nachhaltigen Stromerzeugung.

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1 Annegret-Cl. Agricola Clean fossil ilfuels: Wesentliches Element einer nachhaltigen Stromerzeugung. SRU-Konferenz: Weichenstellungen für eine nachhaltige Stromversorgung. Berlin, 28. Mai 2009

2 Nachgefragt: Strom. Strom ist ein hoch veredelter, universell einsetzbarer Energieträger, der weltweit zunehmend nachgefragt wird. Industrieländer: steigende Nachfrage nach Produkten und Dienstleistungen, die vorrangig / z.t. ausschließlich mit Strom bereitgestellt werden: z.b. IKT, Unterhaltungselektronik, Raumklimatisierung Schwellenländer: Starkes Wirtschaftswachstum z.b. in China, Indien, Brasilien Steigender Lebensstandard der Bevölkerung in Schwellenländern führt zu starkem Anstieg des Energieverbrauchs, insbesondere des Stromverbrauchs Anstieg der Weltbevölkerung auf 8-10 Milliarden Menschen (2030/2050) 2

3 Beispiele: Erwartete Entwicklung der Stromnachfrage. Quellen: IEA 2008, World Energy Outlook, Reference Scenario Energieprogramm Bundesregierung, Prognos (2007) 3

4 Erwartete weltweite Entwicklung: Stromerzeugung und Stromverbrauch. Erwarteter weltweiter Stromverbrauchszuwachs h bis 2030: + 97% TWh Quelle: E.ON Ruhrgas/IEA 4

5 dena Stromszenario bis Regenerativ (ohne Offshore-Wind) Regenerativ Offshore-Wind KWK Biomasse KWK fossil Kond. Kraftwerke (Gas) Kond. Kraftwerke (Kohle) Kernenergie 700,0 B ruttostrome rzeugung (T TWh/a) 600,0 500,0 400,0 300,00 200,0 100,0 0, % 69% 22% 31% 56% 44% % 57% Anteil konventioneller Kondensationskraftwerke (fossil, nuklear) Anteil regenerativer Energien und Kraft-Wärme-Kopplung 5

6 Bedeutung fossiler Brennstoffe für die weltweite Stromversorgung. Fossile Brennstoffe, insbesondere Kohle, werden in zahlreichen Ländern für die nächsten Jahrzehnte h für die Stromerzeugung unverzichtbar sein (z.b. in China, USA, Australien, afrikanische Länder). In einigen Ländern wird der Anteil fossiler Brennstoffe an der Stromerzeugung kurz- und mittelfristig ansteigen, auch wenn die Anstrengungen zum Ausbau der regenerativen Energien und zur Steigerung der Energieeffizienz verstärkt werden. Auch in Deutschland sind fossile Brennstoffe in den nächsten Jahrzehnten eine wichtige Säule der Stromversorgung. Von zentraler Bedeutung: Klimaschutz national und international. 6

7 Reduktion der energiebedingten CO 2 Emissionen in den klimapolitischen Szenarien. Obwohl der technologische Fortschritt benötigt wird, um einen Teil der Emissionsreduktionen zu erreichen, ermöglichen vor allem Energieeffizienzsteigerungen und der Einsatz der bestehenden CO 2 -armen Technologien die größten Emissionsreduktionen. OECD/IEA 2008, World Energy Outlook 7

8 CCS: Carbon Capture and Storage. CCS zielt auf die CO2-Vermeidung Verschiedene CO2-Abscheidungs- verfahren in der Erprobung Post Combustion Capture Oxyfuel Pre Combustion Capture (IGCC) Zielkorridor CO2-Abscheidungsverfahren: Pilotanlagen Demostrationsanlagen kommerzieller Einsatz Weitere Aspekte: CO2-Transport und CO2-Speicherung, und auch CO2-Verwertung 8

