Energiesituation - Chancen im Toggenburg (Lernfestival 2008)

Embedded Scribd iPaper - Requires Javascript and Flash Player
EnergieSituation
Chancen im Toggenburg
Andreas Luzzi – Institut für Solartechnik SPF
24-Mai-08
24-Mai-08
= Erdöl für zusätzliche 94 Tage
KKW: 2.18% CO2 Emissionsersparnis weltweit
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 1
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 2
Agenda – Energiesituation & Chancen im Toggenburg
1. Gedanken ... 2. Erdöl – limitierte Reserven und Ressourcen 3. Erdgas – gerät allseits unter Substitutionsdruck 4. Uran – Traum, Albtraum, oder einfach Sackgasse ? 5. ... Gedanken 6. Toggenburg – Status, Energie-Chancen, Wege ? 7. ... Gedanken 8. Diskussionen
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08 Folie 3
Gedanken: Unser Energiezeitalter – Ein Zündholz ?
... brennt schnell und feurig - aber nicht lange ~ 250 Jahre
Zeitachse [Jahre]
6 Mia (Erde)
100‘000 (homo sapiens)
Heute (homo weniger sapiens)
Zukunft (homo ?)
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 4
1
Prognose 2030
(IEA, WEC)
Prognose 2030 ?
Weltenergieverbrauch
3.4% Wachstum pro Jahr (2001 – 2006)
2006 US Peak-Oil Beginn KKW
Erdöl – Preisentwicklung
China ? Peak-Oil ? 12. Sep. 2008
Revolution in Iran
Golf Krieg
Irak Krieg
Dampfmotor
Beginn Kohle
Beginn Erdöl
Ende WW-II
Ende 2. DampfWeltkrieg motor
Gründung OPEC
US Peak-Oil
EMPA
EMPA
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 5
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 6
Erdöl – Reserven und Ressourcen (I)
[Gt] Gt] 600 500 400 300 EUR 200 100 0 1940 Ressourcen Reserven kumulative Förderung 1950 1960 1970 1980 1990 2000 139 Gt OPEC-Sprung OPEC159 Gt 82 Gt
1.840 950 884
BGR
Erdöl – Verbrauchs-Szenario
5 [Gt] 4 3 2 1 0 1900
Folie 7
Projektion
2008
BGR
EUR-Einschätzung EUR-Einschä verschiedener Autoren; Balken geben Varianz an
Anteil nichtnichtkonventionellen Erdöls: Erdö Schwerstöle, Schwerstö Ölsande, Ölschiefer
ALLE Erdöle Erdö konv. Erdöl Erdö
1925
1950
1975
2000
2025
2050
2075
2100
2125
2150
Folie 8
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
2
Erdgas – Reserven und Ressourcen
Uran – Status Kernkraftwerkbau
Trend ?
Durchschnittliche Bauzeit für 1 GW el knapp 11 Jahre
BP
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 9
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 10
Uran – Wachstum Szenarios
Wie wird dieses Loch gestopft zur Bewahrung des IstZustandes? ... Wird die Politik die Betriebsbewilligung bestehender KKWs verlängern?
LBST
Uran – Weltweiter Erzabbau
LBST
Weltjahresverbrauch Uranerz: 68‘000 tU/y
Gedeckt aus Waffenarsenalen und Lagern
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 11
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 12
3
Uran – Reserven und Ressourcen
Fall Cigar Lake
Fall „Mabo“ Gesetz
Energiepreisentwicklung ?
NEA & BGR
BGR
12. Sep. 2008
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 13
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 14
Toggenburg
Toggenburg – ~1% Schweiz – A++
488.75 km2
(1.15%)
Sonne Biomasse Wasser
45‘176 Einwohner
(0.6%)
Toggenburg.org
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 15
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 16
4
Energiekonsum im Toggenburg
Echte Daten sind kaum verfügbar Annahme: ... auch der Toggenburger ist ein „Durchschnittsschweizer“ -:)
Schweiz EnergieBilanz 2007
[TJ]
z.B.
