Herzlich Willkommen zum Vortrag Ausbaupfad zu 100% Erneuerbare bis 2050 100% 13% 2017 2050 23. März 2019 Energiemesse Kandel Referenten: Fedderken, Dr. Lausterer, Thiel

Agenda Auswirkungen durch den Klimawandel Ziele für 2050 Energiebedarf, Energiebilanz Ausbaupfad - Energie - Leistung - Energiespeicher - Investitionen, Flächenbedarf, Stückzahlen Transformation zu 100% Erneuerbare bis 2050 Risiken – Chancen Werkzeuge und Methoden zur Erreichung der Ziele Fazit

Auswirkungen durch den Klimawandel (1) Globale Erderwärmung Quelle: Studie Prof. Dr. Volker Quaschning, Hochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin Quo vadis Erde?

Auswirkungen durch den Klimawandel (2) Die Wissenschaft ist sich weitestgehend einig, dass der rasche Klimawandel durch den Menschen verursacht wurde. Schwerwiegende Folgen sind jetzt schon erkennbar: Klimakatastrophen nehmen weltweit, auch bei uns, zu und werden stärker: „Von den Folgen (Stürme, Überschwemmungen) aus Umweltzerstörung und Klimawandel geht die größte Gefahr für die Menschheit aus.“ Zu diesem Ergebnis kommt der „Global Risks Report 2018“, den das Weltwirtschaftsforum (WEF) eine Woche vor seinem jährlichen Treffen in Davos vorgestellt hat. noch ist nichts passiert! Meersspiegel steigt schneller an als erwartet: Wissenschaftler um Steve Nerem von der University of Colorado haben über Erdbeobachtungssatelliten festgestellt, dass der Meeresspiegel bis 2100 doppelt so schnell steigt als erwartet: 65 statt 30 cm. Klimaschutz/ Energiewende Die Kosten für die Versicherer steigen: Münchner Rück: „Die Kosten, die durch den Klimawandel und damit wetterbedingten Naturkatastrophen verursacht wurden, sind gestiegen und haben einen steigenden Trend.“  Münchner Rück steigt aus Kohle aus (FAZ vom 05.08.2018) Ohne Klimaschutz und Energiewende stürzen wir ins verderben! Greta: „Das Haus brennt!“

Unsere Forderung ist bereits mit heutiger Technik machbar! Übergeordnete Ziele zum Klimaschutz und zur Energiewende in Deutschland Seit 2011 hat der Bund die Energiewende und verstärkte Klimaschutz-anstrengungen auf den Weg gebracht: August 2011: Novellierung des Atomgesetzes zum Ausstieg aus der Atomenergie bis zum Jahre 2022. Januar 2012: EEG, Strom soll bis zum Jahre 2050 zu 80 Prozent aus regenerativen Energien erzeugt werden. September 2016: Ratifizierung des Pariser Klimaabkommens: Erderwärmung auf 1,5 Grad Celsius begrenzen ggü. Vorindustrieller Zeit. „Kohle-Kommission“ Ausstieg aus Kohle bis 2038 (2035), Ersatz durch Erneuerbare, Übergang mit Erdgas. Unsere Forderung Bis 2050 soll der gesamte Energiebedarf zu 100 % von Erneuerbaren kommen! Unsere Forderung ist bereits mit heutiger Technik machbar!

Die Erneuerbaren sind noch überschaubar Primärenergieverbrauch in Deutschland 2017 Energieträger 16.301 PJ = 4.528 TWh Übrige Erneuerbare Energien Kernenergie Mineralöl Braunkohle Steinkohle Ein Schobbe Rieslingschorle (0,5l) = 3/8 Wein +1/8 Wasser= 1.110kJ Ein m³ Schorle =1.100*2*1000= 2.220 MJ Chiemsee hat 2.047.840.000 m³ Primärenergieverbrauch in Deutschland 2010: 15.892 PJ Der Chiemsee muss 3,5 mal mit Riesling-Schorle gefüllt werden, um den Energiebedarf von Deutschland (2011) zu befriedigen! Eine „Halbe Bier“ hat 880 kJ Der Chiemsee muss 3,5 x 1,11/0,88 = 4,4  4,5 mal gefüllt werden. 0,5 l Cola hat 900 kJ Der Chiemsee muss 3,5 x 1,11/0,9 = 4,3 mal gefüllt werden. Anteile in % Quelle: AGEB Erdgas Die Erneuerbaren sind noch überschaubar

