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Weltklimavertrag und Kältetechnik

8. Dezember 2009, 2. Fachtagung Kälte- und Klimatechnik im Kontext der
nationalen und internationalen Klimaschutzpolitik



Prof. Dr. Jürgen Schmid

Mitglied im WBGU -
„Wissenschaftlicher
Beirat der Bundes-
regierung Globale
Umweltveränderungen“

Leiter Fraunhofer IWES
Institut für Windenergie
und Energiesystemechnik
Globale Situation und zukünftige Trends



                                        14
      Weltbevölkerung [M illiarden]
      Welt energiebedarf [ 1013 kWh ]




                                                                                                                                           CO2 -Konzentrat ion [ppm]
                                        13
                                               Globales Wachst um Bevölkerung,                                                       370
                                        12     Energiebedarf, CO2 -Konzentration
                                        11                                                                                           360

                                        10
                                                                                                                                     360
                                        9                                          Welt energiebedarf
                                        8                                                                                            340

                                        7
                                                                                                                                     330
                                        6                       CO2-Konzent rat ion in der
                                        5                       At m osphäre                                                         320

                                        4
                                                                                                                                     310
                                        3
                                                                                                      Welt bevölkerung               300
                                        2
                                        1
                                                                                                                                     290
                                        0
                                             1880   1890 1900   1910   1920 1930   1940   1950 1960   1970   1980 1990   2000 2010



© Fraunhofer IWES
1979




© Fraunhofer IWES

Source: Stefan Rahmstorf, Potsdam Institute for Climate Impact Research
2007




 © Fraunhofer IWES

Source: Stefan Rahmstorf, Potsdam Institute for Climate Impact Research
Herausforderung Klimaschutz




                                       Notwendige Reduktionen




                    Quelle: PIK 2007




© Fraunhofer IWES
Beispiele globale Emissionspfade für den Zeitraum 2010 -
2050,
um die 2 °C-Leitplanke mit 67 % Wahrscheinlichkeit
einzuhalten
                             Max. Emissionsmenge global 750 Mrd. t CO2
 Um diese Kurven
 einzuhalten, sind
 in den frühen
 2030er Jahren
 jährliche Reduktionsraten
 von 3,7 % (grün),
 5,3 % (blau) bzw.
 9,0 % (rot)
 notwendig
 (bezogen
 auf 2008).




                                    Quelle: WBGU




© Fraunhofer IWES
Effizienzsprung KWK und direkter Strom aus EE

    1) Energieeffizienz (trad. Biomasse, etc.)

    Stromerzeugung
    2) Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung
    3) Ausbau der erneuerbaren Energien (Wind, Solar, Wasser)




    Quelle: Sterner, Schmid, Wickert, 2008; WBGU, 2008


© Fraunhofer IWES
Effizienzsprung Elektromobilität: Faktor 3 - 4

    Verkehr
    5) Umstieg auf Elektromobilität                      Vorteile der Elektromobilität:
                                                         - Abwärmenutzung möglich
    2) Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung                  - CO2-Abtrennung möglich
                                                         - kein Feinstaub in den Städten
                                                         - weniger Lärm
                                                         - Stromspeicher




    Quelle: Sterner, Schmid, Wickert, 2008; WBGU, 2008



© Fraunhofer IWES
Effizienzsprung regenerative Wärmepumpen
    Wärmebereitstellung
    4) Nutzung von Elektrowärmepumpen
    2) Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung




    Quelle: Sterner, Schmid, Wickert, 2008; WBGU, 2008



© Fraunhofer IWES
4 Schritte zur „verzichtsfreien“ Energieeffizienz




                                                Energiebedingte
                                                CO2-Emissionen
    CO2 Emissionen
    Energiebedingte




                      Grafik: BWK 2008



© Fraunhofer IWES
Abwärmepotential und Nutzwärmebedarf


§ Abwärme aus der Kälteerzeugung       230 TWh
§ Heizungsbedarf                       620 TWh
§ Warmwasserbedarf                     120 TWh




© Fraunhofer IWES
Elektroendenergieverbrauch Deutschland


                                        700                                                              2008: 639 TWh
                                                                                                          3,1 %   Sonstige nreg.
                                                                                                                  Wasserkraft nreg.
    Elektroendenergie-Verbrauch [TWh]




                                        600
                                                                                                        13,0 % Erdgas
                                                                                                          1,7 %   Mineralöl
                                        500
                                                                                                        23,5 % Braunkohlen
                                        400

                                        300                                                             20,1 % Steinkohlen

                                        200
                                                                                                        23,3 % Kernenergie
                                        100                                                                       Müll
                                                                                                                  Wasserkraft reg.
                                                                                                        15,4 %    Biomasse
                                                                                                                  Photovoltaik
                                          0                                                                       Windkraft
                                           1990            1995           2000          2005     2008
                                              Daten-Quelle: BMWi, Referat III C 3, 26.05.2009, Diagramm: Jörn Schwarz, ArGe Kälte

© Fraunhofer IWES
Entwicklung der Windenergie

           Installierte Leistung                                                                   Windstromerzeugung
125.000                                                                                                                         50.000
 [MW]               Welt                                                                                     Deutschland        [GWh]
                    Europa
                    Deutschland
100.000                                                                                                                         40.000




 75.000                                                                                                                         30.000




 50.000                                                                                                                         20.000




 25.000                                                                                                                         10.000




       0                                                                                                                        0
            1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

           Quellen: BTM consult, windpower monthly, IWR, IWES M. Durstewitz, BWE, WWEA, Stand März 2009, Angaben für 2008 vorläufig



© Fraunhofer IWES
Das technische Potential erneuerbarer Energien weltweit




                      DLR / UNDP / Harvard


                      Hoogwijk / DLR


                      DLR


                      FAO / WBGU


                      UNDP / DLR


                      UNDP / DLR


                      UNDP



                                              Quellen: s. Abb.


