Kraftwerk Schweiz: Plädoyer für eine Energiewende mit Zukunft Schaffhauser Vortragsgemeinschaft, 23. März 2017 Prof. Dr. Anton Gunzinger Unternehmer gunzinger@scs.ch 1 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Für die nächste Generation Für die Schweiz Persönliche Meinung als Unternehmer 2 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG www.srf.ch/news/wirtschaft/anton-gunzinger-ich-rationalisiere-mich-weg
Design Grundsätze Zeithorizont: > 1 Generation (> 25 Jahre) Technisch machbar Vergleichbarer Wohlstand Geringe volkswirtschaftliche Kosten Politisch machbar Geringe betriebswirtschaftliche Kosten 3 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 4 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 5 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Wärme Verbesserung der Wärmedämmung von 22 l (1970) auf 3.6 l Öl pro m 2 & Jahr (2010) (Faktor 6) Reduktion Energiebedarf dank Wärmepumpe um Faktor 3 6 Heute: Erneuerbare Heizsysteme sind günstiger als fossile Schweiz macht gute Arbeit Verbleibende renovationsbedürftige Häuser: 78% Renovationsrate heute: 1.1%/a 70 Jahre Renovationsrate Bund: 2%/a 35 Jahre Renovationsrate Gunzinger: 4%/a 20 Jahre 6 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Heizkosten (Vollkosten) für ein typisches Schweizer Einfamilienhaus Kostenvergleich Heizsysteme 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050 Ausgaben für Wärme (CHF/a) Jahr 7 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG Öl WP (Erde) PV-autark
Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 8 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Gemeingut Mobilitätsfläche Mobilität benötigt Raum, je nach Verkehrsmittel unterschiedlich viel: U-Bahn < 1 m 2 Fussgänger 1 m 2 Velo 10 m 2 ÖV (Stadt) 15 m 2 ÖV (CH) 25 m 2 Auto 30 km/h 67 m 2 Auto 50 km/h 111 m 2 Auto 120 km/h 267 m 2 (Quelle: Prof. Brändli, ETHZ) Berechnung: Reaktionszeit 2s, Breite mal zurückgelegte Distanz Ressourcenverbrauch: Raum ist in der stark besiedelten Schweiz begrenzt Vollgestopftes Trams (200 Personen) 4 km lange Autokolonne 9 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Flächenfresser Strasse Länge [km] Breite [m] Fläche [km 2 ] Nationalstrassen 2 000 25 50 Kantonsstrassen 35 000 12 420 Gemeindestrassen 45 000 6 270 Total 740 Flächenverbrauch Auto: 1200 km 2 Strasse nur zu 2.7% genutzt Flächenverbrauch Rest: 400 km 2 Pro Auto: 300m 2 zusätzlicher Boden! 10 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Mobilitätsverteilung Automobilität: grösster Landfresser Individualverkehr: 94% der gesamten Mobilitätsfläche. In dicht besiedelten Gebieten (Zürich): Auto transportiert 25% der Personen, beansprucht dabei 76% der Mobilitätsfläche (ungerecht) Bewohnern von dicht besiedelten Gebieten wollen Mobilität mit geringerem Flächenbedarf/ höhere Nutzungspreise Ausnutzung Strassen: 2.7% Stau: Alle zur gleichen Zeit an denselben Ort 11 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Die Raumfrage: Zum Beispiel Zürich Stadtfläche: 91 km 2 Öffentlicher Boden (12%): 11 km 2 Strassen: 750 km Strassenfläche: 7 km 2 Parkplatzfläche (100 000 * 20 m2) 2 km 2 Erholungsfläche: 2 km 2 Ist das schön? Einnahmen Parkplätze: 50 Mio CHF Anzahl Parkplätze 100 000 Einnahmen soll Parkplätze (CHF 2000/Pp) 200 Mio CHF Geschenk der Steuerzahler 150 Mio CHF Geschenk der Steuerzahler 10 % der Gemeindesteuern 12 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Die Zeitfrage Fahrdistanz CH-Automobil: 16 000 km/a Fahrgeschwindigkeit: 50 km/h Reisezeit: 320 h/a Zeit für Unterhalt etc.: Zusätzlich 80h/a Kosten Durchschnittsauto: CHF 0.76 pro km (TCS); 12 000 CHF/a Nichtbezahlte Zusatzkosten: 35 Mia CHF/a 9 000 CHF/a Median Einkommen Schweiz: 55 000 CHF/a Arbeitszeit für Mobilität: 680h/a fürs Auto (38% der Arbeitszeit) «Zeitausgaben» für Automobilität Total: 1080h/a (3h/Tag) Reisegeschwindigkeit ca. 15km /h 13 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Grundlage: Faire Vollkostenrechnung Stromnetz: Neuwert: ~ 60 Mia CHF Jährliche Kosten: ~ 4.5 Mia CHF Strassennetz: (> 80 000 km) Neuwert: ~ 600 Mia CHF Jährliche Kosten: ~ 45 Mia CHF Offizielle Strassenrechnung: 8.7 Mia CHF pro Jahr Faire Kosten: Automobilität müsste 4 5 mal teurer sein Lieber hohe Steuern als fairer Benzinpreis. 