Aargau innovativ Chance für ihr Unternehmen

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1 Aargau innovativ Chance für ihr Unternehmen 5 globale Trends der Energiezukunft Peter Morf Technologie- und Innovationsexperte 18. Oktober 2016

2 Inhalt Globale Entwicklung: Bevölkerung, Gesellschaft und Energieverbrauch Trend 1: Dekarbonisierung Trend 2: Regenerative Stromerzeugung Trend 3: Elektrifizierung & Effizienzsteigerung Trend 4: E-Mobilität Trend 5: Energiespeicher & -systeme

3 Wachstum der Weltbevölkerung und der Mittelklasse Die globale Energienachfrage wird durch viele Faktoren beeinflusst, die zwei dominierenden sind jedoch das Wachstum der Bevölkerung und der Wirtschaft (The Outlook for Energy, Exxon Mobile, 2016) Entwicklung der Weltbevölkerung in Mia. Region Heute Afrika Asien Europa Latein-amerika Nord Amerika Ozeanien Total Globale Zusammensetzung der Mittelklasse % Anteil Absolut wird die Anzahl der Menschen, welche zur globale Mittelklasse gehören, um den Faktor 6 anwachsen. UN 2015 OECD 2015

4 Primärenergieverbrauch PWh/a Primärenergieverbrauch PWh/a Unterschiedliche Energieszenarien Fossil vs. Erneuerbar Shell: 63% fossil bis 2050 Greenpeace: 100% Erneuerbar bis Shell energy scenarios to 2050 report 5th edition 2015 world energy scenario

6 Der Temperatursprung Der Verlauf der globalen gemittelten Temperatur Die acht wärmsten je gemessenen Jahresmittelwerte! Temperatur Messung seit 1880 Jahr Mann, Bradley und Hughes, IPCC-Bericht 2001, Working Group I: The Scientific Basis.

7 Wieviel CO2 darf noch in die Atmosphäre?

8 COP 21 Die Weltgemeinschaft setzt ein klares Zeichen United Nations Framework Convention on Climate Change, 21st Conference of the Parties COP21 Paris, 30. November bis 12. Dezember 2015 Drei langfristige Ziele, 195 Staaten unterzeichneten: 1. Begrenzung der Erwärmung auf deutlich unter 2 C. Möglichst 1.5 C erreichen. 2. Erhöhung der Fähigkeit zur Anpassung an den Klimawandel (Resilienz). 3. Umlenken aller Finanzströme, um sie mit diesen Klimazielen kompatibel zu machen.

9 Merkpunkte - Trend 1: Dekarbonisierung 1. Die globale Temperatur steigt sprunghaft an! 2. Netto-Null-Treibhausgasemissionen in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts! 3. Ein grosser Teil der heute bekannten fossilen Reserven dürfen nicht gefördert werden. Die Bodenschätze bleiben Bodenschätze. 4. Stranded Assets : Investitionen in fossile Energieträger werfen keine Rendite mehr ab.

11 Stromkapazitäten werden regenerativ In den nächsten 25 Jahren werden 68% der neuen Stromkapazitäten regenerativ sein. Neue Erzeugungskapazitäten Ausgeschiedene Kapazitäten Bloomberg: NEW ENERGY OUTLOOK 2016, POWERING A CHANGING WORLD

12 Windenergie - globale Installationen und Leistung Global kumuliert installierte Windkraftkapazität GW Leistung entsprechen einer jährlichen Energieerzeugung von 795 TWh ( Volllaststunden). Dies entspricht der 99fachen Jahresenergieerzeugung des KKW Gösgen (8.0 TWh) Die Globale Jahresenergieerzeugung im Jahr 2050 wird auf TWh geschätzt (875 KKW Gösgen). GWEC, GLOBAL WIND STATISTICS 2015

13 Windturbinen - Grösse und Leistung m 10 MW 250 m 20 MW ENERCON Zukunft

14 Photovoltaik - Globale Installationen und Leistungen Global kumuliert installierte Photovoltaikkapazität GW Leistung entsprechen einer jährlichen Energieerzeugung von 240 TWh ( Volllaststunden). Dies entspricht der 30 fachen Jahresenergieerzeugung des KKW Gösgen (8.0 TWh) Die Globale Jahresenergieerzeugung im Jahr 2050 wird auf maximal TWh geschätzt (2 875 KKW Gösgen). ITRPV 2016, Solar Power Europe

15 PV Entwicklung der Zelleffizienz und Modulkosten I Moduleffizienzen im Markt 36% Insolight 34% UNSW 24% Alta Devices 23% Panasonic Sunpower 14% unteres Limit 16% der in Deutschland 2014 installierten Module.

16 Modulverkaufspreise [US D 2015/ W p ] PV Entwicklung der Zelleffizienz und Modulkosten II Overcapacity Tausenddächerprogramm Silizium Knappheit 1990 EEG Overcapacity Kumulierte PV Modullieferung [MW] ITRPV

17 Politisch-ökonomische Unsicherheit unlimitiert Ersatz für Öl u. Gasheizung unlimitiert Technische Potentiale in der Schweiz SCCER SoE * Prognos AG 2012 *

18 Erzeugungskosten in der Schweiz SCCER SoE

19 EROI EROI EROI Energy Returne On Investment Entwicklung für Energie-Rohstoffe (Öl, Kohle, Erdgas) Elektrizitätserzeugung Entwicklung für Erneuerbare Technologien mit Recycling (Wasser, Wind, PV)

20 Merkpunkte Trend 2: Regenerative Energieerzeugung 1. Billige Kohle/Erdgas wird den Trends zum Umbau des Energiesystems nicht abschwächen. 2. In den nächsten 25 Jahren werden 68% der neuen Stromkapazitäten regenerativ sein. 3. Photovoltaik und Wind werden die wichtigsten Energiequellen der Zukunft. 4. In Regionen mit starker Sonneneinstrahlung sind schon heute Solargestehungskosten von 3,0 US $ cents/kwh erreichbar. 5. In Deutschland wurde bei der 4. Photovoltaik-Ausschreibung durchschnittlichen 7,41 Cent/kWh erreicht. 6. Stromgestehungskosten von Wind onshore wird in Deutschland durchschnittlich für 7,50 Cent/kWh erzeugt.

