Die Stadt als Kraftwerk

Transkript

1 Konferenz der Schader-Stiftung Zuhause in der Stadt Herausforderungen, Potenziale, Strategien Darmstadt, Juni 2008 Prof. Manfred Hegger Urban Energies Die Stadt als Kraftwerk 1 Max Ernst: Die ganze Stadt ( )

2 2 Schlüsselthemen Stadt ist Energie

3 3 Schlüsselthemen Stadt erfordert Energieimport

4 4 Schlüsselthemen Nebenwirkungen des Energiehungers der Stadt

5 5 Schlüsselthemen Globale Energetische Vernetzung der Städte

6 80 % 6 Schlüsselthemen Anteil fossiler Energieträger an der Energieversorgung weltweit

7 7 Schlüsselthemen Abhängigkeit der Stadt von fossiler Energiewirtschaft

8 8 Schlüsselthemen Effizienz der urbanen Energienutzung

9 9 Schlüsselthemen Visionen sorgloser urbaner Energienutzung

10 Begrenzte Reserven: Öl: 41 Jahre Erdgas: 62 Jahre Kohle: 200 Jahre Peak Oil-Prognosen 10 Schlüsselthemen Endlichkeit der fossilen Ressourcen

11 06/2008: 138 USD/Barrel Unsichere Lieferländer Wachsende Konflikte um Rohstoffe 11 Schlüsselthemen Versorgungssicherheit und Preise

12 Kondratieff-Zyklen: 1. Zyklus 2. Zyklus 3. Zyklus 4. Zyklus 5. Zyklus Dampfmaschine, Eisenbahn, Elektrizität, Mobilität, Erdöl, Baumwolle Schiffahrt, Stahl Chemie Elektronik Die langen Wellen gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Entwicklung Analyse Informationstechnik, Ökologie Projektion Höhepunkt der Entwicklung ? Fundamentale Bedürfnisse Arbeit erleichtern Ressourcen weltweit verfügbar machen Urbanität lebenswert gestalten Individualität und Mobilität fördern Flächendeckende Netze Handelsnetze Verkehrsnetze Energienetze Kommunikationsnetze Prägende Applikationen Maschinen Lokomotive Bahnhöfe Beleuchtung Kino Telefon, Auto, Fernseher, EDV, Raketen Probleme für die Mitwelt lösen Wissensnetzwerke Immaterielle Waren Informationsanlagen und -datenbanken Prägende Technologien Dampf Stahl Elektrizität Elektronik Multimedia Synergie-Applikationen Konsumgüter Schifffahrt Chemie Aluminium Erdölprodukte ökologische Problemlösungen Verkehrssysteme Technologie-Synergien Mechanik Groß-Antriebe Großanlagen Waffensysteme Sicherheits- und Umwelttechnologien 12 Paradigmenwechsel Die langen Wellen nach Nikolai Kontratieff ( )

13 13 Architektur Akademie Mont-Cenis 1999 Herne Nutzung Academy Mont-Cenis Herne, Jourda Architectes/HHS Planer + Architekten

14 14 Architektur Akademie Mont-Cenis 1999 Herne Nutzung Academy Mont-Cenis Herne, Jourda Architectes/HHS Planer + Architekten

15 15 Architektur Akademie Mont-Cenis 1999 Herne Nutzung Academy Mont-Cenis Herne, Jourda Architectes/HHS Planer + Architekten

16 16 Architektur Akademie Mont-Cenis 1999 Herne Nutzung Academy Mont-Cenis Herne, Jourda Architectes/HHS Planer + Architekten

17 17 Architektur Akademie Mont-Cenis 1999 Herne Nutzung

18 - 52% 5,2 CO 2 bis 2012 gegenüber Paradigmenwechsel Kyoto-Protokoll, CO 2 -Reduktionsverpflichtungen

19 North America Australia Europe Asia South America Africa Climate friendly 19 Schlüsselthemen CO 2 Emissionen pro Person

20 - 50 %weltweit - 60 bis 80 % Industrienationen ti 20 Paradigmenwechsel CO 2 -Reduktionsnotwendigkeit bis 2050

21 Unsicherheiten auf fdem Weg zur zukunftstüchtigen, energiffizienten Stadt 21

22 22 Die Zukunft des Stadt Städtebau auf der Suche nach einem Kompass

23 Effizienz Höhere Wirksamkeit durch rationelle Energiewandlung und verwendung, die Energiedienstleistungen (angenehm temperierter Raum, Fortbewegung) bei gleicher Wirkung deutlich effizienter bereitstellt. 23 Potenziale Effizienzsteigerung

