Die Rolle der Elektromobilität im Solarzeitalter

Transkript

1 Die Rolle der Elektromobilität im Solarzeitalter Tomi Engel Erlangen

2 Fossile Mobilität... ist das größte, gesellschaftliche Projekt auf dem Gebiet der Sondermüllentsorgung!

3 Fossile Mobilität... ist das größte, gesellschaftliche Projekt auf dem Gebiet der Vorsicht Vergiftungsgefahr Sondermüllentsorgung!

4 Elektromobilität

5 Elektromobilität Warum?

6 Klimawandel? Fahrspaß? Luftreinhaltung? Technologischer Durchbruch? Warum?

7 Weltweite Erdölproduktion Quelle: Energy Watch Group WEO2006 Middle East Africa Latin America South Asia East Asia China Transition Economies OECD Pacific OECD Europe OECD North America Quelle: Energy Watch Group - Stand 2008 WEO

8 Quelle: Energy Watch Group WEO2006 Middle East Africa WHITE PAPER Latin America SUSTAINABLE South ENERGY Asia SECURITY East Strategic Asia risks and opportunities for business China Transition Economies OECD Pacific OECD Europe OECD North America WEO Streitkräfte,! Fähigkeiten und Technologien im 21. Jahrhundert!!!!!! - Umweltdimensionen von Sicherheit !!!!!!!!!!!!!!!

9 King Abdullah bin Abdulaziz Al Saud König von Saudi Arabien I told them that I have ordered a halt to all oil explorations so part of this wealth is left for our sons and successors God willing." Quelle: 5. Juli 2010

10 Wir sagen den Fatih Birol Chefökonom der IEA Regierungen dieser Welt, dass der Energiepfad, auf dem wir uns befinden, nicht nachhaltig ist." Quelle: The Guardian, ,

11 Tägliche Ausgaben der USA für den Erdölimport im Jahr 2008: US $/Tag

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

13 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke 50-70% Verlust durch Abwärme Verkehr

14 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke 50-70% Verlust durch Abwärme?? Verkehr

15 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke

16 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Energieeinheit kwh! Strom

17 Ausbauziele der Erneuerbaren Energien

18 Ausbauziele der Erneuerbaren Energien Ziel 2020: 47%! EE-Strom

19 Stromversorgung in "Problemwochen" 2007 Quelle: Fraunhofer IWES

20 Stromversorgung in "Problemwochen" 2020 Quelle: Fraunhofer IWES

21 Stromversorgung - Jahresdauerlinie 2007 Quelle: Fraunhofer IWES Grundlast

22 Stromversorgung - Jahresdauerlinie Quelle: Fraunhofer IWES Grundlast

23 Erneuerbare Energien im Landkreis Neustadt a.d. Aisch Wo steht Neustadt a.d. Aisch? DGS SONNENENERGIE RAL Solar EnergyMap E3-Mobil REEPRO SOLPOOL Energy for Life Energiekarte Energieregionen Die "Gesetzesbrecher" Daten Download Kreis NEUSTADT AN DER AISCH-BAD WINDSHEIM 22 % EE erreicht Stromverbrauch: MWh/Jahr Einwohner: Bürger Fläche: qkm 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 Erneuerbare Stromproduktion Solarstrom Anlagen 85 MW(peak) Windkraft 18 Anlagen 34 MW(peak) Wasserkraft 13 Anlagen 0 MW(peak) Biomasse 52 Anlagen 10 MW(peak) Klärgas, etc 1 Anlagen 0 MW(peak) Geothermie 0 Anlagen 0 MW(peak) MWh/Jahr MWh/Jahr MWh/Jahr 662 MWh/Jahr MWh/Jahr MWh/Jahr 0 MWh/Jahr Stand : FAQ Kontakt Impressum TOP 10 dieser Region 12 % EE Bundesrepublik Deutschland 8 % EE Bayern 6 % EE Mittelfranken 22 % EE Neustadt an der Aisch-Bad Windsheim Die Region "Neustadt an der Aisch-Bad Windsheim" hat folgende Spitzenreiter: 156 % EE Hemmersheim 98 % EE Ergersheim 77 % EE Gallmersgarten 57 % EE Markt Nordheim 55 % EE Simmershofen 54 % EE Oberickelsheim 53 % EE Gutenstetten 52 % EE Diespeck 39 % EE Emskirchen 36 % EE Burgbernheim

