Szenario für % EE. Strom Wärme Prozesswärme Verkehr

Transkript

1 Szenario für % EE Strom Wärme Prozesswärme Verkehr BAG Energie 2014 Urheber Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt Ergänzungen Cornelia Grote-Bichoel

2 Inhalt Vorteile 100% EE Annahmen /Voraussetzungen Ergebnisse Diskussion Umsetzung

3 Herausforderung Klimawandel Dekarbonisierung 2-Grad Ziel Von den fossilen Ressourcen muss für das 2- Grad-Ziel die dargestellte Menge im Boden bleiben! (brauner Kasten, maßstabsgerecht ) Quelle Vortrag Prof. Dr. Faulstich SRU Aufnahmefähigkeit der Atmosphäre 210 Gt C Fossile Industriegesellschaft Fossile Reserven 800 Gt C 80% 50% 30% Fossile Ressourcen Gt C Quellen: Meinshausen et al. 2009, WBGU 2009, BGR 2011, Nature 2015, eigene Berechnungen. 3

4 Klimaschutz - wo anfangen regenergie cornelia grote-bichoel

5 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (Wirt120521) 1. Wirtschaftskraft stärken Beispiel: Landkr. Goslar Bisher: ~ 200 Mill. jährliche Ausgaben für Energie ~ 130 Mill. davon fließen aus der Region ab Bei 100% Erneuerbaren Energien aus eigenen Quellen: Mill. für den regionalen Wirtschaftskreislauf Quelle: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt; 100% Erneuerbare Energie-Regionen als Wirtschaftsfaktor (Zahlen von 2007); Schmidt-Kanefendt, Simulation 100% EE 5

6 Beginn der Mittelsteinzeit Aufstieg Ägyptens Beginn der Bronzezeit Beginn der Eisenzeit Gipfel der griechischen Kultur Untergang des römischen Reiches Französische Revolution Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (Vers130410) 2. Versorgung dauerhaft sichern Erste solare Zivilisation Zweite solare Zivilisation? Das fossile Energiezeitalter: Kohle Erdöl Erdgas Uran Nach einer Vorlage von Prof. Michael F. Jischa 2005 in "Herausforderung Zukunft"; S. 12. Schmidt-Kanefendt, v. Chr. n. Chr. Simulation 100% EE 6

7 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (Konf140212) 3. Konfliktpotenzial mindern Anteile der Weltbevölkerung am globalen Energieverbrauch: Es geht nicht darum, den Menschen in der Dritten Welt mehr zu geben, sondern weniger zu stehlen Jean Ziegler UN-Sonderberichterstatter Recht auf Nahrung ( ) Quellen: (Karte) Fischer-Weltalmanach 2002, I.2 Globale Erwärmung. (CO2-Emissionen im Jahr 2000) Berlin-Institut für Bevölkerung und Entwicklung, Online-Handbuch Demografie - Umwelt Energie, Schmidt-Kanefendt, Simulation 100% EE Gleichverteilung hieße: Energieverbrauch Deutschlands um 55% reduzieren. Schmidt-Kanefendt: "Energieimporte oder Selbstversorgung";

8 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (Klim140130) USA Deutschland 4. Klimawandel begrenzen Erderwärmung muss unter 2 C bleiben 2012: 0,85 C* - bereits unvermeidlich: +0,6** = 1,45 C 750 Gt CO 2 : Obergrenze für Emissionen 25% der fossilen Reserven/1,5% der fossilen Ressourcen*** Ausstieg aus fossiler Energiewirtschaft 7 Milliarden Erdbewohner: es bleiben ca. 110 t CO 2 pro Kopf (2010) China Quellen: Wissenschaftlicher Beirat für globale Umweltveränderungen (WBGU); Kassensturz für den Weltklimavertrag Der Budgetansatz ; Sondergutachten 2009, Seite 12, 31 ( *) Umweltbundesamt; Fünfter Sachstandsbericht des IPCC, **) Christian-Dietrich Schönwiese; IPCC-Sachstandsbericht 2007 ; 2007 Schmidt-Kanefendt, ***) Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU) Umweltgutachten Simulation % EE 8

