Rückenwind für Nachhaltigkeit

Präsentation zum Thema: "Rückenwind für Nachhaltigkeit"—  Präsentation transkript:

1 Rückenwind für Nachhaltigkeit
Windstrom Rückenwind für Nachhaltigkeit © Suisse Eole, August 2013 1

2 Übersicht Wozu Windenergie? Die Technik Wirtschaftliches
Situation und Potenziale Rahmenbedingungen in der Schweiz Standortwahl: Technik und Umwelt versöhnen Windturbinen: Klein oder gross? Akzeptanz von Windturbinen Aufgaben für die Forschung – Märkte für Unternehmen Herausforderung Windenergie Suisse Eole: pragmatisch und den Dialog fördernd © Suisse Eole. Fotomontage: Eole RES 2

3 Wozu Windenergie? © Suisse Eole 8

4 Wir verschleudern unsere natürlichen Ressourcen …
Endverbrauch der einzelnen Energieträger (TJ) | 1910 | 1920 | 1930 | 1940 | 1950 | 1960 | 1970 | 1980 | 1990 | 2000

5 … bis zur Erschöpfung … Der Peak Oil ist Realität ©

6 … und verändern unser Klima!
Die exponentielle Zunahme des Ausstosses von CO2 und anderer Treibhausgase kann Naturkatastrophen wie Überschwemmungen, Dürren und Stürme verursachen. Die CO2-Konzentration in der Atmosphäre im Lauf der letzten 1000 Jahre (nach A. Indermühle et al., Nature 1999)

7 Stromverbrauch steigt
Pro Kopf wird heute 3,5mal mehr Strom konsumiert als Gesamthaft braucht die Schweiz heute 6mal mehr Strom als 1950. 600% 500% 400% 300% 200% 100% | 1950 | 1960 | 1970 | 1980 | 1990 | 2000 | 2010 © Suisse Eole, Quelle: BFE

8 nachhaltig (inkl. Wald): 5.3 TWh
Ziel Bund: 4 TWh bis 2050 technisch: TWh wirtschaftlich: 15.6 TWh nachhaltig (inkl. Wald): 5.3 TWh Ziel E-strategie: 4 TWh 8

9 Gute Gründe, den Wind zu nutzen
Saubere Energie, keine Emissionen, keine Abfälle, nach Ende der Betriebsdauer spurlos rückbaubar Erneuerbare und einheimische Energie, Diversifikation der Energiequellen Eine Windturbine produziert rund 80mal so viel Energie, wie für Bau, Installation und Rückbau benötigt werden Ein Drittel der Investitionen kommen regionalen Unternehmen zugute Nebenerwerb für Bauernbetriebe, am Standort weiterhin Landwirtschaft möglich Sehr gute Akzeptanz, zukunftgerichtetes Image für die Region, touristische Nutzung möglich Schauermärchen, die über Windturbinen erzählt werden, sind nicht wahr: Leise, effizient, akzeptiert, schont Vögel © Suisse Eole 4

10 Die Technik © Suisse Eole

11 Komponenten und Funktionsprinzip
Quelle: 5

12 Anlagenkonzepte Luvläufer Leeläufer Darieus-Rotor
(heute übliches Prinzip) Leeläufer Darieus-Rotor (vertikale Drehachse) Quelle: LEE Quelle: Windpower, DK Quelle: Eole © Suisse Eole 5

13 Rotorkonzepte: 1, 2 oder Rotorblätter
Es gibt Anlagentypen mit 1,2,3 oder noch mehr Rotorblättern. Heute hat sich bei grossen Anlagen das Konzept mit 3 Rotorblättern durchgesetzt. © Suisse Eole. Source : LEE 5

14 Eigenschaften des Windes
Der Wind muss dort geerntet werden, wo er am stärksten weht: in der Höhe. In Bodennähe verursachen Gebäude und Bäume Turbulenzen und bremsen den Wind. Source: EWEA © Suisse Eole

15 Entwicklung der Anlagehöhe
Mit zunehmender Grösse werden die Anlagen effizienter und können den Wind in grösserer Höhe «ernten». Quelle: EWEA © Suisse Eole 5

16 Technische Entwicklung
Anlagen für Binnenlandstandorte – Effizienz steigt V66 = Anlagentyp Mont Crosin von 2004 (2 Anlagen) V90 = Anlagentyp Mont Crosin von 2010 (8 Anlagen) Berechnung für guten Standort (6.0 m/s in 100m)

