Die Rolle der Wasserkraft in der Energiewende

Transkript

1 Die Rolle der Wasserkraft in der Energiewende Tomi Engel Ulsenheim

2 Die Rolle der Wasserkraft in der Energiewende

3 Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr

4 Nahrung Strom Wärme Mobilität Energieeinheit kwh! Strom

5 Strom

6 Das Mühlrad und die Wasserkraft Technik seit über Jahren nahezu unverändert Quelle: DGS

7 Wasserrad (unterschlägig) Quelle: Wikipedia

8 Wasserrad (oberschlägig) Quelle: Wikipedia

9 Gravitationswasserwirbelkraftwerk Quelle: Wikipedia - Foto: Zotloeterer

10 Schiffsmühle Minden (DE), Standort seit 1326 in Nutzung Quelle: Wikipedia - Foto: Zotloeterer

11 Laufwasserkraftwerk Teufelsbruck (DE), Inn-Staustufe, 25 MW, ca kwh/kw, Bj Quelle: Wikipedia - Foto: Wikipedia

12 Turbinengenerator Francis-Turbine erfunden 1849 von James B. Francis Quelle: Wikipedia - Foto: Wikipedia

13 Turbinengenerator Pelton-Turbine erfunden 1879 von Lester Pelton Quelle: Wikipedia - Foto: Wikipedia

14 Speicherwasserkraftwerk Kölnbreinspeicher des Maltakraftwerkes (AT), 120 MW, Bj Quelle: Wikipedia

15 Pumpspeicherkraftwerk Quelle: Wikipedia

16 Pumpspeicherkraftwerk Quelle: Wikipedia - Foto: Voith

19 Energieangebot = m * Wassermasse ist im Prinzip h Höhenunterschied

20 Energieangebot = m * Wassermasse ist im Prinzip v Geschwindigkeit

23 Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr

24 Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 100% 50-70% Verlust durch Abwärme abhängig von Energiespeichern die auch noch meist in fremden Ländern liegen % Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr

25 Nahrung Strom Wärme Mobilität Energieeinheit kwh! Strom

26 Strom Man hört oft Wasserkraft sei der billigste Energiespeicher

27 Strom die Energiewende

28 Nahrung Strom Wärme Mobilität die Energiewende

29 Mobilität

30 Elektromobilität!! Mobilität

31 KLIMAFREUNDLICHER VERKEHR IN DEUTSCHLAND WEICHENSTELLUNGEN BIS 2050 Akku Quelle:

32 KLIMAFREUNDLICHER VERKEHR IN DEUTSCHLAND WEICHENSTELLUNGEN BIS 2050!""#$%#&!"#$%&'(')*++',-&,,*./01,234&5+267&,!"#$$#%&'#(#)*+"+,#+& -#.&/ " :9 ;9 <9 =9 A '$()*$+),-,./00,12)1 Akku!! A A9A A9A> A9@ A9? A9>9 0BCD E 80E?0E =0E 8=0E A?0E 0BCD08>9 90E 80E >0E 0BCD0@99 90E 90E A0E?0E A80E A90E 0FCCD0GB&,(4,H 90E 80E =0E 880E 8?0E 890E 0!ICD0GB&,(4,H 90E A0E =0E :0E 0J*+ >0E A0E 90E A>0E 8:0E 9LA0E 90E 0B&,(4, >;0E 9L@0E 90E

33 In 2020:!""#$%#&!"#$%&'(')*++',-&, 5%,*./01,234&5+267&,!"#$$#%&'#(#)*+"+,#+& -#.&/ "4.6 aller Neuwagen KLIMAFREUNDLICHER VERKEHR IN DEUTSCHLAND WEICHENSTELLUNGEN BIS 2050 sollten elektrisch fahren können = Stk/a 899 :9 ;9 <9 =9 A '$()*$+),-,./00,12)1 Akku!! A A9A A9A> A9@ A9? A9>9 0BCD E 80E?0E =0E 8=0E A?0E 0BCD08>9 90E 80E >0E 0BCD0@99 90E 90E A0E?0E A80E A90E 0FCCD0GB&,(4,H 90E 80E =0E 880E 8?0E 890E 0!ICD0GB&,(4,H 90E A0E =0E :0E 0J*+ >0E A0E 90E A>0E 8:0E 9LA0E 90E 0B&,(4, >;0E 9L@0E 90E

