Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
100%
Erneuerbare
Energien
E. Waffenschmidt
Aachen, 9. Juni 2007
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
S.1
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Warum Erneuerbare Energien?






Klimawandel vermeiden
Import-Abhängigkeit reduzieren
Konfliktpotential vermeiden
Endliche Rohstoffe bewahren
Langfristig kostengünstig
Ungefährlich und ungiftig
 Je mehr, desto besser!
S.2
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Geht „100% Erneuerbare“?
Ja!




S.3
Studien z.B.:
Enquete-Kommission des Deutschen
Bundestag 2002
LTI-Research Team, 1998
V. Quaschning, 2000 (100% Strom)
Unser Beispiel für Deutschland
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Wie sieht eine
Energieversorgung mit
100% Erneuerbaren Energien
aus?
 Bei uns ?
 Mit heutigen Mitteln ?
S.4
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Übersicht
 Heutiger Verbrauch
 Einsparmöglichkeiten
 Erneuerbare Energien
S.5
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Begriffserklärungen
Energie als technischer Begriff, z.B. für:
 Wärme
 Bewegung
 Licht
Primärenergie
4000
Mrd kWh
Verluste
29%
60%
Endenergie
2400 Mrd kWh
Für Strom,
Wärme,
Treibstoff
11%
Pro Kopf:
31000 kWh
Nichtenergetisch
S.6
Aus: „Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V., „Energiebilanz der Bundesrepublik 2002“,
http://www.ag-energiebilanzen.de/daten/inhalt1.php#
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Wofür „verbrauchen“ wir Energie?
Elektrische Anwendungen



Prozess-Hitze



Licht
Maschinen
Information
Verkehr





Temperaturen > 200°C
Überwiegend in der Industrie
Bsp: Glasherstellung,
Metalle Schmelzen, Backen
Wärme



Autos
Lastwagen
Eisenbahn
Flugzeuge
Schiffe
Hauswärme
Warmwasser
Niedertemperatur Prozesse,
z.B. Trocknen
El.Anwendungen
Verkehr
Prozess-Hitze
Wärme
Einsparungen
Heutiger
Bedarf
0
S.7
500
1000
1500
Energie / Mrd kWh
2000
2500
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Übersicht
 Heutiger Verbrauch
 Einsparmöglichkeiten
 Strom-Sparen
 Effizienz im Verkehr
 Hausisolierung
 Erneuerbare Energien
S.8
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Energieeinsparung
-10% Strom
durch effiziente Beleuchtung
und Verzicht auf Stand-By
-66% Heizwärme
durch Altbau-Wärmedämmung
nach Neubauverordnung
-50% Treibstoff
S.9
durch 3-Liter-Autos und 2/3
Güterfernverkehr auf die Bahn
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Energieeinsparung

Stell Dir vor:
Alle Glühbirnen werden durch Energiesparlampen ersetzt und StandBy-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
Licht + Stand By
Verkehr
Einsparung
Hausisolierung
Zukünftiger Bedarf
Heutiger Bedarf
0
S.10
500
1000
1500
Energie / Mrd kWh
2000
2500
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Übersicht
 Heutiger Verbrauch
 Einsparmöglichkeiten
 Erneuerbare Energien





