Herzlich Willkommen zum Vortrag Ausbaupfad zu 100 Erneuerbare

Herzlich Willkommen zum Vortrag Ausbaupfad zu 100% Erneuerbare bis 2050 100% 13% 2017 23. März 2019 Energiemesse Kandel 2050 Referenten: Fedderken, Dr. Lausterer,

Agenda o Auswirkungen durch den Klimawandel o Ziele für 2050 o Energiebedarf, Energiebilanz o Ausbaupfad - Energie - Leistung - Energiespeicher - Investitionen, Flächenbedarf, Stückzahlen o Transformation zu 100% Erneuerbare bis 2050 o Risiken – Chancen o Werkzeuge und Methoden zur Erreichung der Ziele o Fazit Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 2

Auswirkungen durch den Klimawandel (1) Globale Erderwärmung Quelle: Studie Prof. Dr. Volker Quaschning, Hochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin Quo vadis Erde? Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 3

Auswirkungen durch den Klimawandel (2) Die Wissenschaft ist sich weitestgehend einig, dass der rasche Klimawandel durch den Menschen verursacht wurde. Schwerwiegende Folgen sind jetzt schon erkennbar: Ø Klimakatastrophen nehmen weltweit, auch bei uns, zu und werden stärker: „Von den Folgen (Stürme, Überschwemmungen) aus Umweltzerstörung noch ist und Klimawandel geht die größte Gefahr für die Menschheit aus. “ nichts Zu diesem Ergebnis kommt der „Global Risks Report 2018“, den passiert! das Weltwirtschaftsforum (WEF) eine Woche vor seinem jährlichen Treffen in Davos vorgestellt hat. Ø Meersspiegel steigt schneller an als erwartet: Wissenschaftler um Steve Nerem von der University of Colorado haben über Erdbeobachtungssatelliten festgestellt, dass der Meeresspiegel bis 2100 doppelt so schnell steigt als erwartet: 65 statt 30 cm. Klimaschutz/ Energiewende Ø Die Kosten für die Versicherer steigen: Münchner Rück: „Die Kosten, die durch den Klimawandel und damit wetterbedingten Naturkatastrophen verursacht wurden, sind gestiegen und haben einen steigenden Trend. “ Münchner Rück steigt aus Kohle aus (FAZ vom 05. 08. 2018) Ohne Klimaschutz und Energiewende stürzen wir ins verderben! Greta: „Das Haus brennt!“ Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 4

Übergeordnete Ziele zum Klimaschutz • und zur Energiewende in Deutschland Seit 2011 hat der Bund die Energiewende und verstärkte Klimaschutzanstrengungen auf den Weg gebracht: Ø August 2011: Novellierung des Atomgesetzes zum Ausstieg aus der Atomenergie bis zum Jahre 2022. Ø Januar 2012: EEG, Strom soll bis zum Jahre 2050 zu 80 Prozent aus regenerativen Energien erzeugt werden. Ø September 2016: Ratifizierung des Pariser Klimaabkommens: Erderwärmung auf 1, 5 Grad Celsius begrenzen ggü. Vorindustrieller Zeit. „Kohle-Kommission“ Ø Ausstieg aus Kohle bis 2038 (2035), Ersatz durch Erneuerbare, Übergang mit Erdgas. Unsere Forderung Ø Bis 2050 soll der gesamte Energiebedarf zu 100 % von Erneuerbaren kommen! Unsere Forderung ist bereits mit heutiger Technik machbar! Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 5

Primärenergieverbrauch in Deutschland 2017 Energieträger 16. 301 PJ = 4. 528 TWh Übrige Erneuerbare Energien Mineralöl Kernenergie Braunkohle Steinkohle Anteile in % Quelle: AGEB Erdgas Die Erneuerbaren sind noch überschaubar Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 6

