Energie Fakten, Mythen, Chancen. Lino Guzzella

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1 Energie Fakten, Mythen, Chancen Lino Guzzella

2 Ein paar Begriffe Leistung: Energie: Grösse der Anlage, definiert Baukosten Einheiten kw, PS, Energie = Leistung x Zeit Nützliche Arbeit, für das zahlen wir Einheiten kwh, J, Liter Benzin, Lastfaktor: Pro Jahr tatsächlich produzierte Energie geteilt durch maximal mögliche Jahresleistung

3 Ein Beispiel: AKW Leibstadt Maximale Leistung: kw Produzierte Energie: kwh Lastfaktor: 8'800'000'000 kwh 1'200'000 kw 8760 h = 0.83

4 Ein Beispiel: PV-Anlage Maximale Leistung: 5 kw Produzierte Energie: kwh Lastfaktor: 6'000 kwh 5 kw 8760 h = 0.13

5 Wetzikons grösste Solar- Anlage knackt die Traum- Grenze (Tages-Anzeiger, ) Das Ziel von kwh ist somit nach drei Jahren und vier Monaten früher als erwartet erreicht. Frage: Wie lange dauert es bis das KKW Leibstadt kwh elektrische Energie produziert hat?

6 Verbrauch Energie OECD Diesel/Benzin PKW Flugzeuge, Schiffe Diesel LKW Nahrung Strom Haushalt Strom Industrie Gewerbe Wärme Industrie Gewerbe Wärme Haushalt CH etwa MJ/Tag = 6-7 kw Dauerleistung (thermisch, elektrisch, )

7 In der CH eingesetzte Energie TJ/Jahr Quelle: BfE, 2010

8 Woher kommt unser tägliches Brot? Endenergie 10 MJ/kg (230 kcal/100 g) Laden 0.6 MJ/kg (0.1 kwh/kg, η el =0.6) Bäckerei 6.0 MJ/kg (1 kwh/kg, η el =0.6) Mühle 1.2 MJ/kg (0.2 kwh/kg, η el =0.6) Transport 0.2 MJ/kg (total 200 km Distanz) Landwirtschaft 2.0 MJ/kg (300 l Diesel/ha, 6000 kg/ha) Summe 10 MJ/kg Fossile Primärenergie Annahme: Elektrische Energie wird aus fossilen Energieträgern mit 60% Wirkungsgrad erzeugt.

9 In der CH produzierte elektrische Energie Mittlere Zuwachsrate = 3.2% Quelle: BfE, 2010

10 Anteil erneuerbare elektrische Energie Zuwachs 2010

11 Weltweiter Energieverbrauch PJ/Jahr PJ/Jahr Jahr Quelle: OECD/IEA (2005 und 2010) PJ/Jahr = AKW (1 GW Klasse) 1 AKW alle 2 Tage für die nächsten 50 Jahre = WT (5 MW Klasse ) 300 WT pro Tag für die nächsten 50 Jahre

12 Stromerzeugung Neue Optionen Geothermie Photovoltaik Solarthermie Windenergie Erdgas Sparen Es gibt noch einige mehr!

13 Geothermie im Mittelland CH Temperaturzunahme 3 pro 100 m Für WP und evtl. für saisonale Wärmespeicherung OK Für Elektrizitätserzeugung mind. 150 Temperaturdifferenz (besser 200 ) nötig, ergibt Bohrtiefen im Bereich von 5 km Elektrische Gesamtwirkungsgrade von maximal 20% Kosten sehr hoch, Risiko sehr hoch, Investoren?

14 PV-Module Preisentwicklung, US $ / W Quelle: BfE, 2010

15 Monatsertrag PV-Anlagen 100% 75% Quelle: F. Baumgartner et al., 2011, Bulletin Electrosuisse

16 Pumpspeicherkraftwerke Quelle: Axpo, 2010

17 Solarthermie Zum Beispiel Desertec Quelle:

18 Windenergie Quelle:

19 Windenergie Kapazitäten 2010 Leistung: 200 GW Energie: 430 TWh (2%) Lastfaktor: 0.25 Quelle:

20 Windenergie Ökonomie und Ökologie Teuer im Bau (Kapitalkosten), billig im Betrieb (keine Treibstoffkosten) Bei kleinem Netzanteil totale Kosten im Bereich konventioneller Energieträger (ca /kwh) Bei höherem Anteil (10% Wind) Speicher- und Netzausbau nötig (Kosten in D /kwh) Sehr niedriger CO 2 -Ausstoss (0.01 kg/kwh)

21 Moderne Kombi-Gaskraftwerke Quelle: Wikipedia

22 Erdgas Ökonomie und Ökologie Billig und schnell im Bau (Bewilligungen), teuer und unsicher im Betrieb (Erdgas) Kostengünstigste Variante der Neuen, aber für Zukunft keine Garantien Auch gut geeignet für Lastregelung (schnelles Hochfahren) Relativ hoher CO 2 -Ausstoss (ca. 0.5 kg/kwh)

23 Unkonventionelles Erdgas

24 Spotmarktpreise Erdgas (USA) $ pro Million BTU (1 mmbtu = 290 kwh) 1 mmbtu entspricht 29 l Erdöl 1 bbl Erdgas kostet also 11 $

25 Schätzung Stromkosten Quelle: Zukunft Stromversorgung Schweiz, Akademien der Wissenschaften Schweiz, 2012

26 Sparen Elektrospeicherheizungen durch Wärmepumpen ersetzen Best in class Verbraucher (Kühlschränke, Tumbler, ) als Standard vorschreiben. Gebäudehüllen isolieren, Dreifachgläser für Fenster, Zwangslüftung,

27 Der Wert und der Preis von Energie Mechanische Dauerleistung Mensch = 100 W Preis von 1 kwh elektrische Energie = 0.2 Fr. Zeit um diese Energie zu produzieren = 10 h Stundenlohn also 0.02 Fr.

28 Merci für Ihre Aufmerksamkeit! Folienkopien:

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