© Fraunhofer IWES
IWES Szenario “100% EE”für WBGU:
Primärenergiebedarf 2010 - 2050

              EE-Primärenergie nach Wirkungsgradmethode




             Quelle: Sterner, Schmid, 2009




© Fraunhofer IWES
IWES Szenario “100% EE”für WBGU
Energiebedingte Emissionen 2010 - 2050

                                                   Ca. 730 G t CO2 bis 2050
                                             à 2°C Klimaziel mit Wahrscheinlichkeit
                                                       von 67 % erreicht,
                                              dafür ist aber ein massiver Umbau
                                                des Energiesystems notwendig




             Quelle: Sterner, Schmid, 2009




© Fraunhofer IWES
Windleistungsprognose


       Wetterprognosen     Windleistungsprognosen
                                                                                      Clusterprognose
       für die Standorte    für die repräsentativen
                                                                                     Wirk-/Blindleistung
      von rep. Windparks           Windparks

                           Leistungsprognose mit
                           künstlichen neuronalen Netzen

                                                                       Windleistungsprognose
                                                     12000

                                                                                     Online
                                                                                     Forecast D+1
                                                     10000                           Forecast 4H
                                                                                     Forecast 2H


                                                     8000




                                        Power [MW]
                                                     6000




                                                     4000


      Numerisches                                    2000

      Wettermodell
                                                        0
                                                         14.1   15.1   16.1   17.1         18.1     19.1   20.1   21.1
                                                                                           Day




© Fraunhofer IWES
Einbindung von Stromkunden in ein intelligentes
Verteilnetz –Geschäftsmodelle und IT


BEMI: Bidirektionales Energiemanagement-Interface




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Einbindung von Stromkunden in ein intelligentes
Verteilnetz –Geschäftsmodelle und IT




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Zusammenfassung und Fazit



§ Die existierenden Weltenergiesysteme müssen vollständig umgebaut
  werden.
§ Der Umbau muss sofort beginnen und bis 2050 abgeschlossen sein.
§ Die 3 wichtigsten Elemente zur Steigerung der Effizienz sind:
               § Kraft-Wärme-Kopplung
               § Elektromobilität
               § Wärmepumpen / Kältemaschinen
§ Der Kältesektor kann einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der
  Klimaschutz-Ziele leisten.



© Fraunhofer IWES
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Fraunhofer Institut für Windenergie und
Energiesystemtechnik
Bremerhaven und Kassel

advancing wind energy and energy system
technology
Gründung: 1. 1. 2009 Mitarbeiter: ca. 160
Leitung: Dr. Hans-Gerd Busmann, Prof. Dr. Jürgen Schmid
Hervorgegangen aus:
n Fraunhofer-Center für Windenergie und Meerestechnik
  CWMT in Bremerhaven
n Institut für Solare Energieversorgungstechnik
  ISET in Kassel
Forschungsspektrum:
n Windenergie von der Materialentwicklung bis zur
  Netzoptimierung
n Energiesystemtechnik für die erneuerbaren Energien
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Fraunhofer Institut für Windenergie und
Energiesystemtechnik
Bremerhaven und Kassel

advancing wind energy and energy system
technology
Kontakt:          Prof. Dr. Jürgen Schmid
                  jschmid@iset.uni-kassel.de
                  Tel. 0561 7294-345


Weitere Informationen:
                  www.wbgu.de
                  www.iwes.fraunhofer.de
Reserve




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Vergleich der Stromgestehungskosten
                                                                                                                                    US Cent
EuroCent                                                                                                                             kWh
  kWh           Quellen: IEA, IPCC, EPRI, IWES                                                              CO2 capture
       6                                                               Emissionszertifikate 20 Euro je t                               9

                               IEA                                max.                     IPCC                                        8
       5                                                          min.
                                                                                                                                       7

       4                                                                                                                               6

                                                                                                                                       5
                                    EPRI




       3
                                                                                                                                       4

       2                                                                                                                               3

                                                                                                                                       2
       1
                                                                                                                                       1
                                                                                         Quelle: IEA, IPCC, 2007
       0                                                                                                                               0
                Coal     Gas     Nuclear   Wind   Micro     Coal         New   New PC    New     Coal         New   New PC    New
                                                  Hydro   (sub-bit.)    NGCC            IGCC   (sub-bit.)    NGCC            IGCC



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Entwicklungspotential Kosten Strom aus EE




                                     Quelle: Schmid, Bard, WBGU, 2007


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Stromspeicherung durch Kopplung von Strom- und
Gasnetz – Renewable Power (to) Methane




                                          Quelle: Sterner, 2009



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Strom


    § Ausbau Windenergie
    § Ausbau Solarenergie
    § Ausbau Bioenergienutzung (KWK) bis zu 150 EJ
      nachhaltige Potentialgrenze
    § sehr gemäßigter globaler Ausbau der Wasserkraft
      (max. 1% p.a.)
    § konstanter Beitrag der Kernenergie (Ersatz alter
      Kraftwerkskapazität durch neue)
    § gemäßigtes Wachstum von Meeresenergie und
      Geothermie


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Wärme / Kälte


    § Ausbau Kraft-Wärme-Kopplung
    § Ausbau Biomasse (KWK)
    § Überwindung der trad. Biomassenutzung
    § Ausbau Elektrowärmepumpen (Geothermie)
    § Ausbau Solarwärme
    § Optional: erneuerbares Methan für Prozesswärme /
      Kälte




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Verkehr


    § Ausbau Elektromobilität
    § Ausbau erneuerbares Methan
    § Keine Biokraftstoffe
    § Strom als primäre Quelle für den Verkehr
      (direkt und über synthetisches Erdgas)




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Technisches Potential erneuerbarer Energien weltweit




à      der globale Primärenergiebedarf kann durch erneuerbare
Energien um ein Vielfaches gedeckt werden                  Quellen: s. Abb.


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Das technische Potential erneuerbarer Energien weltweit




                                              Quellen: s. Abb.


