Grünes Energieszenario entwickeln Einführung

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1 Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt: Grünes Energieszenario entwickeln Einführung Bündnis90/Die Grünen BAGen-Konvent 15./

2 BAGen-Konvent 2018 Energieszenario Zugrunde liegende Definition: Zielvorstellung Dekarbonisiertes Energiesystem für Deutschland o im Rahmen der physischen und technischen Möglichkeiten o mit ausgewogenem Verhältnis von Leistung und Belastung o auf lange Sicht aufrecht zu erhalten. Unkonventionelle Methodik: o Ökologische und soziale Aspekte sind primär, nicht ökonomische o Langfristige Stabilisierung im Fokus statt Verengung auf Zieljahr X o Energieautonomie als Leitprinzip vor Lastverlagerung durch Importe o Bewertung differenziert nach Effizienz und Suffizienz o Unterteilt nach Anwendungsbereichen statt Verbrauchssektoren H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 2

3 BAGen-Konvent 2018 Ein Grünes Energieszenario entwickeln Datenmodell Status Startszenario 100%EE wir heute Gebäude Güter Produktion Verkehr Energie Erzeugung Freitag: 16:00 Startpanel Einführung: Startszenario, Entwicklungsprozess Samstag: 14:00 Arbeitsgruppen: Gebäude, Verkehr, Produktion, Erzeugung Zielansätze diskutieren (Grundlage: Ansatzhilfen) Änderungsvorschläge abstimmen 16:00 Kaffeepause 16:30 Finalisierung Grünes Energieszenario: Plädoyer für Ansatzvorschlag, in Szenario aufnehmen und zeigen Gegenvorschläge? Mehrheitsentscheid, aufnehmen und zeigen 19:00 H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 3

4 Agenda Zielfokus Start-Szenario Deutschland 100% EE Grünes Energieszenario entwickeln Ansatzpunkte für die Gestaltung H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 4

5 Zielfokus CO 2 -Konzentration - Temperatur 2016: 400 ppm 1950: 320 ppm Quelle: Verlauf der Temperatur (rot) in der Antarktis und der CO2-Konzentration (blau) der vergangenen Jahre. Der parallele Kurvenverlauf verdeutlicht den Zusammenhang zwischen der Temperaturänderung und der Treibhausgaskonzentration (Quelle: IPCC (2007), Nach: Latif, M. (2007): Wie stark ist der anthropogene Klimawandel?, in: Müller, M., U. Fuentes/H. Kohl (Hrsg.: Der UN- Weltklimareport. Berichte über eine aufhaltsame Katastrophe. Kiepenheuer und Witsch, Köln., S H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 5

7 Zielfokus Temperatur - Meeresspiegel Quelle: Volker Quaschning; ; Bild1: Entwicklung der weltweiten Durchschnittstemperaturen und der Meeresspiegel seit dem Ende der letzten Eiszeit (Daten: CDIAC, Marcott et al., Shakun et al., Fleming et al = 0) H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 7

8 Zielfokus 2-Grad Ziel > Dekarbonisierungs-Budget Aufnahmefähigkeit der Atmosphäre 210 Gt C (bis 2030*) Fossile Reserven 800 Gt C (bis 2090*) Fossile Industriegesellschaft 50% 80% 30% Fossile Ressourcen Gt C (bis 3.327*) *) Reichweite bei 9,9 Gt C Jahresverbrauch. Darstellung: Faulstich M. nach Meinshausen et al. 2009, WBGU 2009, BGR 2011, Nature Eigene Berechnungen. Schmidt-Kanefendt, Workshop Energieszenario 8 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt nach Faulstich (Dekarb180415)

9 Zielfokus 100 % Erneuerbare Energien 2 -Verpflichtung: Fossil Nuklear ~15%EE komplette Dekarbonisierung bis 2050 Transformation des Energiesystems heute Backcasting: %EE-Ziel 2050 fokussieren 2. Zwischenziele darauf ausrichten 3. Weichen heute richtig stellen 100% Erneuerbare Energien Risikominimierung von Fehlinvestitionen, Zeitverzügen, Existenzgefahren H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt nach Vorlage Faulstich 2015 (ZfEE170828)

10 Zielfokus Gesamtsystem (Sektorenkopplung) Erzeugung = Verluste + Endverbrauch Wind Sonne Wasser Biomasse Speicherung Konversion Strom Wärme Verkehr Grundstoff e Realistische Sicht: Beachtung von Synergien und Nutzungskonkurrenzen H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 10 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt nach Vorlage Faulstich 2015 (GSys170828)

