V_EKW3_0fUebersicht_Energiesparen_CO2SequesterKernenergie-Fusion-Sonstige.ppt Klima und Energie Dr. Gerhard Luther Universität des Saarlandes, FSt. Zukunftsenergie c/o Technische Physik – Bau E26 D-66041 Saarbrücken EU - Germany Tel.: (49)  0681/ 302-2737; Fax /302-4676 e-mail: Luther.Gerhard@vdi.de luther.gerhard@mx.uni-saarland.de (für größere Dateien) Homepage: http://www.uni-saarland.de/fak7/fze/

Klima und Energie 3. Einige Trendbrecher zur CO2-Einsparung 0. Klima <> Energie 1. Der Problemdruck - Warum müssen wir handeln 1.1 Ein Entwicklungsproblem 1.2 Ein Energieproblem (Endlichkeit der Ressourcen; Lieferengpässe : Preise) 1.3 Ein Klimaproblem 2. Wo stehen wir und was ist zu erwarten 2.1 CO2 und Energieeinsparung in BRD 1990 – 2005 2.2 Trend und Trend-brechende Aktivitäten: 2.2a Zum Reizthema: Vorzeitiges Abschalten der AKW‘s 3. Einige Trendbrecher zur CO2-Einsparung 3.1 Sonnenenergie (Offshore Wind, Biomasse, direkte Umwandlung) 3.2 Energieeinsparung beim Verbrauch 3.3 Fossile Kraftwerke hoher Effizienz Strategische Reserve: demnächst: 3.4 Fossile Kraftwerke mit CO2 Sequester 3.5 Solarthermische Kraftwerke im Süden vermutlich bald: 3.6 Kernkraftwerke der „Generation IV“ (inhärent sicher, nachhaltig, Proliferations-gesichert) vielleicht: 3.7 Fusionsreaktor ( Iter, Demo, Proto, >> „Standard FuKw“) Hier geht‘s weiter

Energieeinsparung beim Verbrauch 3.2 Energieeinsparung beim Verbrauch 1. Grundsätzlich vorhandene Einsparpotentiale Licht Kommunikation (PC) Standby-Verluste Elektrische Antriebe Personenkraftwagen Raumwärme 2. Tatsächliche Minderungsraten im Gebäudebereich

Beispiel Raumwärme: Passivhausstandard 3.21_1 Beispiel Raumwärme: Passivhausstandard Quelle: W. Feist, Passivhaus-Institut Darmstadt: Energieeffizienz bei Gebäuden – dargestellt am Beispiel Passivhaus, DPG2003-AKE

3.21_2

Fossile Kraftwerke hoher Effizienz 3.3 Fossile Kraftwerke hoher Effizienz

neu in Betrieb gehender Braunkohlekraftwerke Nettowirkungsgrade neu in Betrieb gehender Braunkohlekraftwerke Quelle: DPG Klimastudie 2005, Abb.3, p.23; Urquelle: Engelhard, RWE Power AG, 2005

Entwicklungspotential Erdgasbefeuerte GuD- Kraftwerke Entwicklungspotential Gasturbine Dampf Quelle: DPG Klimastudie 2005, Abb5, p.25; /Nitsch et.al. 2004/

Strategische Reserve demnächst: 3.4 Fossile Kraftwerke mit CO2 Sequester 3.5 Solarthermische Kraftwerke im Süden vermutlich bald: 3.6 Kernkraftwerke der „Generation IV“ (inhärent sicher, nachhaltig, Proliferations-gesichert) vielleicht: 3.7 Fusionsreaktor ( Iter, Demo, Proto, >> „Standard FuKw“)

Fossile Kraftwerke mit 3.4 Fossile Kraftwerke mit CO2 Sequester

direkt in die Endablagerung ohne Umweg über die Atmosphäre Das Prinzip: CO2 vom Kraftwerk direkt in die Endablagerung Bildquelle: Lars Strömberg, Vattenfal, „ A future CO2 free Power Plant for Coal“, AKE2004H_01Strömberg

42,7% 34,0% Quelle: Lars Strömberg, Vattenfal, „ A future CO2 free Power Plant for Coal“,Folie 3* , AKE2004H_01Strömberg

Solarthermische Kraftwerke 3.5 Solarthermische Kraftwerke

Solare Erwärmung des Arbeitsstoffes eines Dampfkraftwerkes: 1. Konzentrierende Solarkollektoren, da höhere Temperaturen erforderlich Spiegel oder Linsen als Auffangflächen ( das ist billiger als PV –Module) Nur das direkte Sonnenlicht wird genutzt Nachführung der Auffangfläche Das geht aber sehr viel besser in Sonnenländern als in unseren Breiten. 2. Einbindung in Kraftwerksprozess ermöglicht: kurzzeitige Zwischenspeicherung von Wärme Hybridbetrieb mit fossilem Brennstoff (H2? , Biomasse? ) möglich (Solaranlage ist sozusagen ein alternativer Kessel )