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Beispiele für Pro-Kopf-Emissionsverläufe von CO2 aus
fossilen Quellen für drei Ländergruppen nach dem
Budgetansatz ohne
 Sie erlauben zwar eine
Emissionshandel.
 Einhaltung der nationalen
  Budgets, würden aber z. T. in
  der Praxis nicht umsetzbar
  sein. Die Ländergruppen ordnen
  sich nach den jährlichen CO2-
  Emissionen pro Kopf aus
  fossilen Quellen, wobei die
  CO2-
  Emissionen Schätzungen für
  das Jahr 2008 und die
  Bevölkerungszahlen
  Schätzungen für das Jahr 2010
  sind. Rot: Ländergruppe
  1 (>5,4 t CO2 pro Kopf und
  Jahr), vor allem Industrieländer
  (z. B. EU, USA, Japan), aber
  auch ölexportierende Länder (z.
  B.
  Saudi-Arabien, Kuwait,
  Venezuela) und wenige
  Schwellenländer (z. B.
  Südafrika, Malaysia). Orange:
© Ländergruppe 2 (2,7–5,4
  Fraunhofer IWES
  t CO2 pro Kopf und Jahr), hier
  finden sich viele
Beispiele für Pro-Kopf-Emissionsverläufe von CO2 aus fossilen
Quellen für drei Ländergruppen nach dem Budgetansatz, die
sich durch einen Emissionshandel ergeben könnten
(durchgezogene Kurven).


Dabei wurde angenommen, dass die Länder
der
Gruppe 1 ihr Budget um 75 % erhöhen, indem
sie Emissionsrechte für 122 Mrd. t CO2
hinzukaufen. Die Länder in Gruppe 2
kaufen Emissionsrechte im Umfang von
insgesamt 41 Mrd. t CO2 hinzu. Als Verkäufer
der insgesamt 163 Mrd. t CO2 treten
die Länder der Gruppe 3 auf, deren Budget
damit um etwa 43 % sinkt. Gegen Ende des
Budgetzeitraums ergibt sich eine
Annäherung der realen CO2-Emissionen bei
etwa 1 t pro Kopf und Jahr (bezogen auf die
Bevölkerung im Jahr 2010). Die
gestrichelten Kurven zeigen die theoretischen
Pro-Kopf-Emissionsverläufe von CO2 ohne
Emissionshandel aus Abbildung
1. Die Flächen zwischen den Kurven
veranschaulichen die gehandelte Menge an
Emissionszertifikaten. Da es sich um eine
Darstellung pro Kopf handelt und die
Ländergruppen unterschiedliche
Bevölkerungsstärken haben, stimmen die
Flächen
zwischen den kaufenden Ländergruppen 1 und
2 in der Summe nicht mit der Fläche der
verkaufenden Ländergruppe 3 überein.
Quelle: WBGU




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Zeitliche Entwicklung von Temperatur, Meeresspiegel und Ausdehnung
des arktischen Meereises.
a) Gezeigt sind drei verschiedene Emissionsszenarien (B1, A2 und A1FI); die farbigen Bereiche sind die dazu gehörigen
klimatologischen Unsicherheitsspannen. Ohne erfolgreiche Klimaschutzmaßnahmen würde selbst beim optimistischsten
Emissionsszenario (B1) die 2 °C-Leitplanke überschritten. Einsatzgrafik: Vergleich der beobachteten Temperaturen bis
2008 (NASA, 2009) mit den Projektionen des 3. IPCC-Berichts (IPCC, 2001) (grauer Bereich und gestrichelte Linien). Die
Messdaten zeigen Jahreswerte der globalen Temperatur (hier im Gegensatz zur Hauptgrafik relativ zu 1880–  1920) sowie
eine geglättete Klimatrendlinie. Quelle: modifiziert nach Rahmstorf et al., 2007




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Zeitliche Entwicklung von Temperatur, Meeresspiegel und Ausdehnung
des arktischen Meereises.
 b) Neuere Projektionen des globalen Meeresspiegelanstiegs bis zum Jahr 2300 (relativ zu 1990). Die WBGU-
 Leitplanke von 1 m über dem vorindustriellen Wert ist ebenfalls gezeigt (WBGU, 2006). Da zwischen dem Beginn der
 Industrialisierung und dem Jahr 1990 der Meeresspiegel um rund 15 cm gestiegen ist, ist die Linie hier bei weniger als
 1 m eingezeichnet. Einsatzgrafik: (1) Messdaten („  Daten“ Pegeldaten nach Church und White, 2006; Satellitendaten
                                                           :
 bis 2008 aktualisiert nach Cazenave et al., 2008). (2) Projektionen des 3. IPCC-Berichts (IPCC, 2001); Rahmstorf
 (2007), grauer Bereich und gestrichelte Linien); rote Balken nach Delta Committee (2008); hellblauer Balken nach
 WBGU (2006). Die unterschiedlichen Annahmen hinter diesen Projektionen sind in den angegebenen Quellen erläutert.
 Quelle: aktualisiert nach Rahmstorf et al., 2007




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Zeitliche Entwicklung von Temperatur, Meeresspiegel und Ausdehnung
des arktischen Meereises.

c) Meereisausdehnung in der Arktis im Sommerminimum (September), nach Beobachtungsdaten und
den Projektionen des IPCC. Quelle: modifiziert nach Stroeve et al., 2007




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Grundsätze, Spielräume und Meilensteine des WBGU-
Budgetansatzes
Option I „
         Historische Verantwortung“ Zeitraum 1990–2050; 75 % Wahrscheinlichkeit, die 2 °C-
                                  :
Leitplanke einzuhalten; 1990 als Referenzjahr für Bevölkerungsdaten. Berücksichtigt sind ausschließlich
die CO2-Emissionen aus fossilen Quellen. Die CO2-Emissionen für das Jahr 2008 sind Schätzungen.
Quellen: WBGU unter Verwendung von Daten aus: Meinshausen et al., 2009; WRI-CAIT, 2009; U.S.
Census Bureau, 2009




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2007: 2384 TWh
                                        2.500
                                                                interpoliert
          Endenergieverbrauch D [TWh]


