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Die Bedeutung erneuerbarer Energien unter besonderer Berücksichtigung der Geothermie in Baden-Württemberg Dr.-Ing. Martin Sawillion Tagung Klimawandel.

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Präsentation zum Thema: "Die Bedeutung erneuerbarer Energien unter besonderer Berücksichtigung der Geothermie in Baden-Württemberg Dr.-Ing. Martin Sawillion Tagung Klimawandel."—  Präsentation transkript:

1 Die Bedeutung erneuerbarer Energien unter besonderer Berücksichtigung der Geothermie in Baden-Württemberg Dr.-Ing. Martin Sawillion Tagung Klimawandel im Unterricht Karlsruhe, 2. April 2008

2 Bedeutung erneuerbarer Energien1 KEA die Landesenergieagentur seit 1994 Aufgabe: Mitwirkung an der Klimaschutzpolitik des Landes Baden- Württemberg, vor allem durch Unterstützung von Kommunen und KMU bei Energieeinsparung Rationeller Energieverwendung Nutzung erneuerbarer Energien Gesellschafterstruktur:

3 Bedeutung erneuerbarer Energien2 Klimawandel Temperatur der letzten Jahre

4 Bedeutung erneuerbarer Energien3 Treibhauseffekt und Klimawandel Wirkungskette 1.Verbrennung von fossilen Energieträgern (Kohle, Erdöl, Erdgas) 2.Emission von Treibhausgasen (CO 2, CH 4, N 2 O, HFC, PFC, SF 6 ) 3.Wichtige Größe: CO 2 -Gehalt in der Atmosphäre (Anstieg von 280 ppm auf inzwischen knapp 380 ppm in den vergangenen 150 Jahren) 4.Anthropogener Treibhauseffekt (Erwärmung der Erdatmosphäre) 5.Klimawandel (Klima = Statistik des Wetters über 30 Jahre) 6.Erste Indizien: Orkan Lothar 1999, Elbe-Hochwasser 2002, Jahrhundertsommer 2003, Hurrican-Saison Mittelamerika 2005, Überschwemmungen Süd-Ost-Europa 2005, Hitze-Rekord Juli 2006, wärmster Winter 2006/ Szenarien: Bis zum Jahr 2100 Erwärmung um 1,4 bis 5,8 Grad (maximal tolerierbar: + 2 Grad) mit diversen gravierenden Auswirkungen 8.Langer Bremsweg (d. h. schnelles und umfassendes Handeln)

5 Bedeutung erneuerbarer Energien4 Entwicklung der Rohölpreise (#)

6 Bedeutung erneuerbarer Energien5 Klimaschutz Wunsch und Wirklichkeit Quelle: Stuttgarter Zeitung

7 Bedeutung erneuerbarer Energien6 Weg vom Öl Sind wir auf dem Weg dorthin?

8 Bedeutung erneuerbarer Energien7 Weltprimärenergieverbrauch Erneuerbare auf dem Vormarsch? Anteile 1971 ( PJ) Anteile 2003 ( PJ)

9 Bedeutung erneuerbarer Energien8 Möglichkeiten zur CO 2 -Minderung auf fünf Ebenen 1. Vermeiden unnötigen Energieverbrauchs (Komfort, Luxus, Freizeit) 2. Verringerung des Energiebedarfs (Wärmedämmung von Gebäuden, Stand-by-Verbrauch, …) 3. Verbesserung der Energienutzung / der Energieeffizienz (optimierte Wartung, Energiesparlampen, BHKW, …) 4. Einsatz CO 2 -armer Energieträger (Kohle -> Heizöl -> Erdgas) 5. Einsatz regenerativer Energien (Sonne, Wind, Wasser, Biomasse, Erdwärme)

10 Bedeutung erneuerbarer Energien9 CO 2 -Emissionen der Energieträger

11 Bedeutung erneuerbarer Energien10 Der Potenzial-Begriff Theoretisches, technisches, wirtschaftliches, umsetzbares oder gefühltes Potenzial? Gesamtpotenzial oder zusätzliches Potenzial? Nachfrage- oder Angebots-Potenzial? Installierte Leistung oder Jahresarbeit (Energiemenge)? Betriebswirtschaftliche oder volkswirtschaftliche Sichtweise?

