SolarenergieFrderverein Deutschland e V 100 Erneuerbare Energien E

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. 100% Erneuerbare Energien E. Waffenschmidt Aachen, 9. August 2007 Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. 1

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Nachhaltige Energienutzung n Größte technische Herausforderung unserer Zeit n Umstellung auf 100% Erneuerbare Energien ist einzige Lösung 2

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Geht „ 100% Erneuerbare“? Ja! n n 3 Studien z. B. : Enquete-Kommission des Deutschen Bundestag 2002 LTI-Research Team, 1998 V. Quaschning, 2000 (100% Strom) Unser Beispiel für Deutschland

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Wie sieht eine Energieversorgung mit 100% Erneuerbaren Energien aus? n Bei uns ? n Mit heutigen Mitteln ? 4

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Übersicht n Heutiger Verbrauch n Einsparmöglichkeiten n Erneuerbare Energien 5

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Begriffserklärungen Energie als technischer Begriff, z. B. für: · Wärme · Bewegung · Licht Primärenergie 4000 Mrd k. Wh Verluste 29% 60% Endenergie 2400 Mrd k. Wh Für Strom, Wärme, Treibstoff 11% Nichtenergetisch 6 Aus: „Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e. V. , „Energiebilanz der Bundesrepublik 2002“, http: //www. ag-energiebilanzen. de/daten/inhalt 1. php# Pro Kopf: 31000 k. Wh

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Wofür „verbrauchen“ wir Energie? Elektrische Anwendungen n Prozess-Hitze n n n Licht Maschinen Information Wärme Verkehr n n n Temperaturen > 200°C Überwiegend in der Industrie Bsp: Glasherstellung, Metalle Schmelzen, Backen n Autos Lastwagen Eisenbahn Flugzeuge Schiffe Hauswärme Warmwasser Niedertemperatur Prozesse, z. B. Trocknen El. Anwendungen Verkehr Prozess-Hitze Wärme Einsparungen Heutiger Bedarf 0 7 500 1000 1500 Energie / Mrd k. Wh 2000 2500

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Übersicht n Heutiger Verbrauch n Einsparmöglichkeiten · Strom-Sparen · Effizienz im Verkehr · Hausisolierung n Erneuerbare Energien 8

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Energieeinsparung -10% Strom durch effiziente Beleuchtung und Verzicht auf Stand-By -66% Heizwärme durch Altbau-Wärmedämmung nach Neubauverordnung -50% Treibstoff 9 durch 3 -Liter/100 km-Autos und 2/3 Güterfernverkehr auf die Bahn

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Energieeinsparung Stell Dir vor: n Licht und Standby n 3 l/100 km-Autos und 2/3 der Fern-Güter auf die Bahn n Alle Häuser wärmedämmen n Sparen 45% des Energieverbrauchs Licht + Stand By Verkehr Einsparung Hausisolierung Zukünftiger Bedarf Heutiger Bedarf 0 10 500 1000 1500 Energie / Mrd k. Wh 2000 2500

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Übersicht n Heutiger Verbrauch n Einsparmöglichkeiten n Erneuerbare Energien · · · 11 Solarenergie Windkraft Wasserkraft Geothermie Bio-Wertstoffe

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Solarenergie n Kritischer Parameter: Fläche, Sonneneinstrahlung n Mit Photovoltaik pro m² im Jahr: ca. 100 k. Wh Stromerzeugung 12

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Flächenbedarf für Solarenergie Solar-Dachflächen und –Fassaden 2100 km² Elektr. Energie Bedarf: 5000 km² Gesamte Energie Bedarf: 25700 km² Besiedelte Fläche 42000 km² Gebäude- + Freifl. 0 10000 20000 Verkehrsfläche 30000 Fläche / km² 13 40000 50000 60000

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Solarenergie Stell Dir vor: n Solaranlagen auf allen geeigneten Dächern und Fassaden n Erzeugen fast die Hälfte des heutigen Stromverbrauchs El. Strom Thermisch Zukünftiges Angebot Einsparungen Zukünftiger Bedarf 0 14 500 1000 1500 Energie / Mrd k. Wh 2000 2500

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Windkraft Heute n 20000 Windräder in Deutschland n 1 MW mittlere Leistung n 20% mittlere Auslastung (auch im Binnenland) n 33 Mrd. k. Wh pro Jahr 15

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Windkraft Heute n n 20000 Windräder in Deutschland 1 MW mittlere Leistung Morgen n n 30000 Windräder + Offshore 3 MW mittlere Leistung Offshore 110 Mrd k. Wh 7 / 100 km² x 1 MW: 33 Mrd k. Wh 7 / 100 km² x 3 MW 100 Mrd k. Wh 7 / 100 km² x 3 MW 60 Mrd k. Wh 16 Summe 270 Mrd k. Wh

