Walter Kroy. Ludwig Bölkow Foundation. Munich. September 2007

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1 Sustainable Approach to the Energy-Problem by Regional System Solutions Walter Kroy Ludwig Bölkow Foundation Munich September

2 Content Critical situation with classical sources of energy in the coming decades What can we expext from Renewables? Sustainable solutions demand system concepts System concepts can be created and realized most easily for dedicated Energy Regions 2

3 Peak of World Oil Production and WEO Prognosis Oil production in [Mb/d] Legend Transition Economies Africa Latin America Middle East East Asia South Asia China OECD Pacific OECD Europe OECD North America Middle East Peak Africa Latin America WEO 2006 Transition Economies OECD North America East Asia China OECD Europa Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH,

4 Natural Gas and the WEO-Prognosis of 2006 Gas production in [billion m³] Peak ,000 4,000 3,000 2,000 Legend Transition Economies Africa Latin America Middle-East East-Asia South-Asia China OECD-Pacific OECD Europe OECD North America 2006 WEO 2006 Transition Economies Africa Latin America 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 OECD Europa East Asia Middle East 1,000 OECD North America Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH,

5 Coal Production and WEO-Prognosis 2006 Coal production in [Mtoe] 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 Legend Transition Economies Africa Latin America East Asia South Asia China OECD Pacific OECD Europe OECD North America East Asia Peak W EO 2006 Lignite Transition Economies Africa Lig Bit Subbit China South Asia Bit Lignite Bituminous Bituminous 2007, Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH Subbit Latin America Bituminous 1,500 Bituminous 1, Lignite OECD Europe Bituminous OECD Pacific Bituminous Subbit OECD North America Lignite Bituminous Lignite Conversion factors: 1 Mt hard coal (bituminous and subbituminous) = 0.56 Mtoe; 1 Mt lignite = 0.3 Mtoe 5

6 Uran (RAR < 130 US$/kg) Production and the WEO 2006 Requirements Peak Uranium production in [tons] 80,000 70,000 60,000 50,000 40,000 W EO 2006 requirement for reactors Kazakhstan Niger Namibia RAR <130$/kt [3.297 kt reserves] Legend Transition Economies Latin America South Asia Africa China OECD Pacific OECD Europe OECD North America 80,000 70,000 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 Germany France Australia South Africa 30,000 20,000 10,000 USA Canada 10, RAR: Reasonably Assured Resources Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH, 2007

7 Szenario - Fossile and Nuclear Fuels and WEO , Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH, ,000 Production in [Mtoe per year] 14,000 12,000 Legend Oil Gas Coal bit+subbit Coal lignite Nuclear WEO 2006 Peak ,000 12,000 10,000 Nuclear 10,000 8,000 Bituminous + subbituminous 8,000 6,000 6,000 4,000 Lignite coal Gas 4,000 2,000 Oil 2,

8 Szenarios of Renewable Energies Electricity and heat production in [Mtoe] 20,000 15,000 10, Legend Solar_th Biomass_th Geothermal_th Geothermal_el SOT_el PV_el Wind_el Hydro_el Geothermal thermal energy Geothermal electricity Solar thermal collectors Biomass SOT electricity 20,000 15,000 10,000 5,000 W EO 2006 all RES Photovoltaic electricity W ind power electricity 5,000 Hydro power - electricity Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH,

9 A Possible World Szenario including all Forms of Energy in Discussion Total primary energy supply in [Mtoe] Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH, ,000 15,000 10,000 Legend Geothermal Hydro W ind Biomass Solar collectors SOT PV Uranium Coal Gas Oil Hydropower Uranium WEO 2006 Coal Geothermal W ind power Biomass Solar collectors SOT 20,000 15,000 10,000 5,000 Gas PV 5,000 Oil

10 Wasserstoff als Energiespeicher Damit wir möglichst viel erneuerbare Energien nutzen können brauchen wir die Fähigkeit, Kraftstoffe aus Strom herzustellen, und nicht nur die Fähigkeit, Strom aus Kraftstoffen herzustellen! 10

11 Forecast: growth of wind energy GW % share on world electricity supply Reality 2002 Windforce 10 ( % electricity share) [1999] IEA World Energy Outlook 2002 IEA World Energy Outlook

12 Past OECDForecast: The growth of nuclear power GW Forecast 1975 Forecast Forecast Reality 2000 Forecast 1985 Forecast year

13 Capacity [MW] Installed photovoltaic capacity in Germany Source: Jahrbuch Erneuerbare Energien, IWR, Sonne Wind & Wärme; 2005 aus 1 HJ geschätzt

14 Expected market growth 14

15 Covered area needed to satisfy world energy demand with solar energy Earth Europe Germany 15

16 Unwahrscheinlichkeit weltweiter Systemlösungen 1) Formulierung gemeinsamer Ziele 2) Suchen einer optimalen Systemlösung 3) Realisierung Politische Ziele: Eigene Versorgung Macht über andere (USA, Russland, Frankreich,...) Großversorger Systemlösung Ökonomische Ziele: Sicherung der Erträge Wachstum der Erträge Konzentration als Machtbasis: Großversoger Technik und Technologien: Viele, sehr ausgereifte Technologien, Vielzahl klärungsbedürftiger neuer Konzepte. Einige wenige stark wachsend in der Anwendung Marktorientiert Soziale Ziele: Individuelle Bedarfe erfüllbar, Versorgungssicherheit zu erschwinglichen Preisen, ohne negativen Auswirkungen auf Umwelt und Klima: Nachhaltig 16

17 Energieregionen der Zukunft: Größe Bedarfs-Struktur Die Energieregion denken und schaffen Vorbild: Vernetzte Energieversorgung der zellulären Strukturen von Lebewesen, komplex aber zuverlässig, sehr stabil und flexibel, umfasst große, langsame und kleine, schnelle Regelkreise (Bionik) Regenerative und nicht-regenerative Energiequellen (zeitlicher Wandel) Einsetzbare Energie-Formen, Energie-Wandler und Speicher Verteilung oder Transport unter Minimierung von Verlusten Soziale Folgen (Eigenverantwortung) Strukturelle Folgen (Freiheitsgrade) Neue gesetzliche Aufgaben u. Regeln Versicherungstechnische Bedarfe Lokale verwaltungstechnische Aufgaben 17 Flächenhafter Bedarf, dezentrale Erzeugung oder Bereitstellung, Effiziente Regelung lokaler Quellen Vielzahl neuartiger Arbeitsplätze Beispiel: Vom Landwirt zum Energiewirt

18 Langfristige Verantwortung ist wichtiger als kurzfristiger Profit Nur mit Denken in Zeiträumen, die weit über unsere eigene Lebenszeit und erst recht über die Zeit des aktiven Berufslebens hinausgehen, nur so werden wir unserer Verantwortung für die nach uns kommenden Generationen gerecht. Ludwig Bölkow