Die Energiewende muss kommen!
Werbung
www.volker-quaschning.de Die Energiewende muss kommen! Welche Strategien und Maßnahmen sind nötig? Prof. Dr. Volker Quaschning Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin VHS Köln 12. Dezember 2016 FORUM Volkshochschule im Kulturquartier am Neumarkt, Köln Vortragsinhalte Ziele einer nachhaltigen Energieversorgung Aufbau einer klimaverträglichen Wärmeversorgung Aufbau einer klimaverträglichen Mobilität Aufbau einer klimaverträglichen Stromversorgung Prof. Dr. Volker Quaschning 2 Ziele einer nachhaltigen Energieversorgung Prof. Dr. Volker Quaschning 3 Die Erde bekommt Fieber 6 Business as usual Temperaturänderung in °C 5 4 3 2 1 0 -1 1900 bisherige Entwicklung 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 Daten: NASA, IPCC Prof. Dr. Volker Quaschning 4 Polare Eisbedeckung erreicht Rekordminimum Quelle: NASA Prof. Dr. Volker Quaschning 5 Polare Eisbedeckung erreicht Rekordminimum Quelle: NASA Prof. Dr. Volker Quaschning 6 Langfristige Konsequenzen des Klimawandels 0 °C 12 10 8 6 4 2 m 11 9 7 5 3 1 Datenbasis: Levermann et al. (2013), PIK Potsdam / Brooks et al. (2006), WGBU, Szenario A1/B2 2080s Prof. Dr. Volker Quaschning 7 Langfristige Konsequenzen des Klimawandels 300 Millionen 1,5 °C 12 10 8 6 4 2 m 11 9 7 5 3 1 Datenbasis: Levermann et al. (2013), PIK Potsdam / Brooks et al. (2006), WGBU, Szenario A1/B2 2080s Prof. Dr. Volker Quaschning 8 Langfristige Konsequenzen des Klimawandels 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 1 Milliarde °C 12 10 8 6 4 2 m 11 9 7 5 3 1 Datenbasis: Levermann et al. (2013), PIK Potsdam / Brooks et al. (2006), WGBU, Szenario A1/B2 2080s Prof. Dr. Volker Quaschning 9 Langfristige Konsequenzen des Klimawandels Quelle: Sumon Mallick / wikimedia.org Quelle: US Army Prof. Dr. Volker Quaschning 10 Wir können den Planeten noch retten! 6 Business as usual Temperaturänderung in °C 5 4 3 2 1 0 -1 1900 Begrenzung auf 1,5°C Klimaschutzpfad bisherige Entwicklung 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 Daten: NASA, IPCC Prof. Dr. Volker Quaschning 11 Ergebnisse des Pariser Klimagipfels Begrenzung der globalen Erwärmung auf deutlich unter 2°C. Möglichst Begrenzung auf 1,5°C. Alle Staaten unternehmen eigene Maßnahmen und berichten regelmäßig über die Fortschritte. Finanzstarke Staaten unterstützen schwache Staaten bei der Anpassung an den Klimawandel. Foto: Presidencia de la República Mexicana Flickr CC BY 2.0 Prof. Dr. Volker Quaschning 12 Entwicklung der Dekarbonisierung in Deutschland 90% Anteil 2015: 12,6% 80% 70% 60% Regenerativ Fossil aktuelle deutsche Energiewende 1,5°CLimit 50% 40% 30% 20% 10% 2160 2150 2140 2130 2120 2110 2100 2090 2080 2070 2060 2050 2040 2030 2020 2010 0% 2000 Anteil am Primärenergieverbrauch 100% Prof. Dr. Volker Quaschning 13 Niedergang der Photovoltaik in Deutschland neu installierte PV-Leistung in GW 20 18 China Deutschland 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Prof. Dr. Volker