Erneuerbare Energien in der Energieversorgung der Schweiz

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1 Erneuerbare Energien in der Energieversorgung der Schweiz Prof. Dr. Hanspeter Eicher VR Präsident Dr. Eicher + Pauli AG Studienleiter CAS Erneuerbare Energien und CAS Energieeffizienz Fachhochschule Nordwestschweiz 1

2 Zielsetzungen der CH Energiepolitik Beschluss Bundesrat und Parlament Ausstieg aus der Kernenergie Reduktion CO2 Emissionen bis 2020 um 20% gegenüber 1990 Langfristig Reduktion CO2 Emissionen auf 1 t/ Person und Jahr 2

3 Entwicklung Endenergieverbrauch 1910 bis

4 Endenergieverbrauch nach Verwendungszwecken

5 Anteil erneuerbare Energie am Endenergieverbrauch 5

6 Zielerreichungspfade Effiziente Energienutzung Wärmedämmung Gebäude Elektrifizierung der Mobilität Effizienzverbesserung bei Anlagen und Geräten Einsatz erneuerbare Energien Umweltwärme und Solarenergie für Raumwärme und Warmwasser Biomasse für Prozesswärme und Wärme-Kraft- Kopplung Ausbau der Stromproduktion (Wasser, Sonne, Wind, Biomasse, Geothermie) 6

7 Einsatz erneuerbare Energien Umweltwärme und Solarenergie für Raumwärme und Warmwasser 7

8 Raumwärme- und Warmwasser mit Wärmepumpen Wärme- und Kälteproduktion mit Grundwasser im Verwaltungzentrum Neumatt in Burgdorf (Erstes Minergie- P-Eco Gefängnis CH) Photo: Alexander Gempeler Bern HLKS Planung: Dr. Eicher + Pauli AG Wärme- und Kälteproduktion mit Erdsonden im Institut für Pathologie und Rechtsmedizin des Kantonsspitals St. Gallen (Erstes Minergie-Eco Labor CH) Photo: Hélène Binet Planung: Silvia Gmür Reto Gmür Architekten Dr. Eicher + Pauli AG (HLK) 8

9 Raumwärme- und Warmwasser mit Solaranlagen Solaranlagen für Wassererwärmung und Heizungsunterstützung Einsatz meist in Eigenheimen. Dimensionierung: Ca. 1 m2 Kollektorfläche pro 10 m2 Wohnfläche und ein Speichervolumen in Form von Wasser von ca. 15 l/m2 Wohnfläche. Investitionen für ein EFH von 150 m2 Wohnfläche ca. CHF bis 35' Jahresertrag ca. 300 bis 400 kwh/m2a. Wärmegestehungskosten ab ca. 30Rp./kWh. 9

10 Einsatz erneuerbare Energien Biomasse für Prozesswärme und Wärme- Kraft-Kopplung 10

11 Prozesswärmeproduktion in der Industrie Verteilzentrale Coop Schaffisheim Die Biomassefeuerung mit 3 MW Heizleistung, welche Müllereinachprodukte und naturbelassenes Holz verbrennt. Erzeugt Prozesswärme für die Backstrassen. Projekt: Dr. Eicher + Pauli AG Biomassezentrum Spiez Belieferung der Nitrochemie mit Dampf aus Alt- und Restholz. Einsparung von t CO2/Jahr resp. 4 Mio. Liter Heizöl. Projekt: Dr. Eicher + Pauli AG Gewinner Watt d OR 2012 des Bundesamtes für Energie 11

12 Einsatz erneuerbare Energien Ausbau der Stromproduktion Wasser Sonne Wind Biomasse Geothermie 12

13 Kaplan Turbine Wasserkraft Durchströmturbine Pelton Turbine Francis Turbine 13

14 Solarenergie: Photovoltaische Stromproduktion 14

15 Kostenentwicklung Photovoltaik Stromgestehungskosten 2013 ca. 30 Rp./kWh bei einer Anlage von 10 kwp Quelle BSW Solar 15