Fast ¾ unseres Energieaufkommens importieren wir! Energiebedarf: Energieflussbild 2017, Deutschland Primärenergie-verbrauch 1) (Summe 3.485) 1) ohne nichtenerg. Verbrauch Energieeinheit: PJ (TWh) (15) (276) (731) (162) (21) Verbrauchssektoren 28,9 % 29,5 % 26,1 % 15,5 % 0,5 % 74,8 % 24,7 % (750) (3.389) (765) (4.528) (3.776) (675) (2.591) Die Energiewende hat mehrere Dimensionen: - ökologische - klimatische - wirtschaftliche Sicherheitstechnische Wir kaufen die fossilen Energieträger aus Staaten, die es mit den Menschenrechten nicht so ernst nehmen. Saudi-Arabien z.B. kauft mit den Öl-Dollars Waffen (auch von uns) um diese dann bei ihren Konflikten einzusetzen. Mit all den Folgen, die wir täglich im Fernsehen beobachten können. Wollen wir das? (401) (1.118) darin sind 47 % (Prozess-)Wärme enthalten Anteile in % Quelle: AGEB Fast ¾ unseres Energieaufkommens importieren wir!

1.029 TWh Erneuerbare müssen zugebaut werden Energiebilanz von 2017 zu 2050, Deutschland (1) Ermittlung des notwendigen Zubaus der Erneuerbaren Schritt1: Feststellung des Primär-Energieverbrauchs (PEV) 2017 (3.485 TWh) ohne nichtenergetischer Verbrauch - Endenergieverbrauch (2.591 TWh) - Verluste (894 TWh) 731 TWh Umwandlungsverluste 162 TWh Verbrauch in den Energiesektoren Schritt 2: Feststellung des EE-Bestandes 2017 (496 TWh) 20 TWh Wasser 107 TWh Wind 40 TWh PV 305 TWh Biomasse 24 TWh Sonstige Schritt 3: Ermittlungung der Einsparungen bis 2050 (1.166 TWh) Laut EU Energie-Effizienz-Richtline sind 1,5 %/a vom Endenergieverbrauch einzusparen 2.591 TWh * 1,5 %/a = 38,8 TWh/a  bei 30 Jahren sind dies 1.166 TWh Schritt 4: Ermittlungung des notwendigen Zubaus (1.029 TWh) = PEV – EE-Bestand - Einsparung – Verluste fossil + Verluste P2G = 3485 – 496 – 1.166 – 894 + 100 = 1.029 TWh Annahme : Verluste bei Power to Gas (P2G) = 100 TWh Quelle: AGEB 1.029 TWh Erneuerbare müssen zugebaut werden

Endenergie- verbrauch Energiebilanz von 2017 zu 2050, Deutschland (2) (alle Energiezahlen in TWh pro Jahr) Endenergie- verbrauch 2017 Verluste fossil 2017 894 P-Energie- verbrauch 2017 3.485 Erneuerbare Bestand 2017 496 Biomasse Sonstige Wasser PV Wind Ein- sparung *) 2050 1.166 Verluste fossil 2050 894 Verluste P2G 2050 100 Zubau bis 2050 1.029 TWh/a 2.591 Industrie Verkehr Haushalte GHD Quelle: AGEB Fast die Hälfte des Endenergieverbrauchs von 2017 muss eingespart werden! Etwas mehr als das Doppelte des EE-Bestandes von 2017 muss zugebaut werden!

Ausbaupfad: Energie (1) Annahmen Zubau-Mix Wir schließen uns dem Leitfaden „Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland“ vom Fraunhofer-Institut ISE in Freiburg an, bei dem der Zubau-Mix wie folgt definiert ist: 50% Wind mit der Aufteilung 20% offshore 30% onshore 50% PV mit der Aufteilung 30% Freifläche (6m aufgeständerte PV-Module: AGRO-PV) 20% Dächer Andere Erneuerbare wie Geothermie, Biogas, Wasser etc. sind von geringer Bedeutung und werden für den Zubau-Mix nicht weiter betrachtet. Zubau-Plan Der Zubau wird linear-kumulativ geplant.