12 Bedeutung erneuerbarer Energien11 Struktur der Energiebereitstellung Deutschland 2005 (Quelle: BMU) Anteile der einzelnen Energieträger am Primärenergieverbrauch 2005 ( PJ) in % Anteil der einzelnen Erneuerbaren an der Endenergiebereitstellung 2005 (165 TWh = 6,4 % ges.) in %

13 Bedeutung erneuerbarer Energien12 Langfristig nutzbares Gesamtpoten- zial in Deutschland (Quelle: BMU)

14 Bedeutung erneuerbarer Energien13 REG-Beitrag zum Wärmemarkt in Deutschland (Quelle: DLR)

15 Bedeutung erneuerbarer Energien14 Anteile der Erneuerbaren in BW (Quelle: ZSW)

16 Bedeutung erneuerbarer Energien15 Stand und Potenziale der REG- Nutzung in BW (Quelle: ZSW, DLR)

17 Bedeutung erneuerbarer Energien16 Wirtschaftliche Bedeutung der regenerativen Energieträger Umsatz aus der Errichtung von REG-Anlagen in D in 2005: 9,0 Mrd. Umsatz aus dem Betrieb von REG-Anlagen in D in 2005: 7,4 Mrd. Sicherung von rund Arbeitsplätzen in D in 2004 Umsatz aus der Errichtung von REG-Anlagen in BW in 2005: 1,4 Mrd. Umsatz aus dem Betrieb von REG-Anlagen in BW in 2005: 0,5 Mrd. Die Innovationen und Investitionen im Bereich der Erneuerbaren Energien erfolgen ganz überwiegend durch kleine und mittlere Unternehmen (KMU). Zitat aus: Energieversorgung für Deutschland – Statusbericht für den Energiegipfel am 3. April 2006, BMFT + BMU, Berlin März 2006

18 Bedeutung erneuerbarer Energien17 Arbeitsplatzentwicklung D von 2004 bis 2010 Umfrage bei Unternehmen (Quelle: DLR)

19 Bedeutung erneuerbarer Energien18 REG-Minderungspotenziale und – kosten in Baden-Württemberg

20 Bedeutung erneuerbarer Energien19 Schwerpunkte der zukünftigen Entwicklung in BW (1) Biomasse: Förderung der Wärmeerzeugung aus naturbelassenem Holz (Nahwärmeversorgungs-systeme auf der Basis von Holzhackschnitzeln, Einzelheizungen mit Pelletkesseln), Unterstützung für Zufeuerung in Kraftwerken und Zementöfen, F+E und Pilotanlagen KWK (z. B. Stirling-Motoren), Wärmenutzung aus Biogasanlagen, stabile Rahmenbedingungen für Biogaseinspeisung, F+E Holzvergasung, F+E Biokraftstoffe Geothermie: Tiefbohrungen Oberrheingraben und Süddeutsches Molassebecken, dort: Absicherung des Fündigkeitsrisikos; Erdwärmesonden-Wärmepumpen für Niedertemperatur-Heizsysteme (v. a. für kleine und für zu klimatisierende Gebäude), dort: Abgleich der Genehmigungspraxis der Unteren Wasserbehörden, Optimierung des Gesamtsystems sowie Qualitätssicherung Solarthermie: Nutzungspflicht für Gebäude, Förderung von Anlagen > 100 m 2 sowie von Pilotanlagen mit Langzeitwärmespeicher

21 Bedeutung erneuerbarer Energien20 Schwerpunkte der zukünftigen Entwicklung in BW (2) Solarstromerzeugung: F+E, Zurverfügungstellung von öffentlichen Dachflächen, internationale Kooperationen (Nordafrika) Wasserkraft: Ausbau Kraftwerk Rheinfelden, ggf. weitere größere Kraftwerke am Rhein Windkraft: Entspannung der polarisierten Diskussion, konsequente Nutzung der verfügbaren Standorte, Re-Powering, ggf. Ausweisung weiterer Standorte politisch/ allgemein: Weiterentwicklung des EEG (Wärmenutzung), EWärmeG (REG-Nutzungspflicht für Gebäudeheizung) / Wärme-EEG Bund, Loslösung der Förderinstrumente von den öffentlichen Haushalten, Energietag Baden-Württemberg am

