Elektromobilität im Solarzeitalter

Transkript

1 Elektromobilität im Solarzeitalter Tomi Engel Neumarkt i.d. Oberpfalz

2 Elektromobilität im Solarzeitalter Tomi Engel Neumarkt i.d. Oberpfalz

3 Fossile Mobilität... ist das größte, gesellschaftliche Projekt auf dem Gebiet der Sondermüllentsorgung!

4 Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr

5 Wesley Kanne Clark General a. D. der US Army schildert am 30. Sept eine Begebenheit vom Oktober 2001: [...] this memo from the Secretary of Defense s office, says we re going to attack and destroy the governments in seven countries in five years. We re going to start with Iraq and then we re going to move to Syria, Lebanon, Libya, Somalia, Sudan and Iran. Quelle: Democray Now

6 Wesley Kanne Clark General a. D. der US Army [...] this memo from the Secretary of Defense s office, says we re going to attack and destroy the governments in seven countries in five years. We re going to start with 2003 Iraq... and then we re going to move to Syria, Lebanon, Libya, Somalia, Sudan and Iran schildert am 30. Sept eine Begebenheit vom Oktober 2001: Quelle: Democray Now

7 Wesley Kanne Clark General a. D. der US Army [...] this memo from the Secretary of Defense s office, says we re going to attack and destroy the governments in seven countries in five years. We re going to start with 2003 Iraq... and then we re going to move to Syria, 2012? Lebanon, Libya, Somalia, Sudan and Iran schildert am 30. Sept eine Begebenheit vom Oktober 2001: Quelle: Democray Now ?

8 Die Entwicklung der fossilen Energiemärkte!"#$%&'()#*+&,-.$""/&0120& 3#)4)(.5.6"(&."&.7)&8#)44& 9"(%"(:&20&;"<)=>)#&0120&!"#$%&'($)"*+,*""

9 Die Entwicklung der fossilen Energiemärkte!"#$%&'()#*+&,-.$""/&0120& 3#)4)(.5.6"(&."&.7)&8#)44& "Glänzende Aussichten 9"(%"(:&20&;"<)=>)#&0120& für Erdgas in den kommenden Jahrzehnten, die Nachfrage wird bis 2035 um 50% [ ] ansteigen"!"#$%&'($)"*+,*"" Quelle: IEA - World Energy Outlook 2012

10 Die Entwicklung der fossilen Energiemärkte!"#$%&'$($)*+$&,-%.#$/"-"0/"012$&0$+"'"1#"/$1%30#.&"+$$ 5*+$6,-%.#+$,++-" 5*+$;=-%.#+$ 0+-" /+-".+-" *+-" +-" 9:&0*$ ;3.%-"*0$70&%0$ 70&#"/$8#*#"+$ 60/&*$ <*-*0$ *+-" *+-".+-" /+-" 0+-",++-" 4&'$&,-%.#+$ *+,+" *+12" Quelle: IEA - World Energy Outlook 2012

11 Weltweite Erdölproduktion Quelle: The Oil Drum

12 Die Entwicklung der fossilen Energiemärkte Quelle: The Oil Drum

13 Die Entwicklung der fossilen Energiemärkte Quelle: The Oil Drum

14 Die Entwicklung der fossilen Energiemärkte Historische Daten und aktuelle Prognosen zur Entwicklung des Importpreises für Rohöl Euro 2010 pro Tonne Prognose *Umrechnungsfaktoren: Dollar/Euro = 0,77; Inflation: 2%/a Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien Historische Entwicklung (BMWi Energiedaten) IEA: World Energy Outlook Current Policies WWF/Öko-Institut/Prognos: Modell Deutschland DLR/IWES/IfnE: Langfristszenarien Preispfad A EWI/Prognos/GWS: Energieszenarien Greenpeace/GWEC/EREC: Energy [R]evolution Öko-Institut: Energiepreise für aktuelle Modellierungsarbeiten DLR/IWES/IfnE: Langfristszenarien Preispfad B IER/RWI/ZEW: Energieprognose Referenzprognose Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien - Stand 8/

15 Die Entwicklung der fossilen Energiemärkte Historische Daten und aktuelle Prognosen zur Entwicklung des Importpreises für Erdgas Cent 2010 pro Kilowattstunde Prognose *Umrechnungsfaktoren: Dollar/Euro = 0,77; Inflation: 2%/a Historische Entwicklung (BMWi Energiedaten) Greenpeace/GWEC/EREC: Energy [R]evolution WWF/Öko-Institut/Prognos: Modell Deutschland DLR/IWES/IfnE: Langfristszenarien Preispfad A Öko-Institut: Energiepreise für aktuelle Modellierungsarbeiten IEA: World Energy Outlook Current Policies DLR/IWES/IfnE: Langfristszenarien Preispfad B EWI/Prognos/GWS: Energieszenarien IER/RWI/ZEW: Energieprognose Referenzprognose Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien - Stand 8/

