Energiewende teure Spinnerei oder Zukunftsstrategie?
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- Hilke Schräder
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1 Generalversammlung Bürger-Energie Deißlingen eg , Deißlingen Energiewende teure Spinnerei oder Zukunftsstrategie? Dr. Peter Bickel Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW)
2 ZSW: 25 Jahre Forschung und Technologietransfer Photovoltaik - Dünnschichttechnologien Photovoltaik - Systemtechnik Brennstoffzellen- und Wasserstoff-Technologie Elektrochemische Speicher- und Materialentwicklung Regenerative Kraftstoffe und Reformierung Systemanalyse und Politikberatung ca. 40 Mio. Umsatz, 220 Beschäftigte (+100 Studierende) -2-
3 ZSW: Standorte Stuttgart: Photovoltaik (mit Solab), Energiepolitik und Energieträger, Zentralbereich Finanzen, Personal & Recht Ulm: Solar-Testfelder: Widderstall und Girona (ES) Ulm: Elektrochemische Energietechnologien mit ZSW Labor für Batterietechnologie (elab) -3-
4 Selbstverständnis Technische Reife Grundlagenforschung Angewandte Forschung Industrie Zeit -4-
5 -5- Die Transformation des Energiesystems hin zu erneuerbaren Energieträgern
6 Die Transformation des Energiesystems ist erforderlich -6-
7 Die Transformation des Energiesystems ist erforderlich -7-
8 Die Transformation des Energiesystems ist machbar FVEE-Energiekonzept Deutschland % EE Wesentliche Merkmale: Deutliche Senkung des Wärmebedarfs von Gebäuden. Ausbau von KWK und Wärmenetzen. Einsatz von thermischen Speichern zum Heizen und Kühlen. Ausbau der Stromerzeugung aus Wind und Sonne und des Imports von EE-Strom. Kopplung von Stromerzeugung und Erdgasnetz durch Erzeugung von regenerativem Methan/Wasserstoff. Einstieg in die regenerative Elektromobilität. Einsatz von flüssigen Biokraftstoffen vorrangig im Schwerlastund Luftverkehr. -8-
9 Die Transformation des Energiesystems ist machbar 350 Energieszenario Baden-Württemberg Reduktion des Endenergiebedarfs gegenüber Endenergieverbrauch [TWh/a] Nicht erneuerbare Energieträger Wärme gesamt Kraftstoffe gesamt Strom gesamt -16% -32% -42% -49% Wärme gesamt Kraftstoffe gesamt Strom gesamt -9-
10 Die Transformation des Energiesystems ist machbar 350 Energieszenario Baden-Württemberg Reduktion des Endenergiebedarfs gegenüber Endenergieverbrauch [TWh/a] Nicht erneuerbare Energieträger 3% 4% Wärme gesamt Kraftstoffe gesamt Strom gesamt 5% 7% 11% 12% 14% 5,8% -16% 25% 21% 16% 36% -32% 43% -42% 60% -49% 78% 88% 32% 89% EE Gesamtanteil EE Wärme EE Kraftstoffe EE Strom
11 Die Transformation des Energiesystems ist anspruchsvoll Ökonomische Tragfähigkeit, gesellschaftliche Akzeptanz -11-
12 Exkurs Beispiele verschiedener Stromspeicher Pumpspeicher Druckluftspeicher Li-Ionen-Batterien stationär IC Air outlet M LP HP ST ST G Air intake Heat Cavern Cavern Quelle: Graphiken IER/Universität Stuttgart Redox flow-batterien Wasserstoff/Methan Li-Ionen-Batterien mobil -12-
13 Exkurs Eigenschaften von Stromspeichern Monat Jährlicher Strombedarf 4 Personenhaushalt ~ 3,5 MWh 1 Jahr Erdgassubstitut (SNG) Pumpspeicher Jährlicher Strombedarf Baden-Württemberg ~ 85 TWh Entladungszeit [h] Tag 1 Stunde Batterien (CAES) Druckluft CAES Wasserstoff 0,1 0,01 0,001 1 kwh 10 kwh 100 kwh 1 MWh 10 MWh 100 MWh 1 GWh 10 GWh 100 GWh 1 TWh 10 TWh 100 TWh Speicherkapazität unterschiedlicher Speichertypen -13-
14 Exkurs Power-to-Gas-Konzept Wind/Solar Verbraucher η ges 50% Kraftwerk GUD-/BHKW -14- Untergrundspeicher Überschüsse η strom 36% H 2 Erdgas netz Elektrolyse H 2 Stationäre Nutzung Wasserstoff-Fahrzeug