17 Betz’sches Gesetz Die Energiemenge, die aus dem Wind gewonnen werden kann, ist abhängig von der Windgeschwindigkeit, der Luftdichte und der Fläche, auf die der Wind trifft (Rotorfläche). Das Gesetz des Physikers Albert Betz besagt, dass die Energie des Windes maximal zu 59,3 % genutzt werden kann. © Suisse Eole 5

18 Ertrags- und Leistungskurven
Die meisten Windturbinen produzieren Strom ab einer Windgeschwindigkeit von ca. 3 m/s (11 km/h). Die maximale Leistung wir mit ca. 50 km/h Windgeschwindigkeit erreicht. Bei Windgeschindigkeiten über 100 km/h schaltet die Anlage automatisch ab. © Suisse Eole 5

19 Berechnung der Stromproduktion
Die Stromproduktion einer geplanten Windenergieanlage kann aufgrund der Windmessung (Weibull-Verteilung) und der Leistungskurve des vorgesehenen Anlagentyps berechnet werden. © Suisse Eole 5

20 Wirtschaftliche Aspekte
© Suisse Eole © Suisse Eole

21 Eine wettbewerbstaugliche Energieform
Zwischen 1996 bis 2006 haben sich die Produktionskosten für Windstrom halbiert. Dies dank grösserer Windturbinen und Verbesserung des Wirkungsgrades. Die Strompreise im freien Markt sind in den letzten Jahren gestiegen. Setzt sich diese Entwicklung fort, kann Windstrom in naher Zukunft marktfähig produziert werden. © Suisse Eole

22 Grosse Nachfrage nach Naturstrom
Stromkundinnen und -kunden wünschen mehr Naturstrom. Die Frage, wie Strom produziert werden sollte, wurde in einer repräsentativen Umfrage so beantwortet: aus neuen erneuerbaren Energien: 40 % der Befragten aus Wasserkraft: 38 % aus Atomenergie: 5 % aus Abfällen: 5 % aus fossilen Energieträgern: 2 % Repräsentative Befragung von 1002 Haushalten im Rahmen der Evaluation der Stromkennzeichnung 2007, im Auftrag des Bundesamts für Energie Aufgrund der grossen Nachfrage bieten heute die meisten Stromlieferanten Ökostromprodukte an. © Suisse Eole. Quelle: BFE

23 Windenergie schafft Arbeitsplätze
Windenergieanlagen schaffen durch Bau und Betrieb Arbeitsplätze. Weltweit bietet die Windenergiebranche gut 350'000 Arbeitsplätze. Mindestens ein Drittel der Investitionen werden regional getätigt. Beteiligungen ortsansässiger Investoren an Windparks erhöhen die regionale Wertschöpfung. Windturbinen verleihen einer Region ein dynamisches, modernes und zukunftweisendes Image. Mit geringem Aufwand kann ein Windpark einen sanften Tourismus herbeiführen. Der Bau von Windkraftanlagen fördert Forschung und Entwicklung (z.B. Meteorologie, Aerodynamik, Materialien) - für die Schweiz bekanntlich sehr wichtige Ressourcen. © Suisse Eole

24 Situation und Potenziale
© Suisse Eole

25 Anteile Windstrom am Gesamtverbrauch, nach EU-Staaten
Anteil Windstrom EU 2012: 7 % © EWEA

26 Eine Perspektive für Europa
Auf Basis der erfolgreichen Entwicklung der Windenergienutzung hat der europäische Windenergieverband EWEA bis 2030 einen Windstromanteil von 23 % des europäischen Stromverbrauchs prognostiziert. © EWEA 5

27 Situation Schweiz heute
52.5 MW installiert. Durchschnittlich werden damit pro Jahr 92 GWh Windstrom erzeugt. Das entspricht dem Jahresbedarf von 26‘000 Haushalten. Die Anlagen auf dem Gütsch ob Andermatt sind mit m ü.M. Europas höchstgelegener Windpark. Ziel des Bundes gemäss Energiestrategie 2050: GWh/a, ca. 7 % des aktuellen Stromverbrauchs Realisierbares Potenzial gemäss Suisse Eole: GWh/a bis 2035, ca. 10 % des aktuellen Stromverbrauchs © Suisse Eole 4

28 Nachhaltiges Potenzial
Nutzung von Standorten mit Windgeschwindigkeit > 4.5 m/s Nutzung von Standorten mit Windgeschwindigkeit > 5.0 m/s Szenario 1 (heute) Nabe 100 m Rotordurchmesser 100 m 10.6 TWh 6.6 TWh Szenario 2a / 2b (morgen) Nabe 100 / 120 m Rotordurchmesser 128 m 14.3 / 18.2 TWh 8.8 / 10.7 TWh Szenario 3 (wie 2a) jedoch ohne Ausschluss von Schutzgebieten 26.8 TWh 17.3 TWh © Suisse Eole 4