22 Evolution der Energiesysteme und deren Elektrifizierung Energienutzung Früheste Zeit Altertum Industrialisierung Heute/Morgen Beleuchtung/Licht Holz Holz Fette/Öle Pfl&Tier Wahlöl Stadtgas Petroleum Paraffine Wärme/Kochen Holz Holz/Holzkohle Holz/Holzkohle Kohle, Stadtgas Wärme/Gebäude Gebrauchswärme Mechanische Energie/Produktion/ Manufaktur Mechanische Energie/Bewegung/ Fahrzeuge Holz Menschliche Muskelkraft Menschliche und tierische Muskelkraft Holz/Holzkohle Solarthermie Menschliche und tierische Muskelkraft, Wasserkraft Menschliche und tierische Muskelkraft Wind Holz/Holzkohle Kohle, Stadtgas, Öl Wasserkraft, Kohle, Elektrisch, Wind Kohle, Erdgas, Elektrisch, Wind Elektrisch Elektrisch Erdgas, Biogas Elektrisch, Öl Erdgas, Biogas Elektrisch Öl, Erdgas, Elektrisch

23 Elektrifizierung & Effizienz: Plusenergie Gebäude Effizienz: Isolation Baustoffe Energie Bereitstellung: Elektrische Energie: Photovoltaik & Netz (& Speicher) 62 Wohnungen mit einem jährlichen Energieüberschuss um ca. 38 E-Fahrzeuge zu betreiben. Wärme: Wärmepumpen (& Speicher)

24 Merkpunkte- Trend 3: Elektrifizierung & Effizienz 1. Bis 2050 wird sich der Bedarf nach elektrischer Energie verdoppeln 2. Die Elektrifizierung erlaubt eine enorme energetische Effizienzsteigerung, Energieeinsparung und geringere Emissionen von Treibhausgasen 3. Die dezentrale Elektrifizierung für bis zu 1 Mia. Menschen in Indien und Afrika 4. Gebäude werden zu Kraftwerken

26 Frühe E-Mobilität 1897 Paris Automobil Ausstellung Insgesamt 250 Modelle 30 Elektrische Fahrzeuge Camille Jenatzy, Erstes Fahrzeug schneller als 100 km/h. AEG. Erstes Fahrzeug schneller als 200 km/h. RWE Heimladestation für Elektrofahrzeuge.

27 Automobilsalon Paris 2016 Volkswagen AG Mercedes-Benz GM/Chevrolet/Opel BMW..... Renault S.A. Nissan Tesla 600km km USD

28 Matthias Müller stellt neue VW Strategie vor

29 E-Mobilität 2016 Viele neue Einsteiger Typisch für neue Märkte Viele Quereinsteiger: Tesla, Google, Apple, Chinesischer Netflix Finanzkräftige Investoren, viele auch aus China.

30 Merkpunkte - Trend 4: E-Mobilität Wie das batterie-elektrische Auto den Durchbruch schafft: 1. Alltagstauglichkeit mit 500 Kilometern elektrischer Reichweite 2. Schnelladesystem für unterwegs und Lademöglichkeiten am Arbeitsplatz und zu Hause 3. Einfache Stromabrechnungssysteme 4. Wettbewerbsfähiger Preis 5. Emotionales Design kein Müsli-Auto 6. Abschaffung der Steuersubventionen für Diesel-Kraftstoff 7. Strenge Abgas-Grenzwerte für Benziner und Diesel (CO 2 und NO x ) 8. Carsharing-Systeme zum Austesten Ferdinand Dudenhöffer - Wer kriegt die Kurve, 2016

32 Von Zentral zu Dezentral zu Autark? BS öl WP Erdgas Speicher? Speicher? Netz Speicher? PV ES ES BS ES BS ES PV BS Netz-Management- System mit Batterien WWS BS BIPV ES WSS WWS WP: Wärmepumpe ES: Erdsonde BS: Batteriespeicher WWS: Warmwasserspeicher PV: Photovoltaik BIPV: Gebäudeintegrierte PV Speicher mit 35 kw Speicher mit 72 kw

33 Speichertechnologien Integrale Speicherkosten BFE, 2013, Energiespeicher in der Schweiz, Bedarf, Wirtschaftlichkeit und Rahmenbedingungen im Kontext der Energiestrategie 2050

34 Smart Region Smart City Smarte Energiesysteme mit 100% erneuerbaren: Umgang mit hoher Komplexität Region Stadt Fraunhofer ISE

35 Merkpunkte Trend 5: Energiespeicher und -systeme 1. Für die maximale Integration der fluktuierenden Quellen (PV und Wind) sind Batteriespeicher zentral 2. Die Batteriespeicher werden preislich mit Pumpspeicher und Druckluftspeicher gleichziehen 3. Die Steuerung und Verwaltung von Energieflüssen wird auf allen Ebenen wichtig: Fahrzeuge, Gebäude, Städte und Regionen

36 Zusammenfassung Trend 1: Dekarbonisierung COP21 Trend 2: Regenerative Stromerzeugung Trend 3: Elektrifizierung & Effizienzsteigerung Trend 4: E-Mobilität Trend 5: Energiespeicherung & -systeme