Nachhaltigkeit, Klimaschutz und Energieversorgung

Transkript

1 Nachhaltigkeit, Klimaschutz und Energieversorgung Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin 3. Bauträger Forum: Nachhaltigkeit im Klimawandel 2009

2 Vortragsinhalte Ökologische Nachhaltigkeit Ökonomische Nachhaltigkeit Soziale Nachhaltigkeit Eigene Handlungsoptionen 2

3 Elemente der Nachhaltigkeit 3

4 Ökologische Nachhaltigkeit Ziele einer nachhaltigen Energieversorgung Potenziale regenerativer Energien Möglichkeiten regenerativer Energien 4

5 Ziele einer nachhaltigen Energieversorgung 5

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

7 CO 2 -Emissionen und Treibhauseffekt ,9 Mt C Energiebedingte CO 2-Emissionen _ Temperatur 0,7 0,5 0,3 0,1-0,1 Globale Temperaturänderung 0 CO 2 -Emissionen ,3 7

8 Der Treibhauseffekt Rückstrahlung Landwirtschaft Industrie Waldzerstörung Energieverbrauch 8

9 Ursachen des Treibhauseffekt Rückstrahlung in W/m²_ 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0-0,5-1 -1,5 Anthropogene Treibhausgase Wasserdampf Lachgas (N 2 O) erdnahes Ozon (O 3 ) F(C)KW u. Halone Methan CH 4 Kohlendioxid CO 2 Natürliche Effekte gesteigerte Sonnenaktivität Aerosole (Staub, Qualm) und Wolkenbildung Landnutzungsänderung Ozonloch Abkühlende Effekte 9

10 Langfristige Entwicklung der CO 2 -Konzentration CO 2 -Konzentration ppm Jahr 0 10

11 Auswirkungen der globalen Erwärmung Quelle: NASA 11

12 Auswirkungen der globalen Erwärmung Quelle: NASA 12

13 Gebiete in Bangladesh unter 1 mnn 13

14 Bedrohte Gebiete Hamburg Berlin Grafik: Norbert Geuder, DLR 14

15 Pro-Kopf-Energiebedarf in Vergleich zum Weltdurchschnitt l kleiner als 25 % 150 % % 25 % % 200 % % 50 % % 300 % % größer als 400 % 15

16 Klimaschutzforderungen an Industrienationen Reduktion der CO 2 -Emissionen gegenüber 1990 bis 2005 bis 2020 bis % -50 % -80 % 16

17 Entwicklung der CO 2 -Emissionen in Deutschland 1200 Mt Referenzjahr 1990 Ziel -25 % Ziel -50 % Kohlendioxid-Emissionen_ 1000 Gesamtdeutschland 800 alte Bundesländer neue Bundesländer 0 Kyoto-Ziel Trend Trend Ziel Ziel Ziel Trend

18 Anforderungen für Deutschland im 21. Jahrhundert Reduktion der CO 2 -Emissionen bis 2005 Ziel verfehlt! -25 % bis % p.a. -1 % p.a. 18

19 Optionen zur CO 2 -Reduktion begrenzte Ressourcen Sicherheitsrisiken noch nicht verfügbar zu teuer Kernenergie Kohlendioxidfreie fossile Kraftwerke Energiesparen Regenerative Energien 19

20 Sind Kernkraftwerke sicher und preiswert? Auszug aus Kfz-Versicherbedingungen Nicht versichert sind: - Vorsätzlich herbeigeführte Schäden - Schäden infolge von Alkohol- 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.. 20

21 Uranförderung und Bedarf Quellen: Energy Watch Group / Ludwig-Bölkow-Stiftung / IHS Energy 21

22 These I In Industrieländern wie Deutschland müssen wir 2 % pro Jahr an fossilen Energieträgern durch Einsparungen und/oder regenerative Energien ersetzen. Die Kernenergie ist keine Alternative. 22

23 Potenziale regenerativer Energien Bruttostromverbrauch in TWh Fossile Kraftw. Kernenergie Regen. Import Geothermie Biomasse Photovoltaik Windkraft Wasserkraft 23

24 Energieträgeranteil am Primärenergiebedarf in Deutschland im Jahr 2008 Kernenergie 11,6 % Solarenergie 0,2 % Windkraft 1,0 % Wasserkraft 0,5 % Biomasse 5,3 % Geothermie 0,1 % Fossile Brennstoffe 81,3 % 24

25 Gesamtenergiebilanz in Deutschland zusätzliche Primärenergie 14,3 EJ/a "SoDa"-Energie "SoDa"-Energie Sonne Sonne EJ/a EJ/a 25

26 Primärenergieverbrauch in Deutschland Szenario: Klimaschutz und nachhaltige Entwicklung Primärenergieverbrauch in PJ_ nicht energetisch Fossil Kernenergie Wasserstoff Wärmepumpe Geothermie Biomasse Solar Import Solarthermie Photovoltaik Windkraft Wasserkraft 26

27 Kohlendioxidemissionen nach Sektoren 10% 19% 43% Energiewirtschaft Wärmesektor Transportsektor Industrieprozesse 28% 27

