100% erneuerbare Stromversorgung bis 2050:
klimaverträglich, sicher, bezahlbar
Prof. Dr. Olav Hohmeyer
Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU)
Präsentation der Stellungnahme des SRU
Berlin, 26. Mai 2010
Überblick über den Vortrag
•
Die Szenarien des SRU
•
Das Potential für eine erneuerbare Stromversorgung
•
Struktur einer 100% erneuerbaren Stromversorgung 2050
•
Versorgungssicherheit und die Kooperation mit Norwegen
•
Kosten des Systems 2050
•
Der Weg von 2010 nach 2050
•
Konventionelle und erneuerbare Energien:
die Entwicklung der Kosten im Vergleich
•
Schlussfolgerungen
2
100% erneuerbare Stromversorgung
Acht Szenarien des SRU
Nachfrage DE 2050:
500 TWh/a
Nachfrage DE 2050:
700 TWh/a
Selbstversorgung
Deutschland
Szenario 1.a
DE-100 % SV-500
Szenario 1.b
DE-100 % SV-700
Netto-Selbstversorgung
Austausch mit DK/NO
Szenario 2.1.a
DE-NO/DK-100 % SV-500
Szenario 2.1.b
DE-NO/DK-100 % SV-700
Maximal 15% Nettoimport
aus DK/NO
Szenario 2.2.a
DE-NO/DK-85 % SV-500
Szenario 2.2.b
DE-NO/DK-85 % SV-700
Maximal 15 % Nettoimport
aus EUNA
Szenario 3.a
DE-EUNA-85 % SV-500
Szenario 3.b
DE-EUNA-85 % SV-700
3
Das Modell REMix-Europe des DLR
REMix-Europe
(Renewable Energy Mix for Sustainable
Electricity Supply in Europe)
Inventar der EERessourcen
GIS, C
Strombedarf
GIS, C
Lineares Optimierungsmodell
GAMS (General Algebraic Modeling
System)
Source: Krewitt 2009
4
Die analysierte Region Europa-Nordafrika
5
Das Potenzial der regenerativen
Elektrizitätsversorgung in EU-NA (TWh/a)
Potential
Nachfrage 2050 (5%) des Potentials
6
100% erneuerbare Stromversorgung ist
in verschiedenen Varianten möglich
Elektrizitätserzeugung in Deutschland und Importe (2050)
900
800
Nachfrage 700 TWh/a
700
Nachfrage 509 TWh/a
Importierte Elektrizität
Überprodukion
Druckluftspeicher
Pumpspeicher
Speicherwasser
Laufwasser
Biogas KWK
Biomasse KWK
Biomasse
Geo KWK
Geothermie
Wind – Off
Wind – On
Photovoltaik
600
500
TWh/a
400
300
200
100
0
1.a: DE-100% 2.1.a: DE2.2.a: DESV-500
NO/DK-100% NO/DK-85%
SV-500
SV-500
3.a: DEEUNA-85%
SV-700
Szenario
1.b: DE-100% 2.1.b: DE2.2.b: DESV-700
NO/DK-100% NO/DK-85%
SV700
SV-700
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Versorgungssicherheit wird in jeder
Stunde des Jahres gewährleistet (2.1.a)
Eine Verbund mit Norwegen bringt die notwendige Speicherleistung!
8
Einfluss auf die norwegischen
Speicherstände (Vergleich zu 2008)
Füllstand der norwegischen Speicherwasserkapazität mit Ein- und Ausspeicherung
aus Szenario 2.1 für 2050
90
Max. Füllstand 84 TWh
1990-2008 max.
85
80
75
Szenario 2.1.a
500 TWh/a
70
65
Energiemenge [TWh]
60
55
50
45
40
1990-2008 min.
