Stromversorgung der Zukunft Die Rolle der Photovoltaik im Energiemix

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Eleonora Tiedeman
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1 Stromversorgung der Zukunft Die Rolle der Photovoltaik im Energiemix Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin Symposium: Photovoltaik - Praxis, Technik und Visionen 21. Juli 2011 Arnstadt

2 Vortragsinhalte Ziele einer nachhaltigen Energieversorgung Die Bedeutung der Photovoltaik für Deutschland Bausteine einer nachhaltigen Stromversorgung g 2

3 Ziele einer nachhaltigen Energieversorgung 3

4 Entwicklung der Weltenergieversorgung 100% 90% 80% Kernenergie 70% 60% 50% 40% 30% regenerative Energieträger fossile Energieträger 20% 10% 0% Anteil am Welt-Prim märenergiebedarf _ Jahr 4

fossile Energieträger 20% 10% 0% Anteil am Welt-Prim

5 CO 2 -Emissionen und Treibhauseffekt ,9 Mt C Energie ebedingte e CO 2 -Em issionen Temperatur 0,7 0,5 03 0,3 0,1-0,1 raturände erung Global le Tempe CO 2 -Emissionen ,3 5

6 Langfristige Entwicklung der CO 2 -Konzentration CO 2 -Konze entration n ppm Jahr 6

380 360 340 320 300 280 260 240 220 200 180

7 Auswirkungen der globalen Erwärmung Quelle: NASA 7

8 Auswirkungen der globalen Erwärmung Quelle: NASA 8

9 Bedrohte Gebiete Hamburg Berlin Grafik: Norbert Geuder, DLR Erfurt 9

10 Klimaschutzforderungen an Industrienationen Reduktion der CO 2 -Emissionen gegenüber 1990 bis 2005 bis 2020 bis % -50 % -80 % 10

11 Entwicklung der CO 2 -Emissionen in Deutschland Emission nen_ Wirtschaftskrise Kohlen ndioxid Mt Referenzjahr 1990 Ziel -25 % Ziel -50 % Wiedervereinigung Gesamtdeutschland alte Bundesländer neue Bundesländer Trend Trend Ziel Ziel Ziel Trend 11

Ziel -50 % Wiedervereinigung Gesamtdeutschland alte Bundesländer neue

12 Klimaschutz in Deutschland Reduktion der CO 2 -Emissionen gegenüber 1990 bis 2005 bis 2020 bis % -50 % -80 % 12

13 Optionen zur CO 2 -Reduktion Kernenergie Kohlendioxidfreie fossile Kraftwerke Energiesparen Erneuerbare Energien 13

14 Brückentechnologien? 14

15 Sind Kernkraftwerke sicher und preiswert? Auszug aus Kfz-Versicherbedingungen Nicht versichert sind: - Vorsätzlich herbeigeführte Schäden - Schäden infolge von Alkohol- l und Drogenkonsum - Schäden durch Kernenergie Auszug aus Gebäude-Versicherungsbedingungen Nicht versichert sind: - Schäden durch Radioaktivität von Kernreaktoren Die gesetzlich festgelegte Deckungsvorsorge für Kernenergieunfalle beträgt 2,5 Mrd.. 15

Schäden infolge von Alkohol- l und Drogenkonsum - Schäden durch Kernenergie Auszug aus

16 These I In Industrieländern wie Deutschland müssen wir 2 bis 3 % pro Jahr an fossilen Energieträgern g durch Einsparungen und/oder regenerative Energien ersetzen. Die Kernenergie bietet t hierfür keine Alternative. 16

Einsparungen und/oder regenerative Energien ersetzen.

17 Bedeutung der Photovoltaik für Deutschland 17

18 700 Bruttostrombedarf in Deutschland HTW-Szenario: Klimaschutz und nachhaltige Entwicklung 17 % 100 % 600 Brutto ostromver rbrauch in TWh bis 30%??? Fossile Kraf twerke Kernenergie Import (regenerativ) Photovoltaik Windkraft Geothermie Biomasse Wasserkraft

?? Fossile Kraf twerke Kernenergie Import (regenerativ) Photovoltaik Windkraft Geothermie

19 These II Für eine vollständig regenerative Elektrizitätsversorgung gibt es 3 Optionen, die einen Großteil der Versorgung übernehmen können: Windkraft, Import und Photovoltaik. Möchte man nicht übermäßig von Importen abhängig sein oder extreme Offshore- Windkraftstandorte t d t erschließen, muss die Photovoltaik 20 bis 30 % decken. 19

20 Ausbauszenarien für die Photovoltaik Instal llierte PV-Leist tung 50 GW tatsächliche Entwicklung BSW Szenario Dynamisch 2010 BMU Leitszenario 2010 BEE Prognose 2009 Energiekonzept 2010 BMU Leitszenario 2009 BMU Leitszenario 2008 BMU Leitszenario 2006 VDI / FZ-Jülich 2009 BMWi Energiereport IV

Prognose 2009 Energiekonzept 2010 BMU Leitszenario 2009 BMU Leitszenario 2008 BMU