S.11
Solarenergie
Windkraft
Wasserkraft
Geothermie
Bio-Wertstoffe
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Solarenergie
 Kritischer Parameter: Fläche, Sonneneinstrahlung
 Mit Photovoltaik pro m² im Jahr:
ca.100 kWh Stromerzeugung
S.12
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Flächenbedarf für Solarenergie
Solar-Dachflächen
und –Fassaden
2100km²
Elektr. Energie
Bedarf: 5000km²
Gesamte Energie
Bedarf:25700km²
Besiedelte Fläche
42000km²
Gebäude- + Freifl.
0
10000
20000
Verkehrsfläche
30000
Fläche / km²
S.13
40000
50000
60000
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Solarenergie
Stell 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
El. Strom
Thermisch
Zukünftiges Angebot
Einsparungen
Zukünftiger Bedarf
0
S.14
500
1000
1500
Energie / Mrd kWh
2000
2500
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Windkraft
Heute
 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
S.15
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Windkraft
Heute
Morgen
Offshore
110 Mrd kWh
7 / 100km²
x 1 MW:
33 Mrd kWh
7 / 100km²
x 3 MW
100 Mrd kWh
7 / 100km²
x 3 MW
50 Mrd kWh
Summe
260 Mrd kWh
S.16
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Windkraft
Stell 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
Zukünftiges Angebot
Einsparungen
Zukünftiger Bedarf
0
S.17
500
1000
1500
Energie / Mrd kWh
2000
2500
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
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
Zukünftiges Angebot
Einsparungen
Zukünftiger Bedarf
0
S.18
500
1000
1500
Energie / Mrd kWh
2000
2500
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
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
S.19
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Erdwärme
Stell 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
Zukünftiges Angebot
Einsparungen
Zukünftiger Bedarf
0
S.20
500
1000
1500
Energie / Mrd kWh
2000
2500
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Biomasse
 Waldholz
 Brennholz
 Resthölzer
 Reststoffe
 Abfall (aber: Receycling hat Vorrang!)
 Exkremente (z.B. Gülle, Klärschlamm)
 Bio-Reste (z.B. Stroh, Gartenabfälle)
 Landwirtschaftlicher Anbau
S.21
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Biomasse: Anbaufläche
 EU-Stilllegungsfläche
 10% der landwirtschaftlichen Fläche
 Freigegeben zum Energiepflanzenanbau
 Verzichtbare Flächen
 20…30% der landwirtschaftlichen Fläche
 Selbstversorgungsgrad > 100%
S.22
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Biomasse: Energiepflanzen
Biogas




S.23
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
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
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
Zukünftiges Angebot
Einsparungen
Zukünftiger Bedarf
0
S.24
500
1000
1500
Energie / Mrd kWh
2000
2500
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Verwendung
Fazit:
 In Summe mehr als 100% vorhanden
 Wie verwenden wir die Energien?
Solar-Strom
Solar-Thermie
Windkraft
Wasserkraft
Geothermie
Bio-Wertstoffe
El.Anwendungen
Verkehr
Prozess-Hitze
Wärme
Einsparungen
Energie Quellen
Zukünftiger Bedarf
0
500
1000
1500
Energie / Mrd kWh
S.25
2000
2500
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Verwendung
Solar-Strom
Solar-Thermie
Windkraft
Wasserkraft
Geothermie
Bio-Wertstoffe
Energie-Quellen
El. Strom
Treibstoffe
Abwärme
Verluste
Energie-Angebot
Elektr. Anwendungen
El.Anwendungen
Verkehr
Prozess-Hitze
Wärme
Einsparungen
Verkehr
Prozess-Hitze
Wärme
Bedarf
0
500
1000
1500
Energie / Mrd kWh
S.26
2000
2500
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
Suffizienz
?
?
Dieser
Vortrag
Effizienz
Einsparung durch
Wege zu 100% Erneuerbare
Jetzt
0
S.27
Erneuerbare Energien
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
100%
Erneuerbare
Energien
Sind
möglich!
Zukünftiges Angebot
Einsparungen
Zukünftiger Bedarf
0
500
1000
1500
2000
2500
Energie / Mrd kWh
S.28
Infos unter: www.sfv.de oder www.waffenschmidt.homepage.t-online.de
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Anhang
S.29
Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
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
S.30
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Begriffserklärungen: Einheiten für Energie
S.31
Einheit
Bedeutet
Zum Vergleich der Größenordnung
J
Joule
Joule
1 Joule = 1 sec lang 1 Watt verbrauchen:
z.B. Streichholz anzünden
kJ
Kilo-Joule
Tausend
Joule
Batterie („Babyzelle“) (ca. 3 kJ)
MJ
Mega-Joule
Million
Joule
Eine Stunde kochen
3.6 MJ = 1kWh
GJ
Giga-Joule
Milliarden
Joule
Stromverbrauch einer Person im Jahr (ca.
3GJ)
TJ
Tera-Joule
Billionen
Joule
Stromproduktion eines Kraftwerks pro
Stunde (ca. 3 TJ)
PT
Peta-Joule
Billiarden
Joule
Jahres-Stromproduktion eines Kraftwerks
(ca. 30 PJ)
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Einheit für Energie:
Kilowattstunde (kWh) oder Petajoule (PJ)
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
S.32
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Energie-Ströme
In Mrd. kWh
321
705
271
400
33
-61
181 608
15
10
0
120
316
19
-294
S.33
-338
-210
-537
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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
S.34
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Energie-Speicher




S.35
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.

Solarenergie-Förderverein Deutschland eV