Energiewirtschaft: Plädoyer für eine Energiewende mit Zukunft

Energiewirtschaft: Plädoyer für eine Energiewende mit Zukunft Müllereitagung im Europapark in Rust, 23. Juni 2017 Prof. Dr. Anton Gunzinger Unternehmer gunzinger@scs.ch 1 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

Für die nächste Generation Für die Schweiz Persönliche Meinung als Unternehmer 2 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG ww.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 11.07.2017 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. Was kostet das Ganze für die Schweiz? 6. Was macht Europa und die USA? 4 Zürich 11.07.2017 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. Was kostet das Ganze? 6. Was macht Europa und die USA? 5 Zürich 11.07.2017 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 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 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

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) Heizkosten (Vollkosten) für ein typisches Schweizer Einfamilienhaus Kostenvergleich Heizsysteme 8000 7000 6000 5000 4000 Öl WP (Erde) PV-autark 3000 2000 1000 0 Jahr 7 Zürich 11.07.2017 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. Was kostet das Ganze? 6. Was macht Europa und die USA? 8 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

Grundlage Mobilität: 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. Flächenverbrauch Auto: 1200 km 2 Strasse nur zu 2.7% genutzt Flächenverbrauch Rest: 400 km 2 9 Zürich 11.07.2017 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 10 Zürich 11.07.2017 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 11 Zürich 11.07.2017 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 12 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

g CO2 / km CO 2 Emissionen eines Durchschnittautos (1400 kg) 600.0 CO2 Bilanz Fahrzeug 500.0 400.0 300.0 200.0 D CO2 Rucksack CO2 reine Fahrt CO2 Batterie CO2 Fahrzeug Elektrisch fahren produziert 10 Mal weniger CO 2. 100.0 0.0 13 Zürich 11.07.2017 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. 14 Zürich 11.07.2017 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? 15 Zürich 11.07.2017 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 16 Zürich 11.07.2017 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. Was kostet das Ganze? 6. Was macht Europa und die USA? 17 Zürich 11.07.2017 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? 18 Zürich 11.07.2017 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. Was kostet das Ganze? 6. Was macht Europa und die USA? 19 Zürich 11.07.2017 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 20 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

Kosten Kernenergie Produktion: früher 2 Rp./kWh, heute 15 Rp./kWh Entsorgung Schweiz: 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 Alle nuklearen Anlagen (AKW s, Zwilag, nagra) in swiss nuclear AG zusammen legen («Bad Bank»), sonst gehen Stromkonzerne in Konkurs Am Ende bezahlen die Steuerzahler 21 Zürich 11.07.2017 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 22 Zürich 11.07.2017 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» 23 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

Energie (GWh) 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) 200 150 100 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 24 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

Füllstand (GWh) Füllstand (GWh) 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 6000 5000 4000 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 25 Zürich 11.07.2017 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. Was kostet das Ganze? 6. Was macht Europa und die USA? 26 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

Energiekosten Schweiz von 2016 bis 2050 (ohne Steuern und Abgaben) WWB ES2050 Gunzinger Kosten Inland [Mia CHF] 490 590 690 Kosten Ausland [Mia CHF] 1610 1350 420 Kosten Total [Mia CHF] 2100 1940 1110 27 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

Energiekosten Schweiz von 2016 bis 2050 (ohne Steuern und Abgaben) WWB ES2050 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 28 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

Politische Massnahmen 1. Faire Kostenrechnung in der Mobilität 2. Ab 2025: Nur noch Elektromobile 3. CO 2 Abgabe auf allen Energien 4. Fossile Heizung wird nur noch erlaubt, wenn sie günstiger als eine erneuerbare Heizung ist 29 Zürich 11.07.2017 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. Was kostet das Ganze? 6. Was macht Europa und die USA? 30 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

Jährliche Ausgaben für Energie Switzerland (CH) European Union (EU) United States (US) Scenario Renewable Energy Total Cost Renewable Energy Total Cost Renewable Energy Total Cost (%) (bn CHF) (%) (bn ) (%) (bn $) Today (2010) 19.2 25.4 9.8 871.3 3.7 1256.5 Usual (2035) 19.2 39.2 9.8 1440.8 3.7 2014.7 Renewable (2035) 72.7 19.7 57.1 575.6 46.2 760.3 Berechnungen auf der Grundlage der Preisentwicklung der letzten 50 Jahre: Ölpreis 1960: 2$ / barrel Ölpreis 2015: 50$ / barrel 10% Bevölkerungswachstum eingerechnet 31 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

Stromproduktion in der EU: Gaskraftwerke übernehmen den Ausgleich Stromproduktion: Wasser, Sonne, Wind, Biomasse, Gas, keine Kohle, keine AKWs Die Gasenergie gleicht die Fluktuation der erneuerbaren Energien (18%) aus; dazu werden 700 TWh/a produziert (heute 850 TWh/a) 32 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

Stromproduktion in den USA: Gaskraftwerke übernehmen den Ausgleich Stromproduktion: Wasser, Sonne, Wind, Biomasse, Gas, keine Kohle, keine AKWs Die Gasenergie gleicht die Fluktuation der erneuerbaren Energien (27%) aus; dazu werden 1250 TWh/a produziert (heute 1000 TWh/a) 33 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

Zusammenfassung Switzerland (CH) European Union (EU) United States (US) Scenario Renewable Energy Total Cost Renewable Energy Total Cost Renewable Energy Total Cost (%) (bn CHF) (%) (bn ) (%) (bn $) Today (2010) 19.2 25.4 9.8 871.3 3.7 1256.5 Usual (2035) 19.2 39.2 9.8 1440.8 3.7 2014.7 Renewable (2035) 72.7 19.7 57.1 575.6 46.2 760.3 Switzerland (CH) European Union (EU) United States (US) CO2 Cost CO2 Cost CO2 Cost (t/capita) (CHF/capita) (t/capita) ( /capita) (t/capita) ($/capita) Today (2010) 5.6 3176.5 7.0 1725.3 15.4 4001.7 Usual (2035) 5.6 4607.3 7.0 2619.6 15.4 5925.5 Renewable (2035) 1.2 2317.7 1.5 1046.6 3.3 2236.2 34 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

wir können es finanzieren das Geld bleibt hier und es macht Spass 35 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG

Danke für Ihre Aufmerksamkeit Vision meets reality. 36 Zürich 11.07.2017 by Supercomputing Systems AG