Nur Wind und PV sollen ausgebaut werden Ausbaupfad: Energie (2) Zubau bis 2050 Zubau bis 2050 172 2025 Zubau bis 343 2030 515 2035 686 2040 858 2045 1029 2050 TWh 1029 Freiflächen (30%) PV (50%) Wind (50%) Offshore (20%) Onshore (30%) Dächer (20%) Nur Wind und PV sollen ausgebaut werden

Ausbaupfad: Installierte Leistung (1) Grundlagen, Jahresvollaststunden Um von der benötigten Energie auf die notwendige zu installierende Leistung zu kommen, muss man den Jahresenergiebedarf durch die Jahresvollaststunden des Kraftwerktyps dividieren. Je nach Typ des Kraftwerkes ist der Jahresnutzungsgrad (%) sehr unterschiedlich (siehe Grafik). zu installierende Leistung (GW) = Jahresenergiebedarf (GWh) Jahresvolllaststunden (h) 75,9% 68,5% 51,4% 25,7% 11,3% Jahres- nutzungsgrad (%) Volatile Energieträger Jahres-Volllast- Stunden (h) Quelle: Falthauser, WID Bei Wind/Sonne muss die installierte Leistung deutlich höher sein als bei allen anderen!

Der bisherige Zubau mit  6,25 GW/a ist nicht ausreichend! Ausbaupfad: installierte Leistung (2) Annahmen und Fakten Zu installiernde Leistung Aus benötigter Energie und Volllaststunden zur notwendigen installierten Leistung in 30 Jahren: Installierte Leistung der Erneuerbaren zur Stromerzeugung in Deutschland 2002 - 2018 Der bisherige Zubau mit  6,25 GW/a ist nicht ausreichend!

Ausbaupfad: Energiespeicher Grundlagen Warum brauchen wir Energiespeicherung? Zur Überbrückung der zeitweise nicht verfügbaren volatilen Erneuerbaren (Wind und PV). Gibt es die sogenannte „Dunkelflaute“ und wie relevant ist sie für die Versorgungssicherheit?

Ausbaupfad: Energiespeicher Wo gibt es minimale Energieerzeugung durch Erneuerbare? Wöchentlicher Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung in Deutschland % 20,8 33,8 22,1 50 3  40 30 2016 1 52 Woche 30 40 Woche 52 1 2017 38,3 18,5 23,8 38 3 30 40 Woche 52 1 2018 42 6 27,0 25,9 40,3 Quelle: ISE, energy-Charts Nur an wenigen Tagen im Jahr werden Speicher benötigt. Wochenlange „Dunkelflauten“ gibt es nicht!

In der 42. KW 2018 lag der Speicherbedarf bei 9,54 - 2,59 = 6,95 TWh Ausbaupfad: Energiespeicher Zubau bis 2050 Wie groß ist der maximale Speicherbedarf in der schwächsten Woche in 2018? 2 TWh 4 6 8 10 Woche 52 1 Quelle: ISE, energy-Charts 42 2,59 9,54 In der 42. KW 2018 lag der Speicherbedarf bei 9,54 - 2,59 = 6,95 TWh

„Die Energiewende wird nicht an Stromspeichern scheitern!“ Ausbaupfad: Energiespeicher Zubau bis 2050: Fazit Der Energiespeicher bemisst sich nach der Woche mit maximalem Energiedefizit. D.h. der geringsten Energieerzeugung durch Erneuerbare= ca.7 TWh. Die bereits installierte Speicherkapazität für den Erdgasbereich beträgt 246 TWh. Daher benötigen wir keine weitere Speicherkapazität. Erst gegen Ende der Energiewende werden die vorhandenen Speicher nach und nach von Erdgas- auf Wasserstoffbetrieb umgestellt. „Die Energiewende wird nicht an Stromspeichern scheitern!“ (DIW aktuell Nr.11, Juni 2018)

7.696 km² überplante Fläche (ca. 2 % von D) Ausbaupfad: Investitionen, Flächenbedarf, etc. Annahmen und Fakten Überplanter Flächenbedarf 1) davon 95% als Ackerfläche nutzbar 2) davon 90% als Ackerfläche nutzbar 1) 2) EE-Investitionen (34,3 Mrd €/a) << Brennstoffkosten der Fossilen (ca. 66 Mrd €/a in 2015)! 7.696 km² überplante Fläche (ca. 2 % von D)

Bis 2050 ist die Energiewende vollendet! Transformation zu 100% Erneuerbare bis 2050 in D (1) Ziele und Annahmen Ziele 1. Atomausstieg bis Ende 2022 (Atomgesetz 2011) 2. Kohleausstieg bis 2035 („Kohlekommission“ 2019) 3. Öl-/Erdgasausstieg bis 2050 (EEG 2012 und Ausbaupfad ISE e.V. 2019) Annahmen Der Ausbau der Erneuerbaren erfolgt linear Die Degression für Kernkraft, Kohle und Öl ist linear Mit Erdgas wird die Differenz vom Bedarf zu den anderen Energieträgern gedeckt Der Einfachheit halber wurde ein linearer Verlauf angenommen. Wohlwissend, dass in der Realität sowohl der Zubau der Erneuerbaren als auch die Degression von Kernkraft, Kohle und Öl anders verlaufen können. Bis 2050 ist die Energiewende vollendet!

