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Ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung im Umbruch - Knappheit und Klimawandel erzwingen Anpassung von Wirtschaft und Gesellschaft Dr. Werner Zittel.

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Präsentation zum Thema: "Ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung im Umbruch - Knappheit und Klimawandel erzwingen Anpassung von Wirtschaft und Gesellschaft Dr. Werner Zittel."—  Präsentation transkript:

1 ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung im Umbruch - Knappheit und Klimawandel erzwingen Anpassung von Wirtschaft und Gesellschaft Dr. Werner Zittel Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH · Ottobrunn Physikalisches Kolloquium Heidelberg, 15. Mai 2009

2 ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung

3 ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung

4 ludwig bölkow systemtechnik Weltenergieverbrauch 2006 Kohle Mtoe Gas Mtoe Öl Mtoe Nuklear 241 Mtoe *) (Strom) Wasser 261 Mtoe *) (Strom) Quelle:BP Statistical Review of World Energy 2007 Renewables: WEO ,6 % 34,8 % 2,2 % 2,3 % 22,1 % Biomasse ~1.200 Mtoe 10,6 % *) bei Umrechnung in Primärenergie erhöht sich der Beitrag von Kernenergie auf 635 Mtoe und von Wasserkraft auf 688 Mtoe 1 Mtoe = 1 Mio. Tonnen Öläquivalent sonstige Erneuerbare ca. 0,5%

5 ludwig bölkow systemtechnik Die Weltenergieversorgung ist am Scheideweg. Die derzeitigen Trends sind offensichtlich nicht nachhaltig. Aber das kann und muss geändert werden. (The worlds energy system is at crossroads. Current global trends in energy supply and consumption are patently unsustainable. But than must and can be altered.) Bei allen Unsicherheiten können wir sicher sein, dass die Energiewelt im Jahr 2030 deutlich anders aussehen wird als heute (For all the uncertainties highlighted in this report, we can be certain that the energy world will look a lot different in 2030 than it does today.) Zitate aus dem Executive Summary des World Energy Outlook 2008 Quelle: Internationale Energie Agentur (World Energy Outlook), 12. November 2008

6 ludwig bölkow systemtechnik Mtoe *) Kohle Biomasse Atomenergie **) Wasserkraft Solar/Wind/Geothermie Jahr Quelle: Historische Daten - BP Statistical Review of World Energy Outlook - International Energy Agency 2008 Gas Erdöl World Energy Outlook 2008 (Internationale Energieagentur) *) Mtoe = Mio. Tonnen Öläquivalent **) Wirkungsgrad 38% Der Energieverbrauch ist - fossil dominiert - räumlich und zeitlich ungerecht verteilt - lässt keinen Spielraum für künftige Entwicklung benachteiligter Regionen

7 ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel - limitierte Senken (Treibhauseffekt) - limitierte Quellen (Öl, Kohle, Gas, Uran) - innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz) Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung

8 ludwig bölkow systemtechnik Quelle: Hadley Center, 2008 Globale Durchschnittstemperatur

9 ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel - limitierte Senken (Treibhauseffekt) - limitierte Quellen (Ressourcen) - Innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz) Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung Vergleich gemessene und berechnete Temperaturentwicklung Gemessene Temperatur Berechnet mit CO2-Emissionen Berechnet ohne CO2-Emissionen

10 ludwig bölkow systemtechnik Beobachtete Temperatur und IPCC Prognose bis 2100 IPCC, °C 2100 IPCC 2005 IPCC-Prognose November

11 ludwig bölkow systemtechnik Prinzip des Treibhauseffektes Weltraum Glas bzw. Atmosphäre Erde 342 W/m W/m W/m W/m W/m W/m 2 ~3 W/m W/m 2 Natürlicher Treibhauseffekt: T = + 32°C Temperatur ohne Atmosphäre T = - 17°C anthropogener Treibhauseffekt: T = + 1°C Spurengase

12 ludwig bölkow systemtechnik Zunehmende Extremwerte des Wetters Beispiel: Temperaturveränderung in Mittelengland Zunahme des Mittelwertes um 1,6°C auf 16,9°C ergibt 25mal soviele Tage über 17,3°C als vorher

13 ludwig bölkow systemtechnik Mtoe/a (Mio Tonnen Öläquivalent/Jahr) Jahr Öl Datenquelle: BP Statistical Review of World Energy Gas Kohle Business-as-usual: notwendig für Wachstum Emissionsreduktion: notwendig für Klimaschutz Sonst. Unaufgelöster Widerspruch der Industriegesellschaft bezüglich einer klimaneutralen Energiepolitik

14 ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel - limitierte Senken (Treibhauseffekt) - limitierte Quellen (Öl, Kohle, Gas, Uran) - innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz) Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung

15 ludwig bölkow systemtechnik B ü cher zum Thema: Mai 2009 Autoren: Colin J. Campbell Frauke Liesenborghs Jörg Schindler Werner Zittel 1. Auflage 2002; Neuauflage 2008

16 ludwig bölkow systemtechnik Zitate Wir werden jetzt eine globale Energiekrise erleben. Ich wei ß, das haben Sie schon einmal geh ö rt, aber diesmal ist es ernst ("We are now facing a global energy crisis. I know you´ve heard this before, but this time it´s for real. ) Hiroyuki Yoshino, Pr ä sident von Honda Dezember 1998 Der Krieg im Irak war ein Krieg um Zugang zu Erd ö l Daniele Ganser, ASPO Schweiz, M ä rz 2009 Wir sollten das Ö l verlassen bevor das Ö l uns verl ä sst Fatih Birol, Internationale Energieagentur 2008

17 ludwig bölkow systemtechnik Quelle: Die Monatswerte des US First Purchase Price wurde den Internetseiten des US DoE entonommen. Die Daten vor 1974 wurden durch Anpassung der Datensätze für 1974 aus BP Statistical Review of World Energy errechnet Die Umrechnung in nominale Preise (Basis 2006) erfolgte durch die LBST anhand von jährlichen Inflationsraten aus BP Statistical Review of World Energy. Die Nymex Monatsendwerte wurden entnommen $/bbl Entwicklung des Rohölpreises bis Oktober 2007 real Ab 1997 zusätzlich: Nymex Monatsendwerte US First purchase price / 2.5-facher Anstieg in 2 Jahren 4-facher Anstieg nominal Jahr

18 ludwig bölkow systemtechnik Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH, 2007 Source: IHS Energy 2006 Anzahl der fündigen Aufschlußbohrungen, sog. New Field Wildcats (NFW) Bis 1960: 870 Gb mit 2,250 NFW : 330 Gb mit 1,650 NFW : 200 Gb mit 1,900 NFW : 100 Gb mit 2,600 NFW : 50 Gb mit 1,700 NFW : 19 Gb mit 890 NFW onshore offshore [Gb] Entdeckung von Erdöl und Anzahl der fündigen Aufschlußbohrungen (außerhalb von Nordamerika)

19 ludwig bölkow systemtechnik Ölfunde und Ölförderung ( ) Ölfunde Mrd Barrel/a Ölförderung Quelle: IHS Energy/ASPO Jahr

20 ludwig bölkow systemtechnik Quelle: BP Statistical Review of World Energy Proved reserves Thousand million barrels

21 ludwig bölkow systemtechnik Neubewertung von Reserven ohne neue Funde political reserve ca. 300 Gb Source: BP Statistical Review of World Energy Milliarden Barrel (Gb) Weltreserve ca bill. Barrel (140 Mtoe) Abu Dhabi Saudi Arabien Kuwait Venezuela Irak Iran Ölförderung seit 1980

22 ludwig bölkow systemtechnik Schätzung des Explorateurs:so groß wie vertretbar Schätzung des Ökonomen: so vorsichtig wie vertretbar Angabe in Jahresberichten: Was sicher mit getätigten Bohrungen förderbar ist =>Zunahme der Fördersonden lässt Reserven wachsen Warum wachsen die Reserven mit der Zeit? Öl Gas Wasser Öl

23 ludwig bölkow systemtechnik Größtes Ölfeld Nordamerikas, Prudhoe Bay: Förderrückgang trotz eines Reservewachstums Quelle:Department of Natural Resources, Division of Oil and Gas 2006 Annual Report and Jeremy Gilbert, BP Ölförderung Prudhoe Bay Entwicklung der insgesamt förderbaren Ölmengen

24 ludwig bölkow systemtechnik Grundsätzliche Fördermuster endlicher Ressourcennutzung Zeit Annahme: 15 identische Felder mit konstanter Förderrate bis zur Erschöpfung nach 10 Jahren Jedes Jahr wird ein neues Feld erschlossen

25 ludwig bölkow systemtechnik Grundsätzliche Fördermuster endlicher Ressourcen Zeit

26 ludwig bölkow systemtechnik Grundsätzliche Fördermuster endlicher Ressourcen Zeit

27 ludwig bölkow systemtechnik Grundsätzliche Fördermuster endlicher Ressourcen Zeit

28 ludwig bölkow systemtechnik Grundsätzliche Fördermuster endlicher Ressourcen Zeit

29 ludwig bölkow systemtechnik Grundsätzliche Fördermuster endlicher Ressourcen Zeit

30 ludwig bölkow systemtechnik Grundsätzliche Fördermuster endlicher Ressourcen Zeit

31 ludwig bölkow systemtechnik Grundsätzliche Fördermuster endlicher Ressourcen Zeit

