Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.1 E. Waffenschmidt Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. 21. Feb. 2008.

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1 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.1 E. Waffenschmidt Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. 21. Feb. 2008

2 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.2 Gestern standen wir am Abgrund... Klima- wandel Peak- Oil Heute sind wir einen großen Schritt weiter. Klima- wandel Peak- Oil

3 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.3 Nachhaltige Energienutzung Größte technische Herausforderung unserer Zeit Umstellung auf 100% Erneuerbare Energien ist einzige Lösung

4 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.4 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 Ja!

5 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.5 Bei uns ? Mit heutigen Mitteln ? Wie sieht eine Energieversorgung mit 100% Erneuerbaren Energien aus?

6 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.6 Übersicht Heutiger Verbrauch Einsparmöglichkeiten Erneuerbare Energien Heutiger Verbrauch Einsparmöglichkeiten Erneuerbare Energien

7 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.7 Begriffserklärungen Aus: „Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V., „Energiebilanz der Bundesrepublik 2002“, http://www.ag-energiebilanzen.de/daten/inhalt1.php# Energie als technischer Begriff, z.B. für:  Wärme  Bewegung  Licht Für Strom, Wärme, Treibstoff Primär- energie End- energie Verluste Nicht- energetisch 4000 Mrd kWh 2400 Mrd kWh 60% 29% 11% Pro Kopf: 31000 kWh

8 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.8 Wofür „verbrauchen“ wir Energie? 05001000150020002500 Energie / Mrd kWh Heutiger Bedarf 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 El.Anwendungen Einsparungen Verkehr Prozess-Hitze Wärme Gesamter heutiger Strombedarf Quelle: AG Energiebilanzen

9 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.9 Übersicht Heutiger Verbrauch Einsparmöglichkeiten  Strom-Sparen  Effizienz im Verkehr  Hausisolierung Erneuerbare Energien

10 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.10 Vertrauen auf Einsicht ist blauäugig Einsparungen durch andere Rahmen- bedingungen

11 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.11 Energieeinsparung -50% Treibstoff durch 3-Liter/100km-Autos und 2/3 Güterfernverkehr auf die Bahn -10% Strom durch effiziente Beleuchtung und Verzicht auf Stand-By -66% Heizwärme durch Altbau-Wärmedämmung nach Neubauverordnung

12 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.12 Energieeinsparung Stell Dir vor: Licht und Standby 3 l/100km-Autos und 2/3 der Fern-Güter auf die Bahn Alle Häuser wärmedämmen Sparen 45% des Energieverbrauchs Quellen: AG Energiebilanzen, Enquett Comm. 2002

13 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.13 Übersicht Heutiger Verbrauch Einsparmöglichkeiten Erneuerbare Energien  Solarenergie  Windkraft  Wasserkraft  Geothermie  Bio-Wertstoffe

14 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.14 Solarenergie Kritischer Parameter: Fläche, Sonneneinstrahlung Mit Photovoltaik pro m² im Jahr: ca.100 kWh Stromerzeugung Quelle: SFV

15 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.15 Flächenbedarf für Solarenergie 0100002000030000400005000060000 Fläche / km² Gebäude- + Freifl. Verkehrsfläche Besiedelte Fläche 42000km² Gesamte Energie Bedarf:25700km² Elektr. Energie Bedarf: 5000km² Solar-Dachflächen und –Fassaden 2100km² Quelle: R.Bischof, Stat. Bundesamt, DEBRIV

16 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.16 Solarenergie Stell Dir vor: Solaranlagen auf allen geeigneten Dächern und Fassaden Erzeugen fast die Hälfte des heutigen Stromverbrauchs 05001000150020002500 Energie / Mrd kWh Zukünftiger Bedarf Zukünftiges Angebot El. StromThermisch Einsparungen

17 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.17 Windkraft Heute 20000 Windräder in Deutschland 1MW mittlere Leistung 20% mittlere Auslastung (auch im Binnenland) 33 Mrd. kWh pro Jahr

