Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
S.1
100%Erneuerbare Energien
E. Waffenschmidt
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Aachen, 9. Juni 2007
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S.2
Warum Erneuerbare Energien?
Klimawandel vermeiden Import-Abhängigkeit reduzieren Konfliktpotential vermeiden Endliche Rohstoffe bewahren Langfristig kostengünstig Ungefährlich und ungiftig
Je mehr, desto besser!
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S.3
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!Ja!
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S.4
Wie sieht eine Energieversorgung mit
100% Erneuerbaren Energien aus?
Bei uns ? Mit heutigen Mitteln ?
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S.5
Übersicht
Heutiger Verbrauch
Einsparmöglichkeiten
Erneuerbare Energien
Heutiger Verbrauch
Einsparmöglichkeiten
Erneuerbare Energien
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S.6
Begriffserklärungen
Aus: „Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V., „Energiebilanz der Bundesrepublik 2002“, http://www.ag-energiebilanzen.de/daten/inhalt1.php#
Für Strom,Wärme,Treibstoff
Primär-energie End-
energieVerluste
Nicht-energetisch
4000 Mrd kWh
2400 Mrd kWh
60%60%
29%29%
11%11%
Energie als technischer Begriff, z.B. für: Wärme Bewegung Licht
Pro Kopf:
31000 kWh
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S.7
Wofür „verbrauchen“ wir Energie?
Elektrische Anwendungen Licht Maschinen Information
Verkehr Autos Lastwagen Eisenbahn Flugzeuge Schiffe
0 500 1000 1500 2000 2500
Energie / Mrd kWh
HeutigerBedarf
Prozess-Hitze Temperaturen > 200°C Überwiegend in der Industrie Bsp: Glasherstellung,
Metalle Schmelzen, BackenWärme
Hauswärme Warmwasser Niedertemperatur Prozesse,
z.B. Trocknen
El.AnwendungenVerkehrProzess-HitzeWärmeEinsparungen
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S.8
Übersicht Heutiger Verbrauch
Einsparmöglichkeiten
Strom-Sparen
Effizienz im Verkehr
Hausisolierung
Erneuerbare Energien
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S.9
Energieeinsparung
-50% Treibstoffdurch 3-Liter-Autos und 2/3
Güterfernverkehr auf die Bahn
-10% Stromdurch effiziente Beleuchtung und Verzicht auf Stand-By
-66% Heizwärme durch Altbau-Wärmedämmung nach Neubauverordnung
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S.10
EnergieeinsparungStell Dir vor:
Alle Glühbirnen werden durch Energiesparlampen ersetzt und Stand-By-Schaltungen an Consumer-Geräten werden abgeschafft:
Damit gewinnen wir ca.10% des Stromverbrauchs
Autos verbrauchen durchschnittlich nur 3 l/100km und 2/3 der Güter für den Fernverkehr werden auf der Schiene transportiert
Damit sparen wir mehr die Hälfte des Kraftstoffverbrauchs
Alle Häuser werden vernünftig isoliert: Damit sparen wir 2/3 des Wärmeverbrauchs von Häusern
0 500 1000 1500 2000 2500
Energie / Mrd kWh
Heutiger Bedarf
Zukünftiger Bedarf
Licht + Stand By VerkehrEinsparungHausisolierung
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S.11
Übersicht Heutiger Verbrauch
Einsparmöglichkeiten
Erneuerbare Energien
Solarenergie Windkraft Wasserkraft Geothermie Bio-Wertstoffe
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S.12
Solarenergie
Kritischer Parameter: Fläche, Sonneneinstrahlung Mit Photovoltaik pro m² im Jahr:
ca.100 kWh Stromerzeugung
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S.13
Flächenbedarf für Solarenergie
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000
Fläche / km²
Gebäude- + Freifl. VerkehrsflächeBesiedelte Fläche
42000km²
Gesamte Energie Bedarf:25700km²
Elektr. EnergieBedarf: 5000km²
Solar-Dachflächenund –Fassaden
2100km²
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S.14
SolarenergieStell 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
0 500 1000 1500 2000 2500
Energie / Mrd kWh
Zukünftiger Bedarf
Zukünftiges Angebot
El. Strom Thermisch
Einsparungen
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S.15
WindkraftHeute 20000 Windräder in Deutschland 1MW mittlere Leistung 20% mittlere Auslastung (auch im Binnenland) 33 Mrd. kWh pro Jahr
Morgen 30000 Windräder in Deutschland + Offshore 3MW mittlere Leistung (heute typisch für Neuanlagen) 260 Mrd. kWh pro Jahr
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S.16
WindkraftHeute
Offshore110 Mrd kWh
Summe260 Mrd kWh
7 / 100km²x 1 MW:33 Mrd kWh
Morgen
7 / 100km²x 3 MW100 Mrd kWh
7 / 100km²x 3 MW50 Mrd kWh
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S.17