22 Bedeutung erneuerbarer Energien21 Schwerpunkt: Erdwärme

23 Bedeutung erneuerbarer Energien22 Schema Hydrogeothermale Nutzung

24 Bedeutung erneuerbarer Energien23 Schema Hot Dry Rock

25 Bedeutung erneuerbarer Energien24 Tiefe Geothermie: Probleme Projektfinanzierung und -management Technisches Bohrrisiko Fündigkeit (Temperatur, Schüttung) Pumpstrom Aquifere: Wasserchemie (Salz) Hot Dry Rock: Diverses

26 Bedeutung erneuerbarer Energien25 Funktionsweise der Wärmepumpe

27 Bedeutung erneuerbarer Energien26 Energiebilanz der Wärmepumpe?

28 Bedeutung erneuerbarer Energien27 Wärmequellen für Wärmepumpen Erdwärmesonden (sinnvoll, wenn Grundwassernutzung nicht möglich, vertikale Sonden bis 300 m Tiefe, Abstand > 5 m, ganzjährig > 10 °C, hohe Effizienz, aber: hohe Investitionen, wasserrechtliche Unbedenklichkeit zwingend, Zugang, Bohrrisiko) Erdreichkollektoren (sinnvoll wenn ohnehin Erdbewegungen notwendig, Kunststoff- Rohrschlangen in 1 bis 1,5 m Tiefe, Abstand > 50 cm, + 2 °C während Heizzeit, nicht genehmigungspflichtig, leichte Temperaturdämpfung und -verschiebung, aber: flächenintensiv, geringere JAZ) Grundwasser (sofern in geringer Tiefe vorhanden, Förder- und Schluckbrunnen im Abstand von > 10 m, ganzjährig + 7 bis + 12 °C, hohe JAZ, aber: genehmigungspflichtig, Wasserchemie ggf. problematisch) Luft (überall verfügbar, einfache Erschließung, + 5 °C während Heizzeit, kostengünstig, aber: ungünstiger Temperaturverlauf, schlechter Wärmeübergang, geringere JAZ, nicht sinnvoll unter - 12 °C, ggf. Schallprobleme) Fließgewässer (guter Wärmeübergang, + 2 bis + 15 °C, hohe JAZ, aber: genehmigungspflichtig, kostenintensiv durch wasserbauliche Maßnahmen, Verschmutzungsgefahr bei Hochwasser) Abwasser / sonstige Abwärmequellen (je nach Temperatur hohe JAZ, aber: Eigentumsverhältnisse, evtl. Korrosionsprobleme)

29 Bedeutung erneuerbarer Energien28 Erdwärmesonden Teil des Heizsystems Potenzial: Die Wärmepumpe als ein möglicher, regenerativ gespeister Wärmeerzeuger Das Erdreich als eine mögliche Wärmequelle Erdwärmesonden als eine mögliche Technik Aber auch: Erdwärmesonden als potenzielle Engstelle im System Gebäude Heizsystem Wärmepumpe Erdwärmesonden (bis hin zur Gefahr der Vereisung) Ausreichende Dimensionierung !

30 Bedeutung erneuerbarer Energien29 Erdwärmekollektoren

31 Bedeutung erneuerbarer Energien30 Grundwassernutzung

32 Bedeutung erneuerbarer Energien31 Wärmequelle Außenluft

33 Bedeutung erneuerbarer Energien32 Temperaturverlauf im Erdboden

34 Bedeutung erneuerbarer Energien33 Erdwärme (Geothermie) oder Umweltwärme (Solarenergie)? Welche Wärmequelle wird von Erdwärmesonden genutzt? Beide Wärmequellen leisten einen Beitrag zum Wärmeangebot. Das Verhältnis ist unter anderem abhängig von der Sondenlänge. Entscheidend ist neben der Größe des Wärmestroms das Temperatur- niveau der Wärme. Dieses wird im Wesentlichen durch die Umwelt (jahresmittlere Temperatur der Außenluft 10 °C) bestimmt. Die Diskussion über die Frage ist eine akademische, da beide Wärmequellen als erneuerbar anzusehen sind.

