Erneuerbare Energien im Mobilitätssektor
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- Joachim Richter
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1 Erneuerbare Energien im Mobilitätssektor IKEM Jahrestagung 2017 Energiewende durch Sektorenkopplung - Alles auf Strom?! Berlin, 22. März 2017 Dr. Uwe Albrecht Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH 1
2 Themen Ludwig-Bölkow-Systemtechnik Mobilität und Treibhausgasreduktion Energiesystem Wege in die Zukunft Ausblick 2
3 LBST: Kompetenz seit über 30 Jahren Unabhängige Experten für nachhaltige Energieversorgung und Mobilität seit 30 Jahren Brücke zwischen Technologie, Wirtschaft und Politik Erneuerbare Energien, Kraftstoffe, Infrastrukturen Machbarkeitsstudien, Nachhaltigkeitsanalysen, Strategieberatung, Energiekonzepte Globale und langfristige Perspektive Konsequenter Systemansatz Denken über Bereichsgrenzen hinweg Internationale Kunden in Industrie, Finanzwirtschaft, Politik, und Verbänden 3
4 Themen Ludwig-Bölkow-Systemtechnik Mobilität und Treibhausgasreduktion Energiesystem Wege in die Zukunft Ausblick 4
5 Fast 1/3 unseres Energieverbrauchs im Verkehrssektor Daten für Deutschland 2015, Quelle: AGEE/AGEB 5
6 Erneuerbare Energien im Mobilitätssektor? Grafik: UBA; Datenquelle: AGEE-Stat 6
7 Handlungsdruck auf den Mobilitätssektor steigt Verbrennungsmotor hält Klimaschutzziele auf (FAZ) Alle Zitate März
8 Klimaschutzplan 2050: Massiver Nachholbedarf Verkehr Energiewirtschaft (Ziel: -92,5%) Industrie (Ziel: -81%) Haushalte / GHD (Ziel: -92,5%) Verkehr (Ziel: -92,5%) Landwirtschaft (Ziel: -60%) Ziele: Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung; Grafiken: G. Rosenkranz, Agora Energiewende, dürfen praktisch nur noch produzierende Industrie und Landwirtschaft Treibhausgase emittieren. Verkehr, Gebäude und Stromerzeugung müssen weitgehend Nullemissionsanforderungen erfüllen! 8
9 Themen Ludwig-Bölkow-Systemtechnik Mobilität und Treibhausgasreduktion Energiesystem Wege in die Zukunft Ausblick 9
10 Energie Energiesystem wandelt sich: brennstoffbasiert strombasiert brennstoffbasiertes Energiesystem Brennstoffe zu Strom Strom zu Brennstoffen strombasiertes Energiesystem Erneuerbarer Strom Fossile Brennstoffe Zeit 10
11 Wandel des Energiesystems birgt Herausforderungen: gestern Fossile Brennstoffe Bedarfsgesteuerte Bereitstellung Brennstoffe = intrinsischer Energiespeicher mit hoher Dichte Strom Verkehr Wärme Industrie Verbraucher 11
12 Wandel des Energiesystems birgt Herausforderungen: morgen Erneuerbarer Strom Dargebotsabhängige Stromproduktion Stromspeicherung nur über Umwandlung in andere Energieformen Strom Verkehr Wärme Industrie Verbraucher 12
13 Flexibilität und Speicher entkoppeln Erzeugung und Verbrauch Erneuerbarer Strom Regelenergie Speicher Last management Erzeugungsmanagement Strom Verkehr Wärme Industrie Verbraucher 13
14 Power-to-Hydrogen ist wesentliches Element Erneuerbarer Strom Regelenergie Last Speicher Power-to-Hydrogen management Erzeugungsmanagement Erneuerbarer Strom und erneuerbarer Wasserstoff Strom Verkehr Wärme Industrie Verbraucher 14
15 Themen Ludwig-Bölkow-Systemtechnik Mobilität und Treibhausgasreduktion Energiesystem Wege in die Zukunft Ausblick 15