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Windkraft Stell Dir vor: n Ersatz von Altanlagen n Ausbau in Süddeutschland n Offshore-Windparks n Decken mehr als die Hälfte des heutigen Stromverbrauchs Zukünftiges Angebot Einsparungen Zukünftiger Bedarf 0 17 500 1000 1500 Energie / Mrd k. Wh 2000 2500

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Wasserkraft Stell Dir vor: n Alte Wasserkraftwerke werden reaktiviert n Damit lässt sich die Energieerzeugung mit Wasserkraft um die Hälfte erhöhen n Dann hat die Wasserkraft einen Anteil von 7% an der elektrischen Stromerzeugung Zukünftiges Angebot Einsparungen Zukünftiger Bedarf 0 18 500 1000 1500 Energie / Mrd k. Wh 2000 2500

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Erdwärme 19 Geothermie Erdwärme n n n n n Tief in der Erde Über 100°C Fernwärme Erzeugt Strom Beschränkt: ~7000 Jahre An der Oberfläche ca. 12°C Wärmepumpen dezentral Benötigt Strom Unbeschränkt

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Erdwärme Stell Dir vor: n Fernwärme mit Geothermie aus der Tiefe n Dezentrale Wärme mit Wärmepumpen n Erzeugen einen Großteil des zukünftigen Wärmebedarfs Zukünftiges Angebot Einsparungen Zukünftiger Bedarf 0 20 500 1000 1500 Energie / Mrd k. Wh 2000 2500

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Biomasse n Waldholz · Brennholz · Resthölzer n Reststoffe · Abfall (aber: Receycling hat Vorrang!) · Exkremente (z. B. Gülle, Klärschlamm) · Bio-Reste (z. B. Stroh, Gartenabfälle) n Landwirtschaftlicher Anbauprodukte · 20% der landwirtschaftlichen Fläche 21

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Biomasse als Treibstoff Rapsöl n ca. 1700 l Treibstoff pro Hektar im Jahr ( 1. 7 k. Wh/m²) n Nur ca. 10% des Treibstoffbedarfs auf 20% der landw. Fläche n Hoher Energieaufwand zur Erzeugung n Nachhaltige Bodenbewirtschaftung schwierig BTL n ca. 2000 -4000 l Treibstoff pro Hektar im Jahr ( 2… 4 k. Wh/m²) n Mäßige Energie-Effizienz (10… 40%), keine Kraft-Wärme-Kopplung n Zentrale Großanlagen -> Transportaufwand n Keine nachhaltige Bodenbewirtschaftung Biogas n ca. 5500 l Treibstoffäquivalent pro Hektar im Jahr ( 5. 5 k. Wh/m²) n Akzeptable Energie-Effizienz (50%), Kraft-Wärme-Kopplung möglich n Dezentrale Anlagen -> geringer Transportaufwand n Nachhaltige Bodenbewirtschaftung vorstellbar 22

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Biomasse Stell Dir vor: n Waldholz n Reststoffe n Landwirtschaftliche Anbauprodukte n Müssen umgewandelt werden n Decken den zukünftigen Treibstoffbedarf Zukünftiges Angebot Zukünftiger Bedarf 0 23 500 1000 1500 Energie / Mrd k. Wh 2000 2500

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Verwendung Fazit: n In Summe mehr als 100% vorhanden n Wie verwenden wir die Energien? Solar-Strom Solar-Thermie Windkraft Wasserkraft Geothermie Bio-Wertstoffe Verluste El. Anwendungen Verkehr Prozess-Hitze Wärme Einsparungen Zukünftiges Angebot Zukünftiger Bedarf 0 500 1000 1500 Energie / Mrd k. Wh 24 2000 2500

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Verwendung Solar-Strom Solar-Thermie Windkraft Wasserkraft Geothermie Bio-Wertstoffe Energie-Quellen Energie-Angebot El. Strom Treibstoffe Abwärme Elektr. Anwendungen El. Anwendungen Verkehr Prozess-Hitze Wärme Bedarf Einsparungen 0 500 1000 1500 Energie / Mrd k. Wh 25 2000 2500

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. 100% Erneuerbare Energien Sind möglich! Solar-Strom Solar-Thermie Windkraft Wasserkraft Geothermie Bio-Wertstoffe Verluste El. Anwendungen Verkehr Prozess-Hitze Wärme Einsparungen Zukünftiges Angebot Zukünftiger Bedarf 0 500 1000 1500 2000 2500 Energie / Mrd k. Wh 26 Infos unter: www. sfv. de oder www. waffenschmidt. homepage. t-online. de

