Die Energiewende ein komplexes Puzzle an Maßnahmen Überblick

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1 Die Energiewende ein komplexes Puzzle an Maßnahmen Überblick Die Energiewende ist weit mehr als nur der Ausstieg aus der Kernenergie bis Der im Energiekonzept der Bundesregierung geplante Ausbau der erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne (80 Prozent Anteil am Strom-Mix bis 2050) und die Reduktion der Treibhausgase (um 80 Prozent bis 2050) erfordert eine ganze Reihe von Maßnahmen, die wie ein Puzzle perfekt ineinandergreifen müssen.

2 Inhalt 1. Die erneuerbaren Energien wettbewerbsfähig machen S Verlustarme Stromautobahnen verlegen S Stromspeicher entwickeln und ausbauen S Hocheffiziente und schnellstartfähige Gaskraftwerke nutzen S Die Effizienz von Kohlekraftwerken erhöhen S CO2 aus Kraftwerksabgasen trennen und nutzen S Die Stromnetze intelligenter machen S Strom sparen und Strom effizienter verbrauchen S Den Verbrauch an das Angebot anpassen S Intelligente Finanzierungslösungen anbieten S. 6 Seite 2 Die Energiewende Ein komplexes Puzzle an Maßnahmen März 2012

3 1. Die erneuerbaren Energien wettbewerbsfähig machen Wenn schon ab 2030 rund die Hälfte des Stroms in Deutschland aus erneuerbaren Energien stammen soll (und 2050 rund 80%), dann müssen diese auch ohne Subventionen wettbewerbsfähig sein. Insbesondere bei Windenergie ist dieses Ziel erreichbar Innovationen, die Siemens Wind Power derzeit vorantreibt, sollen die Kilowattstunde aus Windstrom so kostengünstig machen wie die aus Kohle. Das reicht von neuen, wie ein arabisches Schwert geformten Rotorblättern über getriebelose Turbinen sowie lernfähige Software, die die Windlast auf die Rotoren optimal einstellt, bis zur Automatisierung der Fertigung und bis zu künftigen 10- Megawatt-Windkraftanlagen auf dem offenen Meer. 2. Verlustarme Stromautobahnen verlegen Erneuerbare Energien sollten vor allem dort genutzt werden, wo sie reichlich anfallen: Wind auf dem offenen Meer und Sonne in heißen Gegenden. Mit Stromautobahnen wie der Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) lässt sich die Energie ohne große Verluste zu den Nutzern bringen. Dass beispielsweise bei einer Entfernung von Kilometern und einer Übertragungsleistung von Megawatt rund 95 Prozent des Stroms bei den Verbrauchern ankommt, beweist Siemens mit einer HGÜ in China. Mit herkömmlichen Wechselstromleitungen wären die Verluste zwei- bis dreimal so hoch 3. Stromspeicher entwickeln und ausbauen Eine weitere Herausforderung: Strom aus Wind und Sonne fluktuiert je nach Wetterlage. Stromspeicher, die überschüssige Energie über Stunden, Tage und notfalls sogar Wochen speichern können, sind daher ein Muss. Pumpspeicherkraftwerke sind in Deutschland kaum ausbaubar aber Überschussstrom kann auch genutzt werden, um in Elektrolyse-Anlagen umweltfreundlichen Wasserstoff zu erzeugen. Dieser wiederum lässt sich ins Erdgasnetz einspeisen, in unterirdischen Kavernen speichern, in Strom zurückverwandeln und in Brennstoffzellen-Fahrzeugen nutzen. Zudem können Batterien in Gebäuden oder in Elektroautos als Zwischenspeicher für Strom dienen. Siemens forscht auf allen diesen Feldern. Seite 3 Die Energiewende Ein komplexes Puzzle an Maßnahmen März 2012

4 4. Hocheffiziente und schnellstartfähige Gaskraftwerke nutzen Wenn plötzlich Flaute herrscht oder Wolken vor die Sonne ziehen, müssen Stromschwankungen schnell ausgeglichen werden. Hierzu eignen sich besonders gut schnellstartfähige Gaskraftwerke. Außerdem sind sie in Kombination mit Dampfturbinen extrem effizient: Das weltweit effizienteste Kraftwerk hat Siemens mit E.ON in Irsching bei Ingolstadt realisiert: Es ist in der Lage, 60,75 Prozent der Energie des Erdgases in Strom zu verwandeln damit benötigt es rund ein Drittel weniger Brennstoff pro Kilowattstunde als der Durchschnitt der weltweit installierten Gaskraftwerke, was auch enorme Mengen an Treibhausgasen einsparen hilft. In weniger als 30 Minuten kann dieses Kraftwerk vom Stillstand auf die volle Leistung von 578 Megawatt gebracht werden was ausreicht, um eine Stadt wie Berlin mit Strom zu versorgen. 5. Die Effizienz von Kohlekraftwerken erhöhen Der Brennstoff Kohle wird weltweit auf lange Sicht nach wie vor einer der Eckpfeiler der Energieversorgung bleiben zu groß sind die weltweiten Kohlereserven und zu kostengünstig der damit erzeugte Strom. Die Herausforderung besteht also darin, die Stromerzeugung durch den Brennstoff Kohle effizienter und sauberer zu machen. Moderne Kohlekraftwerke von Siemens erreichen Wirkungsgrade von 46 Prozent, und in Zukunft sollen auch 50 Prozent möglich sein der weltweite Durchschnitt liegt nur bei etwa 31 Prozent. Ein Kraftwerk mit 50 Prozent Wirkungsgrad stößt pro Kilowattstunde um mehr als ein Drittel weniger Kohlendioxid (CO2) aus als der weltweite Kraftwerksdurchschnitt. Wären alle Kohlekraftwerke weltweit so effizient, so würde dies pro Jahr 3,7 Milliarden Tonnen CO2 einsparen fast so viel, wie die gesamte Europäische Union emittiert. 6. CO2 aus Kraftwerksabgasen trennen und nutzen Technisch ist es machbar, die Abgase von Kraftwerken vom Treibhausgas CO2 zu befreien. Das aufgefangene Kohlendioxid kann man unterirdisch speichern was allerdings auf Akzeptanzprobleme in der Bevölkerung stößt. Eine bessere Lösung kann daher sein, es industriell zu nutzen. Zu diesem Zweck arbeiten Siemens-Forscher beispielsweise mit Algen, die das Treibhausgas in Biomasse und damit in Rohstoffe für Biosprit oder Biokunststoffe verwandeln, sowie an der Erzeugung von Methan (einem Bestandteil von Erdgas) oder Methanol aus CO2 und Wasserstoff. Seite 4 Die Energiewende Ein komplexes Puzzle an Maßnahmen März 2012