35
30
Norwegen 2008
25
20
15
Szenario 2.1.b
700 TWh/a
10
Min. Füllstand 0 TWh
5
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
Zeit [Woche]
NO real 2008
Szenario 2.1a
Minimaler Speicherfüllstand 1990-2007
Szenario 2.1b
Maximaler Speicherfüllstand 1990-2008
9
Ein typisches norwegisches
Wasserkraftwerk (Sira-Kvina mit1760 MW)
5,6 TWh Speicher
Ausbaumöglichkeit allein
dieses Systems auf
über 10 GW Pumpspeicherleistung
10
Die notwendigen Leitungskapazitäten
(Szenario 2.1.a)
Maximale Übertragungskapazität in GW
DE-DK-NO 2050 (Szenario 2.1a)
NO
46 GW
DK
42 GW
DE
11
Die Kosten können auf unter 7 Cent pro
kWh gesenkt werden
Zusammensetzung der Stromgestehungskosten pro kWh für Deutschland (2050)
12,00
10,00
7,0 ct/kWh
ct/kWh
Importierte Elektrizität
Druckluftspeicher
Pumpspeicher
Speicherwasser
Laufwasser
Biogas KWK
Biomasse KWK
Biomasse
Geo KWK
Geothermie
Wind – Off
Wind – On
Photovoltaik
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
2.2.a: DE1.a: DE-100% 2.1.a: DENO/DK-100% NO/DK-85%
SV-500
SV-500
SV-500
2.2.b: DE1.b: DE-100% 2.1.b: DE3.a: DENO/DK-100% NO/DK-85%
SV-700
EUNA-85%
SV-700
SV700
SV-500
Szenario
12
Laufzeitverlängerung und neue
Kohlekraftwerke sind nicht nötig (2.1a)
Entwicklung der Bruttostromerzeugung 2005 bis 2050
konventionelle Erzeugung und regenerative Energiequellen (für 509 TWh/a in 2050)
800
Meseberg 2020: ca.520 TWh/a
700
600
TWh/a
500
400
300
200
100
0
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
Jahr
KernE
Sonstige konventionelle Energieträger
Biomasse gesamt
Zubau Steinkohle
BK
Wasserkraft gesamt
PV
Zubau Braunkohle
SK
Wind Onshore
Geothermie
EG
Wind Offshore
Zubau Erdgas
13
Bereits 2030 ist ein regenerative Vollversorgung
möglich (Basis Szenario 2.1.a)
Entwicklung der installierten Kapazität regenerativer Energiequellen 2005 bis 2050
für eine Bruttostromerzeugung von 509 TWh/a in 2050
180,0
160,0
Langsamer Ausbau ab 2024 nur aus Rücksicht
auf Restlaufzeiten konventioneller
Kraftwerke
140,0
120,0
GW
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
0,0
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
Jahr
Wasserkraft gesamt
Wind Onshore
Wind Offshore
Biomasse gesamt
PV
Geothermie
14
Langfristig ist die erneuerbare
Stromversorgung günstiger (2.1.a)
E ntwic klung der s pez ifis c hen S tromg es tehung s kos ten (S z enario 2.1a)
20
K onventionelle E nerg ieträ g er (L eits tudie 2008, S zena rio A)
Anteil S peicher & Tra ns port
K onventionelle E nerg ieträ g er( L eits tudie 2008 S zena rio B )
Konventionelle Erzeugung, starker Preisanstieg
H VD C innerha lb D euts chla nds
15
E rneruerba re E nerg ien (inkl. S peicher, na tiona lem und interna tiona lem
H VD C Tra ns port)
€ c ent/kWh
Erneuerbare mit Speichern und Leitungsausbau
10
5
Konventionelle Erzeugung, moderater Preisanstieg
0
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
J ahr
15
Vorübergehende Klimaschutzkosten von
maximal 2,7-3,7 €c/kWh
Ve rä nde rung de r durc hsc hnittlic he n S trom g e ste hung skoste n g e g e nübe r konve ntione lle r E rz e ug ung (S z e na rio 2.1a e insc hlie ßlic h S pe ic he rn, na tiona le m
und inte rna tiona le m Ne tz a usba u)
8
6
4
Moderater Preisanstieg für konventionelle Erzeugung (max. 3,7 c/kWh)
Starker Preisanstieg konv. Erzeugung (max. 2,7 c/kWh)
€ c ent/kWh
2
0
-2
-4
-6
-8
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
J ahr
Änderung der durchschnittlichen Stromgestehungskosten (Szenario 2.1.a, Kosten A)
Änderung der durc hs c hnittlic hen S tromges tehungs kos ten (S z enario 2.1.a, K os ten B )
16
Schlussfolgerungen
100% Erneuerbare:
der beste Weg zum Klimaschutz
 Die Weichen müssen heute gestellt werden.
Herausforderungen für die Politik
•
Klare politische Zielsetzung
•
Ausbau der erneuerbaren Kapazitäten
•
Auslaufen der konventionellen Stromerzeugung
•
Ausbau der Netze (national und international)
•
Entwicklung und Ausbau von Speichern
Laufzeitverlängerungen für Kernkraftwerke und
neue Kohlekraftwerke sind überflüssig und kontraproduktiv!
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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Hohmeyer_SRU_Workshop_100_Prozent_Erneuerbare_AL_kurz