Neue Energietechnologien zwischen Utopien, Visionen und dem Schweizer Stromalltag. Dr. Walter Steinmann Direktor Bundesamt für Energie BFE

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1 Neue Energietechnologien zwischen Utopien, Visionen und dem Schweizer Stromalltag Dr. Walter Steinmann Direktor Bundesamt für Energie BFE 14. Mai 2009

2 Organisation der Energieforschung der Schweiz Schweizer Bundesrat Commission fédérale pour la recherche énergétique (CORE) Bundesamt für Energie (BFE) Konzept ETH-Bereich Fachhochschulen Universitäten SBF, KTI Forschungsprogramm Nr. 1 Netze Elektrizitätstechnologien und -anwendungen Wind Energiewirtschaftliche Grundlagen Wasserkraft Forschungsprogramm Nr. 25 Begleitgruppe Netze ETH Zürich HES-SO Fribourg Swissgrid AG BKW FMB Energie AG EWZ Städtische Werke Grenchen Siemens (Schweiz) AG ABB Switzerland Ltd Landis+Gyr AG Quelle: BFE 2

3 Forschungsprogramme Programme Budgets Erneuerbare (10 kchf / 39 MCHF) Biomasse Holz Wasserstoff Fotovoltaik Solarwärmenutzung Geothermie Wind Industrielle Solarenergienutzung Wasserkraft Kerntechnik (0,2 kchf / 52 MCHF) Regulatorische Sicherheitsforschung Kerntechnik und Nukleare Sicherheit Kernfusion Nukleare Entsorgung Energieeffizienz (10 kchf / 67 MCHF) Gebäude Verkehr Akkumulatoren Netze Verfahrenstechnische Prozesse Elektrizitätstechnologien und -anwendungen Brennstoffzellen Umgebungswärme/WKK Kraftwerk 2020/CCS Verbrennung Querschnittsfunktionen (4 kchf / 16 MCHF) Energiewirtschaftliche Grundlagen Wissens- und Technologietransfer Koordination/Leitung Energieforschung Talsperren 3

4 Aufwendungen der Energieforschung Budget 2009 BFE/EF 28 Mio. CHF KTI Mio. CHF Swisselectric Research 10 Mio. CHF Gesamtaufwendungen Energieforschung 2007 Forschung und P+D (in Klammer), in Mio. CHF Öffentliche Hand Private Effiziente Energienutzung Erneuerbare Energien Kernenergie Energiewirtschaftliche Grundlagen

5 Das Umfeld der Energieforschung des BFE Foga, FEV EU 7. Forschungsrahmenprogramm ERA-Nets Mirror Groups IEA Governing Board CERT/SLT Working Parties Implementing Agreements Bundesamt für Energie Swisselectric Research CORE BAFU BBT/KTI SBF ETH-Rat PSI EMPA SNF 5

6 Mögliche Nationale Forschungsprogramme Vom BFE 2009 eingereichte Nationales Forschungsprogramme Akkumulatoren Wasserstoff Geothermie Stand: Beim SBF eingereicht Bundesrat entscheidet Ende 2009/Anfang

7 Wissens- und Technologietransfer durch das BFE Innovationspfad Markteinführung Energieforschung des BFE EnergieSchweiz BFE WTT Name der Präsentation Untertitel VSE-Symposium Absender 2009 Bild: BFE-EF 7

8 Utopie Energieversorgung 2200 Elektrizität und Wasserstoff als Energieträger Wasserkraftwerke Windanlagen Fotovoltaik Wasserstoffproduktion Kernfusion Solar thermisch Geothermie Biomasse Quelle: BFE 8

9 Energieversorgung 2100 Visionen und Szenarien 2000-W-Gesellschaft IPCC 1-Tonne-CO 2 -Gesellschaft Dekarbonisierung Elektrifizierung der Gesellschaft 2000 W 1 t CO 2 9

10 Elektrizitätsverbrauch Szenarien I bis IV Rahmenentwicklung Trend, 2035/ % +23% +13% -2% I 2035 II 2035 III 2035 IV Quelle: BFE 10

11 Smart City Ittigen bei Bern Beispiel Inergie Eine Public Private Partnership zur Förderung von innovativen Projekten für die nachhaltige, optimale Energieanwendung in den Bereichen Gebäude Wärme (Heizung/Warmwasser/Prozesse) Haushaltanwendungen Gewerbe- und Industrieanwendungen Mobilität Logistik Bild: Gemeinde Ittigen 11

12 Photovoltaik in jeder Form und Farbe Quelle:IMT Quellen: Flexcell 12

13 Wasserstoffproduktion Solarthermisch Photoelektrochemisch Quelle: PSI Quelle: PSI Quelle: Task 14 IEA HIA Quelle: EPFL/Uni Genf 13

14 Regionale Abschätzung des CO 2 -Speicherpotenzial Beispiel: CO 2 -Speicher in tiefen salinen Aquiferen im Molasse-Becken der Schweiz 3 mögliche Paare von Speicher- und Deckschichten (um Leckagen zu vermeiden) Kombination geeigneter gesteinsphysikalischer Faktoren mit beckenweiter Ausdehnung Quelle: L. Diamond, Uni Bern 14

15 Tiefengeothermie: Zugänglich durch Spallation Rock Drilling? Rotary Vorläufer der Labor Pilotanlage an der ETH-Zürich 2300 m Spallation Quelle: ETH Zürich 15

16 Kernfusion Erste Aktivitäten IEA Zusammenarbeit (INTOR) Erstellung der ITER Verträge Bau der ITER Anlage Forschung am ITER Anlage Rückbau der Anlage CH Beitrag: 30 Mio. Fr. Quelle: Dr. Michael Roberts, Director, RobertsInternational, LLC (DOE Fusion Energy Sciences, Retired) 16

17 Windanlagen in extremen Lagen Mit Beschichtung = Wassertropfen Ohne Beschichtung = Eiskristalle Quelle: BFE/smr 17

18 Kleinwasserkraftpotenzial der Schweiz Auswahl von Kriterien zur Ermittlung des technischen Potenzials: Gewässerpunkt Standort Auen Grundwasser BLN Tourismus Moorlandschaften Naturschutz Potenziale und Teilpotenziale in Bächen und Flüssen Quelle: Watergisweb AG 18

19 Hochtemperatur-Supraleitung (HTSL) (Quelle: Siemens) HTSL-Generator 4 MVA HTSL-Transformator 10 MVA (Quelle: ABB/BFE) 19

20 Netze der Zukunft: Smart Grids Kommunikation Prognose Wasserkraft Thermische Kraftwerke HGÜ Kleinwasserkraft Solarwärmekraftwerke ICT- Infrastruktur Biomasse Windkraft Mikronetz Wellenenergie HTSL-Trafos Photovoltaik Klein-WKK Untergrundkabelleitungen Wasserstoffproduktion Chemische Speicher Thermische Speicher Supraleitende Magnetische Speicher WKK Demand Side Management Brennstoffzellen Elektromobilität (V2G) Wasserstoffspeicher 20 (Quelle: European Technology Platform SmartGrids)

21 Vernetzter Haushalt: Strommehrverbrauch aufgrund Vernetzung 5000 GWh/a (Quelle: BFE) GWh/a GWh/a 3000 on stand-by (Quelle: Fraunhofer Gesellschaft) 21

22 Elektrifizierung des Verkehrs Im Linienverkehr eingebunden: Verbrauch 85 Wh/t km Quelle: HSLU 22

23 Neue Energietechnologien zwischen Utopien, Visionen und dem Schweizer Stromalltag Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 23