29 Rahmenbedingungen in der Schweiz
© Suisse Eole

30 Kriterien zur Standortwahl
Wieso Panda? Kriterien im Einvernehmen mit Schutzorganisationen (WWF, Pro Natura, Vogelwarte) Kriterien zur Standortwahl Gemäss Empfehlungen BFE (Bau von WEA, 2010), i.d.R.: Windaufkommen, min. 4,5 - 5 m/s in 50 m Höhe Landschaftlich vorbelastetes Gelände (z. B. Bergbahnen, Bauten, Strommasten), keine exponierten Standorte Abstand zu Naturschutzgebieten und Sehenswürdigkeiten Rücksicht auf Lebensräume der Vögel, Fledermäuse Abklärungen bezüglich Lärm und Licht-Schatten-Effekt für nahe gelegene Siedlungen © Suisse Eole

31 Gesamtenergiestrategie
Planungs-/Bewilligungsverfahren Gesamtenergiestrategie Richtplanung Nutzungsplanung keine Verpflichtung für Gemeinden! In Klammer: Mitwirkung, Bewilligung Heute lange Verfahrensdauer Baubewilligung 31

32 Bundesgericht: Öffentliches Interesse
In seinem Ende August 2006 gefällten Grundsatzentscheid kam das Bundesgericht zum Schluss: Es besteht ein öffentliches Interesse an der Produktion von Windenergie in der Schweiz Das Landschaftsbild ist generell nicht statisch, sondern dynamisch zu verstehen. Landschaftsschutz darf nicht die Produktion von Windstrom verunmöglichen. In der Interessenabwägung soll der Stromproduktion aus erneuerbaren Energien mehr Gewicht gegenüber dem Landschaftsschutz eingeräumt werden. Dezentrale Anlagen produzieren weniger Strom als Grossanlagen. Die zu erwartende Stromproduktion ist für einen Standortentscheid kein Thema. © Suisse Eole 12

33 Kostendeckende Einspeisevergütung (KEV)
Seit Mai 2008 gilt in der Schweiz die kostendeckenden Einspeisevergütung für Strom aus neuen erneuerbaren Energien. Die Prinzipien: Der Einspeisetarif ermöglicht den Verkauf von Naturstrom zu einem fixen Tarif, der die Kosten decken soll. Die Vergütung unterliegt einer Absenkung. Der Tarif für Neuanlagen wird jährlich reduziert. Somit besteht Anreiz für eine stetige Kostensenkung. Die Mehrkosten werden finanziert via Abgabe von max. 1,5 Rp./kWh auf dem Strompreis. Das System schafft Investitionssicherheit und hat in Deutschland und anderen Ländern sehr erfolgreiche Entwicklungen ausgelöst. © Suisse Eole 12

34 KEV für Windstrom Vergütungsdauer: 20 Jahre
Vergütungssatz: 13,5 bis 21,5 Rp./kWh, für erste 5 Jahre voller Vergütungssatz, nachher Reduktion entsprechend Vergleich mit Referenzanlage (mind. 13,5 Rp./kWh). Kleinanlagen (< 10 kWp): erhalten über die ganze Vergütungsdauer den Tarif von 21,5 Rp./kWh Absenkung: ab 2013 jährliche Tarifreduktion um 1,5 % Alternative: Stromverkauf via Ökostrommarkt © Suisse Eole 12

35 Technik und Umwelt versöhnen
Standortwahl: Technik und Umwelt versöhnen © Suisse Eole

36 Prinzipien einer umsichtigen Planung
Vermeiden einer Streuung von Windturbinen in der Landschaft – Konzentration an Standorten. Sorgfältige Standortwahl Integration des Projekts in die Richt- und Zonenplanung Lokale Behörden und Bevölkerung informieren und partizipieren lassen Mit Umweltorganisationen zusammenarbeiten © Suisse Eole 12

37 Windturbinen: Ja, aber nicht irgendwo!
Es gelten strikte Kriterien für die Standortwahl. Sie sind in den «Empfehlungen zur Planung von Windenergieanlagen» des Bundes festgehalten: gute Windverhältnisse in angemessener Entfernung von Schutzgebieten keine Beeinträchtigung von Flora und Fauna möglichst in optisch vorbelasteten Gebieten gute Verkehrserschliessung Möglichkeit eines Netzanschlusses in der Nähe in genügender Entfernung von Siedlungen © Suisse Eole 12