9 CCS Stand der Forschung. Weltweite Initiativen und Pilotprojekte im Rahmen des»carbon Sequestration Leadership Forum (CSLF)«und des»greenhouse Gas R&D-Programme«der Internationalen Energie Agentur (IEA). Die Europäische Union hat ihren bisherigen Forschungsetat für diesen Bereich von 30 auf 200 Millionen Euro aufgestockt. In Deutschland wurden Forschungsprogramme Geotechnologien und Cooretec aufgelegt: CO 2 -Abscheidung CO 2 -Transport Forschungsschwerpunkte h CO 2 -Speicherung Deutschland gehört damit zu den führenden Ländern bei der Erforschung von CCS-Technologien 9

10 CCS Pilotprojekte in Deutschland. Standort Betreiber Speicherung Betrieb/ Planung Ketzin Geoforschungszentrum t CO2 07/2008 Spremberg/ Lausitz Vattenfall t CO2 08/2008 Niederaußem RWE k.a. 10/2009 Jänschwalde Vattenfall k.a Hürth RWE k.a Quelle: von Goerne

11 Reichweite der Speicher in Deutschland. Speichermöglichkeiten in Deutschland: Blau = Aquifere, gelb = Erdgaslagerstätten, rot = CO2-Quellen Quelle: BGR Bislang existiert keine vollständige Übersicht über geeignete g geologische g Formationen zur CO 2 -Speicherung in Deutschland. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) erarbeitet bis 2011 ein CO 2 -Speicherkataster. Nach aktuellem Stand entspricht die gesamte Kapazität dem 40- bis 130- fachen der jährlichen CO 2 -Emissionen des deutschen Kraftwerksparks. k Geschätzte statische Reichweite der CO 2-Speicherkapazität p in Deutschland: 30 bis 60 Jahre. 11

12 Nutzung geeigneter geologischer Formationen. Druckluftspeicher Mögliche Nutzungskonflikte: für Speicher, für die dieselben geologischen Formationen geeignet g sind (Salzkavernen, Aquifere etc.): CCS Speicher Erdgas Druckluftspeicher ivm. Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien (z.b. aus Windkraftanlagen) Erdgasspeicher CO2-Lagerung 12

13 Einschätzung der Entwicklung der Kosten für CCS. Bisher keine belastbare Kostenprognose: McKinsey prognostiziert für 2030 durchschnittliche CO2-Vermeidungskosten von Euro je Tonne CO2 Quelle: Gemeinsamer Bericht des BMWi, BMU und BMBF für die Bundesregierung, 2007 Offshore-Speicherung teurer als Onshore-Speicherung, Kosten steigen mit Speichertiefe. CO 2 -Emissionspreise: Benchmark der Wirtschaftlichkeit. Quelle: von Goerne 2009 nach McKinsey

14 CO 2 Vermeidungskosten verschiedener Technologien. CO 2 Vermeidungskosten (Sanierung und Substitution von Energieträgern) Erdgas Braunkohle Steinkohle BHKW Biogas BHKW Raps Wärmepumpe Wasserkraft Windkraft Photovoltaik Solarthermie CO 2 Vermeidungskosten in /t CO2 Quelle: Hoch tief Energy Management 2009 Zum Vergleich: Geschätzte Durchschnittliche CO2-Vermeidungskosten von CCS im Jahr 2030: 35 bis 45 Euro je Tonne CO 2 (Quelle: McKinsey 2009) 14

15 CCS Technologien als deutsche Exportprodukte: Globaler Bedarf und Potenzial für Technologieexport. Die IEA geht im World Energie Outlook 2008 (WEO 2008) davon aus, dass im Jahr 2030 weltweit nahezu unverändert rund 49% des Stroms in Kohlekraftwerken erzeugt werden. Im Zeitraum 2020 bis 2030 werden neu ans Netz gehende Kohlekapazitäten zu einem Drittel bis die Hälfte mit CCS- Technologie ausgestattet sein. (WEO 2008) Besonders s Länder mit hoher Kohleverstromung e o (Indien, de China) as als potentielle Nachfrager von CCS-Technologien GW globales Potential bis (WEO 2008) Voraussetzung für erfolgreiche Vermarktung im Ausland: Erprobung der Technologien in Deutschland 15