9 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (Ziel140204) Vom Ziel her denken Beispiel: Nds. Energiekonzept (2020) Heute Energiewende Bisherige Politiken? Backcasting????? Postfossil EnergieWECHSEL 100% Ziel-Szenarien Natürliche Gegebenheiten Technische Möglichkeiten Wünschbares Optimum Heute Nach einer Vorlage von Prof. Dr. Olav Hohmeyer u. a.; Integriertes Klimaschutzkonzept Flensburg, S. 10. Schmidt-Kanefendt, Simulation 100% EE Postfossil 9

10 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (GsH120624) EnergieWECHSEL als gesellschaftliche Herausforderung Anstehende Veränderungen: Visuell Akustisch Leistungsangebot Energiepreise Lebensgefühl Schmidt-Kanefendt, Jeder wird betroffen sein Erfolg nur gemeinschaftlich Einsicht in Notwendigkeit Aussicht auf neue Chancen Verständnis entwickeln Große Bildungsaufgabe Simulation 100% EE 10

11 regenergie cornelia grote-bichoel

12 Inhalt Vorteile 100% EE Annahmen /Voraussetzungen Ergebnisse Diskussion Umsetzung

13 Flächen - Verhältnisse in Deutschland 2012 Gebäude- und Freifläche Verkehrsfläche Erholungsfläche Fels, Halden, Militär 6,9 % 5,1 % Landwirtschaftsfläche 52,3 % Waldfläche 30,2 % Wasserfläche 2,4 % regenergie cornelia grote-bichoel

14

15

16 olienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (Genug140212) Wieviel ist genug? Quelle: solarcomplex AG, (Zugriff: ) Schmidt-Kanefendt, Simulation 100% EE

17 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (HVM120904) A. B. klimawerkstadtessen.de Verbrauchs-Minderung: Die großen Hebel Wärmedämmung: -19%* Elektroantrieb: -17%* -50%* 50% energetisch sanierter Gebäudebestand (75 kwh/m 2 ) 50% Neubauten im Passivhaus-Standard (15 kwh/m 2 ) (Jahresheizenergie heute: 150 kwh/m 2 ) Straßenfahrzeuge komplett umgestellt (20% Verlust) (Verbrennungsmotoren heute: 80% Verlust) C. skywatchbretten.blogspot.de Produkt-Nutzungsdauer: -14%* Verdopplung der durchschnittlichen Nutzungsdauer: 50% Energiebedarf** für Produktion + 10% Energiebedarf** für Reparaturen *) Bezogen auf gesamten Endenergie-Verbrauch in Haushalten, Gewerbe/Handel/Dienstleistungen, Industrie und Verkehr **) Strom und Prozesswärme in Gewerbe/Handel/Dienstleistungen und Industrie Schmidt-Kanefendt, Simulation 100% EE 17

18

19

20 Zukunftsfähiger Energiepflanzen-Anbau NABU LV Niedersachsen, Uwe Baumert: Zehn-Punkte-Papier Biogas - Grundsätze für einen naturverträglichen Anbau Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau, Dr. Birgit Vollrath et. al.: Energie aus Wildpflanzen - mehr Vielfalt bei der Biogasproduktion Artenvielfalt Mehrjährige Kulturen Kreislaufwirtschaft Halber Energieertrag Schmidt-Kanefendt, Simulation 100% EE 20

21 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (AnbF140306) Anbauflächen Zielbeispiel: Keine Soja-Importe + Soja- Import 2.8 Mio.ha Fleischkonsum: halbiert Erträge Ökolandbau: 80% Eigen- Verbrauch 12,1 Mio.ha (7% Export) Zusätzliche Bioenergie 0,36 Mio.ha Ökolandbau mit 80% heutiger Erträge Fleischkonsum halbiert Bioenergie-Anbau auf 10,4% der LNF Schmidt-Kanefendt, Quellen: Fußabdruck.xls; vom Simulation 100% EE