Energiebedarf: Energieflussbild 2017, Deutschland Energieeinheit: PJ (TWh) (15) (276) (731) (162) Primärenergieverbrauch 1) (Summe 3. 485) 1) ohne nichtenerg. Verbrauch (21) Verbrauchssektoren 0, 5 % 28, 9 % (750) 29, 5 % (3. 389) (765) 74, 8 % (4. 528) (3. 776) 26, 1 % (675) (2. 591) (401) 15, 5 % (1. 118) 24, 7 % Anteile in % darin sind 47 % (Prozess-)Wärme enthalten Quelle: AGEB Fast ¾ unseres Energieaufkommens importieren wir! Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 7

Energiebilanz von 2017 zu 2050, Deutschland (1) Ermittlung des notwendigen Zubaus der Erneuerbaren Ø Schritt 1: Feststellung des Primär-Energieverbrauchs (PEV) 2017 (3. 485 TWh) ohne nichtenergetischer Verbrauch - Endenergieverbrauch (2. 591 TWh) - Verluste (894 TWh) 731 TWh Umwandlungsverluste 162 TWh Verbrauch in den Energiesektoren Ø Schritt 2: Feststellung des EE-Bestandes 2017 (496 TWh) 20 TWh Wasser 107 TWh Wind 40 TWh PV 305 TWh Biomasse 24 TWh Sonstige Ø Schritt 3: Ermittlungung der Einsparungen bis 2050 (1. 166 TWh) Laut EU Energie-Effizienz-Richtline sind 1, 5 %/a vom Endenergieverbrauch einzusparen 2. 591 TWh * 1, 5 %/a = 38, 8 TWh/a bei 30 Jahren sind dies 1. 166 TWh Ø Schritt 4: Ermittlungung des notwendigen Zubaus (1. 029 TWh) = PEV – EE-Bestand - Einsparung – Verluste fossil + Verluste P 2 G = 3485 – 496 – 1. 166 – 894 + 100 = 1. 029 TWh Annahme : Verluste bei Power to Gas (P 2 G) = 100 TWh Quelle: AGEB 1. 029 TWh Erneuerbare müssen zugebaut werden Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 8

Energiebilanz von 2017 zu 2050, Deutschland (2) (alle Energiezahlen in TWh pro Jahr) Endenergie- Verluste fossil verbrauch 2017 TWh/a 2. 591 894 Ein. P-Energie- Erneuerbare Bestand sparung *) verbrauch 2017 2050 2017 3. 485 496 1. 166 Verluste fossil 2050 Verluste P 2 G 2050 Zubau bis 2050 894 100 1. 029 Wasser Wind PV Biomasse Sonstige Industrie Verkehr Haushalte GHD Quelle: AGEB Fast die Hälfte des Endenergieverbrauchs von 2017 muss eingespart werden! Etwas mehr als das Doppelte des EE-Bestandes von 2017 muss zugebaut werden! Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 9

Ausbaupfad: Energie (1) Annahmen Zubau-Mix Wir schließen uns dem Leitfaden „Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland“ vom Fraunhofer-Institut ISE in Freiburg an, bei dem der Zubau-Mix wie folgt definiert ist: - 50% Wind mit der Aufteilung 20% offshore 30% onshore 50% PV mit der Aufteilung 30% Freifläche (6 m aufgeständerte PV-Module: AGRO-PV) 20% Dächer Andere Erneuerbare wie Geothermie, Biogas, Wasser etc. sind von geringer Bedeutung und werden für den Zubau-Mix nicht weiter betrachtet. Zubau-Plan Der Zubau wird linear-kumulativ geplant. Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 10

Ausbaupfad: Energie (2) Zubau bis 2050 TWh Zubau bis 2050 1029 2025 172 2030 343 Zubau bis 2035 2040 515 686 2045 858 2050 1029 Wind (50%) Offshore (20%) Onshore (30%) PV (50%) Freiflächen (30%) Dächer (20%) Nur Wind und PV sollen ausgebaut werden Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 11