35 Bedeutung erneuerbarer Energien34 Primärenergieeinsatz im Vergleich Wärmepumpe Pelletkessel Erdgaskessel Ölkessel

36 Bedeutung erneuerbarer Energien35 CO 2 -Emissionen im Vergleich Wärmepumpe Pelletkessel Erdgaskessel Ölkessel

37 Bedeutung erneuerbarer Energien36 Luftschadstoff-Emissionen im Vergleich Staub SO 2 NO x Randbedingungen: Wärmeversorgung eines Ein-/Zweifamilien- hauses (Wohnfläche 210 m 2, Heizleistung 13 kW, Jahresheizwärmebedarf 23 MWh/a) Jahresnutzungsgrade: HP = 0,80 Erdgas = 0,95, HEL = 0,90, KWK = 0,32 (el) / 0,53 (th), HEL-Spitzen- HK = 0,90, NW_Transport = 0,90

38 Bedeutung erneuerbarer Energien37 Sinnvolle Anwendungsgebiete für Wärmepumpen... in Verbindung mit Niedertemperaturheizsystemen (Fußbodenheizung, Wandheizung) … bei Verdrängung von Heizöl … für kleine Gebäude (Ein- und Zweifamilienhäuser, Kindergärten) … für zu klimatisierende Gebäude (Büro, Verwaltung, Museen, …) … vor allem in Neubauten … bei einem günstigen Strombezugspreis … an emissionssensiblen Standorten (Kurorte, Innenstädte)

39 Bedeutung erneuerbarer Energien38 Fördermöglichkeiten Systematik Förderbereiche: Forschung und Entwicklung (Daueraufgabe) Pilot-/Demonstrationsvorhaben (Transfer Labor Praxis) Flächendeckende Anwendung (Breitenprogramme) Arten der Förderung: Investitionszuschüsse Zinsverbilligte Kredite (ggf. + Restschulderlass) Gesetzliche Rahmenbedingungen Steuerliche Rahmenbedingungen Öffentlichkeitsarbeit Endkunden Information, Motivation und Schulung von Multiplikatoren Speziell für regenerative Energien und KWK: Vergütungs-, Bonus- oder Quotenmodelle Ausschreibungsmodelle freiwillige Kundenleistungen (grüne Tarife, Beteiligungen, Spenden/Fonds)

40 Bedeutung erneuerbarer Energien39 Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) Ziel: Erhöhung des REG-Anteils am Strom bis 2010 auf 12,5 % (20 % bis 2020) Vorgänger:Stromeinspeisungsgesetz (1990 bis 2000) Historie:Inkrafttreten im März 2000 Änderungen in 2003 umfassende Novellierung in 2004 Inhalte: Anschluss- und Abnahmepflicht für Netzbetreiber (ggf. inkl. Netzausbau) Vergütungssätze (privat: vor allem für Photovoltaik) Langfristige Planungssicherheit für Investoren Unabhängigkeit von öffentlicher Haushaltslage (Umlage auf Stromverbraucher) Konkurrenz vor allem zu Bonussystemen und Quotensystemen Anwendung auf Pflanzenöl-, Biogas-, Klärgas-, Deponiegas- oder Grubengas- BHKW

41 Bedeutung erneuerbarer Energien40 Förderprogramme des Landes Übersicht Förderprogramme des Landes: EnergieSparCheck (Umweltministerium - UM) Klimaschutz-Plus (UM) Heizen und Wärmenetze mit regenerativen Energien – EFRE (UM) Energieeffizienz in KMU (UM) Umweltschutz in Vereinen (Landesstiftung) Demonstrationsvorhaben (Wirtschaftsministerium - WM) Bioenergiewettbewerb (WM) Infrastrukturprogramm (L-Bank) Wohnen mit Zukunft: Erneuerbare Energien (L-Bank) Übersicht / Suchhilfen: Übersicht des Informationszentrums Energie im WM BW

42 Bedeutung erneuerbarer Energien41 Information und Beratung Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg, Karlsruhe (www.kea-bw.de) Programm Zukunft Altbau bei der KEA (www.zukunftaltbau.de) Informationszentrum Energie im Wirtschaftsministerium, Stuttgart (www.wm.baden-wuerttemberg.de) Regionale Energieagenturen (Liste und Links siehe weitere Agenturen in Gründung) Verbraucherzentralen Energieversorger / Stadtwerke

43 Bedeutung erneuerbarer Energien42 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit KEA Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg GmbH Kaiserstr. 94 a D Karlsruhe Tel. (07 21) Fax (07 21) Internet:


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