5 7. Die Stromnetze intelligenter machen Speisten vor 15 Jahren noch wenige Hundert Energieerzeuger Strom in die deutschen Netze, so werden dies künftig Millionen sein: ob Solar-, Windoder Biomasseanlagen oder kleine Blockheizkraftwerke im Keller. Die bisherigen Konsumenten von Energie werden immer mehr auch zu Produzenten, zu Prosumern. Diese Tatsache und die fluktuierenden Einspeisungen der erneuerbaren Energien, die zu stark schwankenden Strompreisen führen werden, machen intelligente Stromnetze nötig. Wie diese schon heute funktionieren können, zeigt Siemens mit Kooperationspartnern in Wildpoldsried im Allgäu. Hier produzieren die Anwohner mit Photovoltaik, Biomasse und Windkraft doppelt so viel Strom, wie sie selbst verbrauchen, und sie nutzen zudem Elektroautos. Das Smart Grid sorgt für Stabilität im Netz und es balanciert Erzeugung und Verbrauch aus. 8. Strom sparen und Strom effizienter verbrauchen Der sauberste Strom ist immer der, der nicht verbraucht wird. Hier gibt es noch erhebliche Einsparpotenziale, etwa in der Industrie: Elektromotoren verbrauchen heute fast zwei Drittel des industriell genutzten Stroms, etwa für Antriebe oder Pumpen. Mit Energiesparmotoren und intelligenten Regelungen von Siemens lässt sich deren Stromverbrauch um bis zu 60 Prozent senken eine solche Investition rechnet sich allein durch die Energieeinsparung in weniger als zwei Jahren. Bei Gebäuden, die weltweit mit 40 Prozent des Energieverbrauchs zu Buche schlagen, lässt sich ebenfalls viel erreichen, etwa über Wärmedämmung und Wärmepumpen, intelligente Gebäudetechnik und eine effiziente Beleuchtung. Auch Haushaltsgeräte bieten ein enormes Einsparpotenzial: Mit modernen Geräten lässt sich der Stromverbrauch gegenüber denen aus den 1990er- Jahren mehr als halbieren. 9. Den Verbrauch an das Angebot anpassen Bei Kühlhäusern oder Klimaanlagen spielt es meist keine Rolle, wenn sie kurzzeitig abgeschaltet werden genauso wie es kaum auffällt, wenn ein Aufzug einmal etwas langsamer fährt. Es gibt viele derartige Möglichkeiten, den Stromverbrauch gezielt zu senken, wenn das Angebot niedrig und die Strompreise hoch sind. Mit diesem so genannten Demand Management lassen sich Stromnetze entlasten. Siemens-Forscher tüfteln derzeit etwa an Gebäudeautomatisierungssystemen, die den Stromverbrauch in Echtzeit an Preisschwankungen anpassen und so Verbrauchsspitzen abflachen. Seite 5 Die Energiewende Ein komplexes Puzzle an Maßnahmen März 2012

6 10. Intelligente Finanzierungslösungen anbieten Vor allem bei Kommunen und Städten sind intelligente Finanzierungslösungen notwendig, damit trotz knapper Kassen der Energieverbrauch deutlich gesenkt werden kann. Ein Beispiel ist das Energiespar-Contracting für Gebäudetechnik von Siemens eine Kombination aus Beratung, Installationsleistung und Finanzierung. Dabei braucht der Kunde keinerlei Erstinvestition zu tätigen, er begleicht seine Raten einfach mit den eingesparten Energiekosten. Weltweit hat Siemens so mehr als Gebäude modernisiert mit Einsparungen von rund einer Milliarde Euro und einer CO 2 -Reduktion von rund 9,7 Millionen Tonnen. Das ist mehr als eine Großstadt wie München pro Jahr ausstößt. Seite 6 Die Energiewende Ein komplexes Puzzle an Maßnahmen März 2012