Effiziente Gestaltung der Energiewende

Transkript

1 Folie 1 Effiziente Gestaltung der Energiewende Franz Trieb Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. Institut für Technische Thermodynamik Abteilung Systemanalyse und Technikbewertung Stuttgart

2 Electricity [TWh/y] DLR.de Folie 2 Solarstromimporte von Nordafrika nach Europa (DLR) Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation (TREC 23) Nachhaltigkeitsszenario für 3 europäische Länder, das den Bedarf an regelbaren Solarstromimporten quantifiziert (TRANS-CSP 26). Identifizierung von ca. 3 potentiellen Korridoren zur Verbindung von 11 Solarstandorten in Nordafrika mit Electricity Supply in Europe (TRANS-CSP Update 21) 5 29 europäischen Ballungszentren 45 Import Solar Photovoltaics 4 Wind 35 (REACCESS 29). Geothermal Auswahl und Konkretisierung von 33 potentiellen Korridoren zum Export von 7 TWh/a nach Europa bis zum Jahr 25 (Energy Policy 42 (212)). Modell der europäischen Stromversorgung inkl. Solarstromimporten (Stetter 212) Modell einer ersten HGÜ Verbindung Marokko - Baden-Württemberg (BETTER ) Year Hydropower Biomass Wave / Tidal CSP Plants Oil Gas Coal Nuclear Energy Policy 42 (212)

3 DC-Modell der europäischen Stromversorgung DLR und Univ. Stuttgart, Dissertation Daniel Stetter (212)

4 IC NO SE FI IE inkl. Solarstromimporten aus Nordafrika 6 GB DK 2 6 NL 6 6 PL BE 2 LU 4 DE CZ SK Color indicates year of comissioning Existing AC grid Net import capacity [MW] FR CH 7 AT HU RO 2 ES IT 9 SL HR RS BG PT BA MK GR TR Algeria 1 2 Jordan Morrocco Tunesia Libya Egypt Saudi Arabia

5 DLR.de Folie DLR und Univ. Stuttgart, Dissertation Daniel Stetter (212)

6 DLR.de Folie 6 > Vortrag > Autor Dokumentname > Datum DLR und Univ. Stuttgart, Dissertation Daniel Stetter (212)

7 DLR.de Folie 7 > Vortrag > Autor Dokumentname > Datum 25 DLR und Univ. Stuttgart, Dissertation Daniel Stetter (212)

8 DLR.de Folie 8 Auswirkungen auf die Netzbelastung Transport- Netzbelastung nimmt ab! DLR und Univ. Stuttgart, Dissertation Daniel Stetter (212)

9 DLR.de Folie 9 Prinzip eines konventionellen solarthermischen Kraftwerks Konzentrierende Solarkollektoren (Spiegel) Wärme Kraftwerk (z.b. Dampfturbine) Brenn -stoff Strom Dampf Therm. Energie- Speicher Sonnenenergie ersetzt Brennstoff Sekundenreserve Regelbare Leistung Kraft-Wärme-Kopplung für Wasserentsalzung, Kälte, Fernwärme, Industrie Sustainability Science Vol.8 No.3 (213)

10 Monatlicher Stromertrag DLR.de Folie 1 Solarthermische Kraftwerke in Nordafrika können ganzjährig jederzeit Strom nach Bedarf liefern 12% Ägypten Spanien Deutschland Vorteil Nordafrika: Viele Sonnentage Hoher Sonnenstand 1% 8% 6% 4% 2% % Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

11 Folie 11 Die Energiewende: Umbau zu nachhaltiger Energieversorgung 1. Kostengünstig 2. Sicher 3. Umweltverträglich 4. Sozialverträglich Großer Anteil erneuerbarer Energiequellen vor allem im Strombereich Fossile Energie wird über Pipelines, Tanker, Schiffe, Bahn transportiert Erneuerbare Energie wird über Stromleitungen transportiert