16 CO2 Verwertungsmöglichkeiten: Roh, Betriebs, Hilfsstoffe in Industrie / Landwirtschaft. Neutralisation alkalischer Abwässer Aufhärtung von Trinkwasser Wachstumsförderung von Gewächshauspflanzen Hochdruckextraktion ätherischer Essenzen aus pflanzlichen Produkten Inertgas zum Abdecken und pneumatischen Fördern von explosions- oder brandgefährdeten Siloschüttgütern Schutzgas beim Schweißen Schutzgas zum Verpacken von Lebensmitteln Feuerlöschmittel Kälteträger, z.b. in der Lebensmittel- und Kunststoffindustrie Trockeneis zu Kühlzwecken Forschungsbedarf für weitere Verwertungsmöglichkeiten Quelle: Industriegaseverband

17 CCS Technologien: Chancen, Risiken / Herausforderungen. Chancen Wichtiger Beitrag zur CO 2 -Vermeidung (IEA: bis zu 20% der Gesamteinsparung bis 2050) CCS-Technologie als innovative Exportprodukte mit einer wachsenden weltweiten Nachfrage Zeitgewinn für den Ausbau erneuerbarer Energien und für Energieeffizienzverbesserungen Neben CCS auch Erforschung der Nutzung von CO 2 als Rohstoff (Kreislaufprinzip) i i Risiken / Herausforderungen Bisher zu wenig technische und geologische g Erfahrungen bei der CO 2- Speicherung, insbesondere Langzeiteffekte Wirtschaftlichkeit (Wirkungsgradverluste) und zukünftige Nachfrage bisher nicht quantifizierbar Konkurrenz mit Druckluft- und Erdgas- Speicherkapazitäten Aufwändige Planungs-, Genehmigungsund Bauprozesse für Pipelines und Speicher 17

18 Fazit Thesen: Pro s zu CCS. Kurz- und mittelfristig (bis 2030) wird die Hälfte der weltweiten Stromerzeugung in Kohlekraftwerken erfolgen. Zur globalen Reduktion der CO 2 -Emissionen sind CCS-Technologien neben einer starken Erhöhung der Energieeffizienz und dem Ausbau erneuerbarer Energien unverzichtbar. In der Forschung und Entwicklung von CCS-Technologien gehört Deutschland zu den führenden Ländern. Es bestehen langfristige Exportchancen für diese Technologien. Voraussetzung für erfolgreiche Vermarktung im Ausland ist die Erprobung der Technologien in Deutschland. Besonders Länder mit stark steigendem Stromverbrauch bei gleichzeitig hohem Anteil an Kohleverstromung (Indien, China) sind potenzielle Absatzmärkte für CCS-Technologien aus Deutschland. 18

19 Fazit Thesen: Con s zu CCS. Es bestehen nur begrenzte CO 2 -Speicherkapazitäten in Deutschland. Die statische Reichweite wird auf 30 bis 60 Jahre geschätzt. CCS kann mittelfristig nur als Brückentechnologie in eine nachhaltige Energieversorgung dienen. Aufwändige Planungs-, Genehmigungs- und Bauprozesse für Pipelines und CO 2 -Speicher; Nutzungskonkurrenz mit potenziellen Erdgas- und Druckluftspeicherkapazitäten. Es besteht noch umfangreicher Forschungsbedarf, insbesondere zu Langzeiteffekten der CO 2 -Speicherung. Kosten der CCS-Technologien können derzeit noch nicht genau beziffert werden. Der Erfolg von CCS hängt von der wirtschaftlichen Konkurrenzfähigkeit der Technologie ab. 19

20 Effizienz entscheidet.