32 ludwig bölkow systemtechnik Ölförderung Zeit 1.tes Feld Entwicklung der Ölförderung: Typisches Förderprofil eines Ölfeldes

33 ludwig bölkow systemtechnik Ölförderung Zeit 1.tes Feld 2.tes Feld Entwicklung der Ölförderung: Ausweitung der Förderung

34 ludwig bölkow systemtechnik Ölförderung Zeit 1.tes Feld 2.tes Feld 3.tes Feld Entwicklung der Ölförderung: Regionales Fördermaximum Fördermaximum

35 ludwig bölkow systemtechnik Ölförderung Zeit 1.tes Feld 2.tes Feld 3.tes Feld Entwicklung der Ölförderung: Verzögerung bei neuen Feldern Fördermaximum

36 ludwig bölkow systemtechnik Jahr Förderrate [Mio m 3 ] VergangenheitZukunft UK - Rohölproduktion aller bis Ende 2006 angeschlossenen Felder EUR: 32 Gb Decline: 6-8% p.a. Datenquelle: DTI April 2007

37 ludwig bölkow systemtechnik Die Ölförderung außerhalb GUS und der OPEC*) *) inkl. Indonesien und Venezuela Datenquelle: IHS 2006; PEMEX, petrobras; NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, January 2008 Analysis and 2007 estimate: LBST Mb/Tag Indonesia 77 India 95 Gabon 97 Argentina 98 Malaysia 97 Colombia 99 China UK 99 Ecuador 99 Germany 67 Austria 55 Romania 76 Brazil Angola Mexico 04 Neutral Zone Vietnam Thailand Eq. Guinea Sudan, Chad Egypt 93 Syria 95 Canada (conv.) 74 Rest-USA 71 Texas 71 Alaska 89 GoM NGL Norway 01 Venezuela 98/68 Oman 01 Australia 2000 Denmark 04 Yemen 01 Jahr

38 ludwig bölkow systemtechnik California-Bild Blick auf ein altes kalifornisches Ölfeld

39 ludwig bölkow systemtechnik Ölförderplattformen im Golf von Mexiko nach dem Sturm Ivan 2004 (links: Medusa oben: ENSCO 64)

40 ludwig bölkow systemtechnik Quelle: Die Monatswerte des US First Purchase Price wurde den Internetseiten des US DoE entonommen. Die Daten vor 1974 wurden durch Anpassung der Datensätze für 1974 aus BP Statistical Review of World Energy errechnet Die Umrechnung in nominale Preise (Basis 2006) erfolgte durch die LBST anhand von jährlichen Inflationsraten aus BP Statistical Review of World Energy. Die Nymex Monatsendwerte wurden entnommen $/bbl Entwicklung des Rohölpreises bis Oktober 2007 real Ab 1997 zusätzlich: Nymex Monatsendwerte US First purchase price / 2.5-facher Anstieg in 2 Jahren 4-facher Anstieg nominal Jahr

41 ludwig bölkow systemtechnik ExxonMobil Shell BP ChevronTexaco ConocoPhillips Unocal 50% TNK Texaco Enterprise Mb/Tag Quelle: Quartalsberichte der Firmen, Mai 2009 Arco Amoco Mobil Exxon Eni Repsol Total Ölförderung der acht größten westlichen Ölkonzerne

42 ludwig bölkow systemtechnik Mb/Tag Europa Sonstige USA Quelle: Quartalsberichte, Shell, August 2008 Enterprise Teersand Jahr E&P-Ausgaben (Mrd $) Ausgaben für E&P Shell: Ölförderung und Ausgaben für Exploration und Förderung

43 ludwig bölkow systemtechnik Gewinne (Net Income oder profit) Source: Quarterly reports of ExxonMobil, BP and Shell

44 ludwig bölkow systemtechnik Ausgaben für Exploration und Förderung Mrd. $ ExxonMobil Shell BP Merger (Enterprise) JointVenture (BP-TNK) Ölpreis [$/bbl] Zeit Ölpreis Datenquelle: Quartalsberichte von ExxonMobil, BP und Shell

45 ludwig bölkow systemtechnik Die Ölförderung außerhalb GUS und der OPEC*) *) inkl. Indonesien und Venezuela Datenquelle: IHS 2006; PEMEX, petrobras; NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, January 2008 Analysis and 2007 estimate: LBST Mb/Tag Indonesia 77 India 95 Gabon 97 Argentina 98 Malaysia 97 Colombia 99 China UK 99 Ecuador 99 Germany 67 Austria 55 Romania 76 Brazil Angola Mexico 04 Neutral Zone Vietnam Thailand Eq. Guinea Sudan, Chad Egypt 93 Syria 95 Canada (conv.) 74 Rest-USA 71 Texas 71 Alaska 89 GoM NGL Norway 01 Venezuela 98/68 Oman 01 Australia 2000 Denmark 04 Yemen 01 Jahr

