Universität zu Köln Die Energiewende Der Weg in die Ernüchterung Christoph Buchal Forschungszentrum Jülich und Universität zu Köln Bad Honnef, 17.4.2015.

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1 Universität zu Köln Die Energiewende Der Weg in die Ernüchterung Christoph Buchal Forschungszentrum Jülich und Universität zu Köln Bad Honnef, 17.4.2015

2 Universität zu Köln Die Energiewende Der Weg in die Ernüchterung Christoph Buchal Forschungszentrum Jülich und Universität zu Köln Bad Honnef, 17.4.2015 Der mühevolle Weg zu tieferem Verständnis Denkanstöße

3 Universität zu Köln Der Geschäftsführer von Solland Solar 2003: „Das EEG ist die beste Forschungsförderung und klügste Umweltpolitik, die man sich vorstellen kann. Ein genialer Ansatz !“ Aachen/Jülich, 2003 Ohne Vorbild ! – einmalig !

4 Universität zu Köln 2 € / Watt 1000 h / y 1 y: 1 kWh / 2 € 20 y: 10 cent/kWh Erfolge, Euphorie und … Insolvenzen Weltweites BRAVO ! zugleich Todesurteil für altes DESERTEC-Konzept

5 Universität zu Köln IPA / ISE der FhG : Studie x GW-Fabrik x: 0,5 … 5

6 Universität zu Köln Wie wird sinnvoll geplant – gelenkt – gefördert ? A. Nachfrage nach PV/Windanlagen wird gefördert B. Produktion von … wird gefördert C. F & E von …. wird gefördert Alles gleichzeitig ? Wer versteht das Gesamtsystem ? Wer erinnert sich an das Ziel: Emissionen – Arbeitsplätze … ?

7 EU-Ziel 2050: Emissionen -80%; Strom sogar auf 0%

8 Universität zu Köln Februar 2015

9 Universität zu Köln Sonnenfinsternis

10 Universität zu Köln August 2014

11 Universität zu Köln A nonlinear transfomation (Many sources, cb) < 25% „EE-Strom“: fairly easy get flexibel, use grid for import/export, EEX neighbours 40% EE-Strom (2020) : possible (? even closing all KKW) New political goal: total CO2 emissions -40% in 2020 cf. 1990 80% EE-Strom (~2040) : difficult, very expensive (no KKW) 100% EE-Strom (2050) (without KKW) This last 20% step is as expensive as the 80% before (cb: more probable are many simple, open gas turbines)

12 Universität zu Köln Anfangs: Das stabile Netz konnte den Zappelstrom aufnehmen. Der Zappelstrom hatte anfangs akzeptable Amplituden. Aber 1/2015: Wind: 40 GWp PV: 38 GWp Der Markt sollte alles regeln – aber der Markt wurde zuvor effektiv lahm gelegt. Ein hervorragendes System wird durch naive lineare Extrapolationen bis zum Scheitern überfordert

13 Der Markt – Die Europäische Strombörse EEX : Ein Preis für alle: Zuerst aller EE-Strom „ohne Brennstoffkosten“ (Grenzkosten = 0) danach die anderen laut Grenzkosten Als Beispiel: 20 GW EEG- Strom ( Gegenwärtig zunehmende Phase des „wirtschaftlichen Kannibalismus“ )

14 Universität zu Köln GuD-Kraftwerk Lingen Emsland GuD Irsching (Bayern) η = 60%

15 Universität zu Köln Paradoxa Monopole - Unbundling - Markt - Markteingriffe Globale Emissionen - D: 2,5% - bezahlbares Vorbild ? EU-Zertifikate - Nationale Daten Neuer, mächtiger Lobbyismus - Gewinner /Verlierer Flächendeckendes Ausrollen bekannter Technologien Das Irsching - Paradoxon Das „Grüne Paradoxon“ Moralisierung (der Energiesysteme) - „Denkverbote“ oft zusammen mit Egoismen Wer bestimmt in D (Europa) letztendlich über die Energieversorgung ?