Quaschning 14 Entwicklung der Kohlendioxidemissionen in Europa Relative Kohlendioxidemissionen (1990=100) 160% 140% 120% 100% 80% 60% 40% Spanien Portugal Österreich Niederlande Schweiz Frankreich Italien Belgien UK Deutschland Polen Klimaschutzpfad für 1,5°C-Grenze 20% 0% 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 Prof. Dr. Volker Quaschning 15 Die deutsche und internationale Klimapolitik Foto: Bansky Prof. Dr. Volker Quaschning 16 These I Für eine nachhaltige Energiepolitik müssen die Kohlendioxidemissionen bis 2040 auf null zurückgefahren werden. Durch einen breiten Mix an erneuerbaren Energien ist das erreichbar. Unsere Politik ist derzeit nicht in der Lage, das nötige Tempo dazu einzuleiten. Prof. Dr. Volker Quaschning 17 Treibhausgasemissionen in Deutschland 22% Verkehr Verkehr Strom Industrie 16% Wärme 11% 46% Energiewirtschaft 5% Haushalte GHD Daten: UBA nur energiebedingte THG Stand 2014 Prof. Dr. Volker Quaschning 18 Aufbau einer klimaverträglichen Wärmeversorgung Prof. Dr. Volker Quaschning 19 Energieträger für Raumwärme und Warmwasser Kohle Fossile Energieträger: 74% (570 TWh) Strom 2% 5% 8% Erdgas Fernwärme 49% 770 TWh 11% Biomasse 1% 1% 23% Erdöl Solarthermie Wärmepumpen Daten: BMWi Stand 2014 Prof. Dr. Volker Quaschning 20 Bausteine einer nachhaltigen Wärmeversorgung Tiefengeothermie Biomasse EE-Gas Solarthermie EE-Strom Brennstoffzelle kleine KWK Wärmeverbraucher Wärmepumpe Abwärme Prof. Dr. Volker Quaschning 21 Energieträger für Raumwärme und Warmwasser Fossile Energieträger 500 TWh Strom Fernwärme 770 TWh Biomasse Solarthermie Tiefengeothermie Prof. Dr. Volker Quaschning 22 Prinzip von Power to Gas (P2G) 100% EE-Strom Elektrolyse Wasser (H2O) Wasserstoff (H2) Methanisierung Wasser (H2O) Kohlendioxid (CO2) Sauerstoff (O2) 35% Methan (CH4) Abwärme 65% EE-Gas Prof. Dr. Volker Quaschning Effizienz elektrisch basierter Heizungssysteme unsanierter Altbau 30 000 kWh/a Sanierter Altbau 15 000 kWh/a GasBrennwert 46 000 P2G Gas kWh/a Strom 23 000 GasBrennwert KWK el=40% kWh/a 10 000 kWh/a 38 000 kWh/a Gas-WP COP=2 11 500 Elektro-WP COP=3 5000 Elektro-WP COP=5 3000 kWh/a kWh/a kWh/a Prof. Dr. Volker Quaschning 24 Sofortmaßnahmen für eine nachhaltige Wärmewende Energetische Gebäudesanierungsrate auf mind. 3 % pro Jahr deutlich erhöhen Verbot von Öl- und Gaskesseln im Neubau Auslauf des Neubaus und Austauschs von Öl- und Gaskesseln sowie KWK-Anlagen in ca. 5 Jahren Pflicht zur Solarenergienutzung bei Neubauten Weiterentwicklung von Wärmepumpen, z.B. auf solarangepasste Betriebsweisen und klimafreundliche Kältemittel 100% regenerative Stromversorgung bis 2040 Prof. Dr. Volker Quaschning 25 Aufbau einer nachhaltigen Mobilität Prof. Dr. Volker Quaschning 26 Klimaverträgliche Mobilitätsvarianten Biotreibstoffe - Biodiesel - Bioethanol - Biogas PtG / PtL - H2 - Methan - Methanol EE-Strom Prof. Dr. Volker Quaschning 27 Potenziale der Biomasse für die Mobilität Dieselverbrauch 38 Mrd. l