Stoppt den Klimawandel – 100 % erneuerbaren Energien bis 2050
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Stoppt den Klimawandel – 100 % erneuerbaren Energien bis 2050 P f Dr. Prof. D Volker Quaschning Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin FEE-Innovationspreis Energie „Heute innovativ für Morgen“ 23. Februar 2010 Landesvertretung Sachsen-Anhalt in Berlin CO2-Emissionen und Treibhauseffekt Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin 30000 0,9 °C 25000 0,7 20000 0,5 Temperatur 15000 0,3 10000 0,1 5000 -0,1 Globale e Tempe raturände erung Energiebe edingte C CO 2-Emiss sionen _ Mt CO2-Emissionen 0 1860 -0,3 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 Prof. Dr. Volker Quaschning 2 Auswirkungen der globalen Erwärmung Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Quelle: NASA Prof. Dr. Volker Quaschning 3 Auswirkungen der globalen Erwärmung Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Quelle: NASA Prof. Dr. Volker Quaschning 4 Gebiete in Bangladesh unter 1 mNN Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Prof. Dr. Volker Quaschning 5 Bedrohte Gebiete Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Hamburg Berlin Grafik: Norbert Geuder, DLR Prof. Dr. Volker Quaschning 6 Klimaschutzforderungen an Industrienationen Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin bis 2005 bis 2020 bis 2050 Reduktion der CO2-Emissionen Emissionen gegenüber 1990 -25 % -50 % -80 % Prof. Dr. Volker Quaschning 7 Entwicklung der CO2-Emissionen in Deutschland Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Kohlen ndioxid-Emission nen_ 1200 Mt Referenzjahr 1990 Ziel -50 % Wiedervereinigung Gesamtdeutschland 1000 800 Ziel -25 % alte Bundesländer Wirtschaftskrise Trend 600 Trend Ziel 400 Ziel 200 Ziel neue Bundesländer Trend 0 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 Prof. Dr. Volker Quaschning 8 Optionen zur CO2-Reduktion Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Kernenergie „Kohlendioxidfreie“ fossile Kraftwerke Energiesparen Regenerative Energien Prof. Dr. Volker Quaschning 9 Sind Kernkraftwerke sicher und preiswert? Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Auszug aus Kfz-Versicherbedingungen §§ „Nicht versichert sind: - Vorsätzlich herbeigeführte Schäden - Schäden S häd infolge i f l von AlkoholAlk h l und d Drogenkonsum D k - Schäden durch Kernenergie” Auszug aus Gebäude-Versicherungsbedingungen „Nicht Nicht versichert e siche t sind: sind - Schäden durch Radioaktivität von Kernreaktoren” Die gesetzlich festgelegte Deckungsvorsorge für Kernenergieunfalle g beträgt g 2,5 , Mrd. €. Prof. Dr. Volker Quaschning 10 These I Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin In Industrieländern wie Deutschland müssen wir 2 % pro Jahr h an fossilen f l g g durch Einsparungen p g Energieträgern und/oder regenerative Energien ersetzen. Di Kernenergie Die K i ist i t keine k i Alt Alternative. ti Prof. Dr. Volker Quaschning 11 Primärenergieverbrauch in Deutschland Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Szenario: Klimaschutz und nachhaltige Entwicklung 16000 nicht energetisch Fossil Kernenergie 12000 Wasserstof f Wärmepumpe 10000 Geothermie Biomasse 8000 Solar Import Solarthermie 6000 Photovoltaik Windkraf dk f t 4000 Wasserkraf t 2000 2050 2045 2040 2035 2030 2025 2020 2015 2010 2005 2000 1995 0 1990 Primä ärenergiev verbrauch in PJ_ 14000 Prof. Dr. Volker Quaschning 12 Kohlendioxidemissionen nach Sektoren Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin 10% 19% 43% Energiewirtschaft Wärmesektor Transportsektor Industrieprozesse 28% Prof. Dr. Volker Quaschning 13 Primärenergiebedarf im Wärmesektor in Deutschland Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Szenario: Klimaschutz und nachhaltige Entwicklung Fernwärme Strom Fossil Wasserstoff G th Geothermie i Wärmepumpen Solarthermie Biomasse 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 2050 204 45 204 40 2035 2030 2025 2020 2015 2010 2005 2000 199 95 0 199 90 Primärenergiebedarff Wärme in P n PJ__ 8000 Prof. Dr. Volker Quaschning 14 Beispiel: CO2-neutales Wohnhaus Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Prof. Dr. Volker Quaschning 15 Primärenergiebedarf im Transportsektor in Deutschland Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Szenario: Klimaschutz und nachhaltige Entwicklung 3000 Wasserstoff 2500 Biomasse Fossill 2000 1500 1000 500 2050 2045 2040 2035 2030 2025 2020 2015 2010 2005 2000 1995 0 1990 Primärene P ergiebedarff Transporrt in PJ_ Elektrizität Prof. Dr. Volker Quaschning 16 Bruttostrombedarf in Deutschland Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Szenario: Klimaschutz und nachhaltige Entwicklung 17 % 700 40 % 70 % Fossile Kraf twerke 500 Kernenergie Import (regenerativ) 400 Geothermie Biomasse 300 Photovoltaik Wi dk f t Windkraf 200 Wasserkraf t 100 205 50 204 45 204 40 203 35 203 30 202 25 202 20 201 15 201 10 200 05 200 00 199 95 0 199 90 Bruttos stromverbrrauch in TW Wh 600 Prof. Dr. Volker Quaschning 17 These II Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Eine nachhaltige und ökonomische Energie Energieversorgung, die vollständig auf der Nutzung regenerativer Energien basiert, ist möglich. Hierzu müssen die regenerativen Energien noch schneller als bisher eingeführt werden. Prof. Dr. Volker Quaschning 18 Regenerative Anteile am Stromverbrauch im Jahr 2020 Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin BEE Szenario 2020 BMU PlusVariante 2020 BMU Leitszenario 2020 Ist 2008 0% Photovoltaik Biomasse Restbedarf 20% 40% 60% Windkraft (onshore) Geothermie 80% 100% Windkraft (offshore) Wasserkraft Prof. Dr. Volker Quaschning 19 Verlauf der Stromversorgung, aktueller Bedarf Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Juliwoche 80000 MW 70000 60000 PV 50000 Windkraft 40000 30000 20000 10000 0 Mittel- und Spitzenlast PV Wind Biomasse Wasserkraft Mittel- und Spitzenlast Braunkohle Kernenergie Mo Di Mi Braunkohle (Grundlast) Kernenergie (Grundlast) Do Fr Sa So Prof. Dr. Volker Quaschning 20 Verlauf der Stromversorgung, BEE Prognose Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Juliwoche Regenerativer Anteil am Gesamtverbrauch: 49 % Juliwoche, 80000 MW 70000 60000 OffPV shore Wind 50000 40000 Windkraft (onshore) 30000 20000 10000 0 PV Wind (Offshore) Wind (Onshore) Geothermie Biomasse Wasserkraft Mittel- und Spitzenlast p Mo Di Mittel- und Spitzenlast Mi Do Fr Sa So Prof. Dr. Volker Quaschning 21 These III Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Mit zunehmendem Ausbau regenerativer E Energien i wird i d der d bi h i bisherige G Grundlastanteil dl t t il in 10 bis 15 Jahren komplett p wegfallen. g Braunkohle und Kernkraftwerke können dann Braunkohlenicht mehr im gewohnten Grundlastbetrieb arbeiten. Deren wirtschaftlicher Betrieb ist praktisch nicht mehr möglich und das Störfallrisiko nimmt deutlich zu. Prof. Dr. Volker Quaschning 22 Leistung eines 100 % regenerativen Kraftwerksparks Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin monatsmittlere Leistungsabgabe sowie Verbrauch für Deutschland 90 GW 80 70 60 50 40 Solar-Import Geothermie Wasser Biomasse 30 Windkraft 20 Photovoltaik 10 Brutto-Verbrauch 0 Prof. Dr. Volker Quaschning 23 Bausteine einer künftigen Stromversorgung Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Fluktuierende regenerative Erzeugung Regelbare regenerative Erzeugung Verbraucher Zentrale Steuerung Innovative Speicher Überregionaler Ausgleich Prof. Dr. Volker Quaschning 24 Option Stromimport aus Nordafrika Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin 1 % der Fläche der Sahara genügt um den Elektrizitätsbedarf der Erde zu decken Quelle: DLR Ausschlusskriterien: Neigung Geomorphologie Hydrologie Meer Landnutzung g Schutzgebiet g Bevölkerung g nutzbar Prof. Dr. Volker Quaschning 25 Mögliche Stromgestehungskosten im Jahr 2025 Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Solarthermische Kraftwerke Windkraft Photovoltaik Technologieexport EU Nordafrika Übertragung ca. 1 Cent/kWh 4-5 Cent/kWh 2000-2500 h/a 4-5 Cent/kWh 2500-8000 h/a 2-3 Cent/kWh 3500-4500 h/a 3-4 Cent/kWh 2500-3000 h/a 3-4 Cent/kWh 3000-8000 h/a Prof. Dr. Volker Quaschning 26 Speicheroption Elektromobilität Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Potenzial für Deutschland: 40 Millionen PKW Ladeleistung je 15 kW Æ 600 GW Speicherkapazität je 55 kWh Æ 2,2 TWh 1,3 Tage Elektrizitätsbedarf Deutschlands Prof. Dr. Volker Quaschning 27 These IV Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Eine nachhaltige und ökonomische Energieversorgung basiert auf einer breiten Basis regenerativer Energien, nutzt innovative Speichertechnologien und bezieht Import von günstigen regenerativen Energien mit ein. Prof. Dr. Volker Quaschning 28 Fazit Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Um die globale Erwärmung wirksam zu stoppen, t müssen ü wir i bis bi zum Jahr J h 2050 unsere Treibhausgasemissionen g um mindestens 80% reduzieren. Dies lässt sich nur durch Energiesparen und regenerative Energien erreichen. Technisch und ökonomisch ist das problemlos zu bewältigen. bewältigen Worauf warten wir noch? Prof. Dr. Volker Quaschning 29 Zum Nachlesen… Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin www.volker-quaschning.de Volker Quaschning Erneuerbare Energien und Klimaschutz Hanser Verlag 340 Seiten in Farbe € 24,90 Prof. Dr. Volker Quaschning 30