21 EXCEL-Code zur Bestimmung des PV-Ausbaus 21

22 Potenziale der Photovoltaik in Deutschland Freiflächen 37,5 GW p Summe: 203 GW p 175 TWh/a Verkehrswege 5,9 GW p Fassaden 30 GW p Dachflächen 129,5 GW p Grafik: Volker Quaschning 7 GW entspricht 1 % Solarstromanteil. 203 GW entsprechen 29 %. 22

23 Flächenbedarf für 203 GW Photovoltaik Deutschland km² Siedlungs- und Verkehrsfläche km² (13 %) Photovoltaikfläche für 200 GW km² (0,4 %) 23

24 Einfluss der Höhe des jährlichen Zubaus PV-Anteil 200 GW 8 GW p.a % 7 GW p.a GW p.a GW p.a GW pa p.a % GW p.a. 24

25 Zentrale regenerative Energieversorgung Fortgesetztes Versorgungsoligopol Starker Leitungsausbau erforderlich Energiewende zeitlich nicht umsetzbar 25

26 Dezentrale regenerative Energieversorgung Mehr Konkurrenz und Kosteneffizenz Weniger Leitungsausbau aber mehr dezentrale Speicher erforderlich Energiewende nahezu beliebig schnell umsetzbar 26

27 These III Für eine vollständig regenerative Elektrizitätserzeugung ist in Deutschland langfristig ein PV-Anteil von 20 bis 30 % sinnvoll. Das bedeutet eine installierte dezentrale PV-Leistung von 150 bis 200 GW. Der dafür nötige jährliche Zubau an PV- Leistung beträgt 6 bis 8 GW. 27

28 These IV Werden die PV-Anlagen gleichmäßig in der Nähe der großen Verbrauchszentren errichtet, lassen sich erhebliche Leitungsneubauten vermeiden. Die EEG-Vergütung sollte hierzu dringend regional angepasst werden. 28

29 Bausteine einer nachhaltigen Stromversorgung 700 Bruttostrom mverbrauch in TWh Fossile Kraftw. Kernenergie Regen. Import Geothermie Biomasse Photovoltaik Windkraft Wasserkraft

30 Kohlendioxidemissionen nach Sektoren 10% 19% Energiewirtschaft 43% Wärmesektor Transportsektor Industrieprozesse 28% Grafiken: Michael Hüter 30

31 700 Bruttostrombedarf in Deutschland Szenario: Klimaschutz und nachhaltige Entwicklung 17 % 50 % 70 % Brutto ostromver rbrauch in TWh Fossile Kraf twerke Kernenergie Import (regenerativ) Geothermie Biomasse Photovoltaik Windkraft Wasserkraft

32 Leistung eines regenerativen Kraftwerksparks Monatsmittlere Leistungsabgabe sowie Verbrauch 90 GW Solar-Import Geothermie Wasser Biomasse Windkraft 20 Photovoltaik 10 Brutto-Verbrauch 0 32

33 Verlauf der Stromversorgung, aktueller Bedarf Woche im Frühjahr MW Mittel- und Spitzenlast Windkraft PV PV Wind Braunkohle (Grundlast) Biomasse Wasserkraft Mittel- und Spitzenlast Braunkohle Kernenergie (Grundlast) Kernenergie 0 Mo Di Mi Do Fr Sa So 33

34 Zahngrafik 70 GW-PV im Netzverbund Mögliche Erzeugung einer Woche im Frühjahr MW PV Wind (Onshore) Biomasse Mittel- und Spitzenlast Wind (Offshore) Geothermie Wasserkraft PV Mittel- und Spitzenlast Mo Di Mi Do Fr Sa So 34

35 Bausteine einer künftigen Stromversorgung Fluktuierende regenerative Erzeugung Regelbare regenerative Erzeugung Verbraucher Zentrale Steuerung Innovative Speicher Überregionaler Ausgleich 35

36 Künftige Entwicklung der Haushaltsstrompreise EEG PV EEG-Rest Steuern und Abgaben Erzeugung und Verteilung ct/kwh

37 Entwicklung der Strompreise ct/kwh Kohle- oder Atomkraftwerk PV-Dach Deutschland PV-Freifläche Deutschland PV Nordafrika Windkraft Haushaltsstrompreis 60 Netzparität Photovoltaik Volle Konkurrenz- 40 fähigkeit

38 Photovoltaische Heizungsunterstützung 12 ct/kwh 2020 >12 ct/kwh 25 % 12 ct/kwh Potential: 12 ct/kwh 35 % >30 ct/kwh 1 ct/kwh 40 % 90 GW 38

39 Netzgekoppeltes Batteriesystem 39

40 Methanisierung als Speicheroption 40

41 These V Eine nachhaltige und ökonomische Energie- versorgung, die vollständig auf fder Nutzung regenerativer Energien basiert, ist möglich. Neue Netze und Speicher sind dazu di dringend d erforderlich. lih Verschiede innovative Speicherkonzepte können den nötigen Kurzzeitspeicherbedarf einer regenerativen Energieversorgung decken. 41

42 Fazit Alle Szenarien und Analysen der letzten Jahre zum Ausbau der PV sind weitgehend wertlos. Die PV sollte bereits 2035 bis zu 30% des deutschen Strombedarfs decken, um den Kernenergieausstieg bei gleichzeitigem Klimaschutz überhaupt zu ermöglichen. 42

43 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Zum Weiterlesen 43

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