Biodiesel? Wasserstoff?? Solarstrom???

Transkript

1 Biodiesel? Wasserstoff?? Solarstrom??? Welcher alternative Energieträger macht uns nachhaltig mobil? Roland Wengenmayr 1

2 Kernreaktor und Gasturbine 2

3 Atmosphäre: 1000 km hoch 3

4 Atmosphäre: 1000 km hoch Troposphäre: 8 18 km hoch Kohlendioxid CO2 Quellen: Verbrennung fossiler Brennstoffe von Biomasse 63 % Mensch Kohlendioxid 4

5 Kohlendioxid CO2 63 % Mensch 36 % Kohlendioxid Kohlendioxid CO2 bleibt 60 Jahre in der Atmosphäre 63 % Mensch Kohlendioxid 5

6 Methan CH4 wirkt 23-mal stärker CO2 Quellen: unter anderem 18,6 % 63 % Mensch Landwirtschaft (Reisanbau, Viehzucht) Kohlendioxid Methan Lachgas N2O wirkt 300-mal stärker als CO2 6,2 % 18,6 % 63 % Mensch Quellen: unter anderem Landwirtschaft (Stickstoffdünger, Viehzucht) Kohlendioxid Methan Lachgas 6

7 Anteil Verkehr an CO2-Emissionen 20 % in der Welt Anteil Verkehr an CO2-Emissionen 20 % in der Welt 25 % in der EU 7

8 Anteil Verkehr an CO2-Emissionen 20 % in der Welt 25 % in der EU 14 % Straßenverkehr (Welt) Anteil Verkehr an CO2-Emissionen 20 % in der Welt 25 % in der EU 14 % Straßenverkehr (Welt) grob 10 % PKWs 8

9 Anteil Verkehr an CO2-Emissionen 20 % in der Welt 25 % in der EU 14 % Straßenverkehr (Welt) grob 10 % PKWs 2,5 % Luftverkehr 2,7 % Schiffsverkehr Verkehr in Österreich 9

10 Verkehr in Österreich CO2-Emissionen: 19,2 % Verkehr in Österreich CO2-Emissionen: 19,2 % 1/3 LKW 2/3 PKW 10

11 Verkehr in Österreich Alle Treibhausgase (CO2-Äquiv.) 26,0 % Treihausgas pro Auto 11

12 Treihausgas pro Auto Der schwierige Weg zum Nullemissionsauto 12

13 Welche grüne Energie lässt sich in den Tank packen? 13

14 14

15 Biokraftstoffe CO2? Biokraftstoffe Österreich Anteil: 4,3 % ab ,75 % ab 2008 EU-Ziel bis 2020: 10 % Biosprit 15

16 Biokraftstoffe Österreich Anteil: 4,3 % ab ,75 % ab 2008 EU-Ziel bis 2020: 10 % Biosprit Biokraftstoffe der 1. Generation 16

17 Biokraftstoffe der 1. Generation Biokraftstoffe der 1. Generation nur Früchte werden verwertet 17

18 Biokraftstoffe der 1. Generation Biodiesel, intensiver Anbau: Stickstoffdünger Lachgas-Emissionen! aus Raps: bis 1,7-x klimaschädlicher als konventioneller Diesel! Atmosphären-Chemiker Paul Crutzen (Chemie-Nobelpreis 1995) Biokraftstoffe der 1. Generation Biodiesel, intensiver Anbau: Stickstoffdünger Lachgas-Emissionen! aus Raps: bis 1,7-x klimaschädlicher als konventioneller Diesel! Atmosphären-Chemiker Paul Crutzen (Chemie-Nobelpreis 1995) 18

19 Biokraftstoffe der 1. Generation Konkurrenz mit Nahrungsmittel-Anbau Tortilla-Krise 19

20 Biokraftstoffe der 2. Generation 20

21 Biokraftstoffe der 2. Generation Biokraftstoffe der 2. Generation Energiepflanzen brauchen keine starke Düngung (zum Beispiel Präriegras in USA) Komplette Pflanze wird verwertet recycelte Biomasse (Pflanzenöl, Fettreste) Wesentlich bessere ökologische Bilanz lokale Ressourcen in Europa: kein Hunger! 21

22 Biokraftstoffe der 2. Generation Energiepflanzen brauchen keine starke Düngung (zum Beispiel Präriegras in USA) Komplette Pflanze wird verwertet recycelte Biomasse (Pflanzenöl, Fettreste) Wesentlich bessere ökologische Bilanz lokale Ressourcen in Europa: kein Hunger! Elektroautos Schwer exzentrisch lahm? 22

23 Tesla Roadster Fahrleistungen: schneller als 200 km/h km/h: unter 4 s Reichweite: 350 km 23

24 Tesla Roadster Fahrleistungen: schneller als 200 km/h km/h: unter 4 s Reichweite: 350 km Antrieb rein elektrisch: 185 kw (knapp 250 PS) Motor: klein wie Fußball! Tesla Roadster Batterie: 6800 Mignon Lithium-Ionen-Akkus 450 kg (etwa halbes Fahrzeuggewicht) speichern 53 kw (entspricht 6 Liter Benzin) Ladezeit: maximal 3 ½ Stunden Lebensdauer: mindestens km gut recycelbar 24

