Leistungsschau und ihre Umweltauswirkungen. Inhalt

Transkript

1 Leistungsschau Umweltauswirkungen der Stromerzeugung in der Schweiz Ergebnisse aus Arbeiten zur Energiestrategie 2050 der Bundesrates... der Stromerzeugung in der Schweiz... Rolf Frischknecht, treeze Ltd. 11. Nationale Photovoltaik Tagung 2013, Congress Center Basel Euroholstein 2013, 4. Juni und ihre Umweltauswirkungen Inhalt Ausgangslage und Zielsetzung Methodik und Umweltindikatoren Kraftwerkstechnologien Ergebnisse Kraftwerkstechnologien Strommix 2050 Folgerungen 4. Juni Juni 2013 Nationale PV-Tagung

2 Ausgangslage Zielsetzung Umweltauswirkungen von Strom aus verschiedenen Kraftwerken wichtig für Überprüfung der Schweizerischen Energiepolitik durch das UVEK Erforderlich: aktuelle, repräsentative und vollständige Ökobilanzdaten Die im 2011 zur Verfügung stehenden Ökobilanz Daten erfüllen diese Anforderungen nur noch teilweise Quantifizieren der Umweltauswirkungen der relevanten Stromerzeugung in der Schweiz aus heutiger Sicht Schaffen einer umfassenden, konsistenten und aktuelle Datengrundlage 4. Juni Juni Projektorganisation Ökobilanz: Lebenswegansatz Auftraggeber: Bundesamt für Energie, BFE Begleitgruppe: BFE: Beat Goldstein (Leitung), Olivier Baillifard, Christian Bühlmann, Lukas Gutzwiller, Matthias Gysler, Sandra Hermle, Marc Müller, Urs Wolfer BAFU: Peter Gerber Hauptautoren: Christian Bauer, Paul Scherrer Institut Rolf Frischknecht, heute treeze Ltd. Abbau Entsorgung / Recycling Umwandlung 1 m 2 Solarpanel Betrieb Herstellung 4. Juni Strom 4. Juni

3 Ökobilanz: Vielfältige Umweltwirkungen Input (Ressourcen): - Rohöl -Uran -Holz(im Wald) - Wasserkraft -Bauxit -Land - Abbau Entsorgung / Recycling Umwandlung 1 m 2 Solarpanel Betrieb Herstellung Strom Output (Emissionen): Atmosphäre - CO 2 -NO X - Feinstaub Gewässer - Mineralöl -Tributylzinn - Schwermetalle 4. Juni Page 9 Untersuchungsumfang Bezugsgrösse: 1 kwh an die Niederspannungs-Steckdose gelieferter Strom Prozesskette: Ressourcenabbau Brennstoffherstellung Bau Kraftwerk Betrieb Kraftwerk Stromlieferung an Kunde Rückbau Kraftwerk Entsorgung der Abfälle 4. Juni Umweltindikatoren Untersuchte Technologien Indikator Erfasste (potenzielle) Umwelt- / Gesundheitsbelastung Treibhausgas-Emissionen Beitrag zum Klimawandel, EU-Verordnung 2009/72 Hochradioaktive Abfälle Endlager-Problematik, EU-Verordnung 2009/72 Atemwegserkrankungen Ökosystem Schadenspotenzial Kumulierter Energieaufwand, erneuerbar und nicht-erneuerbar Erschöpfung Primärressourcen (Mineralien, Metalle) Ionisierende Strahlung Gesundheitsschädigende Wirkung von primären und sekundären Partikeln Auswirkungen der Landnutzung auf die Artenvielfalt Wichtige Kenngrösse im Zusammenhang mit der Zielsetzung der 2000 Watt Gesellschaft, erneuerbar und nicht erneuerbar werden getrennt ausgewiesen Ressourcenorientierter Indikator zur Beurteilung von materialintensiven Technologien Wirkung von emittierten Radionukliden auf den Menschen 4. Juni mit Erdgas befeuerte Gas- und Dampfkraftwerke (GuD) und Blockheizkraftwerke * Photovoltaik-Anlagen * Kernkraftwerke * Wasserkraftwerke * Holzkraftwerke Biogas Blockheizkraftwerke Windkraftwerke Kehrichtverbrennungsanlagen 4. Juni