24 Konsistenz Ausbildung eines»geschlossenen«energiesystems (Energiebereitstellung nahezu ohne Rohstoffverbrauch) durch Nutzung erneuerbarer Energien. 24 Potenziale Konsistenz durch Nutzung erneuerbarer Energien

25 Suffizienz Veränderung von Lebens- und Konsumgewohnheiten in Eigenverantwortung; Verzicht auf besonders energieintensive Produkte und Dienstleistungen. 25 Potenziale Suffizienz durch verändertes Verhalten

26 26 Energiethemen Wohlbefinden, 5 Themen 10 Handlungsfelder

27 27 Energiethemen Entwicklung von Gebäudnergiestandards

28 28 Effizienz steigern Ressourcenverbrauch Fläche, Material, Energie

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30 Transport Gebäude Industrie 30 Energie Werkzeugkasten Quelle:

31 Time Energiegewi inne Energieverlus ste Energie Energie und Gebäude Entwicklungsstand

32 Time Energiegewi inne Energieverlus ste Energie Energie und Gebäude weitere Entwicklung

33 33 Optionen Energie und Wohngebäude Bewohnerkomfort

34 Kernenergie Solarstrahlung Erdwärme Gravitation vergangene Strahlung aktuelle Strahlung Atomenergie Kohle Globalstrahlung oberflächenferne Gezeitenenergie Erdöl oberflächennahe Erdwärme Erdgas Erdwärme Atmosphärenwärme Wind Mreswärme Mresströmung Wellenbewegung g Nicht erneuerbar Laufwasser Biomasseproduktion erneuerbar % derzeitige Nutzung 5% 3. Energie + Wohlbefinden Erneuerbare Energiequellen

35 Energiequelle Energietechnik Energienutzen Globalstrahlung oberflächennahe Erdwärme Mreswärme Mresströmung Wellen Laufwasser Atmosphärenwärme Solarthermische Anlage Photovoltaische Anlage Wärmepumpe Mreswärmekraftwerk Strömungskraftwerke Brandungskraftwerk Wellenkraftwerk Laufwasserkraftwerk Speicherwasserkraftwerk Wärmepumpe Wärme Strom Wärme Strom Strom Strom Strom Strom Strom Wärme Wind Biomasseproduktion oberflächenferne Erdwärme Windenergiekonverter Verfeuerungsanlage Blockheizkraftwerk Geothermisches Kraftwerk Strom Wärme Wärme + Strom Strom Gezeiten Gezeitenkraftwerk Strom 35

36 Energiequelle Energietechnik Energienutzen Globalstrahlung oberflächennahe Erdwärme Solarthermische Anlage Photovoltaische Anlage Wärmepumpe Wärme Strom Wärme Laufwasser Atmosphärenwärme (Laufwasserkraftwerk) Wärmepumpe (Strom) Strom Wärme Wind Biomasseproduktion (Windenergiekonverter) Verfeuerungsanlage Blockheizkraftwerk (Strom) Wärme Wärme + Strom 36

37 Potenziale und Nutzung Erneuerbarer Energie in Deutschland Biomasse (flüssig) Biomasse (gasförmig) Biomasse (fest) Geothermie Oberflächennahe Wärme Solarthermie Photovoltaik Windenergie Wasserkraft Gesamtpotenzial: TWh Endenergieverbrauch 2000: TWh TWh 37

38 Potenziale und Nutzung Erneuerbarer Energie in Deutschland Biomasse (flüssig) < 1 % Biomasse (gasförmig) ca. 5 % Biomasse (fest) ca. 7 % Geothermie < 0,01 % Oberflächennahe Wärme Solarthermie <001% 0,01 < 1 % Derzeitige Nutzung max. theoretisches Erzeugungspotential Photovoltaik < 0,01 % Windenergie Wasserkraft ca. 75 % < 1 % Gesamtpotenzial: TWh Endenergieverbrauch 2000: TWh TWh 38

39 39 Schlüsselthemen Energiemix

40 Weltweiter Primärenergieverbrauch und seine Deckung 40 Schlüsselthemen Angebot I Beispiel Solarstrahlung

41 41 3. Energie + Wohlbefinden Erneuerbare Energiequellen

42 Biomasse (flüssig) <1% Biomasse (gasförmig) ca. 5 % Biomasse (fest) ca. 7 % Geothermie < 0,01 % Oberflächennahe Wärme Solarthermie < 0,01 % < 1% Derzeitige Nutzung max. theoretisches Erzeugungspotential Photovoltaik < 0,01 % Windenergie Wasserkraft ca. 75 % < 1 % Gesamtpotenzial: TWh Endenergieverbrauch 2000: TWh TWh Energie + Wohlbefinden Erneuerbare Energiequellen

