100% Erneuerbare Energien E. Waffenschmidt Aachen, 31. Jan. 2007 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.

Warum Erneuerbare Energien? Klimawandel vermeiden Import-Abhängigkeit reduzieren Konfliktpotential vermeiden Endliche Rohstoffe bewahren Langfristig kostengünstig Ungefährlich und ungiftig  Je mehr, desto besser!

Ja! Geht „100% Erneuerbare“? Studien z.B.: Enquete-Kommission des Deutschen Bundestag 2002 LTI-Research Team, 1998 V. Quaschning, 2000 (100% Strom) Unser Beispiel für Deutschland

Wie sieht eine Energieversorgung mit 100% Erneuerbaren Energien aus? Bei uns ? Mit heutigen Mitteln ?

Übersicht Heutiger Verbrauch Einsparmöglichkeiten Erneuerbare Energien

Begriffserklärungen Primär- energie End- 29% 60% 11% Energie als technischer Begriff, z.B. für: Wärme Bewegung Licht Für Strom, Wärme, Treibstoff Primär- energie End- Verluste Nicht- energetisch 4000 Mrd kWh 2400 Mrd kWh 60% 29% 11% Pro Kopf: 31000 kWh Aus: „Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V., „Energiebilanz der Bundesrepublik 2002“, http://www.ag-energiebilanzen.de/daten/inhalt1.php#

Wofür „verbrauchen“ wir Energie? Elektrische Anwendungen Licht Maschinen Information Verkehr Autos Lastwagen Eisenbahn Flugzeuge Schiffe Prozess-Hitze Temperaturen > 200°C Überwiegend in der Industrie Bsp: Glasherstellung, Metalle Schmelzen, Backen Wärme Hauswärme Warmwasser Niedertemperatur Prozesse, z.B. Trocknen 500 1000 1500 2000 2500 Energie / Mrd kWh Heutiger Bedarf El.Anwendungen Verkehr Prozess-Hitze Wärme Einsparungen

Übersicht Heutiger Verbrauch Einsparmöglichkeiten Erneuerbare Energien Strom-Sparen Effizienz im Verkehr Hausisolierung Erneuerbare Energien

Strom-Sparen Stell Dir vor: Alle Glühbirnen werden durch Energiesparlampen ersetzt und Stand-By-Schaltungen an Consumer-Geräten werden abgeschafft Damit gewinnen wir ca.10% des Stromverbrauchs Einsparung Licht + Stand By Zukünftiger Bedarf Heutiger Bedarf 500 1000 1500 2000 2500 Energie / Mrd kWh

Effizienz im Verkehr Kritischer Parameter: Spezifischer Treibstoffverbrauch: Im Jahr 2000 ca. 8.5 l/100km für Neufahrzeuge Elektroautos haben eine Energie-Effizienz von 70% Lastwagen benötigen 6 mal mehr Energie als Eisenbahnen

Effizienz im Verkehr Stell Dir vor: Autos verbrauchen durchschnittlich nur 3 l/100km und fahren größtenteils mit Biogas 1/6 der Autos fährt mit Wasserstoff-Brennstoffzelle 1/6 der Autos fahren elektrisch 2/3 der Güter für den Fernverkehr werden auf der Schiene transportiert Damit gewinnen wir mehr als die Hälfte des Kraftstoffverbrauchs Einsparung Verkehr Licht + Stand By Zukünftiger Bedarf Heutiger Bedarf 500 1000 1500 2000 2500 Energie / Mrd kWh

Hausisolierung 75% der heutigen Bausubstanz in 2050 noch vorhanden Bei Altbauten durchschnittlich 70% Einsparpotential Bei Neubauten noch mehr (Passivhäuser, Plus-Energiehäuser)

Hausisolierung Stell Dir vor: Alle Häuser werden vernünftig isoliert Damit sparen wir 2/3 des Wärmeverbrauchs von Häusern Einsparung Hausisolierung Licht + Stand By Verkehr El.Anwendungen Verkehr Prozess-Hitze Wärme Einsparungen Zukünftiger Bedarf Heutiger Bedarf 500 1000 1500 2000 2500 Energie / Mrd kWh