34 Die E-Fahrzeugklassen Pedelec, E-Bike Scooter, Motorrad E-Mobil E-Auto Elektrobus Straßenbahn Eisenbahn Schiffe,...

35 Die neue Elektromobilität

36

37 Tesla Gigafactory!!! Gigafactory Projected Figures 2020 Tesla Vehicle Volume 500,000/yr 2020 Gigafactory Cell Output 35 GWh/yr! New Local Renewables! Solar and Wind! 2020 Gigafactory Pack Output 50 GWh/yr! Space Requirement Up to 10M ft 2! w/ 1-2 levels! Total Land Area (acres) Employees 6,500 Mechanisch Rendering! Gigafactory = Massenproduktion

38 Aus einer 5 Mrd USD Akku-Fabrik Gigafactory Projected Figures 2020 Tesla Vehicle Volume 500,000/yr 2020 Gigafactory Cell Output 35 GWh/yr! 2020 Gigafactory Pack Output 50 GWh/yr! Space Requirement Up to 10M ft 2! w/ 1-2 levels! Total Land Area (acres) Employees 6, GWh/a Mechanisch Gigafactory = Massenproduktion

39 Mechanisch Gigafactory = Massenproduktion

40 Aus einer 5 Mrd USD Akku-Fabrik Gigafactory Projected Figures 2020 Tesla Vehicle Volume 500,000/yr 2020 Gigafactory Cell Output 35 GWh/yr! 2020 Gigafactory Pack Output 50 GWh/yr! Space Requirement Up to 10M ft 2! w/ 1-2 levels! Total Land Area (acres) Employees 6, GWh/a Gigafactory 26 GW in 2050? Pumpspeicher

41 Merke! Die Mobilitätswende zwingt uns zur Massenproduktion von Akkutechnologie.

42 Merke! Akkus werden in wenigen Jahren die günstigste Form der Stromspeicherung sein.

43 Strom Man hört oft Wasserkraft sei der billigste Energiespeicher? Wasserkraft sei wichtig weil grundlastfähig?

44 Speicherbar Nicht-Speicherbar Lastausgleich

45 a : d : h : m : s Jahre/Monate Tage Stunden Minuten (Milli-)Sekunden Lastausgleich Sommer Winter Tag Nacht Flaute Sturm

46 a : d : h : m : s EE-Einspeisung und Last (Meteo-Jahr 2007, Dezember) Leistung (GW) Geothermie Laufwasser Onshore-Wind Photovoltaik Basislast Gesamtlast mit Lastmanagement Tag Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES

47 a : d : h : m : s EE-Einspeisung und Last (Meteo-Jahr 2007, Dezember) Leistung (GW) Geothermie Basislast Laufwasser Onshore-Wind Gesamtlast mit Lastmanagement Bedarf: ca. 14 TWh mit bis 50 GW Photovoltaik Tag

48 a : d : h : m : s EE-Einspeisung und Last (Meteo-Jahr 2007, Dezember) Leistung (GW) Geothermie Basislast Laufwasser Erdgasnetz + Blockheizkraftwerke Onshore-Wind Gesamtlast mit Lastmanagement Bedarf: ca. 14 TWh mit bis 50 GW Photovoltaik Tag

49 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW min. Residuallast: -60,7 GW Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES

50 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW CnHm CnHm Akkus -60 min. Residuallast: -60,7 GW Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES

51 Merke! Pumpspeicher können keinen relevanten Beitrag zur Energiewende leisten. siehe E-hoch-3 Vortragsreihe

53 Die Rolle der Wasserkraft in der Energiewende im Landkreis NEA

54 Energiewende in der BRD 24 % EEG-Strom Stromverbrauch: MWh/Jahr Erneuerbare Stromproduktion MWh/Jahr Einwohner: Bürger Fläche: km2 Anmerkungen: 1) Die regionalen Verbrauchsdaten sind Schätzungen auf der Basis des durchschnittlichen Stromverbrauches in der Bundesrepublik. 2) Die Berechnungen der EE- Stromproduktion basieren, sofern entsprechende Zahlen vorliegen, auf den realen Produktionsdaten für ein volles Kalenderjahr. 3) Die zugrundeliegenden EEG-Anlagen entsprechen dem Stand der Meldungen vom Solarstrom Anlagen MW(peak) Windkraft Anlagen MW(peak) Wasserkraft Anlagen MW(peak) Biomasse Anlagen MW(peak) Klärgas, etc 830 Anlagen 628 MW(peak) Geothermie 27 Anlagen 31 MW(peak) MWh/Jahr MWh/Jahr MWh/Jahr MWh/Jahr MWh/Jahr MWh/Jahr Quelle:

55 Energiewende in der BRD 24 % EEG-Strom Stromverbrauch: MWh/Jahr Erneuerbare Stromproduktion MWh/Jahr Einwohner: Bürger Fläche: km2 Anmerkungen: 1) Die regionalen Verbrauchsdaten sind Schätzungen auf der Basis des durchschnittlichen Stromverbrauches in der Bundesrepublik. 2) Die Berechnungen der EE- Stromproduktion basieren, sofern entsprechende Zahlen vorliegen, auf den realen Produktionsdaten für ein volles Kalenderjahr. 3) Die zugrundeliegenden EEG-Anlagen entsprechen dem Stand der Meldungen vom Solarstrom Anlagen MW(peak) Windkraft Anlagen MW(peak) Wasserkraft Anlagen MW(peak) Biomasse Anlagen MW(peak) Klärgas, etc 830 Anlagen 628 MW(peak) Geothermie 27 Anlagen 31 MW(peak) MWh/Jahr MWh/Jahr MWh/Jahr MWh/Jahr MWh/Jahr MWh/Jahr Gesamtleistung 1,6 GW peak von 1 kw bis 1 GW Anteil an den Erneuerbaren kwh Volllaststunden Anzahl 4,5 % 4072 kwh/kw Anlagen nur die EEG-Anlagen! Quelle:

56 Energiewende in der BRD MW Verteilung der Leistung über die Größenklassen kw (nur EEG Anlagen!) Auszug nur für die Wasserkraft Quelle:

57 Energiewende in der BRD MW Verteilung der Leistung über die Größenklassen kw (nur EEG Anlagen!) vergrößert! 580 MW Auszug nur für die Wasserkraft Quelle:

58 Energiewende in der BRD Verteilung der Energiemenge über die Größenklassen kwh (nur EEG Anlagen!) vergrößert! 2,5 TWh/a Quelle: Auszug nur für die Wasserkraft

59 Energiewende in der BRD Verteilung der Stückzahl über die Größenklassen Stückzahl (nur EEG Anlagen!) vergrößert! 2500# Auszug nur für die Wasserkraft Quelle:

60 Energiewende in der BRD 2,5 TWh/a kwh Stückzahl vergrößert! vergrößert! 2500# Auszug nur für die Wasserkraft Quelle:

61 Energiewende im Landkreis NEA 71 % EEG-Strom Stromverbrauch: MWh/Jahr Erneuerbare Stromproduktion MWh/Jahr Einwohner: Bürger Fläche: km2 Anmerkungen: 1) Die regionalen Verbrauchsdaten sind Schätzungen auf der Basis des durchschnittlichen Stromverbrauches in der Bundesrepublik. 2) Die Berechnungen der EE- Stromproduktion basieren, sofern entsprechende Zahlen vorliegen, auf den realen Produktionsdaten für ein volles Kalenderjahr. 3) Die zugrundeliegenden EEG-Anlagen entsprechen dem Stand der Meldungen vom Solarstrom Anlagen 213 MW(peak) Windkraft 44 Anlagen 97 MW(peak) Wasserkraft 14 Anlagen 0 MW(peak) Biomasse 77 Anlagen 25 MW(peak) Klärgas, etc 2 Anlagen 0 MW(peak) Geothermie 0 Anlagen 0 MW(peak) MWh/Jahr MWh/Jahr 782 MWh/Jahr MWh/Jahr MWh/Jahr 0 MWh/Jahr Gesamtleistung 204 kw peak von 5 kw bis 30 kw Anteil an den Erneuerbaren kwh Vollaststunden Anzahl 0,2 % 3250 kwh/kw 14 Anlagen Quelle:

62 Energiewende im Landkreis NEA 71 % EEG-Strom Stromverbrauch: MWh/Jahr Erneuerbare Stromproduktion MWh/Jahr Einwohner: Bürger Fläche: km2 Anmerkungen: 1) Die regionalen Verbrauchsdaten sind Schätzungen auf der Basis des durchschnittlichen Stromverbrauches in der Bundesrepublik. 2) Die Berechnungen der EE- Stromproduktion basieren, sofern entsprechende Zahlen vorliegen, auf den realen Produktionsdaten für ein volles Kalenderjahr. 3) Die zugrundeliegenden EEG-Anlagen entsprechen dem Stand der Meldungen vom Solarstrom Anlagen 213 MW(peak) Windkraft 44 Anlagen 97 MW(peak) Wasserkraft 14 Anlagen 0 MW(peak) Biomasse 77 Anlagen 25 MW(peak) Klärgas, etc 2 Anlagen 0 MW(peak) Geothermie 0 Anlagen 0 MW(peak) MWh/Jahr MWh/Jahr 782 MWh/Jahr MWh/Jahr MWh/Jahr 0 MWh/Jahr Gesamtleistung 204 kw peak von 5 kw bis 30 GW Anteil an den Erneuerbaren kwh Volllaststunden Anzahl 0,2 % 3250 kwh/kw 14 Anlagen Quelle:

63 Tomi Engel