Potenziale und Grenzen der Stromerzeugung mit erneuerbaren Energien in Deutschland

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1 Potenziale und Grenzen der Stromerzeugung mit erneuerbaren Energien in Deutschland Maximilian Faltlhauser Geschäftsführer E-Auto Infrastruktur GmbH, den 30. Juni 2011

2 Inhalt 1. Abgrenzung und Einordnung des Themas 2. Formen der erneuerbaren Stromerzeugung in Deutschland 3. Anforderungen an die Stromerzeugung in Deutschland 4. Zukünftige Herausforderungen der Stromerzeugung in Deutschland

3 1) Abgrenzung und Einordnung des Themas Mit diesem Vortrag sollen folgende Fragen beantwortet werden: Welche erneuerbaren Technologien zur Stromerzeugung in gibt es in Deutschland? Wann sind diese Technologien einsetzbar? Worin liegen die Probleme und Herausforderungen der einzelnen Technologien? Wie teuer ist der Strom der durch diese Technologien erzeugt wird? Welche Technologieförderung ist für die Zukunft von Bedeutung?

4 1) Abgrenzung und Einordnung des Themas NICHT behandelt werden Fragen wie: Erneuerbare Energien zur ausschließlichen Erzeugung von Wärme. Regelung und Steuerung von erneuerbaren Energien smart grid, etc. Klimaerwärmung und die Ziele zur CO2-Einsparung in Deutschland konventionelle Erzeugung und Kernenergie vs. erneuerbare Energien Biosprit- und Bioerdgaserzeugung oder Energie und Mobilität Stromsparen oder Wärmesparen (Passivhaus, Sonnenhaus, etc.)

5 Definition und Einheiten kw x h = kwh Leistung x Zeit = Arbeit

6 Definition und Einheiten Energie wird in Wattsekunden (Ws) gemessen = Arbeit 1 Joule (J) = 1 Ws (Wattsekunde) Leistung wird in Watt (W) gemessen. Symbol Name Wert k Kilo Tausend M Mega Million G Giga Milliarde T Tera Billion P Peta Billiarde gängige Einheit für Leistung MW (Megawatt) gängige Einheit für Energieverbrauch kwh (Kilowattstunden) gängige Einheit für nationale Stromerzeugung TWh (Terawattstunden)

7 Inhalt 1. Abgrenzung und Einordnung des Themas 2. Formen der erneuerbaren Stromerzeugung in Deutschland 3. Anforderungen an die Stromerzeugung in Deutschland 4. Zukünftige Herausforderungen der Stromerzeugung in Deutschland

8 2) Formen der erneuerbaren Stromerzeugung in Deutschland Es gibt vier verschiedene Formen der Stromerzeugung durch erneuerbare Energien in Deutschland: 1. Windenergie 2. Photovoltaik 3. Wasserkraft 4. Biomasse KWK Anlagen (Kraft- Wärme-Koppelung) Neben diesen Techniken existieren noch weitere Erzeugungsformen (z.b. solarthermisch, geothermisch) diese Techniken sind in Deutschland jedoch nicht sinnvoll einsetzbar oder von nur marginaler Bedeutung.

9 2) Formen der erneuerbaren Stromerzeugung in Deutschland Quelle:

10 2) Formen der erneuerbaren Stromerzeugung in Deutschland Quelle:

11 2) Formen der erneuerbaren Stromerzeugung in Deutschland Primärenergieträger erforderlich! Photovoltaik ca Volllaststunden ca Volllaststunden Volllaststunden Anlagenspezifisch ca Volllaststunden Quelle:

12 2) Formen der erneuerbaren Stromerzeugung in Deutschland

13 2) Windenergie Onshore Offshore

14 Windenergieanlagen sind vor allem in Norddeutschland

15 2) Windenergie onshore

16 2) Windenergie - offshore Baltic 1 Alpha Ventus Es gibt viele Offshore Windprojekte. In Betrieb befinden sich aktuell jedoch nur Alpha Ventus und Baltic 1

17 2) Windenergie - offshore Grundlagen Energiepolitik Stand Mitte 2011: 108 MW installierte Leistung

18 2) Photovoltaik Dachanlagen Freiflächenanlagen (inzwischen nur noch auf Konversionsflächen und an Autobahnen) Es gibt drei verschieden Modultypen: Monokristallin Polykristallin Dünnschicht mit Nachführsystem ohne Nachführsystem

19 Photovoltaik

20

21 2) Wasserkraft Das Prinzip der Ausnutzung der potentiellen Energie von Wasser Leistung = Wassermenge x Fallhöhe x Wirkungsgrad