16 Die Entwicklung der fossilen Energiemärkte Historische Daten und aktuelle Prognosen zur Entwicklung des Importpreises für Steinkohle Euro 2010 pro Tonne Prognose *Umrechnungsfaktoren: Dollar/Euro = 0,77; Inflation: 2%/a Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien Historische Entwicklung (BMWi Energiedaten) DLR/IWES/IfnE: Langfristszenarien Preispfad A DLR/IWES/IfnE: Langfristszenarien Preispfad B WWF/Öko-Institut/Prognos: Modell Deutschland Greenpeace/GWEC/EREC: Energy [R]evolution Öko-Institut: Energiepreise für aktuelle Modellierungsarbeiten IEA: World Energy Outlook Current Policies EWI/Prognos/GWS: Energieszenarien IER/RWI/ZEW: Energieprognose Referenzprognose Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien - Stand 8/

17 Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr

18 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke

19 die Energiewende

20 Nahrung Strom Wärme Mobilität die Energiewende

21 Nahrung Strom Wärme Mobilität

22 Nahrung Mobilität

23 Well-to-Wheel Vergleich pro Hektar Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Treibstoffertrag (in kwh/ha * a) Energiebedarf (in kwh/100 km) Versorgte PKWs (bei km/a) ,5 4,3 4,3 Quelle: Eigene Berechnungen

24 Well-to-Wheel Vergleich pro Hektar Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Treibstoffertrag (in kwh/ha * a) Energiebedarf (in kwh/100 km) Versorgte PKWs (bei km/a) ,5 4,3 4,3 Quelle: Eigene Berechnungen

25 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch

26 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Land Industrie... weil regional... weil schadstoffarm Stadt

27 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Land Industrie... weil regional... weil schadstoffarm Stadt... weil effizient

28 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Langstrecke Land Industrie... weil regional... weil schadstoffarm Kurzstrecke Stadt Flächeneffizienz... weil effizient Faktor 20-50

29 Elektromobilität?

30 Die E-Fahrzeugklassen Pedelec, E-Bike Scooter, Motorrad E-Mobil E-Auto Elektrobus Straßenbahn Eisenbahn Schiffe,...

31 Die E-Fahrzeugklassen Pedelec, E-Bike Scooter, Motorrad E-Mobil Elektrobus Straßenbahn Eisenbahn E-Auto

32 Kangoo 2002 Personen:! 5 Geschwindigkeit:! 100 km/h E-Auto Reichweite:! bis zu 80 km Antrieb:! 15 kw Elektro Vermarktung:! FR Status:! Kleinserie

33 E-Auto

34 Mitsubishi i-ev Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 130 km/h Reichweite:! 160 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! JP, EU Status:! Serie

35 Mitsubishi i-ev Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 130 km/h Reichweite:! 160 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! JP, EU Status:! Serie

36 Nissan LEAF Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 130 km/h Reichweite:! bis zu 160 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! JP, US, (EU) Status:! Serie

37 Strategie

38 LEV

39 Mia Personen:! 3 (4) Geschwindigkeit:! 110 km/h Reichweite:! bis zu 120 km Antrieb:! 80 kw Elektro Vermarktung:! DE Status:! Kleinserie

40 CityEl Twike

41 Tesla Model S Personen:! 7 Geschwindigkeit:! 200 km/h Reichweite:! bis 450 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! US, (EU) Status:! (Vor)Serie

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45 Strom gibt es ein Leben lang kostenlos

46 Auf dem Parkplatz erntet man mit Solarmodulen Strom für ca km

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48 Die E-Fahrzeugklassen Pedelec, E-Bike Scooter, Motorrad E-Mobil Elektrobus Straßenbahn Eisenbahn E-Auto

49 Die E-Fahrzeugklassen... heute relevant Pedelec, E-Bike Elektrobus Scooter, Motorrad Straßenbahn E-Mobil Eisenbahn E-Auto

50 Pedelecs und E-Bikes Elektrobus Scooter, Motorrad Straßenbahn E-Mobil Eisenbahn E-Auto

51 Pedelecs und E-Bikes Pedelecs wurden 2012 in Deutschland verkauft!... dies entspricht einem Marktvolumen von

52 Kraftwerksbedarf für ein Pedelec Stromverbrauch: ca 8 Wh/km * 5000 km/jahr = 40 kwh/jahr 40 W peak Solarstromanlagen- "Investment" = PV Leistung = 0,3 m 2 = PV Fläche

