Die Herausforderung der Energiewende

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1 Bürgerinitiative radlos-windvernunft an wolf und kinzig e.v. Die Herausforderung der Energiewende Eine kritische Auseinandersetzung mit der deutschen Energiepolitik Referent Dipl. Ing. Jürgen Schöttle 1

2 Programm Ziele der Energiewende Grundlagen zur Energieerzeugung, Strombedarf, CO 2, Lastverteilung Die Herausforderung der fluktuierenden Energien, Versorgungsicherheit und Kosten Entwicklung der Strompreise Kurz-, mittel- und langfristige Alternativen Energieautarker Ortenaukreis 2

3 Ziele der Energiewende Stopp der Klimaerwärmung Vermeidung von Strahlung der Kernenergie Schonung der natürlichen Energieressourcen zukünftige, preiswerte Energie Versorgungssicherheit 3

4 Ziele der Energiewende Stopp der Klimaerwärmung CO2 - Ausstoß bis 2020 um 40 Prozent senken. 1,5 Grad Ziel, um dies zu erreichen, müssten die weltweiten Treibhausgas-Emissionen bis 2050 um mindestens 50 % sinken, in den Industrieländern um % (jeweils gegenüber 1990). Sektorkopplung, Beschluss der Deutschen Regierung: Ersatz aller konventionellen Energieträger gegen erneuerbare Energien (80 % bis 2050) Stand ,6% Sonne und Wind Primärenergie 4

5 Ziele der Energiewende Vermeidung von Strahlung der Kernenergie Abschaltung der deutschen Kernkraftwerke bis 2021 In Betrieb befindlichen Kernkraftwerke: Europa 142 Welt 378 Im Bau befindliche Kernkraftwerke: 72 Geplante neue Kernkraftwerke : 500 5

6 Ziele der Energiewende Schonung der natürlichen Energieressourcen Reichweiten 6

7 Ziele der Energiewende zukünftige, preiswerte Energie Der frühere Bundesumweltminister Trittin erklärte während seiner Amtszeit: eine 4 köpfige Familie müssten für alternative Energien monatlich nicht mehr als eine Kugel Eis bezahlen Aussage Bundeskanzlerin Merkel: Die EEG Umlage wird nicht über ihre heutige Größenordnung hinaus steigen. Heute liegt sie bei etwa 3,5 Cent pro KWh. Das sagte die Kanzlerin im Juni 2011 im Bundestag. 7

8 Ziele der Energiewende

9 Deutschland 600 TWh / Jahr = 2 % des weltweiten Strombedarfes 9

10 Klimaerwärmung 10

11 Klimaerwärmung 11

12 Der lange Zyklus Die Temperatur auf der Erde wird von der Sonne beeinflusst

13 CO 2 - Ausstoß 13

14 Grundlagen zur Energieerzeugung Das Kilowatt bezeichnet die Leistung (Energieumsatz pro Zeitspanne) 1 KW = Watt 1 MW = KW 1 GW = MW 1 TW = GW 14

15 Grundlagen zur Energieerzeugung Die Kilowattstunde ist die Maßeinheit der Arbeit 1 KWh = Wh 1 MWh = KWh 1 GWh = MWh 1 TWh = GWh 15

16 Grundlagen zur Energieerzeugung Leistung x Nutzungszeit/Jahr =Arbeit/Jahr MW h MWh Solar 800 h 800 MWh Wind 1 MW Wasser 1700 h 4000 h 1700 MWh 4000 MWh Thermische Kraftwerke 8000 h 8000 MWh 16

17 Tageslastkurve Jahr 2000 Spitzenlast Regelbereich ca. 40 GW Mittellast kohle kohle Grundlast 17

18 Jahresvolllaststunden onshore offshore Wind

19 Wirkungsgrade 19

20 Versorgungssicherheit Strom aus Sonne und Wind ersetzt Brennstoffe aber keine Kraftwerke Nur mit Speicher ist eine Energiewende möglich 20

21 Versorgungssicherheit Strom ist direkt nicht speicherbar. Daraus folgt: Bei nicht konstant fördernden Energieerzeugungsanlagen wie Wind und Solarenergie, ist die Erzeugung von Ersatzstrom notwendig. Einsatz von thermischen Kraftwerken oder Energiespeicher (Akkus, Pumpspeicherkraftwerke, Power to Gas) oder Anpassung des Verbrauches an die Erzeugung Smart Grid 21

22 Versorgungssicherheit November 2016 Erzeugungsleistung Lastleistung 22

23 Regelleistung November 2016 Regelbereich ca MW Lastgradient ca MW pro Stunde Kraftwerkswirkungsgrad / Regelbereich max. Laständerung 2% pro Minute Regelbereich Leistung in % 23 Wirkungsgrad in %