28 Bruttostrombedarf in Deutschland Szenario: Klimaschutz und nachhaltige Entwicklung Bruttostromverbrauch in TWh Fossile Kraf twerke Kernenergie Import (regenerativ) Geothermie Biomasse Photovoltaik Windkraft Wasserkraft 28

29 Regenerative Stromerzeugung in Deutschland GWh Photovoltaik Biomasse Windkraft Wasserkraft

30 Primärenergiebedarf im Transportsektor in Deutschland Szenario: Klimaschutz und nachhaltige Entwicklung Primärenergiebedarf Transport in PJ_ Elektrizität Wasserstoff Biomasse Fossil 30

31 Primärenergiebedarf im Wärmesektor in Deutschland Szenario: Klimaschutz und nachhaltige Entwicklung Primärenergiebedarf Wärme in PJ Fernwärme Strom Fossil Wasserstoff Geothermie Wärmepumpen Solarthermie Biomasse 31

32 Beispiel: CO 2 -neutales Wohnhaus 32

33 These II Eine nachhaltige und ökonomische Energieversorgung, die vollständig auf der Nutzung regenerativer Energien basiert, ist möglich. Hierzu müssen die regenerativen Energien noch schneller als bisher eingeführt werden. 33

34 Möglichkeiten regenerativer Energien 34

35 Künftige Entwicklung der Weltenergieversorgung 100% Entwicklung 1: Aufbrauchen aller Reserven Anteil am Welt-Primärenergiebedarf _ 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% traditionelle regenerative Energieträger Kernenergie fossile Energieträger moderne regenerative Energieträger 0% Jahr

36 Künftige Entwicklung der Weltenergieversorgung 100% Entwicklung 2: Klimaschutz Anteil am Welt-Primärenergiebedarf _ 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% traditionelle regenerative Energieträger Kernenergie fossile Energieträger moderne regenerative Energieträger 0% Jahr

37 Bausteine einer künftigen Stromversorgung Fluktuierende regenerative Erzeugung Regelbare regenerative Erzeugung Verbraucher Zentrale Steuerung Innovative Speicher Überregionaler Ausgleich 37

38 Prinzip eines solarthermischen Rinnenkraftwerks 38

39 Orte der Sonne 39

40 Option Stromimport aus Nordafrika 1 % der Fläche der Sahara genügt um den Elektrizitätsbedarf der Erde zu decken Ausschlusskriterien: Quelle: DLR Neigung Geomorphologie Hydrologie Meer Landnutzung Schutzgebiet Bevölkerung nutzbar 40

41 Mögliche Stromgestehungskosten im Jahr 2025 Solarthermische Kraftwerke Windkraft Photovoltaik Technologieexport EU Nordafrika 4-5 Cent/kWh h/a 4-5 Cent/kWh h/a Übertragung ca. 1 Cent/kWh 3-4 Cent/kWh h/a 2-3 Cent/kWh h/a 3-4 Cent/kWh h/a 41

42 Bausteine einer künftigen Wärmeversorgung Biomasse Wärmepumpe Brennstoffzelle Verbraucher Solarthermie Tiefengeothermie grüner Wasserstoff grüner Strom 42

43 Die Zukunft hat bereits begonnen: Wärmepumpenabsatz in Deutschland Heizungswärmepumpenabsatz

44 Die Zukunft hat bereits begonnen: Solarkollektorabsatz in Deutschland m²

45 These III Eine nachhaltige und ökonomische Energieversorgung basiert auf einer breiten Basis regenerativer Energien und bezieht Import von günstigen regenerativen Energien mit ein. 45

46 Ökonomische Nachhaltigkeit 46

47 Entwicklung der Ölfunde und Ölförderung Quellen: Energy Watch Group / Ludwig-Bölkow-Stiftung / IHS Energy 47

48 Verteilung der weltweiten Ölreserven l Gt 14 bereits gefördert noch vorhandene Reserven (in Gt) 82 Gt weltweit zusätzlich geschätzte Ressourcen 48

49 Erdölförderung in den USA Quellen: Energy Watch Group / Ludwig-Bölkow-Stiftung / IHS Energy 49

50 Weltweite Ölförderung Quellen: Energy Watch Group / Ludwig-Bölkow-Stiftung / IHS Energy 50

51 Reserven konventioneller Energieträger Steinkohle 207 Braunkohle 198 Erdgas 64 Erdöl 43 Uran Jahre Jahre 250 Daten: BGR 51

52 Entwicklung der Rohölpreise größte Wirtschafts- Krise seit 1929? 52 Rohölpreise in $/barrel

53 Entwicklung der Heizölpreise Heizölpreis in Cent/Liter %

54 Brennstoffpreisentwicklung Öl / Gas / Holzpellets Jan 03 Jul 03 Jan 04 Jul 04 Dez 04 Jul 05 Dez 05 Jul 06 Dez 06 Jul 07 Dez 07 Jun 08 Dez 08 Jun 09 Heizöl in ct/l, Erdgas in ct/10 kwh Holzpellets Erdgas Erdöl 54 Holzpellets in /Tonne