43 10 Strategien für die energiffiziente i Stadt 43

44 1. Städtische Autonomie stärken Zukunft selbst sichern Verletzlichkeit reduzieren Selbstbewusstsein stärken Transport Gebäude Industrie Strategien 1. Städtische und regionale Autonomie stärken Masdar City, Abu Dhabi, Planungen für eine Null-Energie-Stadt Quelle:

45 2. gesellschaftlichen Reichtum nutzen Paradigmenwechsel wahrnehmen Kosten der Anpassung früh angehen Wachstumsmotor s Klimaschutz nutzen Anreizsysteme einführen Das Geld in der Stadt lassen Transport Gebäude Industrie Strategien 2. Finanzielle Ressourcen nutzen Quelle: Brand eins

46 Vom Klimawandel Begünstigte unter staatlicher Regulierung [+] Klimatisch-natürliche Dimension Doppelte Gewinner Baubranche und verwandte Branchen Tourismus Chemieindustrie, Kunststoffwaren Maschinenbau, Elektrotechnik Erneuerbare Energien [ ] Verkehrssektor Textil und Bekleidung Automobil- Energie- industrie wirtschaft, Fossile Energieträger Baustoffe, Papier- und Metallindustrie Finanzwirtschaft Land- und Forstwirschaft [+] Regulatorisch -marktwirtschaftliche Dimension Ernährungsgewerbe Doppelte Verlierer [ ] Profiteure staatlicher Maßnahmen mit Klimarisiken Quelle: Deutsche Bank 46

47 3. Potenziale analysieren Gebäude und Infrastruktur-Mapping Effizienzpotenzial-Analyse Potenzial erneuerbarer Energiequellen Speicherpotenziale Transport Gebäude Industrie Strategien 3. Physische Ressourcen analysieren - Energy Mapping Lower Manhatten, Quelle:

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51 4. Technische Ressourcen nutzen -Technologien sind vorhanden Ihre Anwendung geschieht zögerlich Impulse für lokale Wirtschaftsentwicklung Impulse für Forschung Strategien 4. Technische Ressourcen nutzen Nutzung Academy Mont-Cenis Herne, Jourda Architectes/HHS Planer + Architekten

52 Transport 5. Strukturen verbessern Verwaltung Politik Entscheidungsvorbereitung Organisationsstrukturen Berufsbild Bildung/Ausbildung Industrie Strategien 5. Organisatorische Fähigkeiten stärken Anzeige Königswinter Netzwork Quelle: Brand eins

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54 6. Widerstände überwinden Apathie bestehender Strukturen überwinden gegenläufige Einflüsse beherrschen lernen Grn Washing entlarven Meinungsführer mobilisieren Transport Gebäude Industrie Strategien 6. gegenläufige Einflüsse beherrschen lernen Instandhaltung von Stromkabeln Quelle:

55 7. Schwache stützen Fürsorge für vom Wechsel besonders Betroffene: Arme Alte Kinder Kranke Transport Gebäude Industrie Strategien 7. Besonders verletzliche Bevölkerungsgruppen schützen

56 8. Positives Denken fördern Impuls gebende Initiativen einleiten it Glaubwürdigkeit einfordern Visionäre integrieren Transport Gebäude Industrie Strategien 8. Positives Denken einführen

57 9. Umweltkapital analysieren Energiepotenzial ermitteln Flora und Fauna schützen Ethische Grundsätze beachten Strategien 9. Umweltkapital analysieren und strategisch einsetzen

58 10. Kommunikation verbessern Vermittlung leisten Anschaulichkeit vermitteln Studien publizieren Beispiele kommunizieren Strategien 10. Kommunikation verbessern

59 59 Solar Decathlon 2007 The Public Event

60 60 Prototyp Architektur 2015 Ausstellung und Wettbewerb

61 61 Solar Decathlon 2007 The Building on Location

62 62 Prototyp Architektur 2015 Ausstellung und Wettbewerb

63 09 Energy Balance (Energiebilanz) 63 Prototyp Architektur 2015 Messung Energiebilanz

64 64 Strategien Ausweiten von Systemgrenze Gebäude auf Quartier und Stadt weltweit

65 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Manfred Hegger HHS Planer + Architekten AG Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Architektur, Fachgebiet Entwerfen und Energiffizientes Bauen