Kraftwerk Schweiz: Plädoyer für eine

Transkript

1 Kraftwerk Schweiz: Plädoyer für eine Energiewende mit Zukunft Schaffhauser Vortragsgemeinschaft, 23. März 2017 Prof. Dr. Anton Gunzinger Unternehmer 1 Zürich by Supercomputing Systems AG

2 Für die nächste Generation Für die Schweiz Persönliche Meinung als Unternehmer 2 Zürich by Supercomputing Systems AG

3 Design Grundsätze Zeithorizont: > 1 Generation (> 25 Jahre) Technisch machbar Vergleichbarer Wohlstand Geringe volkswirtschaftliche Kosten Politisch machbar Geringe betriebswirtschaftliche Kosten 3 Zürich by Supercomputing Systems AG

4 Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 4 Zürich by Supercomputing Systems AG

5 Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 5 Zürich by Supercomputing Systems AG

6 Wärme Verbesserung der Wärmedämmung von 22 l (1970) auf 3.6 l Öl pro m 2 & Jahr (2010) (Faktor 6) Reduktion Energiebedarf dank Wärmepumpe um Faktor 3 6 Heute: Erneuerbare Heizsysteme sind günstiger als fossile Schweiz macht gute Arbeit Verbleibende renovationsbedürftige Häuser: 78% Renovationsrate heute: 1.1%/a 70 Jahre Renovationsrate Bund: 2%/a 35 Jahre Renovationsrate Gunzinger: 4%/a 20 Jahre 6 Zürich by Supercomputing Systems AG

7 Heizkosten (Vollkosten) für ein typisches Schweizer Einfamilienhaus Kostenvergleich Heizsysteme Ausgaben für Wärme (CHF/a) Jahr 7 Zürich by Supercomputing Systems AG Öl WP (Erde) PV-autark

8 Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 8 Zürich by Supercomputing Systems AG

9 Gemeingut Mobilitätsfläche Mobilität benötigt Raum, je nach Verkehrsmittel unterschiedlich viel: U-Bahn < 1 m 2 Fussgänger 1 m 2 Velo 10 m 2 ÖV (Stadt) 15 m 2 ÖV (CH) 25 m 2 Auto 30 km/h 67 m 2 Auto 50 km/h 111 m 2 Auto 120 km/h 267 m 2 (Quelle: Prof. Brändli, ETHZ) Berechnung: Reaktionszeit 2s, Breite mal zurückgelegte Distanz Ressourcenverbrauch: Raum ist in der stark besiedelten Schweiz begrenzt Vollgestopftes Trams (200 Personen) 4 km lange Autokolonne 9 Zürich by Supercomputing Systems AG

10 Flächenfresser Strasse Länge [km] Breite [m] Fläche [km 2 ] Nationalstrassen Kantonsstrassen Gemeindestrassen Total 740 Flächenverbrauch Auto: 1200 km 2 Strasse nur zu 2.7% genutzt Flächenverbrauch Rest: 400 km 2 Pro Auto: 300m 2 zusätzlicher Boden! 10 Zürich by Supercomputing Systems AG

11 Mobilitätsverteilung Automobilität: grösster Landfresser Individualverkehr: 94% der gesamten Mobilitätsfläche. In dicht besiedelten Gebieten (Zürich): Auto transportiert 25% der Personen, beansprucht dabei 76% der Mobilitätsfläche (ungerecht) Bewohnern von dicht besiedelten Gebieten wollen Mobilität mit geringerem Flächenbedarf/ höhere Nutzungspreise Ausnutzung Strassen: 2.7% Stau: Alle zur gleichen Zeit an denselben Ort 11 Zürich by Supercomputing Systems AG

12 Die Raumfrage: Zum Beispiel Zürich Stadtfläche: 91 km 2 Öffentlicher Boden (12%): 11 km 2 Strassen: 750 km Strassenfläche: 7 km 2 Parkplatzfläche ( * 20 m2) 2 km 2 Erholungsfläche: 2 km 2 Ist das schön? Einnahmen Parkplätze: 50 Mio CHF Anzahl Parkplätze Einnahmen soll Parkplätze (CHF 2000/Pp) 200 Mio CHF Geschenk der Steuerzahler 150 Mio CHF Geschenk der Steuerzahler 10 % der Gemeindesteuern 12 Zürich by Supercomputing Systems AG

