

42 Bachelor Studiengang Energie & Umwelt z.b. in Winterthur, ZHAW SoE, Planung Start Sept 2012 Schwerpunkte Studium Generale Projektschiene Thermische erneuerbare Energien Umwelt und Nachhaltigkeit Elektrische erneuerbare Energien Wahlfächer 3. Studienjahr 1 Wahlmodul Mensch, Technik, Umwelt 1 Wahlmodul und Wirtschaft/Cleantech Bachelorarbeit Projektarbeit Erneuerbare Energien 2 Wärmetauscher und thermische Speicher Abgasreinigung, CO2 Capturing and Storage Erneuerbare Energien 1 Wärmpumpen und Kältetechnik, Gebäude ORC Verbrennung, Wasserstoff, Brennstoffzellen Systemwissen Geschäftsmodell im Energie- und Umweltbereich Biogene Energieträger Foresight und Zukunftsmethodik Innovationsmanagement Umwelt- und Energieszenarien Leistungselektronik 2 Photovoltaik, Modulproduktion Power Grid, Elektrische Netze Leistungselektronik 1 Elektrische Speicher Smart Grid, Systemeinbindung, Kommunikation, Hardware Wahlfach 3 Wahlfach Alle Kurse/Module der ersten beiden Studienjahre sind von allen Studentinnen und Studenten zu absolvieren. Mathematik und Physik 2. Studienjahr English for Engineers 4 und Investitions- und Betriebskostenrechnung English for Engineers 3 Sprache im Beruf 3 Smart Grid Energie- und Umweltpolitik Wärmeübertragung, Kollektortypen Kraftwerkstechnik Werkstofftechnik & Chemie Thermodynamik Suffizienz Umweltrecht Konsistenz (cradle to cradle, biomimicry) Solarstrom, Moduldesign Mess-, Steuer- und Regeltechnik 2 Elektrische Antriebe und Generatoren Mess-, Steuer- und Regeltechnik 1 Wechselstrom und Stromnetze Analysis 4 Numerik 2 Analysis 3 Numerik 1 Physik 2 1. Studienjahr English for Engineers 2 Sprache im Beruf 2 English for Engineers 1 Sprache im Beruf 1 Projektmanagement im Energieanlagenbau Messtechnik thermischer und elektrischer Solarsysteme Fluiddynamik Mechanik: Statik und Festigkeitslehre Betriebswirtschaft und nachhaltige Entwicklung Ökologie (Energie- und Stoffflüsse) Volkswirtschaft und nachhaltige Entwicklung Traditionelle Energiewirtschaft und Klima Infos zum Studium: Elektrotechnik und Halbleiter 2 Informatik Grundlagen der Solartechnik Elektrotechnik und Halbleiter 1 Analysis 2 Lineare Algebra 2 Analysis 1 Lineare Algebra 1 Physik 1