16 Solarenergie: Thermische Stromproduktion Parabolrinnen Fresnellinsen Heliostaten. 16

17 Solarthermische Stromproduktion Die Elektra Baselland betreibt in Murcia (Spanien) ein thermisches Solarkraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 30 MWe und einer jährlichen Stromproduktion von 50 GWh. 17

18 Windenergie: Enercon E126, 6 MW 18

19 Windenergie auf dem Mont Crosin 1996 Installation von 3 Anlagen mit einer Nennleistung von 600 kw. Der Windpark wurde in vier Etappen ausgebaut. Bei der letzten Ausbauetappe im Jahr 2010 wurden 8 Anlagen vom Typ Vestas V90. Bei einer Nennleistung von 4 MW erzeugt jede dieser Anlagen pro Jahr rund 4 GWh Strom mehr wie das fünffache einer Anlage aus dem Jahr 1996 : Quelle: Reto Rigassi 19

20 Windenergie unter erschwerten Bedingungen Windenergieanlage Griesspass Europas höchstgelegene Windenergieanlage auf dem Griesspass im Wallis (2 465m.ü.M.). Für den Transport der Turmsegmente und der Rotorblätter wurden neu entwickelte Spezialfahrzeuge eingesetzt. Bei der Anlage handelt sich um eine Enercon E70 mit 85m Nabenhöhe, 71m Rotordurchmesser und einer Nennleistung von 2.3 MW. Quelle: Reto Rigassi 20

21 Windenergie: Offshore Windpark alpha ventus Mit alpha ventus wurde 2010 der erste deutsche Offshore-Windpark in Betrieb genommen. Seitdem speist alpha ventus kontinuierlich Strom ins deutsche Versorgungsnetz ein. In den Jahren 2011 und 2012 waren es jeweils rund 267 Gigawattstunden das entspricht dem Jahresverbrauch von rund Haushalten. 21

22 Geothermie: Kraftwerk Bloo Lagoon Iceland 22

23 Geothermie: Nutzungsarten 23

24 Endenergieverbrauch 2010 und

25 Elektrizitätsproduktion 2010 und

26 Quellenverzeichnis (1) Energierespekt: Rainer Bacher, Armin Binz, Hanspeter Eicher, Mario Keller, Rolf Iten, to be published 2013 (2) Schweizerische Gesamtenergiestatistik: Bundesamt für Energie (3) Verwendungszwecke: Analyse des schweizerischen Energieverbrauchs nach Verwendungszwecken, Prognos, Basics, Infras, TEP, Oktober 2011 (4) Schweizerische Statistik der erneuerbaren Energien: U. Kaufmann, Dr. Eicher + Pauli AG im Auftrag des BFE (5) Fossile BHKW - Potenzial und Standortevaluation im Rahmen der Entwicklung der BFE WKK-Strategie: Markus Erb, Dr. Eicher + Pauli AG; Studie im Auftrag des BFE und V3E, 2012 (6) Die Energieperspektiven für die Schweiz bis 2050: Prognos im Auftrag des BFE, 2012 (7) Potenziale zur energetischen Nutzung von Biomasse in der Schweiz: INFRAS im Auftrag des BFE, 2004 (8) Akademie der Wissenschaft Schweiz, Zukunft Stromversorgung Schweiz, 2012 (9) Energie Trialog Schweiz, Energie-Strategie 2050, Grundlagenbericht (10) NET Nowak Energie & Technolgie AG 2002: Potential for Building Integrated Photovoltaics. (11) NET Nowak Energie & Technolgie AG 2012: Photovoltaik (PV) Anlagekosten 2012 in der Schweiz (12) Potenziale zur energetischen Nutzung von Biomasse in der Schweiz, Infras et al (13) Thermische Stromproduktion inklusive Wärmekraftkopplung (WKK) in der Schweiz, Dr. Eicher + Pauli AG, November