CH - 2007
(240‘394 GWh)
Endenergieverbrauch Schweiz
(aufgeteilt nach Hauptenergieträger)
Toggenburg
(0.6% der ganzen CH)
33.4% 21.9% 12.1% 12.4% 11.5% 5.1% 3.6%
Erdöl - Treibstoffe Erdöl - Heizen / Industrie Erdgas - Heizen / Industrie Wasserkraft - Alle Anwendungen Nuklearkraft - Alle Anwendungen Abfall, Kohle, neue EE - Alle Anw. Holz - Heizung
477 GWh 313 GWh 173 GWh 176 GWh 165 GWh 72 GWh 51 GWh
~ 43% Endenergie für Gebäudewärme
~ 32% Verkehr
BFE, CH
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 17
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 18
Energietal-Toggenburg ?
Nachfrage pro Jahr
(Basis 0.6% CH Endenergie-07)
Bodennutzung
(gesamtes Toggenburg)
Energiepotenzial-Toggenburg
Nachfrage
(0.6% der CH Endenergie-07)
281 m2/Einw Gebäude 204 m2/Einw Verkehr
Schlüssel-Potenzialbeispiele
(Top-Energiequellen im Toggenburg)
Windkraft im Toggenburg ?
1‘429 GWh
1‘429 GWh
Ferner • Geothermie • Umweltwärme
~635‘000 GWh Sonne ~1‘890 GWh Holz ~810 GWh Landwirtschaft ~260 GWh Wasser
Ausgaben pro Jahr
(Basis 0.6% CH Endenergie-07)
168 Mio sFr
BFS
Landwirtschaft ~55% Wald & Gehölz ~35% Gewässer / Fels ~5% Siedlung ~5%
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 19
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 20
5
Wege zum Energietal-Toggenburg ?
1. Sparen
... das bestimmen nun Sie ...
EUvonWeizsäcker
⇒ Die Macht der Nachfrage (Konsumverhalten) ist signifikant
(Konsumverhalten hat nichts mit Lebensqualität zu tun)
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 21
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 22
2. Effizienz
Z.B.
Minergie®-Gebäude (z.B. im Kanton St.Gallen)
Ideen sind gefragt - Innovationsschub Alte Technologie ade
⇒ Umstellung braucht Zeit – ein Generationenplan muss entwickelt werden
Innovation ohne Grenzen
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 23
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 24
6
3. Solarenergie (direkte & indirekte Formen)
Direkte Nutzung • Solarwarmwasser • Heizungsunterstützung • Solarstrom (Photovoltaik) • Prozesswärme Indirekte Nutzung • Wasserkraft • Holz (Wärme & Kraft) • Biomasseabfall (W&K) • Biobrenn & -treibstoffe • Windkraft Saisonale Speicherung • Gesamte Biomassepalette • Pumpspeicherkraftwerke
Z.B.
Biomassenutzungen
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 25
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 26
4. Politik (Einmaligen Chancen erkennen & proaktiv anpacken)
Z.B.
Strom via “Kombikraftwerk” (www.kombikraftwerk.de)
Verschiedene Kräfte im Zusammenspiel („Kasselprojekt“)
PV + Wind + Biogas + Wasser
Hass-Liebe Strom ⇒ Schlagwort „Stromlücke“ ⇒ Energiepolitik ⇒ Klimapolitik Umweltpolitik ⇒ Wirtschaftspolitik ⇒ Sozialpolitik . . .
Grabenkrieg: Atom vs. RE
AEE
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 27
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 28
7
Z.B.
Pumpspeicherkraftwerke
Goldisthal (DE): 85% ηRTG 1060 MW el Nennleistung 12 Mio m3 oberes Becken 3.37 km Ringbeckendamm 302 m mittlere Fallhöhe 8 Volllaststundenspeicher 98 s Reaktionszeit von Start
CO2 (650’000 Jahre) ?
• 30% mehr CO2 denn je • 130% mehr CH4 denn je • CO2 Anstieg 200x schneller denn je
Eisbohrkern
(aus 3.2 km Tiefe)
Antarktis
Start von homo sapiens
Stocker et al. (2006)
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 29
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 30
„Welche Zukunft hätten Sie denn gern?” (frei nach Robert Lembke)
EnergietalToggenburg, eine A++ Chance !
(oder gar ein Muss)
⇒ Diskussion
carpe diem . .
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08 Folie 31 Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Dankeschön.
