Wüstenstrom als Element nachhaltiger Versorgungsstrukturen Franz Trieb VHS Bonn Vortragsreihe Energie 2010 Folie 1
DESERTEC Vision 2003 HGÜ-Stromautobahnen verbinden gute Produktionsstandorte mit großen Verbrauchszentren www.desertec.org Folie 2
MED-CSP TRANS-CSP AQUA-CSP DLR-Studien 2004-2007 Ermittlung der erneuerbaren Energiepotentiale für die nachhaltige Produktion von Elektrizität und Trinkwasser in 50 Ländern Europas, Nordafrikas und des Mittleren Ostens unter Berücksichtigung der Option solarthermischer Kraftwerke. www.dlr.de/tt/trans-csp Folie 3
Insgesamt 50 Länder untersucht.. Europa (EU) Skandinavien West Europa Ost Europa Süd-Ost Europa Westliches Asien Nordafrika Arabische Halbinsel Middle East & North Africa (MENA) Folie 4
Elektrizität gewinnt man aus Kohle, Braunkohle Erdöl, Erdgas Kernspaltung, Kernfusion Wasserkraft Biomasse Solarthermische Kraftwerke Geothermie (Hot Dry Rock) Windenergie Photovoltaik Wellen / Gezeiten ideal gespeicherten Energieträgern speicherbaren Energieträgern fluktuierenden Energieträgern Folie 5
Prinzip eines solarthermischen konventionellen Kraftwerks Konzentrierende Solarkollektoren (Spiegel) Wärme Kraftwerk (z.b. Dampfturbine) Brenn -stoff Strom Dampf Therm. Energie- Speicher Sonnenenergie ersetzt Brennstoff Sekundenreserve Regelleistung nach Bedarf Kraft-Wärme-Kopplung für Wasserentsalzung, Kälte, Fernwärme, Industrie Folie 6
Konzentrierende Sonnenkollektoren Parabolrinne (PSA) Solarturm (SNL) Linear Fresnel (MAN/SPG) Dish-Stirling (SBP) Folie 7
ANDASOL 1+2, Guadix, Spanien (2x50 MW, 7 Std. Speicher, 2009) 3500 Volllaststunden pro Jahr http://de.wikipedia.org/wiki/andasol Folie 8
Erneuerbare Energietechnologien Wasserkraft Geothermie Solarthermische Kraftwerke Biomasse Gezeiten Wellen Photovoltaik Windkraft http://www.erneuerbare-energien.de/inhalt/36983/35338/ Folie 9
HGÜ-Leitungen in China HGÜ Hochspanungs-Gleichstrom-Übertragung HVDC High-Voltage-Direct-Current Transmission Spannung: ± 800.000 Volt Leistung: 6400 Megawatt Länge: 2070 km Quelle: Wasserkraft Verlust: 7% Bauzeit 2 Jahre http://www.abb.com http://www.siemens.com Folie 10
Erneuerbare Energiepotenziale in Europa, Mittlerer Osten, Nordafrika Biomasse (0-1) Geothermie (0-1) Solar (10-250) Max Windkraft (5-50) Wasserkraft (0-50) Min Stromertrag in GWh/km²/a www.dlr.de/tt/med-csp Folie 11
Ökonomische Potenziale vs. Bedarf in EU-MENA 16000 > 630000 Elektrizität [TWh/a] 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 Wie sieht ein nachhaltiger Mix aus? Solar Geothermal Wasserkraft Wind Biomasse Wellen, Gezeiten Entsalzung MENA Europa 0 Potenziale Bedarf 2000 Bedarf 2050 Folie 12
und was ist überhaupt nachhaltig? Sicher verschiedene, sich ergänzende Quellen und Reserven elektrische Leistung nach Bedarf langfristig verfügbare Ressourcen sichtbare und zeitnah ausbaubare Technologie Kostengünstig niedrige Kosten keine langfristigen Subventionen Kompatibel geringe Emissionen Klimaschutz geringe Risiken fairer Zugang Folie 13
Installierte Leistung und Spitzenlast in EUMENA Installierte Leistung [GW] 2400 2000 1600 1200 800 400 5000 h/a 2000 h/a Ferntransport Entsalzung 0 0 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2400Photovoltaik Wind 2000 Geothermie Wasserkraft 1600 Biomasse Wellen / Gez. 1200 Solarth. Kraftw. Öl und Gas 800 Kohle 400Nuklear Gesicherte Leistung Spitzenlast 100 % Verfügbarkeit + 25 % Reservekapazität Folie 14