                                        2.000                                                                         30,0 % Verkehr

                                                                                                                       2,4 % Beleuchtung
                                        1.500                                                                         13,4 % Mech. Energie


                                        1.000                                                                         23,1 % Prozesswärme


                                         500                                                                          26,1 % Raumheizung


                                            0                                                                           5,0 % Warmwasser
                                                1996   1998        2000        2002       2004       2006


                                                       Endenergieverbrauch Deutschland
                                                   Daten: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, Referat III C 3, 26.5.2009




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2007: 2384 TWh
                                      2.500
                                                                                                                      7,3 % Sonstiges
        Endenergieverbrauch D [TWh]


                                                                                                                      8,2 % Kohle, Fernwärme
                                      2.000
                                                                                                                    20,7 % Elektroendenergie

                                      1.500
                                                                                                                    23,1 % Gas
                                      1.000
                                                              interpoliert

                                                                                                                    35,7 % Öl, Kraftstoff
                                       500


                                          0                                                                           5,0 % Warmwasser
                                              1996   1998        2000        2002       2004       2006


                                                     Endenergieverbrauch Deutschland
                                                 Daten: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, Referat III C 3, 26.5.2009




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Industrie
                                                                                                                      5,1 %   Fahrz., Wasser
                                                                                                    43,7 %            4,5 %   Kfz., Straße
                                                                                                                              Bürogebäude
       D KV-Statu sbe rich t, N r. 22, 2 00 2 (D ate n von 19 99)




                                                                                                                              Einzelhandel
                                                                                                                     10,5 %   Industrie
                                                                                                                              Transport
                                                                                                                              Verteilung, Lagerung
                                                                                                                      8,0 %   Lebensmittel-EH
                                                                                                                              div. Erzeugung

                                                                       Sonstige 10,3 %
                                                                         Klima 7,7 %                                 30,1 % Nahrungsmittel-
                                                                                                                            industrie
                                                                                   9,5 %
                                                                                   25,9 %
                                                                     Nahrungs-
                                                                         mittel                                      15,9 % Haushalt
                                                                                    28,2%
                                                                                   28,2 %

                                                                                Eel = 66 TWh      E = 11 TWh      Qo = 165 TWh


                                                                    Technische Erzeugung von Kälte in Deutschland
                                                                    Elektrischer, nichtelektrischer Aufwand und kältetechnischer Nutzen

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265 GWel



                                                                    Installierte Kälte-Antriebsleistung [GWel ]
                                                                                                                             + 14,6 %/a   19,4 %     Japan
Schöllkopf et. al.; Eicker et al.;Int. Institute of Refrigeration




                                                                                                                             + 17,1 %/a              Asien
                                                                                                                                          44,4 %     ohne
                                                                                                                  128 GWel                           Japan


                                                                                                                              + 0,1%/a     3,5 %     Naher Osten
                                                                                                                             + 13,4 %/a    7,9 %     Europa

                                                                                                                             + 12,8 %/a   15,6 %     USA

                                                                                                                             + 12,1 %/a    9,2 %     Sonstige

                                                                                                                   2001                    2006
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Domestic Energy Consumption in Germany 2006 in TWh
(Total: 539,5 TWh)


                           8,3 16,3          253,3
                    44,8                                     Industry
        74,8                                                 Private households
                                                             Trade and commerce
                                                             Public customers
                                                             Agriculture
                                                             Transport
                                                          Source: German BMWi:
                                                          Energiedaten, 1.02.2008

                142,0


        approx. 50% in the
        low voltage grid              - 50 % of German electrical energy
                                        consumption in the low voltage grid
                                      - Management only by fixed load profiles
                                        and ripple control


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Potential for load management in German
households

                                             8%                        Lighting Appliances
                    17%
                                                                       Cooking, Cloth drying
                                                           19%         Entertainment &
                                                                       Telecommunication
                                                                       Room heating
                                                                       Coolers & Freezers
                                                                       Washing mach., dish
                                                                       cleaners, Warm water
              29%                                          12%
                                                                 Source: diagram according to BDEW
                                                                 press release on household electricity
                                            15%                  consumption, 17.01.08



           40-50% of electricity consumption caused by shiftable loads
           Future: heat pumps, plug in hybrids, electric vehicles, …
           Restrictions for load management e.g. Washing Machine

                          Management of micro-generators
                           and demand side is key element
                          in future smart low-voltage grids !


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Koordiniertes Zusammenspiel von Erzeugern, Speichern und Verbrauchern




                          Regenerativkraftwerk Harz

                                                Device Control
                                                Market Information




                              Steuerbare
               Erzeuger         Lasten         Speicher


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Automobile als flexible Speicher für kontrollierte
Netzunterstützung




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Demonstrationsprojekt: Regenerative Vollversorgung von
1/10.000 der Lastkurve Deutschlands mit realen Anlagen

                                         Weitere Informationen: www.unendlich-viel-energie.de




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                                                                                Dr. Kurt Rohrig
            5,5 MW       12,6 MW                 4 MW                          1 MW
Herausforderungen der Netzintegration


                             Lastprofil & Windenergieeinspeisung dena- Szenario 2015
                     60000

                                         Last

                     50000               Last - Wind



                     40000
     Leistung [MW]




                     30000



                     20000



                     10000


                                 Konventionelle Erzeugung = Last –Windenergie = 0 !
                        0
                             0      24          48     72   96     120    144



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Elektromobilität und Smart Grids


§ Automobile als flexible
  Speicher im Netz
§ Netzinfrastruktur und
  Stromparkplätze
§ Simulation elektro-
  chemischer Speicher
§ Dezentrales
  Management in
  Elektrofahrzeugen
§ Roaming und auto-
  matisches Laden
§ Prüfstände und Testfeld



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Zuverlässige Energieversorgung mit
erneuerbaren Energien

                            § Neue Versorgungsstrukturen
                            § Intelligente elektrische Netze
                              und Regelungssysteme für
                                 § Windenergie
                                 § Bioenergie
                                 § Photovoltaik
                                 § Elektromobilität
                                 § Speicher
                            § Energie- und Leistungs-
                              management
                            §…