12 Start-Szenario Deutschland 100% EE Vorlage: Gutachten für das Land Niedersachsen Nds. Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz lädt 50 Vertreter aus Wissenschaft, Wirtschaft, Verbänden: IEKN Integriertes Energie- und Klimaschutzprogramm Leitbild Szenario 100%EE Stellungnahmen Szen.100%EE Szen.-80%THG Gutachten Gutachter-Konsortium, Leitung Prof. Dr-Ing. Faulstich *) siehe: H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 12

13 Start-Szenario Deutschland 100% EE Verminderung des Endenergieverbrauchs Anwendungsbereich: 100% 100% 100% 100% 73% 37% 70% 45% KLIK: Kraft, Licht, IKT, Kälte (klassische Stromanwendungen) Erhöhte Geräte-Effizienz Erhöhte Prozesseffizienz Gebäudewärme-Anwendungen Konsequenter Wärmeschutz Mehr elektrische Wärmepumpen Prozesswärme-Anwendungen Erhöhte Prozesseffizienz Mehr effiziente Elektroöfen Mobile Anwendungen Mehr Elektroantriebe (Batterie, Stromschiene, Oberleitung ) H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 13 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt nach Vorlage Faulstich 2015 (EVbr170828)

14 Start-Szenario Deutschland 100% EE Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien Energieerzeugung: Endenergieverbrauch* in TWh/a Fossile & Nukleare Brennstoffe Sonstige Erneuerbare (Umweltwärme,Wasserkraft) Biobrennstoffe Solarstrom Windstrom (on- & offshore) Treibhausgasemissionen * * ohne nichtenergetische Emissionen H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 14 * Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt nach Vorlage Faulstich 2015 (100EE170828)

15 Start-Szenario Deutschland 100% EE Flächenbeanspruchung zur Bedarfsdeckung Erneuerbare Energien gewinnen = natürliche Energieströme in der Fläche auffangen Bodenfläche (BF) 35,757 Mio. ha Energieertrag = Fläche x Intensität fix x Wirkungsgrad Technologie Nutzungsstruktur Sonstige Flächen 10% BF Gebäude-&Freifl. (GF) 11% 7% Waldfläche (WF) 30% BF 44 % vom Zuwachs 2,1 % von BF: (weiter nutzbar) 2,5 % von LF: Landwirtschaftsfläche (LF) 50% von BF 11% von LF Ziel / Status Solar-Dachfläche Nutzholz (Waldfläche) Windparkfläche (onshore) Solar-Freifläche Energiepflanzenanbaufläche Realistische Sicht auf harte Potenzialgrenzen und Nutzungskonkurrenzen H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 15 12,5 1,0 3,8 21,0 0,8 Technologien Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt nach Vorlage Faulstich 2015 (PhyG170828)

16 Start-Szenario Deutschland 100% EE Brennstoffe > Wind-/Solarstrom Brennstoffanteil am Primärenergieverbrauch (PEV): 96% heute Energie nach Bedarf 16% 2050 Energie nach Angebot Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (BWS170828) Datengrundlage: Gutachten, Szenario 100% EE Niedersachsen (150826) H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 16

17 Start-Szenario Deutschland 100% EE Stromversorgung PV Photovoltaik KLIK Kraft/Licht/IKT/Kälte IKT Informat.-/Kommun.Techn. GW Gebäudewärme PW Prozesswärme MA Mobile Antriebe 103% 100% Erzeugung 37% 14% GuD- Elektrolyse Kraftwerk Stromnetz End- Verbrauch 60% 1% 13% 10% 6% Power-to-Gas Abregelung Langzeit-Stromspeicherung Wasserstoff- Speicher Kurzzeitspeicher Solar+Wind (gestapelt) Überschuss Deckung Verbrauch (Unterdeckung) H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 17 12%

18 Start-Szenario Deutschland 100% EE Brennstoffversorgung Einsatz Holz fest flüssig gasförm. 37% 16% 48% 100% Endverbrauch Kraft/Licht/ IKT/Kälte Stroh Erzeugung Wert-/ Reststoffe Wind-/ Solarstrom Kraftwerk Mobile Antriebe Power-- to-gas Energie- pflanzen- Gebäudewärme Prozesswärme Grundstoffe H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 18

20 Grünes Energieszenario entwickeln Werkzeug 100prosim Parameter-Modifikation unterstützt durch Ansatz-Hilfen (AH.) S.1. Flächen- Belegung S.2. EE-Erzeugung Angebot S.3. Bedarfsniveau (Bevölkerung) S.4. Nutzung Nachfrage S.5. Bilanz (Endenergie) S. Szenario Energie- Bereitstellung D. Datenmodell Status-/Zielansätze für Start-Szenario mit Begründung und Quellverweisen Deckungsausgleich Energie- Verbrauch H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 20 AH. Monitor Ergebnistabelle, Variations-Chronologie Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt nach (100prosim180415)