53 Kraftwerksbedarf für ein Pedelec ca EURO Stromverbrauch: ca 8 Wh/km * 5000 km/jahr = 40 kwh/jahr 40 W peak ca. 10 EURO/a Solarstromanlagen- "Investment" = PV Leistung ca. 60 EURO = 0,3 m 2 = PV Fläche

54 Nahrung Mobilität

55 Biomasse Strom Wärme Mobilität Brennstoff Es gilt 400 TWh Brennstoff von der Straße in den Keller zu verlagern!

56 Biomasse Strom Wärme Mobilität Energieeinheit Strom! kwh

57 Biomasse Strom Wärme Mobilität

58 a : d : h : m : s Jahre/Monate Tage Stunden Minuten (Milli-)Sekunden Lastausgleich

59 a : d : h : m : s Netzfrequenz 50,1 Hz 49,9 Hz Der Lastausgleich durch die Strommärkte ist nicht makellos!

60 a : d : h : m : s Netzfrequenz 50,1 Hz 49,9 Hz Der Lastausgleich durch die Strommärkte ist nicht makellos!

61 a : d : h : m : s Jahre/Monate Tage Stunden Minuten (Milli-)Sekunden Lastausgleich im Erneuerbaren Stromnetz Sommer Winter Tag Nacht Flaute Sturm

62 a : d : h : m : s EE-Einspeisung und Last (Meteo-Jahr 2007, Dezember) Leistung (GW) Geothermie Laufwasser Onshore-Wind Photovoltaik Basislast Gesamtlast mit Lastmanagement Tag Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES

63 a : d : h : m : s EE-Einspeisung und Last (Meteo-Jahr 2007, Dezember) Leistung (GW) Geothermie Basislast Laufwasser Onshore-Wind Gesamtlast mit Lastmanagement Bedarf: ca. 14 TWh mit bis 50 GW Photovoltaik Tag

64 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW min. Residuallast: -60,7 GW Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES

65 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW kalte Winter Tag & Nacht kalte Winter -60 min. Residuallast: -60,7 GW Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES

66 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW CnHm CnHm 0-20 Biogas + Erdgasnetz Strom min. Residuallast: -60,7 GW Blockheizkraftwerke Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat

67 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW CnHm CnHm Strom -60 min. Residuallast: -60,7 GW Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES

68 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW CnHm CnHm Strom -60 min. Residuallast: -60,7 GW Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat

69 Chemisch Strom Mechanisch

70 Akkus Cent/kWh (Speichernutzung) Pumpspeicher 3-10 Cent/kWh (Speichernutzung) "besser"... also sind Pumpspeicher um den Faktor 10 als Akkus. Ende der Debatte?

71 Akkus Massenprodukte werden mit der Zeit immer billiger. Pumpspeicher Einzelstücke werden mit der Zeit immer teurer.

72 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Auto - USV" "Haus - USV" "Regio - USV" Pumpspeicher

73 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Auto - USV" Leistung 0,2 kw Reaktionszeit max. 1 sec Netzanschluss Niederspannung "Haus - USV" "Regio - USV" Pumpspeicher 3-10 kw kw 1 GW max. 1 sec max. 1 sec 60 bis 120 sec Niederspannung Mittel-/Hochspannung Hoch-/Höchstspannung

74 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Auto - USV" Leistung 0,2 kw Speicherkapazität 0,5 kwh Flächenverbrauch faktisch 0 qm "Haus - USV" "Regio - USV" Pumpspeicher 3-10 kw kw 1 GW 5-15 kwh kwh 5-10 GWh faktisch 0 qm 160 qm qm

75 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Auto - USV" * 50 Mio Autos = Leistung "Haus - USV" * 10 Mio Haushalte = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = x 50 Mio. x GW GW 10 GW 10 GW Speicherkapazität 25 GWh GWh 60 GWh 50 GWh Flächenverbrauch faktisch 0 qm faktisch 0 qm qm qm

76 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Auto - USV" * 50 Mio Autos = "Haus - USV" * 10 Mio Haushalte = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = Leistung 105 GW GW 10 GW GW Speicherkapazität 25 GWh GWh 60 GWh GWh Flächenverbrauch faktisch 0 qm faktisch 0 qm qm qm