Ausbaupfad: Installierte Leistung (1) Grundlagen, Jahresvollaststunden Um von der benötigten Energie auf die notwendige zu installierende Leistung zu kommen, muss man den Jahresenergiebedarf durch die Jahresvollaststunden des Kraftwerktyps dividieren. Je nach Typ des Kraftwerkes ist der Jahresnutzungsgrad (%) sehr unterschiedlich (siehe Grafik). zu installierende Leistung (GW) = Jahresnutzungsgrad (%) Jahres-Volllast. Stunden (h) 75, 9% 68, 5% Jahresenergiebedarf (GWh) Jahresvolllaststunden (h) 51, 4% 25, 7% 11, 3% Volatile Energieträger Quelle: Falthauser, WID Bei Wind/Sonne muss die installierte Leistung deutlich höher sein als bei allen anderen! Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 12

Ausbaupfad: installierte Leistung (2) Annahmen und Fakten Zu installiernde Leistung Aus benötigter Energie und Volllaststunden zur notwendigen installierten Leistung in 30 Jahren: Installierte Leistung der Erneuerbaren zur Stromerzeugung in Deutschland 2002 - 2018 Der bisherige Zubau mit 6, 25 GW/a ist nicht ausreichend! Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 13

Ausbaupfad: Energiespeicher Grundlagen Warum brauchen wir Energiespeicherung? Zur Überbrückung der zeitweise nicht verfügbaren volatilen Erneuerbaren (Wind und PV). Gibt es die sogenannte „Dunkelflaute“ und wie relevant ist sie für die Versorgungssicherheit? Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 14

Ausbaupfad: Energiespeicher Wo gibt es minimale Energieerzeugung durch Erneuerbare? Wöchentlicher Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung in Deutschland % 40 33, 8 2016 30 0 2017 1 40 38, 3 30 0 2018 22, 1 40 30 0 1 20, 8 50 3 52 Woche 23, 8 18, 5 3 52 Woche 38 40, 3 27, 0 1 6 25, 9 42 Nur an wenigen Tagen im Jahr werden Speicher benötigt. Wochenlange „Dunkelflauten“ gibt es nicht! Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative 52 Woche Quelle: ISE, energy-Charts Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 15

Ausbaupfad: Energiespeicher Zubau bis 2050 Wie groß ist der maximale Speicherbedarf in der schwächsten Woche in 2018? TWh 10 9, 54 8 6 4 2, 59 2 0 52 Woche 42 1 Quelle: ISE, energy-Charts In der 42. KW 2018 lag der Speicherbedarf bei 9, 54 - 2, 59 = 6, 95 TWh Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 16

Ausbaupfad: Energiespeicher Zubau bis 2050: Fazit Der Energiespeicher bemisst sich nach der Woche mit maximalem Energiedefizit. D. h. der geringsten Energieerzeugung durch Erneuerbare= ca. 7 TWh. Die bereits installierte Speicherkapazität für den Erdgasbereich beträgt 246 TWh. Daher benötigen wir keine weitere Speicherkapazität. Erst gegen Ende der Energiewende werden die vorhandenen Speicher nach und nach von Erdgas- auf Wasserstoffbetrieb umgestellt. „Die Energiewende wird nicht an Stromspeichern scheitern!“ (DIW aktuell Nr. 11, Juni 2018) Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 17

Ausbaupfad: Investitionen, Flächenbedarf, etc. Annahmen und Fakten 1) 2) Überplanter Flächenbedarf 1) davon 95% als Ackerfläche nutzbar 2) davon 90% als Ackerfläche nutzbar EE-Investitionen (34, 3 Mrd €/a) << Brennstoffkosten der Fossilen (ca. 66 Mrd €/a in 2015)! 7. 696 km² überplante Fläche (ca. 2 % von D) Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 18

Transformation zu 100% Erneuerbare bis 2050 in D (1) Ziele und Annahmen Ziele 1. Atomausstieg bis Ende 2022 (Atomgesetz 2011) 2. Kohleausstieg bis 2035 („Kohlekommission“ 2019) 3. Öl-/Erdgasausstieg bis 2050 (EEG 2012 und Ausbaupfad ISE e. V. 2019) Annahmen - Der Ausbau der Erneuerbaren erfolgt linear - Die Degression für Kernkraft, Kohle und Öl ist linear - Mit Erdgas wird die Differenz vom Bedarf zu den anderen Energieträgern gedeckt Der Einfachheit halber wurde ein linearer Verlauf angenommen. Wohlwissend, dass in der Realität sowohl der Zubau der Erneuerbaren als auch die Degression von Kernkraft, Kohle und Öl anders verlaufen können. Bis 2050 ist die Energiewende vollendet! Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 19