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Kostenentwicklung der Windenergie - Lernkurve

                                              Spec. WEA Price each kWh Annual Energy Yield (Reference Location)
                                    1,0000



                                                                1991
   €|2000| / kWh Reference Output




                                                                                                 1996
                                                                                                                    2000
                                                                                                                                                        2006

                                                                   Progress Ratio = 90%


                                                  Def. Reference Location according to EEG, BGBl 2004, No. 40, P. 1929: „Reference location is a location,
                                                  which is defined by a Rayleigh distribution with a mean annual wind velocity of 5.5 meter each second in a
                                                  height of 30 meter above ground, a logarithmical profile of the height and the roughness length of 0.1 meter.“

                                    0,1000
                                             10                           100                         1000                        10000                       100000
                                                                              Cumulated total installed capacity in MW
                                                                                                                                                     Quelle: Hahn, 2007


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“Desertec” mit heutigen Kosten
                                                                                                                                                 5750
                                                       Annual Production by Type etc.
                                  23
                                                       Mean Costs of Electricity
                                                        Costs of Electricity: Produced within Region DK-D
                                                       Costs of Electricity DK-D: Import Costs included (external surplus not included)
Costs of Electricity [€ct/kWh]




                                                                                                                                                        Annual Production [TWh]
                                                        Costs of Electricity by Type
                                                                                                                                                 4250




                                                                                                                                                 2750
                                  11




                                                      5,6 €ct/kWh
                                                           ct/kWh
                                                                             4.6 €ct/kWh                                                         1250

                                                                           4.6 €ct/kWh



                                   -1                                                                                                            -250




                                                                                                           s




                                                                                                            .
                                                                                                 he e




                                                                                                           n
                                                                                                          e
                                                        es




                                                                                                           n
                                                                                                          rt
                                                                                                op s
                                                                                                         er
                                                                                                         al




                                                                                                          n
                                                                        al




                                                                                                du r
                                        s




                                                                 n
                                                  l




                                                                                                       ag
                                              el




                                                                                                       se
                                                                                                         e
                                                                                                        ic
                                      as




                                                                                                       io
                                                                                                      tio
                                                                                                         l




                                                                                                      po
                                                                                                       io




                                                                                                      ag
                                                             sio




                                                                                                     yc

                                                                                                     rm
                                                                      m




                                                                                                    ow

                                                                                                    ow
                                                       w
                                             C




                                                                                                    ta




                                                                                                    pt
                                                                                                    os
                                                                                                    ct




                                                                                                   an
                                  om




                                                                                                  uc
                                                      To




                                                                     er




                                                                                                  ns




                                                                                                   or
                                                           Fu




                                                                               C



                                                                                                 ol
                                            el




                                                                                                 m
                                                                                               dp




                                                                                                tL




                                                                                                M
                                                                 th




                                                                                                St
                                                                                               ra




                                                                                              od
                                                                           d



                                                                                              ov
                                        Fu

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                                                                 C




                                 © Fraunhofer IWES                             To
Zukünftige nachhaltige
     Energieversorgungssysteme




© Fraunhofer IWES
Zusammenfassung und Fazit
§ der Stromsektor kann bis 2030 vollständig auf EE umgestellt und
  somit klimaschädliche Kohlenutzung vermieden werden
§ im Wärmesektor gelingt dies bis 2035
§ der schwierigste Sektor in der Dekarbonisierung ist der
  Verkehrssektor, der noch eine sehr hohe Abhängigkeit von Erdöl
  aufweist
§ auf Biokraftstoffe wird verzichtet (HG Bioenergie), dafür erfolgt die
  Einführung von Elektromobilität sehr rasch und die Nutzung von
  erneuerbarem Methan aus Wind- und Solarüberschüssen
  ebenfalls
§ bis 2050 werden etwa 730 G t CO2 emittiert –d.h. das Budget wird
  bis zum Abschluss der Transformation aufgebraucht
§ ein massiver Umbau des Energiesystems ist notwendig, um die
  Energiewende auf Basis von Energieeffizienz und EE zu schaffen


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Weltklimavertrag und Kältetechnik (Prof. Dr. Jürgen Schmid)

