Die Vision einer 1%ig regenerativen Energieversorgung. SRU-Konferenz: Weichenstellungen für eine nachhaltige Stromversorgung. Berlin 28. Mai 29 Dr. Joachim Nitsch Stuttgart
Die Sonne bietet uns bei weitem ausreichende Energieströme an; daher ist eine 1%ig regenerative Energieversorgung keine Vision sondern nur eine Frage der Zeit. Globaler Primärenergieverbrauch 26: 491 EJ/a = 11 7 Millionen t ROE/a 1 Strahlung (nur Kontinente) 175 Wind 2 2 Biomasse 2 Geothermie 5 1 Wasser Wellen, Gezeiten 3,65,5,2,4,1,15 Physikalisches Energieangebot: ca. 2 Technisches Potenzial (heutige Technologien): ca. 5
Beispiel: Solarressourcen in der Region Südeuropa - Mittlerer Osten Nordafrika (EUMENA) Technisches Potenzial für CSP: ~ 6 TWh/a; das entspricht dem 3-fachem des globalen Stromverbrauchs Ein solarthermisches Kraftwerk von der Fläche des Assuan- Stausees könnte eine Energiemenge ernten, die der jährlichen Ölproduktion des Mittleren Ostens entspricht
Entwicklung des Beitrags erneuerbarer Energien an der deutschen Energieversorgung (LEITSZENARIO 28 und Szenariovariante E3) 1 EE-Anteil am jeweiligen Verbrauch, % 9 8 7 6 5 4 3 2 1 SZEN. VAR E3 LEIT 28 Bruttostromverbrauch EE-Ziele 22 Gesamte Endenergie 2 21 22 23 24 25 LEIT8/ANT-END; 15.5.9
Struktur der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in und für Deutschland - Leitszenario 28; Variante E3-8% 91% Regenerative Stromerzeugung, TWh/a 6 5 4 3 2 1 EU-Verbund Solare KW EU-Verbund Wind, u.a. Geothermie Fotovoltaik Biomasse, biog. Abfälle Wind Offshore Wind Onshore Wasser 15% 37% 61% 2 22 24 26 28 21 212 214 216 218 22 222 224 226 228 23 24 25 LEIT/ STR-25;19.6.8
Die Stromerzeugungsstruktur wird sich bis 25 völlig verändern Bruttostromerzeugung, [TWh/a] 7 6 5 4 3 2 1 629 615 589 567 Großkraftwerke ohne KWK werden längerfristig zurückgedrängt - LEITSZENARIO 28; Variante E3-559 571 64 693 Fossile KWK- Anlagen und regional/ dezentrale EE - Anlagen dominieren Europ. Verbund EE Photovoltaik Wachsender EE- Beitrag aus Geothermie europ. Stromverbund nach 22 Wind Offshore Wind an Land Laufwasser Biomasse, biogen. Abfälle KWK, Kohle, Gas Erdgas, Öl Kond. Braunkohle Kond. Steinkohle Kond. Kernenergie LEit8/STRSTRUK; 2.6.8 LEIT9; STR-E3; 17.5.9 27 21 215 22 225 23 24 25
Struktur des Bruttostromverbrauchs und Beitrag neuer Stromverbraucher Bruttostromverbrauch, [TWh/a] 7 6 5 4 3 2 619 615 591 - LEITSZENARIO 28; Variante E3-68 571 575 563 699 Übriger Verbrauch *) Wasserstofferzeugung Elektromobilität Endenergie "konventionell" *) Eigenverbrauch Kraftwerke; Netzverluste; Pumpstrom; Exportsaldo; Übriger Umwandlungssektor. Disponible Stromverbraucher 1 27 21 215 22 225 23 24 25 LEIT/STR-END; 18.5.9