24 Erneuerbare Energien im Landkreis Neustadt a.d. Aisch Wo steht Erlangen? DGS SONNENENERGIE RAL Solar EnergyMap E3-Mobil REEPRO SOLPOOL Energy for Life Energiekarte Energieregionen Die "Gesetzesbrecher" Daten Download Stadt ERLANGEN 1 % EE erreicht Stromverbrauch: MWh/Jahr Einwohner: Bürger Fläche: 77 qkm 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 Erneuerbare Stromproduktion Solarstrom 563 Anlagen 7 MW(peak) Windkraft 0 Anlagen 0 MW(peak) Wasserkraft 7 Anlagen 1 MW(peak) Biomasse 3 Anlagen 0 MW(peak) Klärgas, etc 1 Anlagen 3 MW(peak) Geothermie 0 Anlagen 0 MW(peak) MWh/Jahr MWh/Jahr 0 MWh/Jahr MWh/Jahr 630 MWh/Jahr 13 MWh/Jahr 0 MWh/Jahr Stand : FAQ Kontakt Impressum TOP 10 dieser Region 12 % EE Bundesrepublik Deutschland 8 % EE Bayern 6 % EE Mittelfranken 1 % EE Erlangen Die Region "Erlangen" hat folgende Spitzenreiter: 1 % EE Erlangen Karte via OpenStreetMap CC-BY-SA 2.0

25 Erneuerbare Energien im Landkreis Neustadt a.d. Aisch Wo steht Erlangen? DGS SONNENENERGIE RAL Solar EnergyMap E3-Mobil REEPRO SOLPOOL Energy for Life Energiekarte Energieregionen Die "Gesetzesbrecher" Daten Download Stadt ERLANGEN 1 % EE erreicht Stromverbrauch: MWh/Jahr Einwohner: Bürger Fläche: 77 qkm Erneuerbare Stromproduktion Solarstrom 563 Anlagen 7 MW(peak) Windkraft 0 Anlagen 0 MW(peak) MWh/Jahr MWh/Jahr 0 MWh/Jahr Stand : FAQ Kontakt Impressum TOP 10 dieser Region 12 % EE Bundesrepublik Deutschland 8 % EE Bayern 6 % EE Mittelfranken 1 % EE Erlangen Die Region "Erlangen" hat folgende Spitzenreiter: 1 % EE Erlangen Anmerkungen: 1) Die regionalen Wasserkraft MWh/Jahr Verbrauchsdaten sind 7 Anlagen Schätzungen auf der Basis 1 MW(peak) des durchschnittlichen Stromverbrauches der Biomasse 630 MWh/Jahr Bundesrepublik. 3 Anlagen 0 MW(peak) 2) Die Berechnungen der EE- Stromproduktion basieren, sofern entsprechende Zahlen Klärgas, etc 13 MWh/Jahr vorliegen, auf den realen 1 Anlagen 3 MW(peak) Produktionsdaten für ein volles Kalenderjahr. Geothermie 0 MWh/Jahr 3) Die zugrundeliegenden 0 Anlagen EEG-Anlagen entsprechen 0 MW(peak) dem Stand der Meldungen vom Karte via OpenStreetMap CC-BY-SA 2.0

26 Ausbauziele der Erneuerbaren Energien Ziel 2020: 47%! EE-Strom 1. Mio E-Mobile 2 TWh

27 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke

28 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Es gilt 400 TWh Brennstoff von der Straße in den Keller zu verlagern!

29 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Brennstoff Es gilt 400 TWh Brennstoff von der Straße in den Keller zu verlagern!

30 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Brennstoff Es gilt 400 TWh Brennstoff von der Straße in den Keller zu verlagern!

31 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Langzeitspeicher: Biomasse

32 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Langzeitspeicher: Biomasse Std.... da scheint die Sonne auch in der Nacht

33 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Stichwort Smart! Grid

34 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Stichwort Smart! Grid Vehicle Strategie Kurzzeitspeicher: Batterie

35 Elektroautos... als "rollende Kraftwerke"? Quelle: Scientific American, 18 April 1903 (gefunden von C. Dürschner)

36 Smart Grid Vehicles können... das Stromnetz stabilisieren... sofern die Fahrzeuge ihren Ladevorgang intelligent auf das Stromangebot abstimmen. Smart Charging Std.