18 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.18

19 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.19 Windkraft Heute Offshore 110 Mrd kWh Summe 270 Mrd kWh 7 / 100km² x 1 MW: 33 Mrd kWh Morgen 7 / 100km² x 3 MW 100 Mrd kWh 7 / 100km² x 3 MW 60 Mrd kWh 20000 Windräder in Deutschland 1MW mittlere Leistung 30000 Windräder + Offshore 3MW mittlere Leistung Quellen: DEWI, BMU

20 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.20 Windkraft Stell Dir vor: Ersatz von Altanlagen Ausbau in Süddeutschland Offshore-Windparks Decken mehr als die Hälfte des heutigen Stromverbrauchs 05001000150020002500 Energie / Mrd kWh Zukünftiger Bedarf Zukünftiges Angebot Einsparungen

21 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.21 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 05001000150020002500 Energie / Mrd kWh Zukünftiger Bedarf Zukünftiges Angebot Einsparungen Quelle: Enquett Comm. 2002

22 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.22 Tief in der Erde Über 100°C Fernwärme Erzeugt Strom Beschränkt: ~7000 Jahre GeothermieErdwärme An der Oberfläche ca. 12°C Wärmepumpen dezentral Benötigt Strom Unbeschränkt Erdwärme

23 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.23 Stell Dir vor: Fernwärme mit Geothermie aus der Tiefe Dezentrale Wärme mit Wärmepumpen Erzeugen einen Großteil des zukünftigen Wärmebedarfs Erdwärme Quelle: TAB

24 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.24 Biomasse Waldholz  Brennholz  Resthölzer Reststoffe  Abfall (aber: Receycling hat Vorrang!)  Exkremente (z.B. Gülle, Klärschlamm)  Bio-Reste (z.B. Stroh, Gartenabfälle) Landwirtschaftlicher Anbauprodukte  20% der landwirtschaftlichen Fläche

25 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.25 Biomasse: Anbaufläche EU-Stilllegungsfläche  10% der landwirtschaftlichen Fläche  Freigegeben zum Energiepflanzenanbau Verzichtbare Flächen  20…30% der landwirtschaftlichen Fläche  Selbstversorgungsgrad > 100%

26 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.26 Biomasse als Treibstoff Rapsöl ca. 1700l Treibstoff pro Hektar im Jahr (  1.7 kWh/m²) Nur ca. 10% des Treibstoffbedarfs auf 20% der landw. Fläche Hoher Energieaufwand zur Erzeugung Nachhaltige Bodenbewirtschaftung schwierig BTL ca. 2000-4000l Treibstoff pro Hektar im Jahr (  2…4 kWh/m²) Mäßige Energie-Effizienz (10…40%), keine Kraft-Wärme-Kopplung Zentrale Großanlagen -> Transportaufwand Keine nachhaltige Bodenbewirtschaftung Biogas ca. 5500l Treibstoffäquivalent pro Hektar im Jahr (  5.5 kWh/m²) Akzeptable Energie-Effizienz (50%), Kraft-Wärme-Kopplung möglich Dezentrale Anlagen -> geringer Transportaufwand Nachhaltige Bodenbewirtschaftung vorstellbar

27 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.27 Biomasse Stell Dir vor: Waldholz Reststoffe Landwirtschaftliche Anbauprodukte Müssen umgewandelt werden Decken den zukünftigen Treibstoffbedarf Quellen: BMU, Öko Inst., Wuppert. Inst.