14 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Mobilität: Verhaltensänderung in der Vergangenheit 1960: 700 kg 2.4 Personen Heute bewegen wir 4 mal mehr Masse ~ 4 mal höherer Energieverbrauch 2015: 1.4 t 1.3 Personen 15 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Mobilität: Verhaltensänderung Suffizienz Strecken < 500 m: zu Fuss (~ 30% aller Fahrten) Strecken < 5 km: (E-) Bike (~ 30% aller Fahrten) Rest: Mehrere Menschen im (leichten) Elektrofahrzeug Totale Einsparung Energie Faktor 2 4 16 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Energie Kosten: Öl versus Elektrisch/Solar CO2 Emissionen [g/km] Broschüre: 148 Realität: 280 Fracking: 309 CO 2 Emissionen [g/km] Realität: 6 17 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
CO 2 Emissionen eines Durchschnittautos (1400 kg) 600.0 CO2 Bilanz Fahrzeug 500.0 g CO2 / km 400.0 300.0 200.0 D CO2 Rucksack CO2 reine Fahrt CO2 Batterie CO2 Fahrzeug Elektrisch fahren produziert 10 Mal weniger CO 2. 100.0 0.0 18 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Fahren mit Strom ist hocheffizient Tesla Porsche Typ Roadster Sport 911 Carrera S Leistung [PS] [kw] 300 225 0 auf 100 km/h [s] 3.7 4.8 Verbrauch [kwh/100 km] [l/100km] 14 1.6 350 260 110 12 Elektrisch Fahren benötigt 6 8 mal weniger Energie. 19 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Wo kommt der Strom für die Elektromobilität her? 133 m 2, 21 kwp 1100 h Sonne/Jahr 23 100 kwh/a Wie viele Elektromobile können damit versorgt werden? 20 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Die Batterie, die grosse Herausforderung 2012: TESLA Roadster 1000 CHF/kWh 2014: TESLA Modell S 500 CHF/kWh 2017: Renault elektro 200 CHF/kWh 2019: 100 CHF/kWh 2022: Gunzinger 300 CHF/kWh 21 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 22 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Stromverbrauch 2035 Verbrauch [TWh/a] Verbrauch heute 60 Einsparpotential (25%) -15 Wärme Mehrverbrauch +6 Mobilität Mehrverbrauch +4 TOTAL 55 Bevölkerungswachstum Heute: 8.5 Mio Einwohner; Morgen: 10.0 Mio Einwohner 65 Produktion heute: ~ 40% AKW (~ 24 TWh/a) Produktion morgen? 23 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 24 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Erneuerbare Energiequellen Solar: Kosten ursprünglich 60 ct./kwh; heute EU 7 ct./kwh Grenzkosten: 1 ct./kwh Produktion fluktuierend Potential CH: ~ 30 TWh/a Wind: Kosten: etwa Hälfte Solarenergie Heute 2 4 MW/ Windturbine Produktion fluktuierend Potential CH: ~ 10 TWh/a Biomasse Holz, Klärschlamm, Bioabfälle Potential CH: 6-10 TWh/a 25 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Kosten Kernenergie Produktion: früher 2 Rp./kWh, heute 15 Rp./kWh Entsorgung: Kassabestand (2016) 6 Mia CHF Entsorgung (BFE, 2006) 18 Mia Entsorgung (BFE, 2014) 25 Mia Entsorgung (BFE, 2016) 27 Mia Entsorgung Gunzinger 50 Mia Grösstes finanzielles Desaster in der Geschichte der Schweiz Ohne «Bad Bank» gehen Stromkonzerne in Konkurs Am Ende bezahlen die Steuerzahler 26 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Schweiz und Welt Welt Zubau erneuerbare Energie weltweit 2016: ~ 250 TWh (30 grosse AKW) Wachstum 30 %/a Schweiz Solarstrom 2015: ~ 167 