16 Universität zu Köln Ein Beispiel für die Welt ? Gewinner (Landwirte &Co) und Verlierer (Stromkunden, Industrie, Mieter, dt. PV-Industrie) Nicht vergessen: Verkehr ! ( Strom ? Wasserstoff ? ) Räumlicher mismatch, dennoch kein europäischer Ausgleich Hohe induzierte Netzausbau-Kosten, Reserve-Kraftwerks-Kosten WEA: Höhere Förderung schlechter Standorte (EEG2015) Bilanz von Wind + Sonne: 2,3 % der Endenergie STOP ! Mehr Pragmatismus … back to the lab ! Flächendeckendes Ausrollen bekannter Technik = Gefangene der Vergangenheit Schrecklich: Für 20 Jahre festgenagelt ! Die anfänglichen Übertreibungen haben machtvolle Lobby-Blöcke geschaffen

17 Universität zu Köln Deutschland 2014: 28% EE – Strom… Aber eigentlich wollten wir ja das Weltklima „schützen“ …

18 Universität zu Köln Slope unchanged only 2 ppm / year Mittelwert Feb.2015: 400,26 ppm D: 2,5% → global attraktiv ? or rich man´s sports ? Thanks to the oceans ! (Tragedy: Riding another tiger)

19 Welt - CO2 - Emission 1990 - 2013

20 Wohlstand und Primär-Energiebedarf (2009-2010) ▲▲ ▲▲ Über 4 Milliarden Menschen leben „hier“! Wohlstand und Energiebedarf sind generell sehr schwer zu trennen (Prioritäten: Essen, Wohnen, Jobs, Gesundheit, Zukunft für die Kinder, … Umwelt) 2014: China 3,3 kW ( +10% pro Jahr) D gesamt: 450 GW ( Primär-E.) China: 4240 GW mit bis zu 10% pro Jahr

21 VW Lupo 3 Liter Diesel / 100 km (1999 – 2005)

22 Das Model X wird dann noch größer (7 Personen) Neben den Bahnen werden Autos elektrisch ( und teurer ) und in einigen Jahren gibt es immer mehr PV- Alt- Anlagen ohne Förderung… ( Zahlen die E-Auto-Fahrer dann auch für Straßenbau und Verkehrs - Infrastruktur ?)

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24 Vielleicht ist der Umweg über das Erdgasnetz irgendwie nicht-linear begründbar – Aber das Ziel sollte der Verkehr mit H2 sein !

25 Fuel Cells

26 Druckbetankung mit 700 bar (70 MPa)

27 TOYOTA MIRAI (155 PS, 80 000 Euro, ab 2015)

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29 Universität zu Köln Die Welt lernt auch von deutschen Übertreibungen Hohe Milliardensummen alle wollen verdienen werden inzwischen „stur linear“ fehlinvestiert: „Lineares flächendeckendes Ausrollen“ anstelle von innovativen Projekten, vor allem F&E ! ( Zusätzlich zu den teuren KKW-Schließungen „Gelddruckmaschinen“ ) Wir stehen vor einem noch offenen NICHT-Linearen Globalen Jahrhundertprojekt Ex. kein Befreiungsschlag! Echt schade!

30 Universität zu Köln Bilanz: Der globale Fortschritt verläuft Nicht-Linear, vermutlich sogar oft unvorhersehbar … (Pelte + ) 1. Ruhige pragmatische Vernunft (?Medien? ?Politik?) 2. Große Erfolge: PV & Wind… 10 cent/kWh selbst nutzen 3. F&E: techn. Photosynthese …H2… Wasserspaltung ! 4. F&E: Katalyse und Akkus 5. F&E: Verkehr und Wasserstoff-Wirtschaft … sehr viele kleine Schritte Wer zu früh kommt, den bestraft das Leben !

31 Universität zu Köln Zwei neue Arbeiten: 1. Energiespeicher als Element einer sicheren Energieversorgung Chem Ing Tech Volume 87 (1) Feb 2015 Florian Ausfelder 1,2,*, …Karl-Friedrich Ziegahn 3,8 2. Wechselwirkungen im Energiesystem Florian Ausfelder 1,2,*, … Hermann-Josef Wagner Acatech, Feb 2015 Volume 87 (1)

32 Quellen: BMWi, UBA, AG Energiebilanzen 2015

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34 Renewables of Primary Energy: 11,5% (Germany 2013) Nobody counts cleverly designed houses … Wind: 1,4% PV: 0,8% used for electricity „Burning wood“

35 2013: 23,9% 8,4 % 7,5 % 4,7 % 3,2 % Gesamtprod. 2013: 634 TWh ~ „77 GW“

36 GERMANY: Primary Energy time line Nuclear Gas Coal Oil

37 GERMANY: End – Energy time line Note, that electricity and fuel stays nearly unchanged electricity heat car fuel

38 Universität zu Köln Februar 2015

39 Universität zu Köln Ernüchternde Erkenntnis: Es ist auch in unserem Land nicht von entscheidendem Belang, was die wissenschaftlichen Erkenntnisse ergeben (damit wird i.a. die Realität beschrieben), sondern was den Menschen unablässig gepredigt wird und was sie entsprechend als Realität empfinden. Diese Tatsache ist eine reale Realität.