37 Smart Grid Vehicles können... das Stromnetz stabilisieren... sofern das Fahrzeug seinen Ladevorgang intelligent auf das Stromangebot abstimmt. Smart Charging Std. Energieüberschüsse "verschieben"... und reduzieren somit den Bedarf an Bioenergie im Stromsektor. Smart Grid Services

38 Merke! Elektromobile passen optimal zu Erneuerbaren Energien!

39 Aber... Wir müssen doch Strom sparen... und jetzt auch noch mit Strom Auto fahren!?

40 Merke! Nicht Strom sparen, sondern Ressourcen sparen!

41 Elektrische Mobilität Szenario: Erdgas-Auto Szenario: Elektroauto plus Erdgas-Kraftwerk Erdgas (10,4 MWh) PKW (89 kwh/100 km) ( km) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km ( km) PKW (22 kwh/100 km) Strom (5,2 MWh) GuD Kraftwerk (! = 50%) Erdgas (10,4 MWh) Quelle: Verbrauchswerte im "kombinierten" Betrieb

42 Elektrische Mobilität Szenario: Erdgas-Auto Szenario: Elektroauto plus Erdgas-Kraftwerk Erdgas (10,4 MWh) PKW (89 kwh/100 km) ( km) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km ( km) Strom (5,2 MWh)... ist Resourceneffizienz für Kohlenwasserstoffe. PKW (22 kwh/100 km) GuD Kraftwerk (! = 50%) Quelle: Verbrauchswerte im "kombinierten" Betrieb Erdgas (10,4 MWh) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km

43 Elektrische Mobilität Szenario: Biogas-Auto Szenario: Elektroauto plus Biogas-Kraftwerk Erdgas (10,4 MWh) PKW (89 kwh/100 km) ( km) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km Biogas ( km) Strom (5,2 MWh)... ist Resourceneffizienz für Kohlenwasserstoffe. PKW (22 kwh/100 km) GuD Kraftwerk (! = 50%) Quelle: Verbrauchswerte im "kombinierten" Betrieb Erdgas (10,4 MWh) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km Biogas

44 Well-to-Wheel Vergleich pro Hektar Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Treibstoffertrag (in kwh/ha * a) Energiebedarf (in kwh/100 km) Versorgte PKWs (bei km/a) ,5 4,3 4,3 Quelle: Eigene Berechnungen

45 Well-to-Wheel Vergleich pro Hektar Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Treibstoffertrag (in kwh/ha * a) Energiebedarf (in kwh/100 km) Versorgte PKWs (bei km/a) ,5 4,3 4,3 Quelle: Eigene Berechnungen

46 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch

47 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Land Industrie... weil regional... weil schadstoffarm Stadt

48 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Land Industrie... weil regional... weil schadstoffarm Stadt... weil effizient

49 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Langstrecke Kurzstrecke Land Industrie Stadt Flächeneffizienz Faktor 20-50!... weil regional... weil schadstoffarm... weil effizient

50 Elektromobilität?

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

52 Die E-Fahrzeugklassen Pedelec, E-Bike Scooter, Motorrad E-Mobil Elektrobus Straßenbahn Eisenbahn E-Auto

53 Die E-Fahrzeugklassen... Infrastruktur Feste Fahrwege + Großes Gewicht = Pedelec, E-Bike Oberleitung mit konduktiven Scooter, Motorrad E-Mobil Schleifkontakten Elektrobus Straßenbahn Eisenbahn E-Auto kw peak

54 Die E-Fahrzeugklassen... heute relevant Pedelec, E-Bike Elektrobus Scooter, Motorrad Straßenbahn E-Mobil Eisenbahn E-Auto

55 Die E-Fahrzeugklassen... heute relevant Pedelec, E-Bike Scooter, Motorrad E-Mobil E-Auto Pedelecs werden 2010 in Deutschland verkauft!... dies entspricht einem Marktvolumen von Elektrobus Straßenbahn Eisenbahn

56 Die E-Fahrzeugklassen Pedelec, E-Bike Scooter, Motorrad E-Mobil Elektrobus Straßenbahn Eisenbahn E-Auto

57 Kangoo 2002 Personen:! 5 Geschwindigkeit:! 100 km/h E-Auto Reichweite:! bis zu 80 km Antrieb:! 15 kw Elektro Vermarktung:! FR Status:! Kleinserie

58 Nissan LEAF Personen:! 5 Geschwindigkeit:! 140 km/h Reichweite:! bis zu 160 km Antrieb:! 80 kw Elektro Vermarktung:! JP, US, (EU) Status:! Serie

59 eruf Stromster Personen:! 5 Geschwindigkeit:! 150 km/h Reichweite:! bis zu 200 km Antrieb:! 270 kw Elektro Vermarktung:!? Status:! Prototyp E-Auto

60 Weltweite Erdölproduktion Quelle: Energy Watch Group WEO2006 Middle East Africa Latin America South Asia East Asia China Transition Economies OECD Pacific OECD Europe OECD North America Quelle: Energy Watch Group - Stand 2008 WEO