Diesel Biodieselpotenzial 28 Mrd. l Biodiesel 51,7% Hektarertrag Biodiesel: 1500 Liter ha 18,5 Mio. ha landwirtschaftliche Fläche Daten: UBA, FNR Stand 2014 Prof. Dr. Volker Quaschning 28 Effizienzgewinn durch Elektromobilität 65 100 50 20 kWh km 1,5 kWh 100 km kWh 100 km kWh 100 km kWh 100 km 1 km kWh 2 km kWh 5 km kWh Prof. Dr. Volker Quaschning 29 Ökobilanz der Elektromobilität 6,5 l Diesel 172 100 km g CO2 km 220 Braunkohle 1,1 kg CO2 g CO2 kWh km Strommix 0,57 114 kg CO2 g CO2 kWh 100% Regenerativ km 0 kg CO2 kWh 0 20 kWh 100 km g CO2 km Prof. Dr. Volker Quaschning 30 Sofortmaßnahmen für eine nachhaltige Mobilitätswende Keine Neuzulassungen von Benzin- und Dieselfahrzeugen ab 2025 Sofortige Einführung einer flächendeckenden Ladeinfrastruktur Elektrifizierung der Autobahnen für den Fernverkehr bis 2025 Umstellung des Flug- und Schiffverkehrs auf Power-To-Liquid und Biotreibstoffe 100% regenerative Stromversorgung bis 2040 Prof. Dr. Volker Quaschning 31 Aufbau einer nachhaltigen Stromversorgung Prof. Dr. Volker Quaschning 32 Entwicklung des Stromverbrauchs in Deutschland 1400 TWh 1200 1000 Speicherverluste 800 Elektromobilität 600 Prozesswärme 400 Raumwärme/WW Stomverbrauch 200 2040 2035 2030 2025 2020 2015 2010 2005 2000 1995 1990 0 Prof. Dr. Volker Quaschning 33 Kein Klimaschutz mit aktuellen Ausbauzielen 1400 TWh 1200 1000 Andere 800 Photovoltaik Windkraft offshore erneuerbarer Anteil: 35 % 600 Windkraft onshore 400 Biomasse Wasserkraft 200 Biomasse 100 MW/a (brutto) Windkraft (onshore) 2500 MW/a (netto) 2040 2035 2030 2025 2020 2015 2010 2005 2000 1995 1990 0 Photovoltaik EEG 2014 2500 MW/a (brutto) Prof. Dr. Volker Quaschning 34 Kein Klimaschutz mit aktuellen Ausbauzielen 1400 TWh 1200 1000 Andere 800 Photovoltaik Windkraft offshore erneuerbarer Anteil: 27 % 600 Windkraft onshore 400 Biomasse Wasserkraft 200 Biomasse 200 MW/a (brutto) Windkraft (onshore) 2900 MW/a (brutto) 2040 2035 2030 2025 2020 2015 2010 2005 2000 1995 1990 0 Photovoltaik EEG 2016 2500 MW/a (brutto) Prof. Dr. Volker Quaschning 35 Klima- und Lebensraumkiller Braunkohle Prof. Dr. Volker Quaschning 36 Klimaverträgliche Erneuerbare Zielkorridore 1400 TWh 1200 1000 Andere 800 Photovoltaik Windkraft offshore 600 Windkraft onshore 400 Biomasse Wasserkraft 200 Biomasse 200 MW/a 500 MW/a (brutto) (brutto) Windkraft (onshore) 2900 MW/a 6300 MW/a (brutto) (netto) 2040 2035 2030 2025 2020 2015 2010 2005 2000 1995 1990 0 Photovoltaik 2500 MW/a (brutto) 15000 MW/a (netto) Prof. Dr. Volker Quaschning 37 Lösungen einer regenerativen Stromversorgung Brennstoffzelle oder Erdgaskraftwerk Wärme Elektrizität Erdgasnetz Überschüsse dezentrale Batteriespeicher Wasser Kohlendioxid Power-To-Gas Wasserstoff Methan Erdgasspeicher Prof. Dr. Volker Quaschning Sofortmaßnahmen für eine nachhaltige Stromwende Steigerung des jährlichen Zubaus der Photovoltaik um den Faktor 9 Pflicht zur Solarenergienutzung bei Neubauten Steigerung des jährlichen Zubaus der Windkraft