4 Technische Spezifikation der untersuchten Technologien Technologie Leistung Lebensdauer Volllaststunden Wirkungs grad elektrisch Wirkungs grad thermisch kw el a h/a % % Kernenergie, SWR 1'220' ' Erdgas GuD 400' ' Erdgas WKK ' Erdgas WKK ' PV Anlage, mono-si PV Anlage, multi-si PV Anlage, CdTe Laminat Juni Technische Spezifikation der untersuchten Technologien II Technologie Leistung Lebensdauer Volllaststunden Wirkungs grad elektrisch Wirkungs grad thermisch kw el a h/a % % Speicherkraftwerk 95' ' Laufkraftwerk 8' ' Kleinwasserkraftwerk ' Kehrichtverbrennungsanlage n.s. n.s. n.s Windturbine ' Holz WKK ' Biogas WKK ' Juni Erdgas Kernenergie Erdgas stammt zu rund einem Drittel aus Russland Anteil Flüssiggastransport rund 3 % (Afrika, Mittlerer Osten) Erdgas-Leckagen in russischen Fernleitungen: 1.3 % Erdgas-Bedarf Verdichterstation Schweiz: 0.7 % Erdgas-Leckagen Schweizer Erdgasnetz: 0.4 % Uranminen 1/3 aus Kasachstan 1/5 aus Kanada 1/6 aus Namibia und Niger 1/10 aus Australien 1/5 aus übrigen Ländern Urananreicherung gemäss globalem Mix, da keine Informationen zur Brennstofflieferkette verfügbar Uran-Anreicherungsgrad zwischen 4.4 % und 4.8 % 4. Juni Juni

5 Photovoltaik Ergebnisübersicht Herkunft Module 1/3 China 2/3 Europa (davon Silizium zu 75 % aus Europa, 25 % USA) Stromerzeugung Siliziumgewinnung EU & USA: Wasserkraft und Erdgas-WKK China: nationaler Strommix (80 % Steinkohle, 15 % Wasserkraft) Bilanzen beinhalten Modul-, Zellen-, Waferherstellung, Aufständerung, Wechselrichter, Verkabelungen 4. Juni Juni Beiträge der PV Komponenten Energierückzahldauer unendlich 4. Juni 2013 Nationale PV-Tagung Juni

6 Treibhausgasemissionen Radioaktive Abfälle Juni Juni Online Strom-Umweltrechner Szenarien Strommixe Energiestrategie 2050 Weiter wie bisher (WWB) Neue Energiepolitik (NEP) Politische Massnahmen (POM) Wasserkraft 43.2 % 51.3 % 48.3 % Pumpspeicher 7.3 % 8.1 % 7.6 % Photovoltaik 7.2 % 15.0 % 14.1 % Erneuerbare und Abfall 6.5 % 19.4 % 18.2 % Fossil 35.8 % 6.3 % 2.7 % Importe 0.0 % 0.0 % 9.1 % Strombedarf CH pro Jahr 82.3 TWh 74.4 TWh 79.0 TWh 4. Juni 2013 Nationale PV-Tagung Juni 2013 Nationale PV-Tagung

7 Ergebnisse Strommix 2050: Energieaufwand Ergebnisse Strommix 2050: Treibhausgas-Emissionen % % % % Strommix Schweiz % % Strommix Schweiz Juni 2013 Nationale PV-Tagung Juni 2013 Nationale PV-Tagung Ergebnisse Strommix 2050: Umweltbelastung % % % (ökologische Knappheit 2006) Strommix Schweiz 2009 Fazit Strom aus Wasserkraft: tiefste Werte bei fast allen Indikatoren Strom aus Erdgas: deutlich mehr Treibhausgasemissionen als alle anderen Kraftwerke. Unterschiede in den Treibhausgas-Emissionen zwischen erneuerbaren Energieträgern und Kernenergie gering Luftbelastung: allgemein unproblematisch Bei Holzkraftwerken: fortschrittliche Abgasreinigung erforderlich Energieaufwand: bei Kernenergie und Erdgas am höchsten Ressourcen (Metalle und Mineralien): bei Photovoltaik ist Rückgewinnung der Rohstoffe zentral 4. Juni 2013 Nationale PV-Tagung Juni 2013 Nationale PV-Tagung

8 Folgerungen Strom zero Emissions Umweltauswirkungen der neuen Erneuerbaren sind vergleichsweise tief Weiteres Optimierungspotenzial ist vorhanden Holz: Rauchgasreinigung Photovoltaik: Herstellung, Wertstoffrecycling Biogas: Methanschlupf bei der Vergärung Energiewende (Szenarien POM und NEP) reduziert spezifische Umweltauswirkungen des Schweizer Strommixes deutlich 4. Juni 2013 Nationale PV-Tagung Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Rolf Frischknecht Unser Dank geht an: Paul Scherrer Institut (Zusammenarbeit) Bundesamt für Energie (Finanzierung Grundlagen) Amt für Hochbauten der Stadt Zürich (Finanzierung Strommixe 2050) 4. Juni 2013 Nationale PV-Tagung