Erneuerbare Energien für Elektromobilität: Potenziale und Kosten

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1 Erneuerbare Energien für Elektromobilität: Potenziale und Kosten BMU- Fachgespräch Elektromobilität, Yvonne Scholz, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 1

2 Wie groß sind die zusätzlichen EE-Potenziale für Elektromobilität? Theoretisches Potenzial Technisches Potenzial Solarstrahlung Wind Biomasse Geothermie Ozean 2 1 3,7 0,4 0,3 0,7 0,1 0,15 Wasserkraft Welt-Primärenergiebedarf 2004 (463 EJ) 1 Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 2

3 REMix (Optimised European Renewable Energy Mix) Inventar der EE-Ressourcen GIS, C Strombedarf GIS, C Lineares Optimierungsmodell GAMS (General Algebraic Modeling System) Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 3

4 Inventar der EE-Ressourcen - Methode am Beispiel Windenergie Windgeschwindigkeit [m/s] Flächenausschluss Wald Windgeschwindigkeit [m/s] auf nutzbaren Flächen Landwirtschaftliche Meer, Flüsse, Nutzflächen Seen, Feuchtgebiete Siedlungsgebiete + Autobahnen und Bundesstraßen m 1km Pufferzone Puffer Naturschutzgebiete IUCN I-VI +... Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 4

5 Stromgestehungskosten Wind Technologie und Kosten: Stand 2006 / kwh / kwh Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 5

6 Windenergie - Kosten-Potenzial-Kurven Technologie und Kosten: Stand 2006 Europa Deutschland [ /kwh] 0.2 Strombedarf: ~ 3000 TWh [ /kwh] 0.2 Strombedarf: ~ 500 TWh [TWh] [TWh] Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 6

7 Windenergie - Kosten-Potenzial-Kurven Technologie und Kosten: Stand Europa Deutschland [ /kwh] [TWh] [ /kwh] [TWh] Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 7

8 PV Stromerzeugungspotenzial 1. Oktober 2005, 12:00-13:00 Einstrahlung Global horizontal irradiation, 1. October 2005, 12:00-13:00 PV-Stromerzeugung Wh/m² W/m² Source: DLR Source: DLR Strombedarf: 345 GWh Stromerzeugungspotenzial PV: 164 GWh Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 8

9 Stromgestehungskosten Photovoltaik Technologie und Kosten: Stand 2006 / kwh Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 9

10 Photovoltaik - Kosten-Potenzial-Kurven Technologie und Kosten: Stand [ /kwh] Europa Strombedarf: ~ 3000 TWh [TWh] [ /kwh] Deutschland Strombedarf: ~ 500 TWh [TWh] Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 10

11 Solare Ressource im Nahen Osten / Nord Afrika Solarthermische Kraftwerke auf der Fläche des Assuanstaudammes können die Ölproduktion des Nahen Ostens ersetzen Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 11

12 Solarthermisches Kraftwerk mit Wärmespeicher KONZENTRIERENDER Kollektorfeld SONNENKOLLEKTOR Solare Wärme thermischer ENERGIE- SPEICHER Speicher WÄRMEKRAFT- Kraftwerksblock MASCHINE (Brennstoff) (optional) Strom Wärme Andasol 1, under construction Andasol 1 (50 MW), Spanien: 7 Volllaststunden thermischer Speicher Regelenergiekapazität Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 12

13 Interkontintentales Supergrid Solar Wind Wasserkraft Geothermie Biomasse HGÜ Leitungen Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 13

14 Beispiel: Elektromobilität im Jahr 2030 Endenergieverbrauch EU-27 im Jahr 2030 [TWh] TWh -23 % + 32 % 5240 TWh Der spezifische Energiebedarf von Elektroautos oder Plug-In-Hybrids beträgt ca. ¼ des spezifischen Energiebedarfs von kraftstoffbetriebenen Fahrzeugen (Elektroautos: kwh / 100 km Benziner / Diesel: 69 kwh / 100 km) ohne Kraftstoffersatz durch Strom 100% Kraftstoffersatz durch Strom Kraftstoffe Strom Kohle, Gase, Heizöl, Sonstige Energieträger Wenn Kraftstoffe komplett durch Strom ersetzt werden, - erhöht sich der Strombedarf um ca. 32 %, - während der gesamte Endenergiebedarf um ca. 23 % sinkt Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 14

15 Beispiel: Elektromobilität mit Strom aus Windenergie im Jahr 2030 [ /kwh] 0.2 Europa Strombedarf: 3980 TWh zu < 0.04 /kwh 0.12 Zusätzlicher Strombedarf für Verkehr TWh 5240 TWh zu < /kwh [TWh] Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 15

16 Fazit Die Potenziale erneuerbarer Energien übersteigen den Bedarf für Stromdienstleistungen und Mobilität um ein Vielfaches Um die Kosten für die Stromerzeugung abzuschätzen, können Kosten- Potenzial-Kurven aus einem GIS- gestützten, räumlich und zeitlich hoch aufgelösten Inventar erzeugt werden Im Jahr 2030 könnte die Energiemenge, die für Mobilität und herkömmliche Stromanwendungen in Europa benötigt wird, allein aus Windenergie bereitgestellt werden. Die Stromgestehungskosten blieben dabei unter ca. 4,5 Cent/kWh Für eine genauere Betrachtung der Kosten der Stromversorgung müssen die zeitlichen und räumlichen Schwankungen des Strombedarfs und der EE- Stromerzeugung berücksichtigt werden, z.b. mit Hilfe der Kombination eines hoch aufgelösten Inventars der EE-Ressourcen und eines linearen Optimierungsmodells Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 16

17 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, Folie 17