13 Die Zeitfrage Fahrdistanz CH-Automobil: km/a Fahrgeschwindigkeit: 50 km/h Reisezeit: 320 h/a Zeit für Unterhalt etc.: Zusätzlich 80h/a Kosten Durchschnittsauto: CHF 0.76 pro km (TCS); CHF/a Nichtbezahlte Zusatzkosten: 35 Mia CHF/a CHF/a Median Einkommen Schweiz: CHF/a Arbeitszeit für Mobilität: 680h/a fürs Auto (38% der Arbeitszeit) «Zeitausgaben» für Automobilität Total: 1080h/a (3h/Tag) Reisegeschwindigkeit ca. 15km /h 13 Zürich by Supercomputing Systems AG

14 Grundlage: Faire Vollkostenrechnung Stromnetz: Neuwert: ~ 60 Mia CHF Jährliche Kosten: ~ 4.5 Mia CHF Strassennetz: (> km) Neuwert: ~ 600 Mia CHF Jährliche Kosten: ~ 45 Mia CHF Offizielle Strassenrechnung: 8.7 Mia CHF pro Jahr Faire Kosten: Automobilität müsste 4 5 mal teurer sein Lieber hohe Steuern als fairer Benzinpreis. 14 Zürich by Supercomputing Systems AG

15 Mobilität: Verhaltensänderung in der Vergangenheit 1960: 700 kg 2.4 Personen Heute bewegen wir 4 mal mehr Masse ~ 4 mal höherer Energieverbrauch 2015: 1.4 t 1.3 Personen 15 Zürich by Supercomputing Systems AG

16 Mobilität: Verhaltensänderung Suffizienz Strecken < 500 m: zu Fuss (~ 30% aller Fahrten) Strecken < 5 km: (E-) Bike (~ 30% aller Fahrten) Rest: Mehrere Menschen im (leichten) Elektrofahrzeug Totale Einsparung Energie Faktor Zürich by Supercomputing Systems AG

17 Energie Kosten: Öl versus Elektrisch/Solar CO2 Emissionen [g/km] Broschüre: 148 Realität: 280 Fracking: 309 CO 2 Emissionen [g/km] Realität: 6 17 Zürich by Supercomputing Systems AG

18 CO 2 Emissionen eines Durchschnittautos (1400 kg) CO2 Bilanz Fahrzeug g CO2 / km D CO2 Rucksack CO2 reine Fahrt CO2 Batterie CO2 Fahrzeug Elektrisch fahren produziert 10 Mal weniger CO Zürich by Supercomputing Systems AG

19 Fahren mit Strom ist hocheffizient Tesla Porsche Typ Roadster Sport 911 Carrera S Leistung [PS] [kw] auf 100 km/h [s] Verbrauch [kwh/100 km] [l/100km] Elektrisch Fahren benötigt 6 8 mal weniger Energie. 19 Zürich by Supercomputing Systems AG

20 Wo kommt der Strom für die Elektromobilität her? 133 m 2, 21 kwp 1100 h Sonne/Jahr kwh/a Wie viele Elektromobile können damit versorgt werden? 20 Zürich by Supercomputing Systems AG

21 Die Batterie, die grosse Herausforderung 2012: TESLA Roadster 1000 CHF/kWh 2014: TESLA Modell S 500 CHF/kWh 2017: Renault elektro 200 CHF/kWh 2019: 100 CHF/kWh 2022: Gunzinger 300 CHF/kWh 21 Zürich by Supercomputing Systems AG

22 Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 22 Zürich by Supercomputing Systems AG

23 Stromverbrauch 2035 Verbrauch [TWh/a] Verbrauch heute 60 Einsparpotential (25%) -15 Wärme Mehrverbrauch +6 Mobilität Mehrverbrauch +4 TOTAL 55 Bevölkerungswachstum Heute: 8.5 Mio Einwohner; Morgen: 10.0 Mio Einwohner 65 Produktion heute: ~ 40% AKW (~ 24 TWh/a) Produktion morgen? 23 Zürich by Supercomputing Systems AG

24 Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 24 Zürich by Supercomputing Systems AG

25 Erneuerbare Energiequellen Solar: Kosten ursprünglich 60 ct./kwh; heute EU 7 ct./kwh Grenzkosten: 1 ct./kwh Produktion fluktuierend Potential CH: ~ 30 TWh/a Wind: Kosten: etwa Hälfte Solarenergie Heute 2 4 MW/ Windturbine Produktion fluktuierend Potential CH: ~ 10 TWh/a Biomasse Holz, Klärschlamm, Bioabfälle Potential CH: 6-10 TWh/a 25 Zürich by Supercomputing Systems AG