Folie 32
8
Anwendungsdreieck der Solarenergie
Wärme
Heizen Kochen Trocknen Warmwasser Prozesswärme
Anwendungsdreieck der Solarenergie
Wärme
Heizen Kochen Trocknen Warmwasser Prozesswärme
Kraft Strom
Arbeit
Chemie
Rohstoffe Treibstoffe Brennstoffe Chemikalien Pharmaka
Kraft Strom
Arbeit
Chemie
Rohstoffe Treibstoffe Brennstoffe Chemikalien Pharmaka
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 33
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 34
1909: Niedertemperatur-Solarwärme
Warmwassertank Verglaste Flachkollektoren
William Bailey‘s „Day & Night Solar Water Heater Company“
Mehrfamilienhaus (100 kWth - seit 2004)
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 35
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 36
9
22 GWth
06 20
Weltmarktüberblick
Weltweit installierte Leistung Weltjahresproduktion 2006
Luftkollektoren
Trends Niedertemperatursolarwärme
16 GWth
05 20
(CH: ~415 MW th) (CH: ~35 MW th)
~136 GWth ~22 GWth ~8% ~18%
Weltjahresproduktion von Solarwarmwasserkollektoren (in GWth)
12 10 8 6 4 2 0
19 90 19 91 19 92 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04
Jahreswachstum
~ 18%
Jahreswachstum
Ø Jahreswachstum: Bis 1997 Seit 1998
Flachkollektoren
(CH: Stagnation 1996; Ausbau ab 2005)
~ 8%
(Warmwassersystem mit Elektrozusatzheizung)
Röhrenkollektoren
Wärmegestehungskosten CH: AT: AU: IL:
~16 Rp/kWhth ~12 Rp/kWhth ~6 Rp/kWhth ~4 Rp/kWhth
Exponentielles Wachstum
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 37
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 38
Anwendungsdreieck der Solarenergie
Wärme
Heizen Kochen Trocknen Warmwasser Prozesswärme
Kraft Strom
Arbeit
Chemie
Rohstoffe Treibstoffe Brennstoffe Chemikalien Pharmaka
Beneixama (ES) (20 MWel - seit 2007)
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 39
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 40
10
1955: Photovoltaik
Weltmarktüberblick
Weltweit installierte Leistung Weltjahresproduktion 2006 Ø Jahreswachstum: Bis 1997 Seit 1998
Administration
(CH: ~34 MW el)
Bauerngewerbe
~8 GW el
(CH: ~6 MW el)
~2.1 GWel ~17% ~27%
(CH: Stagnation 1996; Ausbau ab 2005)
Industrie
NASA setzt erste Silizium Solarzellen im All ein
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08 Folie 41
Stromgestehungskosten CH: DE: ES: AU:
~80 Rp/kWhel ~60 Rp/kWhel ~40 Rp/kWhel ~25 Rp/kWhel
Folie 42
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
2.1 GWel
06 20
Trend Photovoltaik
1.6 GWel
05 20
1912: Solarthermische Kraftwerke
Jahreswachstum
~ 27%
Exponentielles Wachstum Erstes, kommerziell-betriebenes solarthermisches Kraftwerk (Ägypten, Frank Shuman)
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08 Folie 43 Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08 Folie 44
11
Kommerzielle Parabolrinnen Kraftwerke (9 in Southern California)
Weltmarktüberblick
Weltweit installierte Leistung
150 MWel PT-KW
~0.45 GWel
(CH: 0)
Weltjahresproduktion 2007 Ø Jahreswachstum: Bis 1991 Seit 1991
~0.1 GWel ~9% ~0, aber ...
(CH: 0)
(CH: 0)
10 MWel CR-KW
Stromgestehungskosten ES ~22-26 Rp/kWhel Im Bau befindende Kraftwerke
Kramer Junction (CA) (150 MWel - seit 1984)
10 kWel DS-KW
(~11 GW el in Planung weltweit)
~710 MWel
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 45
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 46
Trend Solarthermische Kraftwerke
Grünstromimport ?
Andasol 1+2 (je 50 WMel) Guanix Ebene (Granada) PS-10 (11 WMel) Sevilla (ES)
Jahreswachstum
~ 12%
(mit 2h-Speicher)
(2-Tank Speicher für 7.5 Stunden Volllastbetrieb nach Sonnenuntergang)
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 47
Lernfestival, Wattwil - Andreas Luzzi - 12/Sep/08
Folie 48
12