25 Tesla Roadster Verbrauch umgerechnet auf Benzin: 1,9 Liter auf 100 km Preis: rund US-$ Woher kommen die günstigen Werte? Wirkungsgrad Elektromotor: % Wirkungsgrad Benzinmotor: gut 30 % Wirkungsgrad Dieselmotor: gut 35 % Reibungsärmerer, einfacherer Antrieb: Keine Kupplung kleines (oder kein) Getriebe 25

26 Könnte man mit eigenem Solarstrom fahren? Könnte man mit eigenem Solarstrom fahren? Standort Mitteleuropa, 8 m Modulfläche Kilowattstunden/ Jahr Tesla Roadster: bis 19 Tankfüllungen Jahresfahrleistung: bis km! leichtere Elektromobile: bis km 2 26

27 Könnte man mit eigenem Solarstrom fahren? Standort Mitteleuropa, 8 m Modulfläche Kilowattstunden/ Jahr Tesla Roadster: bis 19 Tankfüllungen Jahresfahrleistung: bis km! leichtere Elektromobile: bis km 2 Könnte man mit eigenem Solarstrom fahren? Standort Mitteleuropa, 8 m Modulfläche Kilowattstunden/ Jahr Tesla Roadster: bis 19 Tankfüllungen Jahresfahrleistung: bis km! leichtere Elektromobile: bis km 2 27

28 Könnte man mit eigenem Solarstrom fahren? Standort Mitteleuropa, 8 m Modulfläche Kilowattstunden/ Jahr Tesla Roadster: bis 19 Tankfüllungen Jahresfahrleistung: bis km! leichtere Elektromobile: bis km 2 Könnte man mit eigenem Solarstrom fahren? Standort Mitteleuropa, 8 m Modulfläche Kilowattstunden/ Jahr Tesla Roadster: bis 19 Tankfüllungen Jahresfahrleistung: bis km! leichtere Elektromobile: bis km 2 28

29 Wie klimafreundlich ist Solarstrom? Herstellung von Silizium-Solarzellen: sehr viel Energie PhotovoltaikCO2-Bilanz noch (!!) relativ ungünstig: kg CO2 pro erzeugter Megawattstunde Wie klimafreundlich ist Solarstrom? konventionelle Silizium-Photovoltaik: kg CO2 pro erzeugter Megawattstunde Zum Vergleich (inkl. Bau, Betrieb, Demontage): - Solarthermische Kraftwerke: 12 kg CO2 - Wasserkraftwerke: 14 kg CO2 - Kohlenkraftwerke: 900 (Steinkohle) bis 1500 (Braunkohle) kg CO2 pro erzeugter Megawattstunde. 29

30 Solarthermische Kraftwerke: fast CO2-freier Solarstrom Parabolrinnen-Technik Wärmetransport-Medium: bis 400 C 30

31 Solarturm- Technik Solarturm- Technik Spiegel um 2 Achsen schwenkbar: fangen mehr Sonne ein 31

32 Solarturm- Technik 1000 C im Brennfleck Wie kommt der Solarstrom im großen Stil nach Mitteleuropa?? 32

33 Zukunftsvision 1: Europäisches Supernetz Euro-Supergrid für regenerativ erzeugtem Strom Solarthermische Kraftwerke* photovoltaische Großanlagen Windkraft Wasserkraft Biomasse Geothermie (Erdwärme) *mit Wärmespeicher für Nachtstrom-Produktion Zukunftsvision 1: Europäisches Supernetz Euro-Supergrid für regenerativ erzeugtem Strom Solarthermische Kraftwerke* photovoltaische Großanlagen Windkraft Wasserkraft Biomasse Geothermie (Erdwärme) Technik: Hochspannungs-Gleichstrom-Netz Übertragungsverlust nur % Ausbau schon ab 2020? 33

34 1. Erzeugung: Zukunftsvision 2: Wasserstoff als Energieträger Solarstrom zersetzt Wasser (Elektrolyse) Sauerstoff wird frei Wasserstoff wird gespeichert 2. Transport nach Europa: 1. Erzeugung: Zukunftsvision 2: Wasserstoff als Energieträger Solarstrom zersetzt Wasser (Elektrolyse) Sauerstoff wird frei Wasserstoff wird gespeichert 2. Transport nach Europa: 34

35 1. Erzeugung: Zukunftsvision 2: Wasserstoff als Energieträger Solarstrom zersetzt Wasser (Elektrolyse) Sauerstoff wird frei Wasserstoff wird gespeichert 2. Transport nach Europa: Zukunftsvision 2: Wasserstoff als Energieträger 3. Verbrennung im Fahrzeug: Wasserdampf Elektroauto mit Brennstoffzelle Auto mit Verbrennungsmotor 35