  • 1. Weltklimavertrag und Kältetechnik 8. Dezember 2009, 2. Fachtagung Kälte- und Klimatechnik im Kontext der nationalen und internationalen Klimaschutzpolitik Prof. Dr. Jürgen Schmid Mitglied im WBGU - „Wissenschaftlicher Beirat der Bundes- regierung Globale Umweltveränderungen“ Leiter Fraunhofer IWES Institut für Windenergie und Energiesystemechnik
  • 2. Globale Situation und zukünftige Trends 14 Weltbevölkerung [M illiarden] Welt energiebedarf [ 1013 kWh ] CO2 -Konzentrat ion [ppm] 13 Globales Wachst um Bevölkerung, 370 12 Energiebedarf, CO2 -Konzentration 11 360 10 360 9 Welt energiebedarf 8 340 7 330 6 CO2-Konzent rat ion in der 5 At m osphäre 320 4 310 3 Welt bevölkerung 300 2 1 290 0 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 © Fraunhofer IWES
  • 3. 1979 © Fraunhofer IWES Source: Stefan Rahmstorf, Potsdam Institute for Climate Impact Research
  • 4. 2007 © Fraunhofer IWES Source: Stefan Rahmstorf, Potsdam Institute for Climate Impact Research
  • 5. Herausforderung Klimaschutz Notwendige Reduktionen Quelle: PIK 2007 © Fraunhofer IWES
  • 6. Beispiele globale Emissionspfade für den Zeitraum 2010 - 2050, um die 2 °C-Leitplanke mit 67 % Wahrscheinlichkeit einzuhalten Max. Emissionsmenge global 750 Mrd. t CO2 Um diese Kurven einzuhalten, sind in den frühen 2030er Jahren jährliche Reduktionsraten von 3,7 % (grün), 5,3 % (blau) bzw. 9,0 % (rot) notwendig (bezogen auf 2008). Quelle: WBGU © Fraunhofer IWES
  • 7. Effizienzsprung KWK und direkter Strom aus EE 1) Energieeffizienz (trad. Biomasse, etc.) Stromerzeugung 2) Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung 3) Ausbau der erneuerbaren Energien (Wind, Solar, Wasser) Quelle: Sterner, Schmid, Wickert, 2008; WBGU, 2008 © Fraunhofer IWES
  • 8. Effizienzsprung Elektromobilität: Faktor 3 - 4 Verkehr 5) Umstieg auf Elektromobilität Vorteile der Elektromobilität: - Abwärmenutzung möglich 2) Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung - CO2-Abtrennung möglich - kein Feinstaub in den Städten - weniger Lärm - Stromspeicher Quelle: Sterner, Schmid, Wickert, 2008; WBGU, 2008 © Fraunhofer IWES
  • 9. Effizienzsprung regenerative Wärmepumpen Wärmebereitstellung 4) Nutzung von Elektrowärmepumpen 2) Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung Quelle: Sterner, Schmid, Wickert, 2008; WBGU, 2008 © Fraunhofer IWES
  • 10. 4 Schritte zur „verzichtsfreien“ Energieeffizienz Energiebedingte CO2-Emissionen CO2 Emissionen Energiebedingte Grafik: BWK 2008 © Fraunhofer IWES
  • 11. Abwärmepotential und Nutzwärmebedarf § Abwärme aus der Kälteerzeugung 230 TWh § Heizungsbedarf 620 TWh § Warmwasserbedarf 120 TWh © Fraunhofer IWES
  • 12. Elektroendenergieverbrauch Deutschland 700 2008: 639 TWh 3,1 % Sonstige nreg. Wasserkraft nreg. Elektroendenergie-Verbrauch [TWh] 600 13,0 % Erdgas 1,7 % Mineralöl 500 23,5 % Braunkohlen 400 300 20,1 % Steinkohlen 200 23,3 % Kernenergie 100 Müll Wasserkraft reg. 15,4 % Biomasse Photovoltaik 0 Windkraft 1990 1995 2000 2005 2008 Daten-Quelle: BMWi, Referat III C 3, 26.05.2009, Diagramm: Jörn Schwarz, ArGe Kälte © Fraunhofer IWES
  • 13. Entwicklung der Windenergie Installierte Leistung Windstromerzeugung 125.000 50.000 [MW] Welt Deutschland [GWh] Europa Deutschland 100.000 40.000 75.000 30.000 50.000 20.000 25.000 10.000 0 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Quellen: BTM consult, windpower monthly, IWR, IWES M. Durstewitz, BWE, WWEA, Stand März 2009, Angaben für 2008 vorläufig © Fraunhofer IWES
  • 14. Das technische Potential erneuerbarer Energien weltweit DLR / UNDP / Harvard Hoogwijk / DLR DLR FAO / WBGU UNDP / DLR UNDP / DLR UNDP Quellen: s. Abb. © Fraunhofer IWES
  • 15. IWES Szenario “100% EE”für WBGU: Primärenergiebedarf 2010 - 2050 EE-Primärenergie nach Wirkungsgradmethode Quelle: Sterner, Schmid, 2009 © Fraunhofer IWES
  • 16. IWES Szenario “100% EE”für WBGU Energiebedingte Emissionen 2010 - 2050 Ca. 730 G t CO2 bis 2050 à 2°C Klimaziel mit Wahrscheinlichkeit von 67 % erreicht, dafür ist aber ein massiver Umbau des Energiesystems notwendig Quelle: Sterner, Schmid, 2009 © Fraunhofer IWES
  • 17. Windleistungsprognose Wetterprognosen Windleistungsprognosen Clusterprognose für die Standorte für die repräsentativen Wirk-/Blindleistung von rep. Windparks Windparks Leistungsprognose mit künstlichen neuronalen Netzen Windleistungsprognose 12000 Online Forecast D+1 10000 Forecast 4H Forecast 2H 8000 Power [MW] 6000 4000 Numerisches 2000 Wettermodell 0 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1 21.1 Day © Fraunhofer IWES
  • 18. Einbindung von Stromkunden in ein intelligentes Verteilnetz –Geschäftsmodelle und IT BEMI: Bidirektionales Energiemanagement-Interface © Fraunhofer IWES
  • 19. Einbindung von Stromkunden in ein intelligentes Verteilnetz –Geschäftsmodelle und IT © Fraunhofer IWES
  • 20. Zusammenfassung und Fazit § Die existierenden Weltenergiesysteme müssen vollständig umgebaut werden. § Der Umbau muss sofort beginnen und bis 2050 abgeschlossen sein. § Die 3 wichtigsten Elemente zur Steigerung der Effizienz sind: § Kraft-Wärme-Kopplung § Elektromobilität § Wärmepumpen / Kältemaschinen § Der Kältesektor kann einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klimaschutz-Ziele leisten. © Fraunhofer IWES