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Anhang 27

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Was ist zu tun? n Möglichkeiten des Einzelnen sind beschränkt n Vertrauen auf Einsicht ist blauäugig n Rahmenbedingungen müssen sich ändern: · Gesetze, Vorschriften · Kosten-Verteilung n Vorbild und Forderungen von Organisationen · Verbände · Konzerne 28

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Warum Erneuerbare Energien? n n n Endliche Rohstoffe bewahren Klimawandel vermeiden Import-Abhängigkeit reduzieren Konfliktpotential vermeiden Langfristig kostengünstig Ungefährlich und ungiftig Je mehr, desto besser! 29

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Wie lange dauert es? Betrachtung n Wind und Sonne Annahme n Fortschreibung der Wachstumsraten der letzten 10 Jahre n Limitierung: - Dachflächen - Windraddichte - Produktion nur wenig mehr als für Ersatz nötig Schlussfolgerung n 50% Strom in 10 Jahren n 100% in 20 Jahren n Noch 10 Jahre Wachstum Solar-Produktion 30

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Wie lange dauert es? Betrachtung n Wind und Sonne Annahme n Fortschreibung der Wachstumsraten der letzten 10 Jahre n Limitierung: - Dachflächen - Windraddichte - Produktion nur wenig mehr als für Ersatz nötig Schlussfolgerung n 50% Strom in 10 Jahren n 100% in 20 Jahren n Noch 10 Jahre Wachstum Solar-Produktion 31

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Energie-Speicher n n Relevant für elektrische Energie Europäischer Stromverbund reduziert Speichergröße Zeitliche Verschiebung des Verbrauchs Speicher*: · 3% der jährlich erzeugten Energie als Speichergröße 16% der installierten Leistung als momentane Aufnahmeleistung · 18 % der jährlich erzeugten Energie wird zwischengespeichert * Nach: Volker Quaschning, „Systemtechnik einer klimaverträglichen Elektrizitätsversorgung [. . . ]“, VDI Verlag, 2000, ISBN 3 -18 -343706 -6, http: //www. quaschning. de/volker/publis/klima 2000/index. html 32

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Energie-Speicher n n 33 Stell Dir vor: Das europäische Stromverbundnetz wird ausgebaut Zusätzliche Großspeicher-Kraftwerke entstehen Kleinstanleger investieren in dezentrale Speicher Zu jeder Solaranlage wird eine Speicherbatterie von bis zu 3 k. Wh pro m² Solarfläche installiert.

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Energie-Ströme In Mrd. k. Wh 321 705 271 400 33 0 15 10 0 43 316 39 19 2 16 20 4 29 93 9 29 8. 4 -294 34 -338 5 120 15 30 -210 0 193 0 34 -537 214 9 181 608 0 6 25 250 33 271 27 -61 68

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Begriffserklärungen: Einheiten für Energie 35 Einheit Bedeutet Zum Vergleich der Größenordnung J Joule 1 Joule = 1 sec lang 1 Watt verbrauchen: z. B. Streichholz anzünden k. J Kilo-Joule Tausend Joule Batterie („Babyzelle“) (ca. 3 k. J) MJ Mega-Joule Million Joule Eine Stunde kochen 3. 6 MJ = 1 k. Wh GJ Giga-Joule Milliarden Joule Stromverbrauch einer Person im Jahr (ca. 3 GJ) TJ Tera-Joule Billionen Joule Stromproduktion eines Kraftwerks pro Stunde (ca. 3 TJ) PT Peta-Joule Billiarden Joule Jahres-Stromproduktion eines Kraftwerks (ca. 30 PJ)

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Einheit für Energie: Kilowattstunde (k. Wh) oder Petajoule (PJ) Beispiele n 1 k. Wh: 1 Std kochen auf mittlerer Kochplatte (1000 Watt) n 10 Mrd k. Wh: Jahresproduktion eines Großkraftwerkes (etwa 1 Gigawatt) n 1 PJ = 0. 277 Mrd k. Wh 36

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Wofür „verbrauchen“ wir Energie? Primärenergieverbrauch in 2002 in Deutschland: 4000 Mrd k. Wh Verluste für el. Strom 24, 7% Verkehr, elektrisch 0, 4% Andere Verluste u. nichtenergetisch 11, 3% Industrie 10, 9% Haushalt, elektrisch 3, 4% Gewerbe etc. , elektrisch 3, 5% Gewerbe etc. 7, 2% Industrie, elektrisch 5, 2% Verkehr 18, 1% 37 El. Strom 37% Haushalt 15, 3% Aus: „Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e. V. , „Energiebilanz der Bundesrepublik 2002“, http: //www. ag-energiebilanzen. de/daten/inhalt 1. php#

Solarenergie-Förderverein Deutschland e. V. Suffizienz ? 10 ? Jetzt 0 38 0% Dieser Vortrag Effizienz Einsparung durch Wege zu 100% Erneuerbare Energien