28 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.28 Verwendung Fazit: In Summe mehr als 100% vorhanden Wie verwenden wir die Energien? 05001000150020002500 Energie / Mrd kWh Zukünftiger Bedarf Zukünftiges Angebot El.Anwendungen Verkehr Prozess-Hitze Wärme Einsparungen Solar-Strom Solar-Thermie Windkraft Wasserkraft Geothermie Bio-Wertstoffe Verluste

29 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.29 05001000150020002500 Energie / Mrd kWh Bedarf Energie-Quellen Elektr. Anwendungen Verkehr Einsparungen Energie-Angebot Solar-Strom Solar-Thermie Windkraft Wasserkraft Geothermie Bio-Wertstoffe Verwendung El.Anwendungen Verkehr Prozess-Hitze Wärme El. Strom Treibstoffe Abwärme Prozess-Hitze Wärme

30 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.30 Gestern standen wir am Abgrund... Klima- wandel Peak- Oil Klima- wandel Peak- Oil Heute sind wir einen großen Schritt weiter. Klima- wandel Peak- Oil

31 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.31 05001000150020002500 Energie / Mrd kWh Zukünftiger Bedarf Zukünftiges Angebot El.Anwendungen Verkehr Prozess-Hitze Wärme Einsparungen Solar-Strom Solar-Thermie Windkraft Wasserkraft Geothermie Bio-Wertstoffe Verluste Infos unter: www.sfv.de oder www.waffenschmidt.homepage.t-online.de 100% Erneuerbare Energien 100% Erneuerbare Energien Sind möglich!

32 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.32 Anhang

33 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.33 Referenzen 100%-Studien "Nachhaltige Energieversorgung unter den Bedingungen der Globalisierung und Liberalisierung", Bericht der Enquete-Kommission des Deutschen Bundestages, 2002, Drucksache 14/2687. Auch im Internet unter: http://www.bundestag.de/parlament/gremien/kommissionen/archiv14/ener/index.html http://www.bundestag.de/parlament/gremien/kommissionen/archiv14/ener/index.html The LTI-Research Group, "Long-Term integration of renewable energies into the European energy system", Physica Verlag Heidelberg, 1997, ISBN 3-7908-1104-1. Volker Quaschning, "Systemtechnik einer klimaverträglichen Elektrizitätsversorgung in Deutschland für das 21. Jahrhundert", Fortschritt-Berichte VDI, Energietechnik, Reihe 6, Nr. 437, Düsseldorf: VDI Verlag 2000, ISBN 3-18-343706-6, auch im Internet unter: http://www.quaschning.de/volker/publis/klima2000/index.htmlhttp://www.quaschning.de/volker/publis/klima2000/index.html Energie Verbrauch Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V., "Energiebilanz der Bundesrepublik 2002", Excel-Datei, http://www.ag-energiebilanzen.de/daten/inhalt1.php# Statistisches Bundesamt, http://www.destatis.de/http://www.destatis.de/ Solar Eenergie Solardatenbank des Solarenergie-Fördervereins, http://www.pv-ertraege.de/cgi-bin/pvdaten/src/bundes_uebersichten.pl http://www.pv-ertraege.de/cgi-bin/pvdaten/src/bundes_uebersichten.pl Ralf Bischof, "Möglicher Beitrag der Photovoltaik zur elektrischen Energieversorgung einer Stadt", Diplomarbeit am Institut für Elektrowärme der Universität Hannover, Juni 1993 "Braunkohle in Deutschland - Profil eines Industriezweiges", DEBRIV, Bundesverband Braunkohle, 2005, http://www.braunkohle.de/schule/medien/debriv02_ge.pdf http://www.braunkohle.de/schule/medien/debriv02_ge.pdf Wind Energie Deutsches Windenergie-Institut, http://www.dewi.de/ Jahresbericht 2006: http://www.dewi.de/dewi/index.php?id=66&tx_ttnews[tt_news]=4&tx_ttnews[backPid]=47&cHash=33d778569f http://www.dewi.de/dewi/index.php?id=66&tx_ttnews[tt_news]=4&tx_ttnews[backPid]=47&cHash=33d778569f "Entwicklung der erneuerbaren Energien 2005 - aktueller Sachstand", Info des Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Mai 2006. http://www.erneuerbare-energien.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/ ee_aktuellersachstand.pdf