Mit dem Öl-/Erdgas-Ausstieg ist die Energiewende abgeschlossen! Transformation zu 100% Erneuerbare bis 2050 in D (2) zeitlicher Verlauf Atom- Ausstieg Kohle- Ausstieg Öl-/Erdgas- Ausstieg TWh Primärenergieverbrauch inkl. Verluste und Einsparung Erneuerbare Mineralöl Erdgas Kohle Kernkraft Mit dem Öl-/Erdgas-Ausstieg ist die Energiewende abgeschlossen!

0,9 % Reduktion pro Jahr, seit 2006, ist gut, reicht aber nicht aus! Entwicklung des Primärenergieverbrauch in Deutschland 1995 bis 2018 - 11,4 % 0,9 % Reduktion pro Jahr, seit 2006, ist gut, reicht aber nicht aus!

Eine wesentliche Rolle kommt dabei der Sektorenkopplung zu Chancen/Risiken durch den forcierten Ausbau Erneuerbarer Energien (1) Die Bewertung der Risiken und Chancen erfordert eine ganzheitliche Betrachtung, d. h. wir brauchen eine umfassende Energiewende in allen Sektoren: Stromwende Wärmewende Mobilitätswende Stoffwende usw… Betrachtet werden im Folgenden die Handlungsfelder: Politik aus globaler und nationaler Sicht (Bund, Land, Kommunen) Wirtschaft aus globaler und vorwiegend nationaler Sicht Öffentliche Akzeptanz in Deutschland Technologische Entwicklung aus globaler und nationaler Sicht „Wende ohne Ende!“ Eine wesentliche Rolle kommt dabei der Sektorenkopplung zu

durch den forcierten Ausbau Erneuerbarer Energien (2) Chancen/Risiken durch den forcierten Ausbau Erneuerbarer Energien (2) Politische Risiken Global: Klimaleugner und populistische Klimaskeptiker behindern den Ausbau der Erneuerbaren EU und D: Die notwendigen Maßnahmen für Klimaschutz/Energiewende („Landauer Erklärung“, Beispiel EEG-Novellierung) werden nicht umgesetzt und deshalb die Klimaziele nicht erreicht! Politische Chancen Global: - Außer USA unterzeichneten alle beteiligten Länder das Pariser Klimaabkommen 2015. - Under2 MOU (Unter2 Absichtserklärung): 205 Regionen, 1,3 Mrd. Menschen, 40% Weltwirtschaft EU-Ebene: Das EU-Parlament gewinnt mehr Einfluss und verstärkt die Förderung der EE. D: Die Klimaziele von Paris werden erreicht! In der Südpfalz: Energiedienstleistungsgesellschaft für die Südpfalz wird gegründet. - Neubaugebiete regenerativ versorgen, integrierte energetische Quartierskonzepte … - EnergiePlus-Standard bei Neubauten … Wirtschaftliche Risiken Global: - internationale Finanzkrisen, Handelskriege, Bankenzusammenbrüche, etc. In D: D verliert die technologische Führung (wie bereits bei PV-Modulen) auch bei Mobilität. Wirtschaftliche Chancen EU-Ebene: Südliche Länder (Griechenland, Italien, Spanien) könnten PV-Strom exportieren. In D: - der Abfluss immenser Kosten für den Energieimport wird verringert 2012: 100 Mrd. €, 2015: 66 Mrd. € (Quelle: Memo Oeko Inst. 12.10.2016) In der Südpfalz: dezentraler Ausbau bedeutet Wertschöpfung und Arbeitsplätze in der Region