77 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Auto - USV" * 50 Mio Autos = Leistung 2 GW Speicherkapazität 5 GWh Verfügbarkeit 20 % "Haus - USV" * 10 Mio Haushalte = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = GW 10 GW 10 GW GWh 60 GWh 50 GWh 100 % 100 % 100 %

78 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Auto - USV" * 50 Mio Autos = Leistung 1 GW Speicherkapazität 5 GWh Verfügbarkeit 20 % "Haus - USV" * 10 Mio Haushalte = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = GW 10 GW 10 GW GWh 60 GWh 50 GWh 100 % 100 % 100 %

79 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen Leistung 3-10 kw Speicherkapazität kwh Verfügbarkeit "Elektromobil" 50 Mio. Autos * 50 Mio Autos = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = 10 GW 10 GW 60 GWh 50 GWh 100 % 100 %

80 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" 50 Mio. Autos * 50 Mio Autos = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = Leistung 3-10 kw GW 10 GW 10 GW Speicherkapazität kwh GWh 60 GWh 50 GWh Verfügbarkeit 100 % 100 % 100 %

81 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" * 50 Mio Autos = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = Leistung 3-10 kw GW 10 GW 10 GW Speicherkapazität kwh GWh 60 GWh 50 GWh Verfügbarkeit 100% % (??) 100 % 100 %

82 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" * 50 Mio Autos = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = Leistung 3-10 kw GW 10 GW 10 GW Speicherkapazität kwh GWh 60 GWh 50 GWh Verfügbarkeit 20% % 100 % 100 %

83 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen Leistung 3-10 kw GW 10 GW 10 GW Speicherkapazität kwh "Elektromobil" * 50 Mio Autos = "Regio - USV" Pumpspeicher * 10 Standorte = GWh 60 GWh 50 GWh min GWh * Standorte = Unser täglicher Stromverbrauch liegt derzeit bei 50 GWh GWh

84 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen Leistung 3-10 kw Speicherkapazität kwh Haben unsere Pumpspeicher "Elektromobil" wirklich "Regio - USV" * 50 Mio Autos = GW * Standorte = eine Systemrelevanz? 10 GW Pumpspeicher * 10 Standorte = 10 GW GWh 60 GWh 50 GWh Unser täglicher Stromverbrauch liegt derzeit bei 50 GWh GWh

85 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen Leistung 3-10 kw GW 10 GW 10 GW Speicherkapazität kwh "Elektromobil" * 50 Mio Autos = "Regio - USV" Pumpspeicher * 10 Standorte = GWh 60 GWh 50 GWh min GWh * Standorte = Unser täglicher Stromverbrauch liegt derzeit bei GWh

86 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" "Regio - USV" Pumpspeicher Euro Euro Euro Stromspeicher Stromspeicher Stromspeicher

87 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" "Regio - USV" Pumpspeicher Euro Euro Euro Stromspeicher Stromspeicher Stromspeicher + Lastverlagerung dezentral dezentral zentral

88 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" "Regio - USV" Pumpspeicher Euro Euro Euro Stromspeicher Stromspeicher Stromspeicher + "eh scho' da" + Lastverlagerung NS bis MS NS bis MS HöS

89 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" "Regio - USV" Pumpspeicher Euro Euro Euro Stromspeicher Stromspeicher Stromspeicher Null Cent weil + Lastverlagerung "eh scho'da" dezentral dezentral zentral

90 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" "Regio - USV" Stromspeicher Stromspeicher Pumpspeicher Euro Stromspeicher + "eh scho' da" + Lastverlagerung dezentral dezentral zentral

91 Chemisch Strom Mechanisch

92 Chemisch Strom Mechanisch

93 Strom Netzfreundliche Elektromobile?

94 Strom Netzfreundliche Elektromobile?

95 Ladeverhalten von Elektromobilen 2 Stunden Strom 50 Watt "Stand-By" Zeit (t) "Null"-Beitrag zur Netzstabilität!?? Ladeleistung (Watt)

96

97 Wann werden Elektroautos endlich so intelligent wie eine Glühbirne?

98 Es wäre Smart, wenn wir unser Strom- mit unseren Grid Vehicle Akku auch weil sie "eh da sein werden"! stabilisieren würden

99 Biomasse Strom Wärme Mobilität

100 Merke! Elektromobile passen optimal zu Erneuerbaren Energien!

101 Merke! Elektromobile sind ihren Preis wert aber nicht billig!

102 Merke! Elektromobile sind ihren Preis wert aber nicht billig!

103 Merke! Die Energiewende braucht eine Mobilitätswende! Mehr Mobilität mit weniger Verkehr!

104 Tomi Engel