Was wird sich technisch ändern? 1. Die Auslastung konventioneller Kraftwerke sinkt von heute etwa 5000 h/a auf unter 2000 h/a, mit weniger Emissionen. Es werden nur noch gut regelbare Spitzenlastkraftwerke, aber keine schlecht regelbaren Grundlastkraftwerke mehr gebraucht. 2. Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) wird zunehmend zum Ferntransport erneuerbarer Energie in die Ballungszentren eingesetzt. Dort wird sie über das Wechselstromnetz verteilt. Folie 15
Kraftwerkspreise sinken mit steigender Kapazität Investition [ /kw] Abbau von Atomkraftwerken National Audit Office (Großbritannien) Nuclear Decommissioning Authority 11 GW installierte Leistung 61 Mrd. Britische Pfund für Abbau 3000 /kw Bau 6000 /kw Abbau Installierte Leistung [MW] http://www.nao.org.uk/publications/0708/the_nuclear_decommissioning_au.aspx Folie 16
Brennstoffpreise steigen mit wachsendem Verbrauch Kohlepreis Gaspreis Uranpreis Ölpreis www.oilnergy.com Folie 17
Ölkosten? Atomkosten? Kohlekosten? Und was kostet die Welt die dabei zerstört wird? Folie 18
Entwicklung der Stromkosten am Beispiel Spanien Mittlere Stromkosten [c/kwh] 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 Investition Ertrag 4.0 2000 2010 2020 2030 2040 2050 Jahr TRANS-CSP Mix Mix 2000 Werte in -2000 (real), Brennstoffpreise IEA 2005, ab 2020 CCS Folie 19
Das EEG: Kosten pro kwh für Haushaltskunden in Deutschland Steuern EEG Steigerung seit 2000 Erzeugungskosten im Jahr 2000 Durch EEG vermiedene Steigerung: 1,0 ct/kwh in 2009 BMU 2009 Folie 20
Was wird sich ökonomisch ändern? 1. Nach anfänglicher Förderung führt der Ausbau erneuerbarer Energiequellen zu einer Stabilisierung der Energiepreise und zur Entlastung der öffentlichen und privaten Haushalte. 2. Solarstromimporte aus der Wüste werden eine bezahlbare und gut regelbare Komponente der Stromversorgung und ersetzen damit vor allem fossile Brennstoffe und Atomenergie. Folie 21
Reduktion der CO 2 Emissionen aus der Stromerzeugung auf 0.5 t/cap/a CO2-Emissions CO2-Emissionen in Mt/y Mt/a 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 2000 2010 2020 2030 2040 2050 Year Jahr Avoided Vermieden Import Solar Photovoltaics Photovoltaik Wind Geothermal Geothermie Hydropower Wasserkraft Wave Wellen / / Tidal Gez. Biomasse CSP Solarth.Kraftw. Plants Oil Öl / Gas Coal Kohle Nuclear Nuklear Bilanz für EU-MENA aus den CSP Studien Folie 22
Was wird sich ökologisch ändern? 1. Klimagase u. a. Emissionen in EU-MENA werden im Stromsektor trotz Wirtschafts- und Bevölkerungswachstum auf ein klimaverträgliches Maß reduziert. 2. Der gesamte erneuerbare Kraftwerkspark wird etwa 1% der Landflächen in Anspruch nehmen. (zum Vergleich: europäisches Verkehrsnetz: 1.2%). Folie 23
nach Lampedusa? in die Wüste? Energie, Wasser, Nahrung, Arbeit und Einkommen für weitere 300 Mio. Menschen in MENA? (artist view created with Google Earth) Folie 24
Was muss sich politisch ändern? 1. Eine gemeinsame internationale Anstrengung zur Erschließung erneuerbarer Energiequellen muss den zunehmenden Kampf um begrenzte fossile Brennstoffe ersetzen. 2. Die Umsetzung dieses Prinzips muss in den Vordergrund internationaler Sicherheitspolitik treten. 3. Weltweit müssen geeignete Rahmenbedingungen für die effiziente Verbreitung erneuerbarer Energiequellen geschaffen werden. Folie 25
Fossile Energiequellen Erneuerbare Energiequellen Erdöl Erdgas Braunkohle Steinkohle Sonne Wind Wasser Biomasse Folie 26
Fossile Energiequellen speicher Erdöl Erdgas Braunkohle Steinkohle Erneuerbare Energiequellen Sonne Wind Wasser Biomasse 500 Jahre später Wer findet den Fehler? Folie 27
Homo sapiens sapiens, der weise, weise Mensch, ist die einzige Spezies, die auf die Nutzung der globalen Energiequellen verzichtet und statt dessen weltweit die Energiespeicher leert. Folie 28
Vielen Dank! www.dlr.de/desertec Folie 29