kwh (~2%) pro Einwohner EU Rang 25 von 27 Ländern 35 000 hängige Gesuche Solarpanels Zubau erneuerbare Energie soll: ~2.5 TWh/a (1% des Welt-BIP) 2.5 TWh/a entspricht der Energie vom Mühleberg / Beznau Ist: ~0.3 TWh/a Mit 2.5 TWh/a: in 10 Jahren alle AKWs kompensiert 27 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 28 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Ist es möglich Kernenergie durch PV, Wind und Biomasse zu ersetzen? «Es ist nicht möglich, dass Photovoltaik und Wind die Kernenergie ersetzen können. Wir verkünden und begründen das immer wieder. Beide erzeugen unzuverlässigen Flatterstrom, der vor allem dann verfügbar ist, wenn man ihn nicht braucht.» Quelle: http://kaltduschenmitdoris.ch/ Dr. Irene Aegerter; erm. Prof. Dr. Silvio Borner,Volkswirtschaftslehre UNI Basel; erm. Prof. Franz-Karl Reinhart, EPFL; erm. Prof. Dr. Bernd Schips, KOF ETHZ Wir haben ausgerechnet, dass bei richtiger Dimensionierung eine Versorgung der Schweiz mit 100% erneuerbarer Energie kostengünstig möglich ist. Quelle: «Kraftwerk Schweiz Plädoyer für eine Energiewende mit Zukunft» 29 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Solar, Wind und Biomasse: Jahresverlauf der Energie 300 250 Szenario: Erneuerbar-A - Energieproduktion im Jahresverlauf (in Tagesauflösung) Produktion (Konventionell-Thermisch) Produktion (Biomasse) Produktion (Laufwasserkraftwerke) Produktion (Windanlagen) Produktion (Photovoltaik) Produktion (Pumpspeicherkraftwerke) Produktion (Saisonalspeicherkraftwerke) 200 Energie (GWh) 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 Kalenderwoche git: heads/master-0-gc8e6897 date 2013-05-03 13:35 30 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Die Speicherfrage: Füllstand der Speicherseen (Solar, Wind und Biomasse) 10000 9000 8000 7000 Szenario: Erneuerbar-A Füllstand der Saisonalspeicherseen KVA: Laufwasser: Speicherseen: 200 AKW s: 180 PV: Wind: 160 Biomasse: 140 Szenario: Erneuerbar-A Füllstand der Pumpspeicherseen 3.7 TWh 16.6 TWh 19.8 TWh 0.0 TWh 16.4 TWh 7.0 TWh 5.9 TWh Füllstand (GWh) 6000 5000 4000 Füllstand (GWh) 120 Total: Nutzenergie: 100 Defizit: 80 69.4 TWh 60.0 TWh 0.3TWh 3000 2000 1000 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 Kalenderwoche Speicherkapazität Heute Speicherkapazität Morgen Verlauf 2010 Verlauf Morgen 60 Kosten 40 20 0 16.8 Rp. / kwh (billiger als neue AKW) 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 Kalenderwoche Speicherkapazität Heute Speicherkapazität Morgen Verlauf Morgen git: heads/master-0-gc8e6897 date 2013-05-03 13:35 31 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Energiezukunft Schweiz: Die wichtigen Fragen 1. Wie heizen wir in Zukunft? 2. Wie bewegen wir uns in Zukunft? 3. Wie viel Strom werden wir benötigen? 4. Wie wird der Strom produziert? 5. Ist 100% erneuerbarer Strom möglich? 6. Was kostet das Ganze? 32 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Energiekosten Schweiz von 2016 bis 2050 (ohne Steuern und Abgaben) WWB Bund Gunzinger Kosten Inland [Mia CHF] 490 590 690 Kosten Ausland [Mia CHF] 1610 1350 420 Kosten Total [Mia CHF] 2100 1940 1110 33 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Energiekosten Schweiz von 2016 bis 2050 (ohne Steuern und Abgaben) WWB Bund Gunzinger Kosten Inland [Mia CHF] 490 590 690 Kosten Ausland [Mia CHF] 1610 1350 420 Kosten Total [Mia CHF] 2100 1940 1110 Anzahl Beschäftigte [Tausend] 140 169 196 CO 2 -Ausstoss (2035) [t] 5.2 5.1 0.9 34 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
wir können es finanzieren das Geld bleibt hier und es macht Spass 35 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG
Danke für Ihre Aufmerksamkeit Vision meets reality. 36 Zürich 10.04.2017 by Supercomputing Systems AG