Transformation zu 100% Erneuerbare bis 2050 in D (2) zeitlicher Verlauf TWh Atom. Ausstieg Kohle. Ausstieg Öl-/Erdgas. Ausstieg Primärenergieverbrauch inkl. Verluste und Einsparung Erneuerbare Mineralöl Kernkraft Kohle Erdgas Mit dem Öl-/Erdgas-Ausstieg ist die Energiewende abgeschlossen! Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 20

Entwicklung des Primärenergieverbrauch in Deutschland 1995 bis 2018 - 11, 4 % 0, 9 % Reduktion pro Jahr, seit 2006, ist gut, reicht aber nicht aus! Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 21

Chancen/Risiken durch den forcierten Ausbau Erneuerbarer Energien (1) Die Bewertung der Risiken und Chancen erfordert eine ganzheitliche Betrachtung, d. h. wir brauchen eine umfassende Energiewende in allen Sektoren: • Stromwende • Wärmewende • Mobilitätswende • Stoffwende usw… Betrachtet werden im Folgenden die Handlungsfelder: • Politik aus globaler und nationaler Sicht (Bund, Land, Kommunen) • Wirtschaft aus globaler und vorwiegend nationaler Sicht • Öffentliche Akzeptanz in Deutschland • Technologische Entwicklung aus globaler und nationaler Sicht „Wende ohne Ende!“ Eine wesentliche Rolle kommt dabei der Sektorenkopplung zu Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 22

Chancen/Risiken durch den forcierten Ausbau Erneuerbarer Energien (2) Politische Risiken • Global: Klimaleugner und populistische Klimaskeptiker behindern den Ausbau der Erneuerbaren • EU und D: Die notwendigen Maßnahmen für Klimaschutz/Energiewende („Landauer Erklärung“, Beispiel EEG-Novellierung) werden nicht umgesetzt und deshalb die Klimaziele nicht erreicht! Politische Chancen • Global: - Außer USA unterzeichneten alle beteiligten Länder das Pariser Klimaabkommen 2015. - Under 2 MOU (Unter 2 Absichtserklärung): 205 Regionen, 1, 3 Mrd. Menschen, 40% Weltwirtschaft • EU-Ebene: Das EU-Parlament gewinnt mehr Einfluss und verstärkt die Förderung der EE. • D: Die Klimaziele von Paris werden erreicht! • In der Südpfalz: Energiedienstleistungsgesellschaft für die Südpfalz wird gegründet. - Neubaugebiete regenerativ versorgen, integrierte energetische Quartierskonzepte … - Energie. Plus-Standard bei Neubauten … Wirtschaftliche Risiken • Global: - internationale Finanzkrisen, Handelskriege, Bankenzusammenbrüche, etc. • In D: D verliert die technologische Führung (wie bereits bei PV-Modulen) auch bei Mobilität. Wirtschaftliche Chancen • EU-Ebene: Südliche Länder (Griechenland, Italien, Spanien) könnten PV-Strom exportieren. • In D: - der Abfluss immenser Kosten für den Energieimport wird verringert 2012: 100 Mrd. €, 2015: 66 Mrd. € (Quelle: Memo Oeko Inst. 12. 10. 2016) • In der Südpfalz: dezentraler Ausbau bedeutet Wertschöpfung und Arbeitsplätze in der Region Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 23