Übersicht Heutiger Verbrauch Einsparmöglichkeiten Erneuerbare Energien Solarenergie Windkraft Wasserkraft Geothermie Bio-Wertstoffe

Solarenergie Kritischer Parameter: Fläche, Sonneneinstrahlung Mit Photovoltaik pro m² im Jahr: ca.100 kWh Stromerzeugung

Flächenbedarf für Solarenergie 60000 120000 180000 240000 300000 360000 Fläche / km² Solarflächenbedarf Gesamtenergie 25701km² Fläche Hessen 21115km² Fläche Deutschland 357000 km²

Flächenbedarf für Solarenergie Solar-Dachflächen und -Fassaden 2100km² Solarflächenbedarf 25701km² Gesamt- Energiebedarf davon nur elektr. Energie Fläche Hessen 21115km² Fläche Deutschland 357000 km² davon: Gebäude- + Freifl. davon: Verkehrsfläche x6 10000 20000 30000 40000 50000 60000 Fläche / km²

Solarenergie Stell Dir vor: Alle geeigneten Dächer und Fassaden haben eine Solaranlage für el. Strom Das ergibt etwa 2100 km² Solarfläche Damit lässt sich fast die Hälfte des heutigen Stromverbrauchs erzeugen El. Strom Thermisch Zukünftiges Angebot Zukünftiger Bedarf Einsparungen 500 1000 1500 2000 2500 Energie / Mrd kWh

Windkraft Kritischer Parameter: Generatorgröße Jetzt typisch: 3 MW Spitzenleistung 20% mittlere Auslastung Pro Windrad im Jahr: ca. 5 Mio kWh

Windkraft Stell Dir vor: Altanlagen werden durch Neue ersetzt Alle Bundesländer haben mindestens die Dichte an Windrädern wie Nordrhein-Westfalen Offshore-Windparks werden errichtet Damit lässt sich mehr als die Hälfte des heutigen Stromverbrauchs decken Zukünftiges Angebot Zukünftiger Bedarf Einsparungen 500 1000 1500 2000 2500 Energie / Mrd kWh

Wasserkraft Stell Dir vor: Alte Wasserkraftwerke werden reaktiviert Damit lässt sich die Energieerzeugung mit Wasserkraft um die Hälfte erhöhen Dann hat die Wasserkraft einen Anteil von 7% an der elektrischen Stromerzeugung Zukünftiges Angebot Zukünftiger Bedarf Einsparungen 500 1000 1500 2000 2500 Energie / Mrd kWh

Erdwärme Tiefenwärme und Wärmepumpen Kritische Parameter: Vorhandene Tiefenwärme Nur 5% technisch nutzbar Dies entspricht Energiemenge für gesamten Strom und mehr als Niedertemperatur-Wärmebedarf in Deutschland für 450 Jahre Siedlungsdichte: Nutzung mittels Fernwärmenetzen

Erdwärme Stell Dir vor: In allen Ballungszentren werden Fernwärmenetze (aus-)gebaut und mit Erdwärme betrieben Damit lässt sich etwa die Hälfte des Wärmebedarfs in Haushalten, Gewerbe und Industrie decken Dabei kann man etwa 1/6 des heutigen Stromverbrauchs an elektrischer Energie herstellen Zukünftiges Angebot Zukünftiger Bedarf Einsparungen 500 1000 1500 2000 2500 Energie / Mrd kWh

Biomasse Kritischer Parameter: Fläche Bei Anbau von schnellwachsenden „Energiepflanzen“: Pro m² im Jahr: ca. 5kWh Endenergie Weitere Quellen: Reststoffe Waldholz

Biomasse Stell Dir vor: Die Wälder werden nachhaltig genutzt 20% der landwirtschaftlichen Fläche wird für „Energiepflanzen“ genutzt Alle organischen Reststoffe wie Stroh, Bio-, Klär- und Deponiegas werden effektiv genutzt Damit decken wir etwa die Hälfte des heutigen Energieverbrauchs im Verkehrssektor 500 1000 1500 2000 2500 Energie / Mrd kWh Zukünftiger Bedarf Zukünftiges Angebot Einsparungen