24 Januar Versorgungssicherheit Lastverlauf und Erzeugung 2015 Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November 14 Dezember 14 24

25 Versorgungssicherheit Juni 2016 max Wind + Sonne 86 GW Windkraftanlagen max Sonne 42 GW max Wind 44 GW 25

26 Versorgungssicherheit Geplante Ausbauleistung bis % EE, ohne Sektorkopplung GW GW 160 TWh/a 400 TWh/a ohne Wirkungsgradverluste durch Speicher 300 Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE 220 GW onshore GW 100 Wind + Sonne 86GW Sonne 42 GW Wind 44 GW 26

27 Versorgungssicherheit Geplante Ausbauleistung bis % EE, mit Sektorkopplung ohne Speicherverluste TWh 480 TWh GW mit Sektorkopplung GW = MW (mit Effizenssteigerung 870 GW) 2000 Max-Plank-Institut GW Wind + Sonne 86 GW 180 GW Sonne 42 GW 220 GW onshore Wind 44 GW 0 27

28 Versorgungssicherheit EEX Daten 6,3 GW Pumpspeicherkraftwerke für ca. 4 Stunden 25 GWh 40 Millionen KFZ Akkus für ca. 9 Stunden 560 GWh Akku-Kosten 280 Mrd. (bei 500/KWh) 28

29 Versorgungssicherheit EEX Daten Januar tage Speicher mit Pumpspeicherkraftwerken Das Fraunhofer-IWES hat für 2050 Speicherbedarf von GWh errechnet. 60 GW x 14 Tage x 24 h GWh 29

30 Versorgungssicherheit EEX Daten Pumpspeicherkraftwerk Goldisthal 1000 x 1000 m 2003 Januar tage Speicher mit Pumpspeicherkraftwerken auf neuster Basis 1700 Pumpspeicherkraftwerke je 1000 MW, mit 12 Stunden Kapazität Mrd MW, 8 Stunden 60 GW x 14 Tage x 24 h GWh ( GWh) 30

31 Versorgungssicherheit EEX Daten Januar tage Speicher mit Pumpspeicherkraftwerken auf neuster Basis 1700 Pumpspeicherkraftwerke je 1000 MW, mit 12 Stunden Kapazität Mrd. Möhnetalsperre GW x 14 Tage x 24 h GWh ( GWh) 31

32 Versorgungssicherheit Um bei einem Anteil von 30% regenerativer Energien eine viertägige Sonnen- und Windflaute auszugleichen, müsste man den Bodensee auf das Niveau der Zugspitze pumpen, bringt Roland Hamelmann vom Kompetenzzentrum für Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie der Fachhochschule Lübeck das Problem auf den Punkt m ü. NHN 46 km 3, 536 km 2, mittlere Tiefe: 90 m 32

33 Versorgungssicherheit EEX Daten Januar tage Speicher mit Ionen Batterien Mrd. 60 GW GT 500 Mrd. (bei 500/KWh) 60 GW x 14 Tage x 24 h GWh ( GWh) 33

34 Versorgungssicherheit EEX Daten Januar 2013 Speicherenergie Staubecken in Skandinavien GWh 60 GW x 14 Tage x 24 h GWh ( GWh) 34

35 Wirtschaftlichkeit Power to Gas - Gas to Power FAZ FAZ ca. 0,95 / kwh 0,05 /KWh 0,05 /KWh 0,15 / kwh 0,10 /KWh 200 TWh Wirkungsgrad P 2 G - G 2 P ca. 20 % 70% H 2 Erzeugung / 80% Methanerzeugung / 90 % Druck auf 200 bar / 40% Gasturbinen technisch machbar, aber extrem teuer 35

36 Stromerzeugung und Verbrauch Oktober 2016 Strompreis Sonntag 36

37 Stromhandel außerbörslicher Handel börslicher Handel (EEX) Terminmarkt Spotmarkt 37

38 Der EEX Spotmarkt Im Spotmarkt werden im wesentlichen folgende Produkte gehandelt: Sämtlicher Strom aus den Erneuerbaren Energien (mit Einspeisevergütung) Strom - Überschussmengen von Kraftwerken (ca 10 % deren Leistungen) 38

39 Der EEX Spotmarkt Die EE werden ohne Preis in die Börse eingebracht Das teuerste Kraftwerk, das noch benötigt wird, um den gesamten kurzfristigen Strombedarf zu decken, bestimmt den Preis. 39