22 2) Wasserkraft Formen der Stromerzeugung durch Wasserkraft: Laufwasserkraftwerk (typisch für Grundlasterzeugung) Speicherkraftwerk (typisch für Spitzenlasterzeugung in D) Gezeitenkraftwerk Neue Technologien der Wasserkraft: (noch keine Relevanz für Energiemix) Wellenkraftwerk (noch in der Erprobungsphase - geringe Leistung) Meeresströmungskraftwerk (starke Strömung notwendig => wenige Standorte) Pumpspeicherkraftwerke dienen der Stromspeicherung und nicht der Erzeugung

23 2) Wasserkraft Ausbaumöglichkeiten der Stromerzeugung durch Wasserkraft: im Bereich der Kleinwasserkraftanlagen (> 500 kw) kleiner Gezeitenkraftwerk an der deutschen Nordseeküste größere Projekte stoßen inzwischen immer auf heftige Gegenwehr Grenzen das Ausbaumöglichkeiten: Fehlen geeigneter Standorte Umweltschutz wasserwirtschaftliche Beschränkungen

24 2) Biomasse Wärme Biogas KWK-Anlage Kraft-Wärme-Koppelung Veredelung Strom Bioerdgas ins Gasnetz

25 2) Biomasse Engpässe der Biomasse: Wärmeabnehmer (ganzjähriger Wärmebedarf) variable Preise für Biomasse nicht bei Wind, Wasser und PV Biomasselieferant (20 Jahre Lieferungsvertrag) räumliche Nähe der Biomasse Transportkosten Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion (Tank vs. Teller) Vorteil: Biogas ist speicherbar Biomasse ist somit spitzenlastfähig

26 Inhalt 1. Abgrenzung und Einordnung des Themas 2. Formen der erneuerbaren Stromerzeugung in Deutschland 3. Anforderungen an die Stromerzeugung in Deutschland 4. Zukünftige Herausforderungen der Stromerzeugung in Deutschland

27 3) Anforderungen an die Stromerzeugung in Deutschland Umweltschutz - Klimaschutz CO2 - Förderung erneuerbarer Energien - Energiemix Wirtschaftlichkeit - günstiger Strom (Strompreis) - Wettbewerb, Strommarkt - Steuern, Umlagen - Förderung Versorgungssicherheit - Stromnetze - smart grid

28 3) Anforderungen an die Stromerzeugung in Deutschland Umweltschutz - Klimaschutz CO2 - Förderung erneuerbarer Energien - Energiemix EEG garantierte EEG Tarife auf 20 Jahre Abnahmepflicht durch Netzbetreiber

29 3) EEG-Strompreis unabhängig von Strompreisbildung am Markt Quelle:

30 3) garantierte EEG Vergütungen Quelle:

31 3) Entwicklung der Kosten der EEG- Umlage in Mio. Wasserkraft Biomasse PV Wind Vergütung Windenergie (in Mio. ) Vergütung Photovoltaik (in Mio. ) Vergütung Biomasse (in Mio. ) Vergütung Wasserkraft (in Mio. ) Vergütung übrige (in Mio. )

32 3) Entwicklung der EEG Strommenge in GWh Wasserkraft Biomasse PV Wind Strommenge Windenergie (in GWh) Strommenge Photovoltaik (in GWh) Strommenge Biomasse (in GWh) Strommenge Wasserkraft (in GWh) Strommenge übrige (in GWh)

33 3) Entwicklung des EEG Preises nach Erzeugungsart in /MWh EEG-Preis Windenergie ( /MWh) EEG-Preis Photovoltaik ( /MWh) EEG-Preis Biomasse ( /MWh) EEG-Preis Wasserkraft ( /MWh)

34 Inhalt 1. Abgrenzung und Einordnung des Themas 2. Formen der erneuerbaren Stromerzeugung in Deutschland 3. Anforderungen an die Stromerzeugung in Deutschland 4. Zukünftige Herausforderungen der Stromerzeugung in Deutschland

35 4) zukünftige Herausforderungen der Stromerzeugung in Deutschland Speicherung von erneuerbarer Energie Speicherung von Strom Stromsparen (Förderanreize?) CO2 Einsparung (elektrisch vs. thermisch; höhere Effizienz?) Technologieentwicklung (Erzeugungstechnik vs. Speichertechnik) Vorbild für Andere Vortrag II

36 Kontakt Maximilian Faltlhauser Geschäftsführer E-Auto Infrastruktur GmbH Marschnerstr München Mobil: max@faltlhauser.de