Verwendung Fazit: In Summe mehr als 100% vorhanden Wie verwenden wir die Energien? Solar-Strom Solar-Thermie Windkraft Wasserkraft Geothermie Bio-Wertstoffe El.Anwendungen Verkehr Prozess-Hitze Wärme Einsparungen Energie Quellen Zukünftiger Bedarf 500 1000 1500 2000 2500 Energie / Mrd kWh

Verwendung Energie-Quellen Energie-Angebot Elektr. Anwendungen Verkehr Solar-Strom Solar-Thermie Windkraft Wasserkraft Geothermie Bio-Wertstoffe Energie-Quellen Energie-Angebot El. Strom Treibstoffe Abwärme Verluste Elektr. Anwendungen Verkehr El.Anwendungen Verkehr Prozess-Hitze Wärme Einsparungen Prozess-Hitze Wärme Bedarf 500 1000 1500 2000 2500 Energie / Mrd kWh

Wege zu 100% Erneuerbare 100% ? Suffizienz Einsparung durch ? Dieser Vortrag Effizienz Jetzt Jetzt Erneuerbare Energien

100% Erneuerbare Energien Sind möglich! 500 1000 1500 2000 2500 Energie / Mrd kWh Zukünftiger Bedarf Zukünftiges Angebot Einsparungen Infos unter: www.sfv.de oder www.waffenschmidt.homepage.t-online.de

Anhang

Was können wir tun? Öffentlichkeitsarbeit leisten Mit Freunden und Bekannten sprechen In Erneuerbare Energien investieren Das eigene Haus isolieren Das nächste Auto ist sparsam Info bei: www.waffenschmidt.homepage.t-online.de

Begriffserklärungen: Einheiten für Energie Bedeutet Zum Vergleich der Größenordnung J Joule 1 Joule = 1 sec lang 1 Watt verbrauchen: z.B. Streichholz anzünden kJ Kilo-Joule Tausend Joule Batterie („Babyzelle“) (ca. 3 kJ) MJ Mega-Joule Million Joule Eine Stunde kochen 3.6 MJ = 1kWh GJ Giga-Joule Milliarden Joule Stromverbrauch einer Person im Jahr (ca. 3GJ) TJ Tera-Joule Billionen Joule Stromproduktion eines Kraftwerks pro Stunde (ca. 3 TJ) PT Peta-Joule Billiarden Joule Jahres-Stromproduktion eines Kraftwerks (ca. 30 PJ)

Einheit für Energie: Kilowattstunde (kWh) oder Petajoule (PJ) Beispiele 1 kWh: 1Std kochen auf mittlerer Kochplatte (1000 Watt) 10 Mrd kWh: Jahresproduktion eines Großkraftwerkes (etwa 1 Gigawatt) 1 PJ = 0.277 Mrd kWh

Energie-Ströme In Mrd. kWh 705 400 321 271 33 680 279 250 271 33 25 306 150 -61 181 608 15 10 120 316 43 5 214 294 299 93 19 20 39 162 193 8.4 34 -294 -338 -537 -210

Energie-Speicher Relevant für elektrische Energie Europäischer Stromverbund reduziert Speichergröße Zeitliche Verschiebung des Verbrauchs Speicher*: 3% der jährlich erzeugten Energie als Speichergröße 16% der installierten Leistung als momentane Aufnahmeleistung 18 % der jährlich erzeugten Energie wird zwischengespeichert * Nach: Volker Quaschning, „Systemtechnik einer klimaverträglichen Elektrizitätsversorgung [...]“, VDI Verlag, 2000, ISBN 3-18-343706-6, http://www.quaschning.de/volker/publis/klima2000/index.html

Energie-Speicher Stell Dir vor: Das europäische Stromverbundnetz wird ausgebaut Zusätzliche Großspeicher-Kraftwerke entstehen Kleinstanleger investieren in dezentrale Speicher Zu jeder Solaranlage wird eine Speicherbatterie von bis zu 3kWh pro m² Solarfläche installiert.