61 Weltweite Erdölproduktion Quelle: Energy Watch Group WEO2006 Middle East Africa Latin America South Asia East Asia China Transition Economies OECD Pacific OECD Europe OECD North America WIRTSCH Quelle: Energy Watch Group - Stand 2008 WEO Währungsstreit schwelt weiter Tagung von IWF und Weltbank endete mit allgemeinem Appell zur Kooperation VON R. OBERTREIS WASHINGTON - Mit einem eindringlichen Appell zu wieder stärke rer internationaler Ko operation ist die Jahres tagung von Internationa lem Währungsfonds (IWF) und Weltbank in Washington zu Ende gegangen. Eine Lösung der Differenzen er reichte man nicht. Dominique Strauss- Kahn, geschäftsführen der Direktor des IWF, appellierte an die 187 or

62 Reichweite:! Antrieb:! 60 Status:! Quelle: Energy Watch Group Zagato Elcar WEO2006 Middle East Personen:! Africa Latin America Geschwindigkeit:! South Asia 50 km/h East Asia 50 km China Transition Economies Elektro OECD Pacific Vermarktung:! OECD Europe um 1975 OECD North America Kleinserie Quelle: Energy Watch Group - Stand 2008 WEO

63 Elektromobilität und zusätzlicher EE-Strom

64 Elektromobilität und zusätzlicher EE-Strom????

65 Elektromobilität zusätzlicher EE-Strom????

66 Ausbauziele der Erneuerbaren Energien Ziel 2020: 47%! EE-Strom 1. Mio E-Mobile 2 TWh

67 Elektromobilität zusätzlicher EE-Strom????

68 Std.

69 Das ist der "zusätzliche" EE-Strom Std.

70 Das ist der "zusätzliche" EE-Strom Std.

71 d : h : m : s Tage Stunden Minuten Sekunden Std. Prognose & Planung Power Level (kw in) (kw out) Bandbreitenmanagement G2V (+) 8 kw Ladeleistung 5 kw 2 kw (+) 50 Hz 230 V Netz Freq./Spannung Dynamische Netzstützung (-) -5 kw V2G (-)

72 Stromversorgung Angebot und Nachfrage Beispiel: Tages-Frequenzverlauf vom 21. Oktober 2009 f [ Hz] 50,10 50,05 50,00 49,95 49,90 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00 Uhrzeit Quelle: IFK Stuttgart

73 d : h : m : s Tage Stunden Minuten Sekunden Std. Prognose & Planung Power Level (kw in) (kw out) Bandbreitenmanagement G2V (+) 8 kw Ladeleistung 5 kw 2 kw (+) 50 Hz 230 V Netz Freq./Spannung Dynamische Netzstützung (-) -5 kw V2G (-)

74 Merke! Wir brauchen intelligente E-Fahrzeuge!

75 Merke! Zusätzlich ist EE-Strom dann, wenn es gelingt die Abschaltung von EE-Anlagen zu verhindern!

76 Merke! Das einzige Förderinstrument für EE-Strom ist das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG)!

77 Elektromobilität Perspektiven?

78 CO2-Emissionen im PKW-Verkehr 250 Neuwagen (TTW) Flotte (WTW) g/km 95 g/km 55 g/km

79 CO2-Emissionen im PKW-Verkehr 250 Neuwagen (TTW) Flotte (WTW) ,5 Liter 3,5 Liter 2 Liter

80 ? 250 Neuwagen (TTW) Flotte (WTW)? ? 100? CO2-Emissionen im PKW-Verkehr Vorsicht Vergiftungsgefahr 5,5 Liter 3,5 Liter 2 Liter

81 CO2-Emissionen im PKW-Verkehr 250 Neuwagen (TTW) Flotte (WTW) Elektrofahrzeuge: 1 Mio. 20 Mio.??

82 Elektromobilität in Deutschland? 25 Millionen E-Fahrzeuge? Jahre passiert "nix" Mio. 1 Mio.

83 Elektromobilität in Deutschland? Millionen E-Fahrzeuge? Jahre passiert "nix" Mio. 1 Mio. "nix" = die unumkehrbare Entscheidung für die Massenproduktion

84 Modellregion "Kathmandu"

85 1. Die Technik war schon 1970 "tauglich" 2. E-Fahrzeuge sind (bis auf weiteres) keine "Renn-Reise-Limousinen" 3. Peak-Oil und die Benzin-Rationierung schafft den Markt 4. E-Mobilität wird nicht billiger sein... aber nachhaltiger und kalkulierbarer! 5. E-Mobilität braucht keine 4 Räder!

86 Elektromobilität... löst morgen nicht alle Probleme, aber wir müssen heute anfangen, damit wir über-über-über-morgen 100% Erneuerbar sein können.

87 Tomi Engel