36 Zukunftsvision 2: Wasserstoff als Energieträger Energie im Solarstrom Zukunftsvision 2: Wasserstoff als Energieträger Energie im Solarstrom Verluste: - 25 % Elektrolyse 36

37 Zukunftsvision 2: Wasserstoff als Energieträger Energie im Solarstrom Verluste: -25 % Elektrolyse - 10 % Verflüssigung Wasserstoff - 35 % vor Transport Zukunftsvision 2: Wasserstoff als Energieträger Energie im Solarstrom Verluste: oder -25 % Elektrolyse - 25 % Kompression Wasserstoff - 50 % vor Transport 37

38 Zukunftsvision 2: Wasserstoff als Energieträger Hauptproblem: neue, teure Infrastruktur nähere Zukunft: intelligent Sparen 38

39 Hybridauto Hybridauto 39

40 Hybridauto Hybridauto 40

41 Hybridauto Hybridauto 41

42 Drehmomente Drehmomente 42

43 Bremsenergie gewinnen Fahren Bremsenergie gewinnen Bremsen 43

44 Hybrid-Studie (Euro-Mix) Studie TU Wien, TU Darmstadt: 5 % Rückgewinnung Bremsenergie 4 8 % Motorabschaltung beim Stopp % intelligentes Getriebe! Hybrid-Studie (Euro-Mix) Studie TU Wien, TU Darmstadt: 5 % Rückgewinnung Bremsenergie 4 8 % Motorabschaltung beim Stopp % intelligentes Getriebe! 44

45 Hybrid-Studie (Euro-Mix) Studie TU Wien, TU Darmstadt: 5 % Rückgewinnung Bremsenergie 4 8 % Motorabschaltung beim Stopp % intelligentes Getriebe Hybrid-Studie (Euro-Mix) Studie TU Wien, TU Darmstadt: Fazit: konventioneller Antrieb mit CVT-Automatikgetriebe (kontinuierlich verstellbar) Motorabschaltung beim Stopp hat bereits hohes Einsparpotenzial. 45

46 46

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48 Vorhersagen sind schwierig, besonders wenn sie die Zukunft betreffen. Mark Twain Zukunftsszenarien Kraftstoff-Mix Weltbedarf an Treibstoff für Straßenverkehr Diesel Benzin Studie des World Energy Council (Weltenergierat) 48

49 Zukunftsszenarien Kraftstoff-Mix Anteil Biokraftstoffe (2. Generation) 20 %? 40 %? Daten aus verschiedenen Studien Zukunftsszenarien Kraftstoff-Mix Anteil Biokraftstoffe (2. Generation) 40 %? World Energy Council: 20 %? fossiler Treibstoff dominiert lange (Ölschiefer, Ölsande) Daten aus verschiedenen Studien 49

50 Potential Biokraftstoffe Österreich Biogas: bis 27 % Sprit-Anteil alle Biokraftstoffe: bis 75 % weniger Treibhausgas (Quelle: Biogas im Verkehrssektor (2005), Ministerium für Verkehr, Innovation und Technologie) Potential Biokraftstoffe Österreich Biogas: bis 27 % Sprit-Anteil alle Biokraftstoffe: bis 75 % weniger Treibhausgas (Quelle: Biogas im Verkehrssektor (2005), Ministerium für Verkehr, Innovation und Technologie) 50

51 Kraftstoffverbrauch der Autos in Deutschland % % % (Quelle: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt.) Kraftstoffverbrauch der Autos in Deutschland % % % (Quelle: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt.) 51

52 Kraftstoffverbrauch der Autos in Deutschland % % % (Quelle: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt.) Antriebstechnik im Jahr 2020 Diesel und Benzinmotoren dominieren nach wie vor Hybrid: Marktanteil wächst, Plug-in-Hybrid! Biokraftstoffe 1. Generation gering World Energy Council: Transport Technologies and Policy Scenarios to

53 Antriebstechnik im Jahr 2020 Diesel und Benzinmotoren dominieren nach wie vor Hybrid: Marktanteil wächst, Plug-in-Hybrid! Biokraftstoffe 1. Generation gering World Energy Council: Transport Technologies and Policy Scenarios to 2050 Antriebstechnik im Jahr 2020 Diesel und Benzinmotoren dominieren nach wie vor Hybrid: Marktanteil wächst, Plug-in-Hybrid! Biokraftstoffe 1. Generation gering World Energy Council: Transport Technologies and Policy Scenarios to

54 Antriebstechnik im Jahr 2050? Antriebstechnik im Jahr 2050 Anteil Diesel und Benzin sinkt Hybridfahrzeuge breit etabliert reine Elektrofahrzeuge kommen Biokraftstoffe 2. Generation stark! Wasserstoff-Technologie kommt World Energy Council: Transport Technologies and Policy Scenarios to

55 Zukunft: Intelligenz! Zukunft: Intelligenz! Fließender Übergang Auto / öffentliches Verkehrssystem 55

56 Zukunft: viele Lösungen statt Monokultur Danke.! 56