34 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.34 3."Erneuerbare Energien in Zahlen - nationale und internationale Entwicklung", Info des Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Mai 2006, http://www.erneuerbare-energien.de/files/erneuerbare_energien/downloads/application/pdf/broschuere_ee_zahlen.pdf http://www.erneuerbare-energien.de/files/erneuerbare_energien/downloads/application/pdf/broschuere_ee_zahlen.pdf Geothermie H. Paschen, D. Oertel, R. Grünwald, "Möglichkeiten geothermischer Stromerzeugung in Deutschland - Sachstandsbericht", TAB-Arbeitsbericht, Deutscher Bundestag Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung, A-Drs. 15(17)70, Feb. 2003, http://www.tab.fzk.de/de/projekt/zusammenfassung/ab84.pdf http://www.tab.fzk.de/de/projekt/zusammenfassung/ab84.pdf Biomasse "Die Flächenstilllegung im Rahmen der Agrarpolitik - Konzept, Perspektiven und agrarpolitischer Handlungsbedarf aus Sicht von Naturschutz und Jagt", Lebensraum Brache, 18.9.2003. http://www.cic-wildlife.org/uploads/media/Positionspapier_ger.pdf http://www.cic-wildlife.org/uploads/media/Positionspapier_ger.pdf Dr. Daniela Thrän, Michael Weber, Anne Scheuermann, Nicole Fröhlich, Prof. Jürgen Zeddies, Prof. Arno Henze, Prof. Carsten Thoroe, Dr. Jörg Schweinle, Uwe Fritsche, Dr. Wolfgang Jenseit, Lothar Rausch, Klaus Schmidt: "Nachhaltige Biomassenutzungsstrategien im europäischen Kontext, Analyse im Spannungsfeld nationaler Vorgaben und der Konkurrenz zwischen festen, flüssigen und gasförmigen Bioenergieträgern", Institut für Energetik und Umwelt, November 2005, auch im Internet unter: http://www.bmu.de/erneuerbare_energien/downloads/doc/36715.phphttp://www.bmu.de/erneuerbare_energien/downloads/doc/36715.php Öko-Institut e.V. und Partner: Stoffstromanalyse zur nachhaltigen energetischen Nutzung von Biomasse. Forschungsvorhaben des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Endbericht. Darmstadt, Mai 2004, http://www.bmu.de/erneuerbare/energien/doc/5961.phphttp://www.bmu.de/erneuerbare/energien/doc/5961.php Wuppertal-Institut für Klima, Umwelt, Energie GmbH, "Biomasse als Energieträger„ Online Artikel: http://www.wupperinst.org/FaktorVier/praxisbeispiele/miscanthus.html http://www.wupperinst.org/FaktorVier/praxisbeispiele/miscanthus.html Variable Stromtarif Walter Schittek, "Strom - fit für die Zukunft? Weniger Kraftwerke durch dynamischen Strompreis", Verlag Görich & Weiershäuser, Marburg, April 2007, ISBN 978-3-89703-706-9 http://www.staff.uni-marburg.de/~schittek/buch_strom.html http://www.staff.uni-marburg.de/~schittek/buch_strom.html Referenzen forts.

35 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.35 Warum Erneuerbare Energien? Endliche Rohstoffe bewahren Klimawandel vermeiden Import-Abhängigkeit reduzieren Konfliktpotential vermeiden Langfristig kostengünstig Ungefährlich und ungiftig  Je mehr, desto besser!