55 Brennstoffpreisentwicklung Öl / Gas / Wärmepumpe 0,08 Brennstoffpreis in /kwh_ 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00 Erdgas Erdöl Strom, Standardtarif COP=3 Strom, Standardtarif COP=4 Strom, Sondertarif COP=

56 Prognose der Ölpreise +12 % +9 % +6 % +3 % Heizölpreis in Cent/Liter

57 These IV Durch die zur Neige gehenden fossilen und nuklearen Brennstoffe werden die Energiepreise in Kürze wieder deutlich ansteigen. In absehbarer Zeit werden regenerative Energien erheblich preiswerter sein. Wer heute noch auf konventionelle Energien setzt, riskiert Fehlinvestitionen und Pleiten. 57

58 Soziale Nachhaltigkeit 58

59 Klimabedingte Völkerwanderungen 59

60 Risiko Energiepreissteigerung Monatliche Belastung in Heizkosten Zins und Tilgung 60

61 Risiko Energiepreissteigerung Monatliche Belastung in Energiepreissteigerung 5 % p.a. Dreiliterhaus Standardneubau Altbau

62 Risiko Energiepreissteigerung Monatliche Belastung in Energiepreissteigerung 12 % p.a. Dreiliterhaus Standardneubau Altbau 62

63 Wertverlust von ineffizienten Wohnhäusern Annahme: Energiepreissteigerung 8 % p.a. bis Monatliche Belastung in Heizkosten Zins und Tilgung 0 Altbau Neubau (Standard) Dreiliterhaus 63

64 Wertverlust von ineffizienten Wohnhäusern Annahme: Energiepreissteigerung 8 % p.a. bis Monatliche Belastung in % -20% Heizkosten Wertverlust Zins und Tilgung 0 Altbau Neubau (Standard) Dreiliterhaus 64

65 These V Durch die Vernachlässigung der ökologischen ökonomischen Nachhaltigkeit wird auch die soziale Nachhaltigkeit verletzt. Die Folge werden massive soziale Probleme sein. Industrienationen und Unternehmen tragen hierbei eine große Verantwortung. 65

66 Eigene Handlungsoptionen 66

67 Können Solaranlagen zum Klimaschutz beitragen? Wie viele Solaranlagen benötigt man, um 2 % des deutschen Primärenergiebedarfs decken zu können? x 1 kw p PV-Anlagen in Deutschland x 5 m² Solarkollektoranlagen in Deutschland x 1 MW p PV-Anlagen in Deutschland x 20 MW p PV-Anlagen in Südeuropa 40 x 200 MW solarth. Kraftwerke in Nordafrika 10 x 900 MW Offshore-Windpark in der Nordsee 67

68 Pro-Kopf-Kohlendioxidemissionen in Deutschland indirekte Emissionen1,24 t 1,05 t direkte Emissionen 2,70 t 2,00 t Stromverbrauch Heizung Transport Ernährung privater Konsum öffentl. Konsum 1,60 t 2,07 t

69 Pro-Kopf-Kohlendioxidemissionen für Strom 1,24 t 1,05 t 2,70 t 2,00 t Stromverbrauch Heizung Transport Ernährung privater Konsum öffentl. Konsum 1,60 t 2,07 t

70 Kohlendioxidfreie Stromversorgung Grüne Stromanbieter Grüner Strom

71 Pro-Kopf-Kohlendioxidemissionen für Transport 1,24 t 1,05 t 2,70 t 2,00 t Stromverbrauch Heizung Transport Ernährung privater Konsum öffentl. Konsum 1,60 t 2,07 t

72 Kohlendioxidemissionen beim Personentransport PKW Person Flugzeug Transrapid S-Bahn Reisebus ICE IC/EC CO2-Emissionen in Gramm pro km

73 Kompensation von Kohlendioxidemissionen Prüfstelle CO 2 CO 2 CO 2 Zertifikat CO 2 Zertifikat Geldgeber CO -Gutschrift 2 Vermittler CO -Gutschrift 2 Reduktionsmaßnahme

74 Pro-Kopf-Kohlendioxidemissionen für Heizung 1,24 t 1,05 t 2,70 t 2,00 t Stromverbrauch Heizung Transport Ernährung privater Konsum öffentl. Konsum 1,60 t 2,07 t

75 Kohlendioxidfreie Wärmeversorgung Standardneubau EnEV Transmissionsverluste 35 Solare Gewinne Interne Gewinne 10 Heizwärmebedarf 110 kwh m²a 35 Lüftungsverluste 32 Dreiliterhaus 62 Passivhaus

76 These VI Um die globale Erwärmung wirksam zu stoppen, müssen wir alle mindestens 2 % pro Jahr an Treibhausgasen einsparen. Das ist technisch und ökonomisch problemlos möglich. Wir können das erreichen! Worauf warten wir noch? 76

77 Zum Nachlesen Volker Quaschning Erneuerbare Energien und Klimaschutz Hanser Verlag Seiten in Farbe 24,90 77