Veränderung von Bruttoleistung, gesicherter Leistung und Höchstlast Bruttoleistung, GW 22 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 134 141 148 161 - Leitszenario 28, Variante E3-17 18 197 Gesicherte Leistung Höchstlast der nicht disponiblen Verbraucher 218 Europ. Verbund EE Photovoltaik Geothermie Wind Offshore Wind an Land Laufwasser Biomasse KWK, Kohle, Gas Erdgas, Öl Kond. Braunkohle Kond. Steinkohle Kond. Kernenergie LEIT8/ STRLEIS2; 19.5.9 EE = 188 davon PV/W = 138 FOS = 3 davon KWK = 2 27 21 215 22 225 23 24 25 Höchstlast 27 = 78 GW
Zubau fossiler Kraftwerke und Wirkung auf die CO 2 -Minderung im Stromsektor Zubau ab 26, GW 45 4 35 3 25 2 15 12 19 17 29 22 36 Braunkohle Steinkohle Erdgas, Öl In Betrieb bzw. in Bau 12 (davon in KWK) 14 17 2 23 26 9 2 14 32 19 4 1 5 bis 215 22 23 bis 215 22 23 bis 215 22 23 Leitszenario 28 Variante E3 Variante D2 ("Kohle") CO 2 - (Netto-) Minderung im Stromsektor bis 22 (Mio. t/a): - 61 (-2%) - 94 (-3%) -36 (-12%) Aktuel/Zubau2; 22.5.9
Modellierte Leistungsbereitstellung auf Stundenbasis Differenz = (Erzeugung EE + fossile KWK) (geregelte Nachfrage) Unter- Überschuss in GW 35 3 25 2 15 1 5-5 -1-15 -2-25 -3 Unterschuss 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Stunde des Jahres Überschuss Quelle: L. Brischke: Modell einer zukünftigen Stromversorgung Deutschlands mit hohen Anteilen regenerativer Energien auf der Basis eines Mehrknoten Netzes. Dissertation Universität Stuttgart, 24.
Beispiel für die Leistungsbereitstellung auf Stundenbasis im Jahr 25 oben: Sommerwoche, unten: Winterwoche REG Überschüsse Restnachfrage (fossil) REG Import Sonstige GW 7 6 5 4 3 2 1 25.6. 26.6. 27.6. 28.6. 29.6. 3.6. 1.7. Datum Import solarthermische Kraftwerke REG Inland KWK (fossil) GW 8 7 6 5 4 3 2 1 17.12. 18.12. 19.12. 2.12. 21.12. 22.12. 23.12. Datum Quelle: L. Brischke: Modell einer zukünftigen Stromversorgung Deutschlands mit hohen Anteilen regenerativer Energien auf der Basis eines Mehrknoten Netzes. Dissertation Universität Stuttgart, 24.
Kosten der Stromerzeugung in Europa Rohöl $ 2 /bbl 62 75 85 93 1 CO 2 $/t 1 2 3 4 5 Millarden /Jahr 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 2 C Szenario - Effizienzmaßnahmen 2 C Szenario - Stromerzeugung Business-as-usual - Stromerzeugung 23 21 22 23 24 25 Quelle: Szenario Energy (R)evolution ; Version 27; DLR/Ecofys im Auftrag von Greenpeace/EREC
Ausblick: Bei erfolgreicher Umsetzung der Ziele 22/25 ist noch in diesem Jahrhundert eine Vollversorgung aller Sektoren mit EE möglich PEV 7%/9,6% END - Leitszenario 28; Variante E3-14. 143 13772 Geothermie Primärenergie, PJ/a 12. 1. 8. 6. 4. 12643 19/21 11436 1445 31/34 976 8482 58/64 785 7515 7165 685 85/1 66 Solarstrahlung Wind, Wasserkraft Biomasse, biogener Abfall Erdgas Mineralöl Steinkohle, Sonstige Braunkohle Kernenergie 2. LEIT/PRIM-E3; 19.5.98 28 21 215 22 225 23-2% - 41-6 - 85-1 24 25 26 27 28 29 CO 2 -Minderung gegenüber 199