38 Erhebung der Windverhältnisse
Windmessung auf 50 m oder Nabenhöhe der künftigen Anlagen während eines Jahres, um verlässliche Winddaten zu erhalten Exakte Computersimulation der langfristigen Windverhältnisse auf Basis der Windmessung, der Daten von nahen Wetter-stationen und der Topographie © Suisse Eole; Illustration: Eole Res 13

39 Andere technische Erhebungen
Einschränkungen eruieren Siedlungen, Strassen, Stromleitungen, Richtstrahlantennen für Radio/TV usw. Zugang zum Standort und Anschluss ans Stromnetz prüfen Notwendige Anpassungen für den Transport der Turbinen vornehmen und den Anschluss ans Stromnetz gewährleisten Wahl der Windturbinen Typ und Anzahl der Windturbinen werden aufgrund der technischen Erhebungen sowie ökologischer und ökonomischer Überlegungen festgelegt © Suisse Eole 13

40 Ökologische Studien Vogelzüge
Evaluation der Standorte bezüglich Vogelzüge Untersuchung der lokalen Flora und Fauna Gemieden werden Gebiete mit grossem naturschützerischem Wert und mit Pflanzen- und Tierarten, die unter Schutz stehen © Suisse Eole 13

41 Ökologische Studien (Forts.)
Simulation der Geräuschemissionen Nachweis der Einhaltung der Lärmschutzverordnung Integration in die Landschaft Bewertung der landschaftlichen Auswirkungen durch Fotomontagen und Untersuchungen zur Sichtbarkeit der geplanten Anlagen © Suisse Eole; Fotomontage Eole Res 13

42 Ausgezeichnete Ökobilanz
ESU Services, 2007 (Frischknecht) Ausgezeichnete Ökobilanz Die Ökobilanzstudie (gemäss Methode der ökologischen Knappheit UBP 06) zeigt: Die Umweltbelastung von Windstrom ist im Vergleich zu anderen Stromerzeugungsarten sehr gering. © Rolf Frischknecht

43 Windturbinen: Klein oder gross?
© Suisse Eole

44 Was ist sinnvoller: Eine mittelgrosse …
Die Leistung einer 80 Meter hohen Turbine ( kWh/Jahr) entspricht ... © Suisse Eole; Photomontage Eole Res © Suisse Eole 7

45 … oder viele kleine Windturbinen?
… der Leistung von 39 Windturbinen mit einer Höhe von 30 m. © Suisse Eole; Photomontage Eole Res © Suisse Eole 7

46 Warum besser grosse Turbinen?
Um eine grosse Streuung in der Landschaft zu vermeiden. Die involvierten Bundesämter (BAFU, ARE, BFE) und die wichtigsten Umweltorganisationen befürworten die Installation einer kleineren Anzahl grosser Windturbinen an sorgfältig gewählten Standorten. Um die Produktionskosten möglichst tief zu halten. Grosse Windturbinen produzieren Strom zu geringeren Kosten als kleine. © Suisse Eole; Photomontage Eole Res © Suisse Eole 7

47 Akzeptanz von Windturbinen
© Suisse Eole

48 Grosse Akzeptanz – vor allem an bestehenden Standorten
Resultate einer Umfrage des BFE (420 Befragte; Fehlerquote ± 5%, 2002): 97% der Befragten erachten es als sinnvoll, erneuerbare Energie zu fördern 89% der Befragten halten es für richtig, die Windenergieproduktion in der Schweiz auszubauen. 97% der Befragten rund um die Windturbinenstandorte Mont-Crosin und Andermatt sagen ja zum Ausbau der Windenergie. Das bedeutet: Rund um bestehende Anlagen ist die Windenergie noch besser akzeptiert als anderswo. © Suisse Eole

49 Beispiel Mont-Crosin Ca. 40 000 Besucher pro Jahr
80 Geschäftskunden und 1500 Privathaushalte konsumieren Windstrom gegen Aufpreis Begeisterung der lokalen Bevölkerung Der regionale Nutzungs-plan Windenergie wurde einstimmig angenom-men Kindertross aus der Region Mont-Crosin am Winzerfest in Neuenburg. © Suisse Eole

50 Stellungnahme des WWF Der WWF unterstützt den Ausbau der Windenergie
Die Standortevaluation muss von Anfang an in Zusammenarbeit mit Naturschutzorganisationen geführt werden. Kriterien für Standortwahl: landschaftlich vorbelastetes Gelände (z.B. Bergbahnen, Bauten, Strommasten) Ausreichender Abstand zu Naturschutzgebieten und Sehenswürdigkeiten Rücksicht auf Lebensräume der Vögel Landschaftsschutz: Keine landschaftlich exponierten Standorte Abklärungen bezüglich Lärm und Licht-Schatten-Effekt für nahe gelegene Siedlungen © Suisse Eole