Chancen/Risiken durch den forcierten Ausbau Erneuerbarer Energien (3) Akzeptanz-Risiken • Windkraft: Der Ausbau stößt an Akzeptanzgrenzen (Schallschutz, Vogelschutz, Landschaftsbild). • Freiflächen-PV: PV-Freiflächenanlagen konkurrieren mit landwirtschaftlicher Nutzung. Akzeptanz-Chancen • Windkraft: Verbesserte Technologien erlauben eine weitgehende Vermeidung der Nachteile. • PV-Freiflächenanlagen: Agro-PV = gleichzeitige landwirtschaftl. Nutzung und Stromerzeugung. Technologische Risiken • Global: - zu wenig Mittel für Forschung und Ausbildung, Technologie-Transfer wird behindert • In D: - Überregulierung bei der Energiegesetzgebung bremst die technologische Entwicklung. Technologische Chancen • EU-Ebene: - Energieverbrauchskennzeichnung (Zahlenangaben z. B. k. Wh/a und A+++ bis D) - Oekodesign-Richtlinie (Vorgaben zu Effizienz, Schadstoffen, Gebrauchstauglichkeit) • In D: - Durch massive Förderung der Forschung und Ausbildung erreicht D führende Rolle. Beispiel: Tandemsolarzellen mit eta > 33% (Entwickelt am Fraunhofer ISE, Prof. Stefan Glunz) - Smart-Meter und flexible Strompreise stärken den „Prosumer“ (Gesetzgeber gefordert!) Die Chancen siegen über die Risiken! Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 24

Werkzeuge und Methoden (1) Klimaschutz-/Energiewende-Prozes Ziele Vereinbarungen Umsetzung Ziele werden von oben anteilig heruntergebrochen Vereinbarungen regeln die Zusammenarbeit der Ebenen Ergebnisse werden von unten anteilig erarbeitet UN EU Regierungs. Ebenen, Wirtschaft Kommunale Ebenen, Bürger Die Maßnahmen der „Landauer Erklärung“ müssen umgesetzt werden! Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 25

Werkzeuge und Methoden (2) Klimaschutz-/Energiewende-Regelkreis Energiesteckbrief Prämisse: Jede kommunale Gebietskörperschaft (z. B. VG) sollte ihren Beitrag zum/zur Klimaschutz/Energiewende mit dem Ziel leisten, ihren eigenen Bedarf möglichst vollständig zu decken! Plan und Entwicklung von Klimaschutz/Energiewende werden transparent auf den Internetseiten der kommunalen Gebietskörperschaften kommuniziert! Soll Bedarf 2017 Bedarf 2050 Abweichung Nachhaltige Maßnahmen und Projekte Ist Bestand, Realisierte Projekte Potenziale Politik, Erzeuger, Speicher, Verteiler, Verbraucher Eine einfache Methode, die sicher zum Ziel führt! Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 26

Klimaschutz-/Energiewende-Prozess (3) Die 3 Dimensionen zur Nachhaltigkeit Wirkungsgrad Beständigkeit Die richtigen Dinge richtig tun Nutzung nachhaltiger Energieressourcen: „Erneuerbare“ Sparsamkeit Gut leben statt viel haben Erstellung der Klimaschutzkonzepte mit dem Nachhaltigkeitsprinzip! Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 27

Fazit Die Bedrohung der natürlichen Lebensgrundlagen für Menschen, Tiere und Pflanzen, durch den vom Menschen verursachten Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen für die Gesellschaft in der Gegenwart und der nahen Zukunft. Auf dem Spiel steht die Überlebensgrundlage vieler Arten! Wir alle, von der UN über die EU, dem Bund, den Bundesländern, den Kommunen, der Wirtschaft, bis hin zu den Bürgerinnen und Bürgern, sind verantwortlich für die Maßnahmenfindung und umsetzung zum Klimaschutz und für die Energiewende, um die Bedrohung so gering wie möglich zu halten. Wir sind davon überzeugt, dass der vorgeschlagene Ausbaupfad mit großer Anstrengung umsetzbar ist und uns die Gewissheit gibt, die Bedrohung für unsere Lebensgrundlage weitestgehend abzuwenden. Damit werden die Klimaziele von Paris erreicht! Wir fordern deshalb, Politik, Wirtschaft und Gesellschaft auf, umgehend mit der Umsetzung zu beginnen! Thomas Alva Edison: Mein Erfolg war 1% Inspiration und 99% Transpiration Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 28

!100% ! 2050 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Klimaschutz/Energiewende | Vortragsreihe | Ausbaupfad zu 100% Regenerative Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel 29