WindkraftStell 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
0 500 1000 1500 2000 2500
Energie / Mrd kWh
Zukünftiger Bedarf
Zukünftiges Angebot
Einsparungen
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S.18
WasserkraftStell 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
0 500 1000 1500 2000 2500
Energie / Mrd kWh
Zukünftiger Bedarf
Zukünftiges Angebot
Einsparungen
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S.19
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
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S.20
ErdwärmeStell 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
0 500 1000 1500 2000 2500
Energie / Mrd kWh
Zukünftiger Bedarf
Zukünftiges Angebot
Einsparungen
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S.21
Biomasse Waldholz Brennholz Resthölzer
Reststoffe Abfall (aber: Receycling hat Vorrang!) Exkremente (z.B. Gülle, Klärschlamm) Bio-Reste (z.B. Stroh, Gartenabfälle)
Landwirtschaftlicher Anbau
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S.22
Biomasse: Anbaufläche
EU-Stilllegungsfläche 10% der landwirtschaftlichen Fläche Freigegeben zum Energiepflanzenanbau
Verzichtbare Flächen 20…30% der landwirtschaftlichen Fläche Selbstversorgungsgrad > 100%
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S.23
Biomasse: Energiepflanzen
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
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S.24
Biomasse
Stell Dir vor: Die Wälder werden nachhaltig genutzt Alle organischen Reststoffe wie Stroh, Bio-, Klär- und Deponiegas
werden effektiv genutzt 20% der landwirtschaftlichen Fläche
wird für „Energiepflanzen“ genutzt Damit decken wir etwa die Hälfte des heutigen Energieverbrauchs im
Verkehrssektor
0 500 1000 1500 2000 2500
Energie / Mrd kWh
Zukünftiger Bedarf
Zukünftiges Angebot
Einsparungen
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S.25
Verwendung
0 500 1000 1500 2000 2500
Energie / Mrd kWh
Zukünftiger Bedarf
Energie Quellen
Solar-StromSolar-ThermieWindkraftWasserkraftGeothermie Bio-Wertstoffe
Fazit: In Summe mehr als 100% vorhanden Wie verwenden wir die Energien?
El.AnwendungenVerkehrProzess-HitzeWärmeEinsparungen
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S.26
0 500 1000 1500 2000 2500
Energie / Mrd kWh
Bedarf
Energie-Quellen
Elektr. Anwendungen
Verkehr
Verwendung
Prozess-Hitze
Wärme
Energie-Angebot
Solar-StromSolar-ThermieWindkraftWasserkraftGeothermie Bio-Wertstoffe
El.AnwendungenVerkehrProzess-HitzeWärmeEinsparungen
El. StromTreibstoffeAbwärmeVerluste
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S.27
Wege zu 100% Erneuerbare
Erneuerbare Energien
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DieserVortragDieserVortrag
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S.28
100%Erneuerbare Energien
Sind möglich!
0 500 1000 1500 2000 2500
Energie / Mrd kWh
Zukünftiger Bedarf
Zukünftiges Angebot
Einsparungen
Infos unter: www.sfv.de oder www.waffenschmidt.homepage.t-online.de
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S.29
Anhang
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S.30
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
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S.31
Begriffserklärungen: Einheiten für Energie
Einheit Bedeutet Zum Vergleich der Größenordnung
J Joule Joule 1 Joule = 1 sec lang 1 Watt verbrauchen: z.B. Streichholz anzünden
kJ Kilo-Joule TausendJoule
Batterie („Babyzelle“) (ca. 3 kJ)
MJ Mega-Joule MillionJoule
Eine Stunde kochen
3.6 MJ = 1kWh
GJ Giga-Joule MilliardenJoule
Stromverbrauch einer Person im Jahr (ca. 3GJ)
TJ Tera-Joule BillionenJoule
Stromproduktion eines Kraftwerks pro Stunde (ca. 3 TJ)
PT Peta-Joule BilliardenJoule
Jahres-Stromproduktion eines Kraftwerks (ca. 30 PJ)
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S.32
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)
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S.33
Energie-StrömeIn Mrd. kWh321 271
33
705 400
279
271
33
25 306
316
608-61 181
120
100
294
299
162
8.4 34
19
20
43
150
214
250
193
0
935
0
15
-294-338
-210 -537
680
39
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S.34
Energie-Speicher
Relevant für elektrische Energie Europäischer Stromverbund reduziert Speichergröße Zeitliche Verschiebung des Verbrauchs Speicher*:
3% der jährlich erzeugten Energie als Speichergröße16% 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
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S.35
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.