51 Aufgaben für die Forschung – Märkte für Unternehmen
© Suisse Eole

52 Die Stärken der Schweizer Windbranche
Windmodellierung Komponenten und Materialien Messinstrumente Projektplanung Leichtwindanlagen Ausrüstung für kaltes Klima © Suisse Eole

53 Situation an den Schweizer Hochschulen
Wenig Forschung auf dem Gebiet der Windenergie Der Unterschied zu Deutschland und Österreich ist enorm Die nötigen Kompetenzen wären vorhanden Nötig sind:  Koordination und Förderung  Schaffung von Plattformen zum Erfahrungsaustausch © Suisse Eole Quelle: Serge Lillo, Professor an der Hochschule Wallis

54 Chancen für Forschung und Entwicklung
Akzeptanz der Anlagen  Analysen, Richtlinien Generatoren mit variabler Drehzahl und grosser Zuverlässigkeit Planung von Anlagen in komplexem Gelände Modellierungsinstrumente zur Evaluation, Validierung und Optimierung von Standorten Messinstrumente für extremes Klima (z.B. beheiztes Anemometer für Vereisungsstandorte) Optimierung der Leistungselektronik im Megawattbereich (z.B. Wechselrichter) Nanotechnologie, z.B. Schutz der Rotorblätter gegen Staub und Vereisung Günstige Kleinwindräder für die dezentrale Versorgung in Entwicklungsländern © Suisse Eole

55 Herausforderung Windenergie
© Suisse Eole

56 Herausfordernde Windstromprojekte
Raumplanerische Herausforderungen Festlegen der kantonalen politischen Ziele und Integration in die Richtplanung Wahl der besten Standorte: Technik/Umwelt Technische Herausforderungen Erschwerte klimatische Bedingungen (z.B. in den Alpen): Neue Entwicklungen verbessern Zuverlässigkeit und Leistung Schwieriger Zugang zu gewissen Standorten: Entwicklung neuer Transporttechniken für Anlagenteile Prognosen in komplexem Gelände: Entwicklung von Simulationsprogrammen zur Berechnung der Windverhältnisse © Suisse Eole 16

57 Positive Entwicklungen
Grosse Verfügbarkeit der Ressource Wind, Windverhältnisse z.T. besser als angenommen Kontinuierlicher Zubau von Anlagen Positives Bundesgerichtsurteil anerkennt die öffentliche Bedeutung der Windenergie. Reduziert die Gefahr unberechtigter Einsprachen © Suisse Eole 16

58 Positive Entwicklungen (Forts.)
Anerkennung der Bedeutung der Windenergie im Rahmen der Energiestrategie 2050 Fortschritte in der kantonalen Richtplanung (z.B. VD, VS, BE, SO, FR) Dynamische Entwicklung der Schweizer Windbranche © Suisse Eole 16

59 Pragmatisch und den Dialog fördernd
Suisse Eole: Pragmatisch und den Dialog fördernd © Suisse Eole 22

60 Suisse Eole: Tatkräftige Projektunterstützung
Verbesserung der Rahmenbedingungen durch: Unterstützung bei der Anlagenplanung Verbesserung der Absatzpreise für Windstrom Unterstützung beim Netzanschluss Vorantreiben der kantonalen Richtplanung Information aller Betroffenen Verbesserung der Projektqualität durch Information, Ausbildung und Dialogförderung zwischen den Betroffenen Vernetzung der verschiedenen Akteure Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Energie, den kantonalen Energiefachstellen und Raumplanungsämtern sowie mit Umweltorganisationen © Suisse Eole 19

61 Suisse Eole: Förderung der Windenergie auf breiter Ebene
Information, Beratung und Unterstützung von Fachpersonen und breiter Öffentlichkeit durch Informationsstellen in der Deutschschweiz und der Romandie Förderung von Windenergieanlagen Entwicklung von Planungsinstrumenten Organisation von Veranstaltungen und Kursen, Teilnahme an Messen und Ausstellungen Information auf politischer Ebene Kontakt zu Behörden und Umweltorganisationen Förderung des Absatzes von Windstrom Führen einer Website, Herausgabe eines Newsletters © Suisse Eole 19

62 Falls Sie noch mehr wissen möchten:
Suisse Eole Geschäftsstelle c/o ENCO AG Munzachstrasse 4 4410 Liestal Tel.: Fax: © Suisse Eole 22