46 ludwig bölkow systemtechnik Die Ölförderung außerhalb GUS und der OPEC *) *) inkl. Indonesien und Venezuela Datenquelle: IHS 2006; PEMEX, Petrobras; NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, January 2008 Forecast: LBST estimate, 18 January 2008 Mb/Tag Jahr

47 ludwig bölkow systemtechnik Die weltweite Ö lf ö rderung (Roh ö l, Kondensat, NGL, Schwer ö l) Datenquelle: historische Daten IHS-Energy 2006;soweit verfügbar, wurden Daten von Firmen und nationalen Institutionen benutzt (z.B. PEMEX, Petrobras ; Abare, NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, Saudi Aramco, OPEC),Mai 2008 Analyse and Daten für 2007 :soweit möglich auf obigen Quellen basierend, LBST, Mai 2008 Indonesien 77 Indien 95 Gabun 97 Argentinien 98 Malaysia 97 Kolumbien 99 Ekuador 99 Deutschland 67 Österreich 55 Rumänien 76 Mexiko 04 Ägypten 93 Syrien 95 Kanada (konv.) 74 Venezuela 98/68 Oman 01 Australien 2000 Dänemark 04 Jemen 01 Jahr Nigeria 05 USA 70 Großbritannien 99 Alaska 89 Norwegen 01 Regionen nach Fördermaximum: Mb/Tag

48 ludwig bölkow systemtechnik Die weltweite Ö lf ö rderung (Roh ö l, Kondensat, NGL, Schwer ö l) Datenquelle: historische Daten IHS-Energy 2006;soweit verfügbar, wurden Daten von Firmen und nationalen Institutionen benutzt (z.B. PEMEX, Petrobras ; Abare, NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, Saudi Aramco, OPEC),Mai 2008 Analyse and Daten für 2007 :soweit möglich auf obigen Quellen basierend, LBST, Mai 2008 Indonesien 77 Indien 95 Gabun 97 Argentinien 98 Malaysia 97 Kolumbien 99 Ekuador 99 Deutschland 67 Österreich 55 Rumänien 76 Mexiko 04 Ägypten 93 Syrien 95 Kanada (konv.) 74 Venezuela 98/68 Oman 01 Australien 2000 Dänemark 04 Jemen 01 Jahr Nigeria 05 Russische Föd. 07 USA 70 Großbritannien 99 Alaska 89 Norwegen 01 Regionen nach Fördermaximum: Mb/Tag

49 ludwig bölkow systemtechnik Die weltweite Ö lf ö rderung (Roh ö l, Kondensat, NGL, Schwer ö l) Datenquelle: historische Daten IHS-Energy 2006;soweit verfügbar, wurden Daten von Firmen und nationalen Institutionen benutzt (z.B. PEMEX, Petrobras ; Abare, NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, Saudi Aramco, OPEC),Mai 2008 Analyse and Daten für 2007 :soweit möglich auf obigen Quellen basierend, LBST, Mai 2008 Indonesien 77 Indien 95 Gabun 97 Argentinien 98 Malaysia 97 Kolumbien 99 Ekuador 99 Deutschland 67 Österreich 55 Rumänien 76 Mexiko 04 Ägypten 93 Syrien 95 Kanada (konv.) 74 Venezuela 98/68 Oman 01 Australien 2000 Dänemark 04 Jemen 01 Jahr Nigeria 05 Russische Föd. 07 USA 70 Großbritannien 99 Alaska 89 Norwegen 01 Saudi Arabien 05 Kuwait 06 VAE 06 Angola 08 Regionen evtl. nach Fördermaximum: Regionen nach Fördermaximum: Mb/Tag

50 ludwig bölkow systemtechnik Die weltweite Ö lf ö rderung (Roh ö l, Kondensat, NGL, Schwer ö l) Datenquelle: historische Daten IHS-Energy 2006;soweit verfügbar, wurden Daten von Firmen und nationalen Institutionen benutzt (z.B. PEMEX, Petrobras ; Abare, NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, Saudi Aramco, OPEC),Mai 2008 Analyse and Daten für 2007 :soweit möglich auf obigen Quellen basierend, LBST, Mai 2008 Indonesien 77 Indien 95 Gabun 97 Argentinien 98 Malaysia 97 Kolumbien 99 Ekuador 99 Deutschland 67 Österreich 55 Rumänien 76 Mexiko 04 Schweröl/Teersand (Kanada u.Venezuela) Katar Aserbaidschan Ägypten 93 Syrien 95 Kanada (konv.) 74 Venezuela 98/68 Oman 01 Australien 2000 Dänemark 04 Jemen 01 Jahr Nigeria 05 Russische Föd. 07 USA 70 Großbritannien 99 Alaska 89 Norwegen 01 Saudi Arabien 05 Kuwait 06 VAE 06 China Brasilien Angola 08 Neutrale Zone Algerien Libyen Iran Kasachstan Thailand, Eq. Guinea Sudan, Pakistan Irak Regionen vor dem Fördermaximum Regionen evtl. nach Fördermaximum: Regionen nach Fördermaximum: Mb/Tag