um den Faktor 2 bis 3 Kohleausstieg bis 2030 Markteinführung von Batteriespeichern und der Power-To-Gas-Technologie 100% regenerative Stromversorgung bis 2040 100% Prof. Dr. Volker Quaschning 39 Um die Lebensgrundlagen unserer Kinder zu erhalten… Quelle: Oxfam East Africa / Wikimedia Commons Prof. Dr. Volker Quaschning 40 …brauchen wir nicht nur eine laue Energiewende. Prof. Dr. Volker Quaschning 41 Wir brauchen eine echte Energierevolution! Quelle: rexergie e.V., Kassel Prof. Dr. Volker Quaschning 42 Entwicklung der Strompreise 60 PV Haushalt EEG Haushaltsstrompreis 50 30 Kostenvorteil durch Eigenverbrauch 20 10 2020 2019 2018 2017 2016 2015 2014 2013 2012 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 0 2004 ct/kWh 40 Prof. Dr. Volker Quaschning 43 Transformation zu Smart-Home-Systemen Batterie- und Wärmespeicher 21 23°C Direktverbrauch 45 55°C Prof. Dr. Volker Quaschning 44 Autarkiegrad bei PV-Wärmepumpensystemen 80% Autarkiegrad Autarkiegrad 60% 50% SG Wärmepumpe SG 80% Re a dy 70% Sm a r t H e a t Pum ps Re a dy Sm a r t H e a t Pum ps 60% Wärmepumpe Autarkiegrad 70% Wärmepumpe 40% 30% 50% 10% 10% 0% 0% 10 kWp SG Re a dy Sm a r t H e a t Pum ps Wärmepumpe 4 kWp 7 kWp 10 kWp Effizienzhaus 40 Modernisierter Altbau Elektrizitätsbedarf: 4000 kWh Wärmepumpe max. 50% Modulation Nutzbare Batteriekapazität: 6 kWh Quelle: Tjarko Tjaden, HTW Berlin Wärmepumpe Re a dy Sm a r t H e a t Pum ps 30% 20% 7 kWp SG 40% 20% 4 kWp Wärmepumpe Wärmepumpe Prof. Dr. Volker Quaschning Neue Subventionen für Kohle, Atomkraft und Erdöl >10 kW EEG-Umlagepflichtig EEG-Umlagebefreiung 2 Mrd. € pro Jahr € Heizöl Prof. Dr. Volker Quaschning 46 Was kommt nach der Sonnensteuer? Fotos: PV-Anlage: Laudeley Betriebstechnik Prof. Dr. Volker Quaschning 47 Kosten fossiler Energien ohne Energiewende 300 Import Öl, Gas und Kohle 5400 Mrd. € Kraftwerksbetrieb Schäden Luftschadstoffe 200 Klimafolgekosten 150 100 50 0 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 Kosten in Mrd. € 250 Inlandsförderung Prof. Dr. Volker Quaschning 48 These II Eigenverbrauchssysteme haben das Potenzial für eine industrielle Revolution und sind die Chance für einen erfolgreichen Klimaschutz. Die Politik muss dezentrale Versorger durch günstige Rahmenbedingungen unterstützen anstatt neue Hürden aufzubauen. Werden Sie Teil der Revolution und machen Sie Druck. Prof. Dr. Volker Quaschning 49 Die Rettung des Planeten liegt in Ihrer Verantwortung Haben Sie Ihren Abgeordneten zu mehr Klimaschutz aufgefordert? Haben Sie ein Elektroauto? Haben Sie eine eigene Solaranlage? Haben Sie einen grünen Stromanbieter? Grafiken: Michael Hüter Prof. Dr. Volker Quaschning 50 Nur gemeinsam können wir es schaffen, … …die Energierevolution zum Erfolg zu führen und die globale Erwärmung zu stoppen. Lassen Sie uns gemeinsam den Planeten retten. Prof. Dr. Volker Quaschning 51 Zum Weiterlesen… www.volker-quaschning.de youtube.com/c/VolkerQuaschning Prof. Dr. Volker Quaschning 52