40 Regelenergiearten 40

41 Merid-Order Effekt Reihenfolge der Leistung 41

42 Der Endverbraucher - Strompreis Strompreisstruktur 2016 Stromspeicher Umlage KKW Enteignung abla Umlage 19 Umlage Offshore Umlage Kaltreserve KKK Umlage Stromsteuer (8,8%) Mehrwertsteuer (19%) 16,00% 7,10% 0,32% 0,03% 0,00% 0,62% 0,00% 0,87% 2,06 4,64 Preis/ kwh 31 Cent 3 9,60% Erzeugung 7,5 Erzeugungskosten Vollkostenrechnung ca 7 Cent /KWh 23,99% Netznutzung 6,354 20,31% EEG Umlage 5,80% 1,68 Konzessionsabgabe 5,5 17,59% Vertrieb EEG ab ,530 Ct 25 % Haushalte 42

43 Stromerzeugungskosten 2016 Stromerzeugunskosten Konventionelle- Energie Erneuerbare- Energie Cent / kwh Preis Strombörse Leibzig Kernenergie Kohle Gas Wasser Wind Onshore Wind Offshore Bioanlagen 67% zu 2,8 Cent/kWh 33% zu 16,6 Cent/kWh Photovoltaik Cent/KWh Cent/kWh 43

44 Erzeugte EE Arbeit 176 TWh Entspricht 16,6 Cent / KWh EEG Umlage Prognose EEG - Umlagebetrag 29,2 24, ,2 1 2 Ausgaben - Einnahmen = Umlagebetrag 44

45 Onshore - Windausbauleistung 45

46 Einspeisevergütungen 46

47 Höchstspannungsleitungen 380 KV 1000 MW 47

48 Vision / Maßnahmen Kurzfristig: Sofortiges EE-Moratorium Analyse der zukünftigen Stromerzeugungskosten und der Versorgungssicherheit. Analyse der finanziellen Belastbarkeit der Gesellschaft und der Wirtschaft. Mittelfristig: Reduzierung der gegenwärtigen EE-Einspeisevergütung, Direktvermarktungsmodell Erhöhung der Fördermittel für die Forschung: Energieerzeugung Energiespeicherung Fusions-Energie Langfristig: 48

49 Vision / Maßnahmen Kurzfristig: Sofortiges EE-Moratorium Analyse der zukünftigen Stromerzeugungskosten und der Versorgungssicherheit. Analyse der finanziellen Belastbarkeit der Gesellschaft und der Wirtschaft. Mittelfristig: Reduzierung der gegenwärtigen EE-Einspeisevergütung, Direktvermarktungsmodell Erhöhung der Fördermittel für die Forschung: Energieerzeugung Energiespeicherung Fusions-Energie Langfristig: Bau von Fusionskraftwerken ab ca

50 Fusionskraftwerke 50

51 Aussage Wirtschaftsminister Sigmar Gabriel Er sagte am 17. April 2014 in Kassel in einem Vortrag bei dem Hersteller von Solarkomponenten SMA zur Energiewende wörtlich folgendes: "Die Wahrheit ist, dass die Energiewende kurz vor dem Scheitern steht." "Die Wahrheit ist, dass wir auf allen Feldern die Komplexität der Energiewende unterschätzt haben." "Für die meisten anderen Länder in Europa sind wir sowieso Bekloppte." Eine Technik, die heute jährlich 24 Milliarden Euro Subvention erfordert, wobei die gesamte deutsche Stromerzeugung ohne diese "Zusatztechnik" nur rund 25 Milliarden Euro pro Jahr kostet und dabei auch noch sicherer ist, als zukunftsfähig zu halten, ist schlicht weltfremd. 51

52 Netzagentur sieht weiter großen Bedarf an Kraftwerksreserven dpa Wegen der Verzögerungen im Netzausbau sieht die Bundesnetzagentur auch in den kommenden Jahren einen erheblichen Bedarf an Reservekraftwerken, teilte Agenturpräsident Jochen Homann in mit. Demnach werden Reservekraftwerke mit folgender Erzeugungsleistung benötigt: 2014/ MW 2015/ MW 2017/ MW 52

53 Energieautarker Ortenaukreis Annahmen (elektrische Energie) Einwohner OG Leistung pro Kopf 1 KW Arbeit Pro Kopf KWh/Jahr Leistung WKA 3 MW Volllaststunden WKA 1500 h Investkosten WKA /KW Windausfalltage am Stück 14 Tage Abgeleitete Daten Gesamt-Deutschland Ergebnisse notwendige Leistung notwendige Arbeit 402 MW MWh Anzahl WKA`s 820 Anzahl Speicherkraftwerke a 500 MW 5 Stromerzeugungskosten ca. 30 Cent / KWh 53

54 Ist das die Herausforderung? 54