22

23

24 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (SaSp140908) Schwankungsausgleich Wasserstoff-Stromspeicher Verbrauchs- Anpassung Batterien Pumpspeicher- Kraftwerke Wasserstoff- Speicher Beispiel: Godisthal Schmidt-Kanefendt, Simulation 100% EE 24

25 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (MoSp140204) Stromspeicher Wasserstoff 537 TL 283 TL 365 TL* Wind (75%) PV (25%) 254 TL 82 TL Strom > Gas Gas > Strom (Elektrolyse) (BHKW, FC) η = 70% η = 50% Einspeichern Ausspeichern Verbrauch Input: 47% von Produktion Schmidt-Kanefendt, TL 165 TL Speicherverluste: 0,1% der Ladung / Tag Simulation 100% EE Output: 23% vom Verbrauch erford. Kapazität: 59 TL Vorhandene Erdgasspeicher D: 122 TL (bei Methanfüllung) 37 TL (bei Wasserstofffüllung) *) TL = Tagesladung 25

26 Inhalt Vorteile 100% EE Annahmen /Voraussetzungen Ergebnisse Diskussion Umsetzung

27

28

29 Derzeitiger Endenergiebedarf 27,50% 19,50% 20,50% 32,50% Strom Niedertemperaturwärme Prozesswärme Treibstoff Energie-Ertrag aus Erneuerbaren Energien nach dem Szenario Notwendige Einsparung Stromanwendungen 63,4% (-36,6%) Niedertemp.-Wärme 40,2% (-59,8%) Prozess-Wärme 57,2% (-42,8%) Antriebe 30,4% (-69,6%) regenergie cornelia grote-bichoel

30

31 benötigte Speichermenge zur geregelten Stromversorgung

32 Flächen für Energieträger - Verhältnisse Deutschland PV-Freiflächen 0,4 % Windanlagen Energiepflanzen (Wildpflanzen) 3,0 % 5,2 % Strohnutzung Prozesse 1,8 % Forstfläche Energetische Nutzung 12,2 % Laufwasserkraftwerke regenergie cornelia grote-bichoel

33 Inhalt Vorteile 100% EE Annahmen /Voraussetzungen Ergebnisse Diskussion Umsetzung

34 Fragen Anregungen Energiemanagement Lastmanagement Elektromobilität Verteilnetze Übertragungsnetze Neufestlegung des Szenario-Rahmens für die Netzentwicklung Neue Märkte RegionalerAusgleich Systemdienlichkeit Smart Grid gesamtes Versorgungssystem an das weitere Wachstum der Erneuerbaren anpassen Effizienz im Gebäudebestand Fördern und fordern

35 2012 Bodenfläche insgesamt Daten in km² Prozent der Landesfläche Siedlungs- und Verkehrsfläche insgesamt ,6 % Energieproduktion Gebäude- und Freifläche ,9 % PV Dachflächen ,7 % GWh/a PV Freiflächen ,4 % GWh/a gesamt GWh/a Solarthermie Nt-Wärme GWh/a Verkehrsfläche ,1 % Erholungsfläche ,2 % Landwirtschaftsfläche ,3 % Energiepflanzen Biogas Kraftstoffe ,2 % mit Abfall- und Reststoffen GWh/a Stroh für Prozesswärme ,8 % GWh/a Waldfläche ,2 % Forstlich genutzt (Szenario) Energetische Nutzung ,2 % Prozesswärme GWh/a Nt-Wärme GWh/a Strom GWh/a Wasserfläche ,4 % Laufwasser GWh/a Windfläche onshore ,0 % Windfläche offshore Strom aus Windanlagen gesamt GWh/a Umgebungswärme (Wärmepumpe) Tiefen-Geothermie Nt-Wärme Strom GWh/a 340 GWh/a 25 GWh/a