26 Kosten Kernenergie Produktion: früher 2 Rp./kWh, heute 15 Rp./kWh Entsorgung: Kassabestand (2016) 6 Mia CHF Entsorgung (BFE, 2006) 18 Mia Entsorgung (BFE, 2014) 25 Mia Entsorgung (BFE, 2016) 27 Mia Entsorgung Gunzinger 50 Mia Grösstes finanzielles Desaster in der Geschichte der Schweiz Ohne «Bad Bank» gehen Stromkonzerne in Konkurs Am Ende bezahlen die Steuerzahler 26 Zürich by Supercomputing Systems AG

27 Schweiz und Welt Welt Zubau erneuerbare Energie weltweit 2016: ~ 250 TWh (30 grosse AKW) Wachstum 30 %/a Schweiz Solarstrom 2015: ~ 167 kwh (~2%) pro Einwohner EU Rang 25 von 27 Ländern hängige Gesuche Solarpanels Zubau erneuerbare Energie soll: ~2.5 TWh/a (1% des Welt-BIP) 2.5 TWh/a entspricht der Energie vom Mühleberg / Beznau Ist: ~0.3 TWh/a Mit 2.5 TWh/a: in 10 Jahren alle AKWs kompensiert 27 Zürich by Supercomputing Systems AG

28 Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 28 Zürich by Supercomputing Systems AG

29 Ist es möglich Kernenergie durch PV, Wind und Biomasse zu ersetzen? «Es ist nicht möglich, dass Photovoltaik und Wind die Kernenergie ersetzen können. Wir verkünden und begründen das immer wieder. Beide erzeugen unzuverlässigen Flatterstrom, der vor allem dann verfügbar ist, wenn man ihn nicht braucht.» Quelle: Dr. Irene Aegerter; erm. Prof. Dr. Silvio Borner,Volkswirtschaftslehre UNI Basel; erm. Prof. Franz-Karl Reinhart, EPFL; erm. Prof. Dr. Bernd Schips, KOF ETHZ Wir haben ausgerechnet, dass bei richtiger Dimensionierung eine Versorgung der Schweiz mit 100% erneuerbarer Energie kostengünstig möglich ist. Quelle: «Kraftwerk Schweiz Plädoyer für eine Energiewende mit Zukunft» 29 Zürich by Supercomputing Systems AG

30 Solar, Wind und Biomasse: Jahresverlauf der Energie Szenario: Erneuerbar-A - Energieproduktion im Jahresverlauf (in Tagesauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Biomasse) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Windanlagen) Produktion (Photovoltaik) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Produktion (Saisonalspeicherkraftwerke) 200 Energie (GWh) Kalenderwoche git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 30 Zürich by Supercomputing Systems AG

31 Die Speicherfrage: Füllstand der Speicherseen (Solar, Wind und Biomasse) Szenario: Erneuerbar-A Füllstand der Saisonalspeicherseen KVA: Laufwasser: Speicherseen: 200 AKW s: 180 PV: Wind: 160 Biomasse: 140 Szenario: Erneuerbar-A Füllstand der Pumpspeicherseen 3.7 TWh 16.6 TWh 19.8 TWh 0.0 TWh 16.4 TWh 7.0 TWh 5.9 TWh Füllstand (GWh) Füllstand (GWh) 120 Total: Nutzenergie: 100 Defizit: TWh 60.0 TWh 0.3TWh Kalenderwoche Speicherkapazität Heute Speicherkapazität Morgen Verlauf 2010 Verlauf Morgen 60 Kosten Rp. / kwh (billiger als neue AKW) Kalenderwoche Speicherkapazität Heute Speicherkapazität Morgen Verlauf Morgen git: heads/master-0-gc8e6897 date :35 31 Zürich by Supercomputing Systems AG

32 Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 32 Zürich by Supercomputing Systems AG

33 Energiekosten Schweiz von 2016 bis 2050 (ohne Steuern und Abgaben) WWB Bund Gunzinger Kosten Inland [Mia CHF] Kosten Ausland [Mia CHF] Kosten Total [Mia CHF] Zürich by Supercomputing Systems AG

34 Energiekosten Schweiz von 2016 bis 2050 (ohne Steuern und Abgaben) WWB Bund Gunzinger Kosten Inland [Mia CHF] Kosten Ausland [Mia CHF] Kosten Total [Mia CHF] Anzahl Beschäftigte [Tausend] CO 2 -Ausstoss (2035) [t] Zürich by Supercomputing Systems AG

35 wir können es finanzieren das Geld bleibt hier und es macht Spass 35 Zürich by Supercomputing Systems AG

36 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Vision meets reality. 36 Zürich by Supercomputing Systems AG