36 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.36

37 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.37 Wie lange dauert es? Betrachtung Wind und Solar ? 30%/a 60%/a Wind Solar Schlussfolgrung Relevanter Beitrag Erneuerbarer innerhalb der kommenden Dekade Wachstumsraten der letzten 10 Jahre

38 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.38

39 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.39 Versorgung rund um die Uhr Inherent Korrelation zum Verbrauch Kompensation unterschiedlicher Quellen Kompensation durch Abstand Regelbar Last-Verschiebung Regelbare Erzeugung Speicherung Im- und Export Regelung durch variable Strompreise auch für Endkunden

40 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.40 Variable Strompreise Geringe Nachfrage: Billiger Strom  Speicher aufladen  Energy gebrauchen Große Nachfrage: Teurer Strom  Speicher entladen,  Energieverbrauch verschieben Bewirkt:  Dezentrale Speicher  Verschmierte Spitzenleistung  Verteilte Lastverschiebung für Endkunden

41 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.41 Vorschlag SFV Gesetzgebung: Stromtarif für Endkunden abhängig von “Angebot und Nachfrage”. Einspeisung von “regelbarem” Strom durch jedermann wird wie “Regelenergie” bezahlt. Netzgebühren werden zurückerstattet, wenn Speicherenergie eingespeist wird. Details sind zu diskutieren

42 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.42 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

43 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.43 100%-Regionen Zum Beispiel Güssing, Österreich Freiamt (100% Strom) Lücho-Dannenberg bis 2015 Traunstein bis 2020 Fürstenfeldbruck bis 2030

44 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.44 Krisenregion Güssing 50 Jahre Grenzregion zu Ungarn Keine Gewerbe- und Industriebetriebe  Wenig Arbeitsplätze  70% Wochenpendler nach Wien  Hohe Abwanderungsrate Klein strukturierte Landwirtschaft Keine Verkehrsinfrastruktur

45 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.45

46 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.46 100%-Region Güssing Über 50 neue Betriebsansiedlungen Mehr als 1000 neue Arbeitsplätze Nettoeinkommen 9 Mio. €/Jahr Holzverbrauch 20 000 t/Jahr

47 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.47 Energie-Ströme In Mrd. kWh 321 271 33 705400 279 271 33 25 306 316 608 -61 181 120 10 0 294 299 162 8.4 34 19 20 43 150 214 250 193 0 93 5 0 15 -294 -338 -210 -537 680 39

48 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.48 Begriffserklärungen: Einheiten für Energie EinheitBedeutetZum Vergleich der Größenordnung JJoule 1 Joule = 1 sec lang 1 Watt verbrauchen: z.B. Streichholz anzünden kJKilo-JouleTausend Joule Batterie („Babyzelle“) (ca. 3 kJ) MJMega-JouleMillion Joule Eine Stunde kochen 3.6 MJ = 1kWh GJGiga-JouleMilliarden Joule Stromverbrauch einer Person im Jahr (ca. 3GJ) TJTera-JouleBillionen Joule Stromproduktion eines Kraftwerks pro Stunde (ca. 3 TJ) PTPeta-JouleBilliarden Joule Jahres-Stromproduktion eines Kraftwerks (ca. 30 PJ)

49 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.49 Einheit für Energie: 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 Kilowattstunde (kWh) oder Petajoule (PJ)

50 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.50 Wofür „verbrauchen“ wir Energie? Primärenergieverbrauch in 2002 in Deutschland: 4000 Mrd kWh Haushalt, elektrisch 3,4% Gewerbe etc., elektrisch 3,5% Verkehr 18,1% Industrie, elektrisch 5,2% Haushalt 15,3% Gewerbe etc. 7,2% Industrie 10,9% Verluste für el. Strom 24,7% Verkehr, elektrisch 0,4% Andere Verluste u. nichtenergetisch 11,3% El. Strom 37% Aus: „Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V., „Energiebilanz der Bundesrepublik 2002“, http://www.ag-energiebilanzen.de/daten/inhalt1.php#

51 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. S.51 Wege zu 100% Erneuerbare Erneuerbare Energien Suffizienz Effizienz 0 Dieser Vortrag Dieser Vortrag Jetzt ? ? 100% Einsparung durch