12 Leistung (MW) Folie 12 Effiziente Gestaltung der Energiewende bis 9% EE? Datum Sommerwoche

13 Leistung (MW) Folie 13 Onshore Wind, offshore Wind und PV ausbauen Datum Sommerwoche

14 Leistung (MW) Folie 14 Biomasse und ausbauen Datum Sommerwoche

15 Leistung (MW) Folie 15 Stromspeicher, Lastmanagement und Netze ausbauen Datum Sommerwoche

16 Leistung (MW) Folie 16 Restliche 1% mit Erdgas oder synth. Erdgas füllen Datum Sommerwoche

17 Leistung (MW) Leistung (MW) Folie 17 Deutschland 2XX: 9% EE Szenario ohne regelbare Solarstromimporte 375 GW + 4 GW Netz + 4 GW Speicher Installierte Leistung Pro Jahr gelieferte Strommenge Mittlere Auslastung Energieträger MW TWh/a h/a Fluktuierend / Erneuerbar Regelbar / Erneuerbar , Müll Holz,, Biogas per HGÜ. per HGÜ. Fossil / Nuklear kraftwerke GuD und BHKW... Speicher und Netztransfer Pump-und Druckluftspeicher H2-Speicher Leistung H2-Speicher Kapazität (Tage) 1 Netztransferkapazität (NTC) Gesamter Kraftwerkspark Datum Sommerwoche Datum Winterwoche

18 Leistung (MW) Folie 18 Effiziente Gestaltung der Energiewende bis 9% EE - Plan B Datum Sommerwoche

19 Leistung (MW) Folie 19 Wind, PV und grundlastfähige EE gleichermaßen ausbauen Datum Sommerwoche

20 Leistung (MW) Folie 2 Gut regelbare EE importieren soweit nötig Datum Sommerwoche

21 Leistung (MW) Folie 21 Restliche 1% mit Erdgas oder synth. Erdgas füllen Datum Sommerwoche

22 22 erledigt dauert in China 5 Jahre Leistung (MW) Leistung (MW) Folie 22 Deutschland 2XX: 9% EE Szenario mit regelbaren Solarstromimporten 225 GW + 8 GW Netz + 2 GW HGÜ + 8 GW Speicher Installierte Leistung Pro Jahr gelieferte Strommenge Mittlere Auslastung Energieträger MW TWh/a h/a Fluktuierend / Erneuerbar Regelbar / Erneuerbar , Müll Holz,, Biogas per HGÜ per HGÜ Fossil / Nuklear kraftwerke GuD und BHKW... Speicher und Netztransfer Pump-und Druckluftspeicher H2-Speicher Leistung. H2-Speicher Kapazität (Tage) Netztransferkapazität (NTC) Gesamter Kraftwerkspark Datum Sommerwoche Datum Winterwoche

23 Folie 23 Effiziente Gestaltung der Energiewende 1. Einsatz und Weiterentwicklung aller verfügbaren Flexibilisierungsoptionen wie Lastmanagement, Netzausbau, Stromspeicher, flexible KWK, Power-to-Gas, Effizienz, usw. 2. Gut regelbare Optionen auf der Basis erneuerbarer Energiequellen erschließen und notfalls importieren (bio, hydro, solarth. KW, geo). Bedeutung gut regelbarer Solarstromimporte zur Entlastung der Energiewende: bis zu 5 mal weniger Netze bis zu 5 mal weniger Speicher bis zu 15 GW weniger Kraftwerke deutlich schneller ohne technische Durchbrüche realisierbar auch umsetzbar wenn alle Nachbarn ähnlich vorgehen

24 Folie 24 Vielen Dank! Integration erneuerbarer Energiequellen bei hohen Anteilen an der Stromversorgung, Fachzeitschrift Energiewirtschaftliche Tagesfragen 63, Heft 7, (213)

25 DLR.de Folie 25 Beliebte Mythen: 1. Stromexport ist technologieoffen 2. Export von Stromüberschüssen 3. Export über Supergrid 4. Solarstromexport = Kolonialismus 5. Wasserverbrauch in der Wüste 6. Ende der Nomaden 7. Supraleitung 8. Import verdrängt heimische EE 9. Abhängigkeit steigt 1. Sahara wird zugepflastert 11. Albedo führt zu Klimawandel Nein, sondern: gut regelbarer CSP Strom Export von hochwertigem Strom Export über HGÜ Link von A B Export = lokale Wertschöpfung Trockenkühlturm + Entsalzung Optionen für Nomaden HGÜ seit 196 Import ergänzt heimische EE Abhängigkeit sinkt (E/(N+1)).1% wird für 15% gebraucht 1/5 wird exportiert