Die Chancen siegen über die Risiken! Chancen/Risiken durch den forcierten Ausbau Erneuerbarer Energien (3) Akzeptanz-Risiken Windkraft: Der Ausbau stößt an Akzeptanzgrenzen (Schallschutz, Vogelschutz, Landschaftsbild). Freiflächen-PV: PV-Freiflächenanlagen konkurrieren mit landwirtschaftlicher Nutzung. Akzeptanz-Chancen Windkraft: Verbesserte Technologien erlauben eine weitgehende Vermeidung der Nachteile. PV-Freiflächenanlagen: Agro-PV = gleichzeitige landwirtschaftl. Nutzung und Stromerzeugung. Technologische Risiken Global: - zu wenig Mittel für Forschung und Ausbildung, Technologie-Transfer wird behindert In D: - Überregulierung bei der Energiegesetzgebung bremst die technologische Entwicklung. Technologische Chancen EU-Ebene: - Energieverbrauchskennzeichnung (Zahlenangaben z.B. kWh/a und A+++ bis D) - Oekodesign-Richtlinie (Vorgaben zu Effizienz, Schadstoffen, Gebrauchstauglichkeit) In D: - Durch massive Förderung der Forschung und Ausbildung erreicht D führende Rolle. Beispiel: Tandemsolarzellen mit eta > 33% (Entwickelt am Fraunhofer ISE, Prof. Stefan Glunz) - Smart-Meter und flexible Strompreise stärken den „Prosumer“ (Gesetzgeber gefordert!) Die Chancen siegen über die Risiken!

Die Maßnahmen der „Landauer Erklärung“ müssen umgesetzt werden! Werkzeuge und Methoden (1) Klimaschutz-/Energiewende-Prozes Ziele Vereinbarungen Umsetzung Die Maßnahmen der „Landauer Erklärung“ müssen umgesetzt werden! UN EU Vereinbarungen regeln die Zusammenarbeit der Ebenen Ziele werden von oben anteilig heruntergebrochen Ergebnisse werden von unten anteilig erarbeitet Regierungs- Ebenen, Wirtschaft Kommunale Ebenen, Bürger

Werkzeuge und Methoden (2) Klimaschutz-/Energiewende-Regelkreis Energiesteckbrief Prämisse: Jede kommunale Gebietskörperschaft (z.B. VG) sollte ihren Beitrag zum/zur Klimaschutz/Energiewende mit dem Ziel leisten, ihren eigenen Bedarf möglichst vollständig zu decken! Plan und Entwicklung von Klimaschutz/Energiewende werden transparent auf den Internetseiten der kommunalen Gebietskörperschaften kommuniziert! Soll Bedarf 2017 Bedarf 2050 Abweichung Nachhaltige Maßnahmen und Projekte Potenziale Politik, Erzeuger, Speicher, Verteiler, Verbraucher Ist Bestand, Realisierte Projekte Eine einfache Methode, die sicher zum Ziel führt!

Erstellung der Klimaschutzkonzepte mit dem Nachhaltigkeitsprinzip! Klimaschutz-/Energiewende-Prozess (3) Die 3 Dimensionen zur Nachhaltigkeit Wirkungsgrad Beständigkeit Die richtigen Dinge richtig tun Nutzung nachhaltiger Energieressourcen: „Erneuerbare“ Sparsamkeit Gut leben statt viel haben Erstellung der Klimaschutzkonzepte mit dem Nachhaltigkeitsprinzip!

Fazit Die Bedrohung der natürlichen Lebensgrundlagen für Menschen, Tiere und Pflanzen, durch den vom Menschen verursachten Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen für die Gesellschaft in der Gegenwart und der nahen Zukunft. Auf dem Spiel steht die Überlebensgrundlage vieler Arten! Wir alle, von der UN über die EU, dem Bund, den Bundesländern, den Kommunen, der Wirtschaft, bis hin zu den Bürgerinnen und Bürgern, sind verantwortlich für die Maßnahmenfindung und -umsetzung zum Klimaschutz und für die Energiewende, um die Bedrohung so gering wie möglich zu halten. Wir sind davon überzeugt, dass der vorgeschlagene Ausbaupfad mit großer Anstrengung umsetzbar ist und uns die Gewissheit gibt, die Bedrohung für unsere Lebensgrundlage weitestgehend abzuwenden. Damit werden die Klimaziele von Paris erreicht! Wir fordern deshalb, Politik, Wirtschaft und Gesellschaft auf, umgehend mit der Umsetzung zu beginnen! Thomas Alva Edison: Mein Erfolg war 1% Inspiration und 99% Transpiration

Danke für Ihre Aufmerksamkeit !100% ! 2050 Danke für Ihre Aufmerksamkeit