  • 21. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik Bremerhaven und Kassel advancing wind energy and energy system technology Gründung: 1. 1. 2009 Mitarbeiter: ca. 160 Leitung: Dr. Hans-Gerd Busmann, Prof. Dr. Jürgen Schmid Hervorgegangen aus: n Fraunhofer-Center für Windenergie und Meerestechnik CWMT in Bremerhaven n Institut für Solare Energieversorgungstechnik ISET in Kassel Forschungsspektrum: n Windenergie von der Materialentwicklung bis zur Netzoptimierung n Energiesystemtechnik für die erneuerbaren Energien
  • 22. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik Bremerhaven und Kassel advancing wind energy and energy system technology Kontakt: Prof. Dr. Jürgen Schmid jschmid@iset.uni-kassel.de Tel. 0561 7294-345 Weitere Informationen: www.wbgu.de www.iwes.fraunhofer.de
  • 24. Vergleich der Stromgestehungskosten US Cent EuroCent kWh kWh Quellen: IEA, IPCC, EPRI, IWES CO2 capture 6 Emissionszertifikate 20 Euro je t 9 IEA max. IPCC 8 5 min. 7 4 6 5 EPRI 3 4 2 3 2 1 1 Quelle: IEA, IPCC, 2007 0 0 Coal Gas Nuclear Wind Micro Coal New New PC New Coal New New PC New Hydro (sub-bit.) NGCC IGCC (sub-bit.) NGCC IGCC © Fraunhofer IWES
  • 25. Entwicklungspotential Kosten Strom aus EE Quelle: Schmid, Bard, WBGU, 2007 © Fraunhofer IWES
  • 26. Stromspeicherung durch Kopplung von Strom- und Gasnetz – Renewable Power (to) Methane Quelle: Sterner, 2009 © Fraunhofer IWES
  • 27. Strom § Ausbau Windenergie § Ausbau Solarenergie § Ausbau Bioenergienutzung (KWK) bis zu 150 EJ nachhaltige Potentialgrenze § sehr gemäßigter globaler Ausbau der Wasserkraft (max. 1% p.a.) § konstanter Beitrag der Kernenergie (Ersatz alter Kraftwerkskapazität durch neue) § gemäßigtes Wachstum von Meeresenergie und Geothermie © Fraunhofer IWES
  • 28. Wärme / Kälte § Ausbau Kraft-Wärme-Kopplung § Ausbau Biomasse (KWK) § Überwindung der trad. Biomassenutzung § Ausbau Elektrowärmepumpen (Geothermie) § Ausbau Solarwärme § Optional: erneuerbares Methan für Prozesswärme / Kälte © Fraunhofer IWES
  • 29. Verkehr § Ausbau Elektromobilität § Ausbau erneuerbares Methan § Keine Biokraftstoffe § Strom als primäre Quelle für den Verkehr (direkt und über synthetisches Erdgas) © Fraunhofer IWES
  • 30. Technisches Potential erneuerbarer Energien weltweit à der globale Primärenergiebedarf kann durch erneuerbare Energien um ein Vielfaches gedeckt werden Quellen: s. Abb. © Fraunhofer IWES
  • 31. Das technische Potential erneuerbarer Energien weltweit Quellen: s. Abb. © Fraunhofer IWES
  • 32. Beispiele für Pro-Kopf-Emissionsverläufe von CO2 aus fossilen Quellen für drei Ländergruppen nach dem Budgetansatz ohne Sie erlauben zwar eine Emissionshandel. Einhaltung der nationalen Budgets, würden aber z. T. in der Praxis nicht umsetzbar sein. Die Ländergruppen ordnen sich nach den jährlichen CO2- Emissionen pro Kopf aus fossilen Quellen, wobei die CO2- Emissionen Schätzungen für das Jahr 2008 und die Bevölkerungszahlen Schätzungen für das Jahr 2010 sind. Rot: Ländergruppe 1 (>5,4 t CO2 pro Kopf und Jahr), vor allem Industrieländer (z. B. EU, USA, Japan), aber auch ölexportierende Länder (z. B. Saudi-Arabien, Kuwait, Venezuela) und wenige Schwellenländer (z. B. Südafrika, Malaysia). Orange: © Ländergruppe 2 (2,7–5,4 Fraunhofer IWES t CO2 pro Kopf und Jahr), hier finden sich viele
  • 33. Beispiele für Pro-Kopf-Emissionsverläufe von CO2 aus fossilen Quellen für drei Ländergruppen nach dem Budgetansatz, die sich durch einen Emissionshandel ergeben könnten (durchgezogene Kurven). Dabei wurde angenommen, dass die Länder der Gruppe 1 ihr Budget um 75 % erhöhen, indem sie Emissionsrechte für 122 Mrd. t CO2 hinzukaufen. Die Länder in Gruppe 2 kaufen Emissionsrechte im Umfang von insgesamt 41 Mrd. t CO2 hinzu. Als Verkäufer der insgesamt 163 Mrd. t CO2 treten die Länder der Gruppe 3 auf, deren Budget damit um etwa 43 % sinkt. Gegen Ende des Budgetzeitraums ergibt sich eine Annäherung der realen CO2-Emissionen bei etwa 1 t pro Kopf und Jahr (bezogen auf die Bevölkerung im Jahr 2010). Die gestrichelten Kurven zeigen die theoretischen Pro-Kopf-Emissionsverläufe von CO2 ohne Emissionshandel aus Abbildung 1. Die Flächen zwischen den Kurven veranschaulichen die gehandelte Menge an Emissionszertifikaten. Da es sich um eine Darstellung pro Kopf handelt und die Ländergruppen unterschiedliche Bevölkerungsstärken haben, stimmen die Flächen zwischen den kaufenden Ländergruppen 1 und 2 in der Summe nicht mit der Fläche der verkaufenden Ländergruppe 3 überein. Quelle: WBGU © Fraunhofer IWES