51 ludwig bölkow systemtechnik Die weltweite Ö lf ö rderung (Roh ö l, Kondensat, NGL, Schwer ö l) Datenquelle: historische Daten IHS-Energy 2006;soweit verfügbar, wurden Daten von Firmen und nationalen Institutionen benutzt (z.B. PEMEX, Petrobras ; Abare, NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, Saudi Aramco, OPEC),Mai 2008 Analyse and Daten für 2007 :soweit möglich auf obigen Quellen basierend, Werte für kleine Staaten geschätzt, LBST, Juni 2008 Mb/Tag Indonesien 77 Indien 95 Gabun 97 Argentinien 98 Malaysia 97 Kolumbien 99 Ekuador 99 Deutschland 67 Österreich 55 Rumänien 76 Mexiko 04 Ägypten 93 Syrien 95 Kanada (konv.) 74 Venezuela 98/68 Oman 01 Australien 2000 Dänemark 04 Jemen 01 Jahr Nigeria 05 Russische Föd. 07 USA 70 Großbritannien 99 Alaska 89 Norwegen 01 Saudi Arabien 05 Kuwait 06 VAE 06 Angola 08 Regionen evtl. nach Fördermaximum: Regionen nach Fördermaximum:

52 ludwig bölkow systemtechnik Die weltweite Ö lf ö rderung (Roh ö l, Kondensat, NGL, Schwer ö l) Datenquelle: historische Daten IHS-Energy 2006;soweit verfügbar, wurden Daten von Firmen und nationalen Institutionen benutzt (z.B. PEMEX, Petrobras ; Abare, NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, Saudi Aramco, OPEC),Mai 2008 Analyse and Daten für 2007 :soweit möglich auf obigen Quellen basierend, Werte für kleine Staaten geschätzt, LBST, Juni 2008 Mb/Tag Indonesien 77 Indien 95 Gabun 97 Argentinien 98 Malaysia 97 Kolumbien 99 Ekuador 99 Deutschland 67 Österreich 55 Rumänien 76 Mexiko 04 Ägypten 93 Syrien 95 Kanada (konv.) 74 Venezuela 98/68 Oman 01 Australien 2000 Dänemark 04 Jemen 01 Jahr Nigeria 05 Russische Föd. 07 USA 70 Großbritannien 99 Alaska 89 Norwegen 01 Saudi Arabien 05 Kuwait 06 VAE 06 Angola 08 Regionen evtl. nach Fördermaximum: Regionen nach Fördermaximum:

53 ludwig bölkow systemtechnik Globale Ölproduktion – Peak Oil is "now" Source: Energy Watch Group, Crude Oil – The Supply Outlook, October WEO 2008

54 ludwig bölkow systemtechnik Alberta Teer sand

55 ludwig bölkow systemtechnik Geologischer Querschnitt durch die Teersandregion in Alberta

56 ludwig bölkow systemtechnik Die Zukunft der Ölförderung? High Tech Ölquelle

57 ludwig bölkow systemtechnik Schmutzwasserbecken von Syncrude Canada Ltd.

58 ludwig bölkow systemtechnik Kanadische Ölförderung Mb/Tag offshore Heavy oil (6.3 Gb) Synthetic crude oil (10 Gb) Bitumen (7 Gb) Total conv oil production (18 Gb) oil sands brutto (20 Gb) Source, data National Energy Board, CDA data US-DoE-Energy Information Administration 2007: Estimate by NEB, April Forecast, tar sands based on CERI-study, October 2005, conventional and heavy oil based on LBST estimate history

59 ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel - limitierte Senken (Treibhauseffekt) - limitierte Quellen (Öl, Kohle, Gas, Uran) - innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz) Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung

60 ludwig bölkow systemtechnik Quelle: Eurogas 2008 Die künftige Gasförderung aus Sicht der europäischen Gaswirtschaft

61 ludwig bölkow systemtechnik Der Beitrag neuer Felder eines jeden Jahres ist zusammengefasst Jahr [Mrd. m 3 ] Quelle: DTI Januar 2008 UK – Gas Förderung

62 ludwig bölkow systemtechnik Jahr Mrd m 3 /Jahr Vergangenheit Prognose Quelle: DTI, Januar;2008; Prognose: LBST Uk – Gas Förderung ? Noch nicht entdeckt