Prinzipien der Solarkonzentration Solarturm Parabolrinnen Paraboloid BQuelle: DPG2005_Klima, Abb.10.1, p.80

Die fünf 30 MW SEGS Kraftwerke bei Kramer Junction, California, USA SEGS = Solar Electric Generating Systems Quelle: M. Geyer e.a.: „Parabolrinnensysteme“ ; FVS - Themen2002 Solare Kraftwerke, Abb.1, p.14

Technische Daten der SEGS – Kraftwerke 350 MW , seit 15-20 Jahren einwandfreier Betrieb Quelle: M. Geyer e.a.: „Parabolrinnensysteme“ ; FVS - Themen2002 Solare Kraftwerke, Tabelle 1, p.15

Erwartete Stromgestehungskosten solarthermischer Kraftwerke unter verschiedenen Randbedingungen BQuelle: DPG2005_Klima, Abb.10.2, p.84 Urquelle : BMU http://www.erneuerbare-energien.de/inhalt/5650/20049/

Quelle: SolarMillenium Pressefoto; SolarMillenium_EuroTroughDemoLoop_inCalifornia_vonOben_mitAuto.jpg

Am 11. Februar 2006 erfolgte in Boulder City, Nevada, USA, der erste Spatenstich für das 64 MW Solarkraftwerk „Nevada Solar One“. Herzstück sind die 19.300 SCHOTT Solar-Receiver aus Mainz, EU-Germany. „Nevada Solar One“ soll im Juni 2007 ans Netz gehen Quelle: Fa. Schott, Mainz

Kernkraftwerke mit neuen Visionen 3.6 Kernkraftwerke mit neuen Visionen

Quelle: Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

3.7 Fusion Kernfusion 10 Mrd. bar 10 Mio K

ITER der entscheidende Schritt zum Fusionsreaktor G. Janeschitz Leiter Programm Fusion Forschungszentrum Karlsruhe Zur Originalquelle: http://www.uni-saarland.de/fak7/fze/AKE_Archiv/DPG2006-AKE_Muenchen/Links_DPG2006.htm

Main Features of the ITER Design Central Solenoid Nb3Sn, 6 modules Blanket Module 421 modules Vacuum Vessel 9 sectors Outer Intercoil Structure Cryostat 24 m high x 28 m dia. Toroidal Field Coil Nb3Sn, 18, wedged Port Plug (IC Heating) 6 heating 3 test blankets 2 limiters/RH rem. diagnostics Poloidal Field Coil Nb-Ti, 6 Machine Gravity Supports (recently remodelled) Torus Cryopump 8, rearranged Divertor 54 cassettes

ITER-Standortentscheidung Direct Construction Cost ~ 4 billion € Licensing/Construction 9 years Operation 20years ~ 250 million Euro/year International Organization 600 staff Visiting researchers Staffing Cost ~ 1 billion € for first 10 years ITER Site Cadarache France ITER-Standortentscheidung 28. Juni 2005 in Moskau

How do we size a Reactor class Fusion machine (1) Triple Product Diagramm alt How do we size a Reactor class Fusion machine (1) ITER-neu

Strategy for achieving commercial fusion power, The Fast Track Plasma physics Tokamak physics (ASDEX-UP, JET) commercial fusion power Fast Track Concept improvements, Stellarator DEMO and PROTO combined Facilities ITER DEMO 14 MeV neutron source Technology Decision point PROTO ITER-relevant technology Experimental electrical power production commercial fusion power Fusion power technology – DEMO-relevant 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Wir dürfen weder Zeit noch Mittel vergeuden 5. Zusammenfassung 1. Stürmische Entwicklungsländer, knappe Reserven, manifester Climate Change Wir dürfen weder Zeit noch Mittel vergeuden 2. Deutschland hat sein CO2 –Einsparziel -25% in 2005 deutlich verfehlt. Trotz aller Bemühungen, viel Geld und viel Schulden. 3. Es müssen trendbrechende zusätzliche CO2 Einsparungen erfolgen: Moderne fossile Kraftwerke und „Erdgas statt Kohle“ (- CO2) Biomasse, insbesondere Biokraftstoffe (-) Offshore Wind (-) Wesentlich mehr Energie einsparen (-) 4. Die geplante vorzeitige AKW-Stillegung kostet mindestens (+) 100 Mt CO2/a und konterkariert alle CO2-Einsparbemühungen. 5. Strategischer Einstieg : Solarkraftwerke im Süden (- CO2) CO2 –Sequester (-)