16 Diverse erneuerbare Kraftstoffoptionen verfügbar Erneuerbarer Strom Elektrolyse Synthese Luftzerlegung CO 2 Erneuerbarer Strom Wasserstoff (PtH 2 ) Methan, Benzin, Diesel (PtCH 4, PtL) Foto: mariordo59, CC BY-SA 2.0 Foto: Automobile Italia, CC BY 2.0 Foto: steve p2008, CC BY 2.0 Elektromobilität mit Batterie Elektromobilität mit Brennstoffzelle Verbrennungsmotor 16
17 LBST, Kompromiss zwischen EE-Integration und Effizienz EV Oberleitung BEV Laden PtG Wasserstoff PtG Methan PtL Benzin, Diesel,... Effizienz Antrieb + Vorkette Flexibilität + Speicherdichte + Kosten Elektroantrieb (lokal) emissionsfrei Lastflexibel nur mit zus. Maßnahmen Lastflexibel über Stunden Lastflexibel über Stunden/Tag(e) Energiespeicher für Tage/Wochen/Monate Gegenläufige Optimierung: Effizienz Systemdienlichkeit Robuste Mitte: Wasserstoff = einziger Kraftstoff, der lokal emissionsfrei UND Langzeitspeicher ist Legende: EV Elektrofahrzeug BEV Batteriefahrzeug PtG Power-to-Gas PtL Power-to-Liquids 17
18 LBST, LBST, Kraftstoffbedarf erhöht Strombedarf signifikant TWh/a Strombedarf DE PTL + HIGH PTL + LOW FVV + HIGH FVV + LOW emob + LOW 1000 TWh e /a technisches erneuerbares Strompotenzial 521 TWh e Nettostromverbrauch non-transport PtX (Wärme, Chemie) non-transport Effizienzziele Alle Szenarien erfordern wahrscheinlich EE-Importe nach DE PTL + HIGH PTL Starke + LOWAbhängigkeit vom FVV angenommenen + HIGH FVV Verkehrsaufkommen + LOW (Pkm, tkm) emob + LOW Steigende Anteile des Energiebedarfs in Fracht- und Luftverkehr aus Renewables in Transport 2050, LBST-Studie für FVV,
19 LBST, aus Renewables in Transport 2050, LBST-Studie für FVV, 2016 Investitionen vor allem in EE- und PtX-Produktion 1% BIP p.a. Mrd Erforderliche Investitionen für DE kumuliert bis 2050 PTL FVV emob < 6200 H2 Tankstellen < 4600 CH4 Tankstellen PtX Produktion GW EE BEV: Laden zu Hause PTL+HIGH PTL+LOW FVV+HIGH FVV+LOW emob+low 19
20 Erforderliche Technologien sind verfügbar und etabliert Elektrolyse Speicherung H 2 -Transport (Straße, Rohrleitung) Brennstoffzellen Wasserstoff-Tankstellen Brennstoffzellen-betriebene Elektrofahrzeuge Gasturbinen Syntheseverfahren: Methanisierung, FT-Synthese, Methanolproduktion, 20
21 Randbedingungen beeinflussen die weitere Entwicklung Regulierung Emissionsgrenzen für Treibhausgase und Schadstoffe Monetarisierung von Systemdienstleistungen Energiesystem Synergien zwischen erneuerbarer Energieerzeugung + Bedarf für Netzstabilisierung und Speicherung + e-mobilität Kosten Kraftstoffe, Fahrzeuge und Infrastruktur Kundenpräferenzen Erwartung bzgl. Reichweite, Betankungszeit und Komfort 21
22 Themen Ludwig-Bölkow-Systemtechnik Mobilität und Treibhausgasreduktion Energiesystem Wege in die Zukunft Ausblick 22
23 Zusammenfassung und Ausblick Der Mobilitätssektor hat Nachholbedarf bei der Dekarbonisierung Das zukünftige Energiesystem ist strombasiert Es gibt diverse erneuerbare Kraftstoffoptionen Starke Synergien zwischen EE-Integration und emissionsfreier Mobilität gestalten zukünftige Lösungen mit Alle Technologien sind verfügbar 23
24 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Uwe Albrecht Geschäftsführer Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH Daimlerstr Ottobrunn p: f: e: w: 24
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