63 ludwig bölkow systemtechnik Historical data: OECD 2008, DTI 2009, NPD 2009, BP 2008; Forecast: LBST 2009 Norwegen Niederlande Italien Deutschland LNG Importe konstant zusätzliches LNG ? Importe aus GUS, Nordafrika (bis 2020 konst, Danach – 3% p.a.) UK Bedarf (WEO 2008) Sonst. Länder ? Die Gasförderung in OECD Europa Jahr Mrd. m 3 /Jahr

64 ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel - limitierte Senken (Treibhauseffekt) - limitierte Quellen (Öl, Kohle, Gas, Uran) - innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz) Vier Thesen zur künftigen Energieversorgung

65 ludwig bölkow systemtechnik Worldwide possible coal production M toe OECD North America China LA OECD Pacific Africa OECD Europe South Asia East Asia FSU subbituminous bituminous lignite bituminous Year WEO 2006: Reference scenario

66 ludwig bölkow systemtechnik Wartende Kohleschiffe vor Newcastle Port, Australien

67 ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel - limitierte Senken (Treibhauseffekt) - limitierte Quellen (Öl, Kohle, Gas, Uran) - innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz) Vier Thesen zur künftigen Energieversorgung

68 ludwig bölkow systemtechnik Quelle: International Atomic Energy Agency (IAEA), Februar 2008 Prognose: LBST, Oktober 2008; Annahmen: Betriebsdauer 40 Jahre, Bauzeit 5 Jahre Neue Reaktoren [GW/Jahr] Gegenwärtiger Trend (Neubau: 3 GW/Jahr) Installierte Leistung Installierte Leistung [GW] Jahr Gegenwärtiger Trend der Kernenergienutzung

69 ludwig bölkow systemtechnik Neue Reaktoren [GW/Jahr] Gegenwärtiger Trend (Neubau: 3 GW/Jahr) Notwendiger Reaktorneubau, um 370 GW Leistung zu erhalten Installierte Leistung Nicht realisiert! Installierte Leistung [GW] Jahr Notwendiger Reaktorneubau, um das gegenwärtige Niveau zu halten Quelle: International Atomic Energy Agency (IAEA), Februar 2008 Prognose: LBST, Oktober 2008; Annahmen: Betriebsdauer 40 Jahre, Bauzeit 5 Jahre

70 ludwig bölkow systemtechnik Produced RAR IR Source: NEA 2006, 2008 kt Uranium World wide uranium resources and cum. production <40 $/kgU<80 $/kgU <130 $/kgU <40 $/kgU<80 $/kgU <130 $/kgU 2007: 2005:

71 ludwig bölkow systemtechnik Already produced RAR < 40 $/kgU < 80 $/kgU <130 $/kgU IR < 40 $/kgU < 80 $/kgU <130 $/kgU Source: NEA 2008, BGR 1995 kt Uranium Resources: Uranium resources and cum. production by country 2007

72 ludwig bölkow systemtechnik RAR < 40 $/kgU < 80 $/kgU <130 $/kgU IR < 40 $/kgU < 80 $/kgU <130 $/kgU Source: NEA 2008, BGR 1995 kt Uranium Uranium resources and cum. production by country Kanada Südafrika Russ. Föderation Australien Kasachstan Niger Ukraine

73 ludwig bölkow systemtechnik kt Uran Reaktorbedarf Australien Kanada Kasachstan Russland USA Deutschland Datenquelle: NEA 2006 Für 2006 Daten von Daten, UIC, NRCan Feb 2008, USA March 2008, Grafik und Analyse: LBST-update Feb 2009 für CDA, Aus, USA, Kasachstan, Namibia, Niger Namibia Niger Usbekistan Weltweite Uranförderung und Bedarf der Kernreaktoren Daten für 2008 liegen noch nicht vollständig vor

74 ludwig bölkow systemtechnik EWG-Szenario der globalen Uranförderung (mit Datenbasis 2005) kt Uranium Fuel demand of reactors RAR < 130 $/kg : 3,296 ktU RAR+IR *) < 130 $/kgU : 4,743 ktU Supply gap : 180 – 260 kt Uranium Uranium Stocks: appr. 200 kt Uranium WEO 2006-Alternative Policy Scenario WEO 2006 Reference Scenario Year *) IR = Inferred Resources Constant Capacity as of 2005 For details on uranium resource/reserve analyses, see EWG Report No. 1/ 2006 Uranium: Reasonably Assured Resources (RAR) < 40 $/kg: 1,947 ktU