21 Grünes Energieszenario entwickeln Suche nach passendem Verbrauchsniveau Veränderung: unkritisch Start- Szenario Mehr? Weniger? Belastung Belastung Entlastung Entlastung 13% 100% kritisch Verbrauch Fossil Erneuerbar H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 21 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt nach (VNiveau180415)

23 Ansatzpunkte für die Gestaltung Ambitionierte Zielannahmen im Startszenario: Rahmen- Bedingung. Gebäude a. Bevölkerungszahl auf Statusniveau (entgegen Degressionsprognosen) b. Bruttoinlandsprodukt auf Statusniveau (Postwachstumsgesellschaft) c. Selbstversorgung (Energie-Import/Export bilanziell ausgeglichen) a. Beheizte Flächen auf Statusniveau (entgegen Wachstumstrend) b. Wärmeschutz durchgängig ( kwh/m 2 /a, San.Rate 2,7%/a) c. Elektrische Wärmepumpe dominiert (Wärmebeitrag 1,3% 82%) Verkehr Güter Produktion Energie Erzeugung a. Verkehrsleistung auf Statusniveau (entgegen Wachstumstrend) b. Modalsplit (keine Änderungen gegenüber heute) c. Elektrotraktion dominiert (Verkehrsleistungs-Beitrag 7% 88%) a. Materialdurchsatz auf Statusniveau (entgegen Wachstumstrend) b. Brennstoff für Prozesswärme zugunsten Strom reduziert: (73% 50%) c. Grundstoffsynthese aus Wind-/Solarwasserstoff (0% 50% Status-Vol.) a. Solarflächen ausgeweitet (Dachfl. 0,7 7,0% GF*, Freifl. 0,1 2,5% LF*) b. Windparkflächen ausgew. (onshore 0,5% 2,1% BF*, offshore 21-fach) c. Energiepflanzenanbau nachhaltig, reduziert (13,2% 10,8% LF*) *) GF: Gebäude-&Freiflächen LF: Landwirtschaftsflächen BF: Bodenfläche gesamt H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 23 Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt nach (ZielStart180415)

24 Ansatzpunkte für die Gestaltung Bevölkerungsentwicklung Rahmen- Bedingung. Welt +50% UN: +38% +30% +14% Deutschland Quellen: UNITED NATIONS (DEPARTMENT OF ECONOMIC AND SOCIAL AFFAIRS, POPULATION DIVISION 2013): "Prognose zur Entwicklung der Weltbevölkerung bis 2100". Zugriff über Portal 'statista' am ,6% -11,1% Quelle: Statistisches Bundesamt: Bevölkerung Deutschlands bis koordinierte Bevölkerungsvorausberechnung. Wiesbaden, Startszenario: 82,2 Mio. Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (Dem180612) H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 24

25 Ansatzpunkte für die Gestaltung Rahmen- Bruttoinlandsprodukt (BIP) Bedingung. 1. These: Entkoppelung des Energieverbrauchs vom BIP ist nicht zu erwarten. 2. These: Unbegrenztes Wachstum im begrenztem System ist nicht möglich. Gewohntes Wachstum: 2,1%/a Moderates Wachstum: 1,0%/a Übergang zu Nullwachstum: 2,1 > 0%/a Ansatz im Niedersachsen-Szen. Rückkehr zum Statusniveau:: effektiv 0%/a Ansatz im Startszenario Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (BIP180614) H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 25

26 Ansatzpunkte für die Gestaltung Selbstversorgung Rahmen- Setzung Erneuerbarer Anteil am Energieverbrauch* (%): Deutschland EU-28 Welt ,8 12, Ziel Importe? 8, Ziel Ziel Weltmarktpreise? Zugangssicherung? Verteilungsgerechtigkeit? Energieautonomie als Leitprinzip vor Lastenverlagerung durch Importe *) Bruttoendenergieverbrauch. Quellen: abgerufen am Share of renewable energy in gross final energy consumption. Internetseite der Europäischen Union. Abgerufen am 13. Juni Global Status Report Internetseite von REN21. Abgerufen am 8. August Folienkonzept: Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt (SV180614) H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 26

27 Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt, Ing. (grad.) Ostfalia Hochschule: Fakultät Versorgungstechnik Regionale Energiekonzepte Salzdahlumer Straße 46/ Wolfenbüttel Home Office: Büntewinkel 4 b Goslar info@wattweg.net H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 27

28 Anhang Quellen Faulstich, Martin et. al. Szenarien zur Energieversorgung in Niedersachsen im Jahr Gutachten. Herausgegeben vom Nds. Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz. Hannover, April Bilder: Gemeinfreie Bilddatenbank pixabay H.-H. Schmidt-Kanefendt (180614) 28