15 Exkurs Power-to-Gas-Konzept Wind/Solar Verbraucher η ges 50% Kraftwerk GUD-/BHKW Untergrundspeicher Überschüsse η strom 36% H 2 Erdgas netz Untergrundspeicher Elektrolyse H 2 Methanisierung CH 4 CO 2 -Quelle CO 2 Wasserstoff-Fahrzeug Erdgasfahrzeug -15-
16 Exkurs Power-to-Gas Entwicklung Beta-Anlage 2011-Anlage an Biogasanlage Werlte 2011 Morbach 2009 Alpha-Anlage Stuttgart Quelle: SolarFuel -16-
17 Exkurs ZSW 250kW el -P2G -Anlage Standort Stuttgart- Vaihingen -17-
18 Exkurs ZSW 250kW el -P2G -Anlage gefördert durch -18-
19 Die Transformation des Energiesystems ist anspruchsvoll Anteile erneuerbarer Energien an der Energiebereitstellung in Deutschland mind. 35,0 1) 30 Anteile in [%] ,8 20,5 Anteile EE am gesamten Stromverbrauch 4,3 10,4 Anteile EE an der gesamten Wärmebereitstellung 14,0 1) 0, Ziele: ,5 10,0 1,2) Verkehrssektor Anteile EE am gesamten Kraftstoffverbrauch (2) 4,5 12,1 18,0 1) Bruttoendenergieverbrauch Anteile EE am gesamten Endenergieverbrauch (Strom, Wärme, Kraftstoffe) 3,2 11,0 Anteile EE am gesamten Primärenergieverbrauch (3) 1) Quellen: Ziele der Bundesregierung; Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG); Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG), EU-Richtlinie 2009/28/EG; 2) Der gesamte Verbrauch an Motorkraftstoff, ohne Flugbenzin, Militär und Binnenschifffahrt; 3) Berechnet nach Wirkungsgradmethode - Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.v. (AGEB); EE: Erneuerbare Energien; Quelle: BMU - E I 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Hintergrundbild: BMU / Brigitte Hiss; Stand: Dezember 2012; Angaben vorläufig -19-
20 Die Transformation des Energiesystems bietet Chancen Investition in erneuerbare Energien rechnet sich langfristig Differenzkosten 100% EE (Strom + Wärme) Kostenrisiko bei sehr niedrigen Preisen fossiler Energien -20-
21 -21- und relativiert sich verglichen mit den Gesamtausgaben für Energie
22 Die Transformation des Energiesystems bietet Chancen Investitionen in die Errichtung von Erneuerbare-Energien- Anlagen in Deutschland in den Jahren 2004 bis Investitionen in erneuerbare Energien Investitionen im Strombereich 26,4 Investitionen [Mrd. Euro] ,8 6,8 10,6 8,4 12,7 9,4 13,7 9,9 16,5 12,5 22,0 18,6 23,4 23,2 20, Quelle: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW); Jahre 2004 und 2005 geschätzt; Hintergrundbild: BMU / Dieter Böhme, Stand: Dezember 2012; Angaben vorläufig -22-
23 Die Transformation des Energiesystems bietet Chancen Entwicklung der Bruttobeschäftigung durch erneuerbare Energien in Deutschland Windenergie Biomasse Solarenergie Wasserkraft Anstieg: rd. 138 % Geothermie Öffentlich geförderte Forschung/ Verwaltung Arbeitsplätze Arbeitsplätze Arbeitsplätze Arbeitsplätze Arbeitsplätze Quelle: O Sullivan (DLR), Edler (DIW), Nieder (ZSW), Rüther (ZSW), Lehr (GWS), Peter (Prognos): "Bruttobeschäftigung durch erneuerbare Energien im Jahr 2011 eine erste Abschätzung", Stand: März 2012; Zwischenbericht des Forschungsvorhabens Kurz- und langfristige Auswirkungen des Ausbaus erneuerbarer Energien auf den deutschen Arbeitsmarkt ; Angaben für 2010 und 2011 Abschätzungen; Hintergrundbild: BMU / Christoph Busse / transit -23-
24 Fazit Der Übergang zu einer EE-basierten Energieversorgung ist technisch machbar rechnet sich langfristig bietet Perspektiven für unsere exportorientierte Wirtschaft stellt nichtsdestotrotz eine Herausforderung dar Wichtige Elemente nicht morgen anfangen, sondern heute Energieverbrauch senken Wärmesektor nicht vernachlässigen technologieoffene Entwicklung unterstützen -24-
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