75 ludwig bölkow systemtechnik EWG-Szenario der globalen Uranförderung (mit Datenbasis 2008) kt Uranium Fuel demand of reactors RAR < 130 $/kg : 3,296 ktU RAR+IR *) < 130 $/kgU : 4,743 ktU Supply gap : 180 – 260 kt Uranium Uranium Stocks: appr. 200 kt Uranium WEO 2006-Alternative Policy Scenario WEO 2006 Reference Scenario Year *) IR = Inferred Resources Constant Capacity as of 2005 For details on uranium resource/reserve analyses, see EWG Report No. 1/ 2006 Uranium: Reasonably Assured Resources (RAR) < 40 $/kg: 1,947 ktU

76 ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel - limitierte Senken (Treibhauseffekt) - limitierte Quellen (Öl, Kohle, Gas, Uran) - innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz) Vier Thesen zur künftigen Energieversorgung

77 ludwig bölkow systemtechnik Anteil am: Primär Energie verbrauch Strom Wärme Verkehr End- energie Innovative Energiewandlungstechnologien (Regenerative Energien)

78 ludwig bölkow systemtechnik Quelle: Größtes Solar beheiztes Haus Europas ohne Zusatzheizung (Schweiz) (Wohnfläche 1344 m²) Solarkollektoren (276 m²) Warmwasserspeicher im Treppenhaus ( liter) Isolation (20 cm) Querschnitt

79 ludwig bölkow systemtechnik Weltweit installierte Solarkollektorfläche Mio m² In China ca. 1% des Wärmebedarfs (50-70 TWh) Quelle: Datenbasis LBST 2007

80 ludwig bölkow systemtechnik Quelle: Auer, AEE INTEC 2001 Weltgrößter Markt für Solaranlagen – China

81 ludwig bölkow systemtechnik Installierte PV Leistung – Welt MW/yr Produktionskapazität Quelle: EPIA, Photon, 2007 GW

82 ludwig bölkow systemtechnik GW Jahr Zubaurate 30% p.a. Zubaurate 15% p.a. ~10% Anteil an der Stromproduktion Quelle: EWEA 2009; WindForce 10, 2004 Installierte Windenergieleistung - Welt

83 ludwig bölkow systemtechnik Wegweiser in eine nachhaltige Energiezukunft Ein Umbau unserer Energieversorgung ist unvermeidlich Unser heutiges System ist weder effizient noch intelligent Energiedienstleistungen intelligenter organisieren Postfossile Mobilität Gestaltung des Wandels statt Verlängerung des Status Quo

84 ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel - limitierte Senken (Treibhauseffekt) - limitierte Quellen (Öl, Kohle, Gas, Uran) - Innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz) Thesen zur künftigen Energieversorgung

85 ludwig bölkow systemtechnik Wind/Wasser Mechanische Arbeit Wärme Solar- thermie Photosynthese Weide FeldWald Mechanische Arbeit Tier Mensch Holz Grundstrukturen der Energieversorgung in der Agrargesellschaft Energiemangelgesellschaft: Fläche und Naturrhythmen bestimmen Energieverfügbarkeit

86 ludwig bölkow systemtechnik Fossile Energiespeicher (chemische Energie) Wasser Mechanische Arbeit Wärme Übergang zur Industriegesellschaft

87 ludwig bölkow systemtechnik Fossile Energiespeicher (chemische Energie) Wasser Mechanische Arbeit Wärme + Positive Rückkopplung = exponentielles Wachstum Die Dynamik der industriellen Energienutzung Hohe Energiedichte und Hohe Leistungsfähigkeit: => Beschleunigung

88 ludwig bölkow systemtechnik Fossile Energiespeicher (chemische Energie) Wasser Mechanische Arbeit Strom Wärme Speicher Uran Grundstrukturen der Energieversorgung in der Industriegesellschaft Entkopplung von Naturrhythmen durch Energiespeicher Zeitmangelgesellschaft

89 ludwig bölkow systemtechnik Wind/Wasser Mechanische Arbeit PV Strom Wärme Speicher Fossile Energiespeicher (chemische Energie) Uran Übergang zur Postfossilen Industriegesellschaft

90 ludwig bölkow systemtechnik Wind/Wasser Mechanische Arbeit PV Strom Wärme Solar- thermie Bio- masse Geo- thermie Speicher Übergang zur Postfossilen Industriegesellschaft

91 ludwig bölkow systemtechnik Wind/Wasser Mechanische Arbeit PV Strom Wärme Solar- thermie Bio- masse Geo- thermie Speicher Chemischer Speicher Grundstrukturen der Energieversorgung in der postfossilen Industriegesellschaft

92 ludwig bölkow systemtechnik Alle Energie kommt von regenerativen Energieträgern Die direkte Stromerzeugung aus Sonnenlicht bildet die Basis Jede Energieform kann in jede andere transformiert werden (Arbeit, Wärme, Strom) Tages- und jahreszeitliche Muster bestimmen die Energieverfügbarkeit Regional unterschiedliche Verfügbarkeit Die verfügbare Fläche begrenzt das Energieangebot Speicherung nur mit großem technischem Aufwand möglich Anpassung der Energieverfügbarkeit an den Verbrauch (Transport) Anpassung des Energieverbrauchs an die Verfügbarkeit (DSM) Stärkere Kopplung des Aktivitätsrhythmus an Naturrhythmus Merkmale der regenerativen Energievollversorgung

93 ludwig bölkow systemtechnik Theoretisches Potenzial

94 ludwig bölkow systemtechnik Theoretisches, technisches und realisiertes Potenzial Quelle: LBST 2007

95 ludwig bölkow systemtechnik These 1: Wir stehen am Beginn eines Strukturwandels der Energieversorgung, der zu einer Neuorientierung der gesamten Wirtschaft führen wird nach der Neujustierung des Energiekompasses wird jede Investition in richtige Technologie gehen Energieeffizienz wird wichtig Energieverbrauch Erdöl Erdgas Kohle Erneuerbare Energie + Erneuerbare Energie Quelle: AWEO 2006, LBST Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung

96 ludwig bölkow systemtechnik These 2: Der energieintensive Lebensstil der Bewohner der Industrienationen ist nicht auf alle Menschen übertragbar Konsequenz: Nachdenken über gerechtere Verteilung /effizientere Nutzung der Ressourcen Bedarf an effizienten Technologien wird schnell zunehmen (Effizient auf allen Ebenen von Energieerzeugung,Transport, Verteilung, Endanwendung / Verkehr / Industrie / Gebäude) Energieverbrauch/Einwohner USADeutschlandChinaNepal Quelle: LBST 2007 Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung

97 ludwig bölkow systemtechnik These 3: Die Energiezukunft ist Strom dominiert Regenerativer Strom hat andere Eigenschaften als fossile Energieträger: schwerer speicherbar starrere Kopplung zwischen Erzeugung und Verbrauch Fossile Energieträger Strom Erneuerbare Kraftstoff Strom als Primärenergie (Sonne, Wind, Wasser) Erneuerbare Kohle Erdgas Erdöl Biomasse, Geothermie Quelle: AWEO 2006, LBST Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung

98 ludwig bölkow systemtechnik Das Potenzial der Biomasse ist begrenzt Nutzungskonkurrenz (Nahrung, Baumaterial, unterschiedliche energetische Nutzung) Klimaveränderung (Reduktion landwirtschaftliche Nutzflächen) Wasserbedarf (Mensch, Nahrungsmittel, Industrie, Energiepflanzen) Düngemitteleinsatz ist Energie- und Ressourcen-intensiv (Phosphorkreislauf) Kraftstoffe aus Biomasse Jahresertrag an Kraftstoff je Hektar Fläche Quelle: LBST Wasserstoff ~6000 CtL ~39000 Teersande CH 4 RME BtL Eth. Biomasse PV Wind

99 ludwig bölkow systemtechnik Welt: Landflächennutzung und Bedarf für Ernährung/Energieerzeugung 100 m² 2500 m² Siedlungsfläche Wasserfläche (Binnengewässer) Eiswüste Steinwüste Steppe, Weidefläche Woodland Wald Mosaik (mit teilweise Anbaufläche) Mosaik (mit hauptsächlich Anbaufläche) Ackerboden

100 ludwig bölkow systemtechnik These 5: Der Verkehrsbereich wird stromabhängig Entwicklungslinien:Verbrennungsmotor Hybridfahrzeug Plug-in Hybrid Fahrzeug Brennstoffzellen-FahrzeugElektrofahrzeug mit Wasserstoff hybridisiert ? Fuel production [GJ/ha] CG H 2 Ethanol from Biomass H 2 from Biomass H 2 from Wind H 2 from Photovoltaics Electricity from Photovoltaics Ethanol Akku E-motor H2H2 Quelle: LBST 2007 Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung

101 ludwig bölkow systemtechnik Umbau der Energieversorgung Energiedienstleistungen effizienter bereitstellen Erneuerbare Energiepotenziale intensiv nutzen Postfossile Mobilität: die Dominanz des Autos beenden Gestaltung des Wandels statt Verlängerung des Status Quo Wir müssen zu einem nachhaltigen Lebensstil finden! Es gibt viele Optionen Es gibt viele Optimierungsmöglichkeiten Die Aufgaben f ü r die Zukunft

102 ludwig bölkow systemtechnik Vielen Dank f ü r Ihre Aufmerksamkeit ! Mai 2009 Autoren: Colin J. Campbell Frauke Liesenborghs Jörg Schindler Werner Zittel 1. Auflage 2002; Neuauflage 2008


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