  • 34. Zeitliche Entwicklung von Temperatur, Meeresspiegel und Ausdehnung des arktischen Meereises. a) Gezeigt sind drei verschiedene Emissionsszenarien (B1, A2 und A1FI); die farbigen Bereiche sind die dazu gehörigen klimatologischen Unsicherheitsspannen. Ohne erfolgreiche Klimaschutzmaßnahmen würde selbst beim optimistischsten Emissionsszenario (B1) die 2 °C-Leitplanke überschritten. Einsatzgrafik: Vergleich der beobachteten Temperaturen bis 2008 (NASA, 2009) mit den Projektionen des 3. IPCC-Berichts (IPCC, 2001) (grauer Bereich und gestrichelte Linien). Die Messdaten zeigen Jahreswerte der globalen Temperatur (hier im Gegensatz zur Hauptgrafik relativ zu 1880– 1920) sowie eine geglättete Klimatrendlinie. Quelle: modifiziert nach Rahmstorf et al., 2007 © Fraunhofer IWES
  • 35. Zeitliche Entwicklung von Temperatur, Meeresspiegel und Ausdehnung des arktischen Meereises. b) Neuere Projektionen des globalen Meeresspiegelanstiegs bis zum Jahr 2300 (relativ zu 1990). Die WBGU- Leitplanke von 1 m über dem vorindustriellen Wert ist ebenfalls gezeigt (WBGU, 2006). Da zwischen dem Beginn der Industrialisierung und dem Jahr 1990 der Meeresspiegel um rund 15 cm gestiegen ist, ist die Linie hier bei weniger als 1 m eingezeichnet. Einsatzgrafik: (1) Messdaten („ Daten“ Pegeldaten nach Church und White, 2006; Satellitendaten : bis 2008 aktualisiert nach Cazenave et al., 2008). (2) Projektionen des 3. IPCC-Berichts (IPCC, 2001); Rahmstorf (2007), grauer Bereich und gestrichelte Linien); rote Balken nach Delta Committee (2008); hellblauer Balken nach WBGU (2006). Die unterschiedlichen Annahmen hinter diesen Projektionen sind in den angegebenen Quellen erläutert. Quelle: aktualisiert nach Rahmstorf et al., 2007 © Fraunhofer IWES
  • 36. Zeitliche Entwicklung von Temperatur, Meeresspiegel und Ausdehnung des arktischen Meereises. c) Meereisausdehnung in der Arktis im Sommerminimum (September), nach Beobachtungsdaten und den Projektionen des IPCC. Quelle: modifiziert nach Stroeve et al., 2007 © Fraunhofer IWES
  • 37. Grundsätze, Spielräume und Meilensteine des WBGU- Budgetansatzes Option I „ Historische Verantwortung“ Zeitraum 1990–2050; 75 % Wahrscheinlichkeit, die 2 °C- : Leitplanke einzuhalten; 1990 als Referenzjahr für Bevölkerungsdaten. Berücksichtigt sind ausschließlich die CO2-Emissionen aus fossilen Quellen. Die CO2-Emissionen für das Jahr 2008 sind Schätzungen. Quellen: WBGU unter Verwendung von Daten aus: Meinshausen et al., 2009; WRI-CAIT, 2009; U.S. Census Bureau, 2009 © Fraunhofer IWES
  • 38. 2007: 2384 TWh 2.500 interpoliert Endenergieverbrauch D [TWh] 2.000 30,0 % Verkehr 2,4 % Beleuchtung 1.500 13,4 % Mech. Energie 1.000 23,1 % Prozesswärme 500 26,1 % Raumheizung 0 5,0 % Warmwasser 1996 1998 2000 2002 2004 2006 Endenergieverbrauch Deutschland Daten: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, Referat III C 3, 26.5.2009 © Fraunhofer IWES
  • 39. 2007: 2384 TWh 2.500 7,3 % Sonstiges Endenergieverbrauch D [TWh] 8,2 % Kohle, Fernwärme 2.000 20,7 % Elektroendenergie 1.500 23,1 % Gas 1.000 interpoliert 35,7 % Öl, Kraftstoff 500 0 5,0 % Warmwasser 1996 1998 2000 2002 2004 2006 Endenergieverbrauch Deutschland Daten: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, Referat III C 3, 26.5.2009 © Fraunhofer IWES
  • 40. Industrie 5,1 % Fahrz., Wasser 43,7 % 4,5 % Kfz., Straße Bürogebäude D KV-Statu sbe rich t, N r. 22, 2 00 2 (D ate n von 19 99) Einzelhandel 10,5 % Industrie Transport Verteilung, Lagerung 8,0 % Lebensmittel-EH div. Erzeugung Sonstige 10,3 % Klima 7,7 % 30,1 % Nahrungsmittel- industrie 9,5 % 25,9 % Nahrungs- mittel 15,9 % Haushalt 28,2% 28,2 % Eel = 66 TWh E = 11 TWh Qo = 165 TWh Technische Erzeugung von Kälte in Deutschland Elektrischer, nichtelektrischer Aufwand und kältetechnischer Nutzen © Fraunhofer IWES
  • 41. 265 GWel Installierte Kälte-Antriebsleistung [GWel ] + 14,6 %/a 19,4 % Japan Schöllkopf et. al.; Eicker et al.;Int. Institute of Refrigeration + 17,1 %/a Asien 44,4 % ohne 128 GWel Japan + 0,1%/a 3,5 % Naher Osten + 13,4 %/a 7,9 % Europa + 12,8 %/a 15,6 % USA + 12,1 %/a 9,2 % Sonstige 2001 2006 © Fraunhofer IWES
  • 42. Domestic Energy Consumption in Germany 2006 in TWh (Total: 539,5 TWh) 8,3 16,3 253,3 44,8 Industry 74,8 Private households Trade and commerce Public customers Agriculture Transport Source: German BMWi: Energiedaten, 1.02.2008 142,0 approx. 50% in the low voltage grid - 50 % of German electrical energy consumption in the low voltage grid - Management only by fixed load profiles and ripple control © Fraunhofer IWES
  • 43. Potential for load management in German households 8% Lighting Appliances 17% Cooking, Cloth drying 19% Entertainment & Telecommunication Room heating Coolers & Freezers Washing mach., dish cleaners, Warm water 29% 12% Source: diagram according to BDEW press release on household electricity 15% consumption, 17.01.08 40-50% of electricity consumption caused by shiftable loads Future: heat pumps, plug in hybrids, electric vehicles, … Restrictions for load management e.g. Washing Machine Management of micro-generators and demand side is key element in future smart low-voltage grids ! © Fraunhofer IWES
  • 44. Koordiniertes Zusammenspiel von Erzeugern, Speichern und Verbrauchern Regenerativkraftwerk Harz Device Control Market Information Steuerbare Erzeuger Lasten Speicher © Fraunhofer IWES
  • 45. Automobile als flexible Speicher für kontrollierte Netzunterstützung © Fraunhofer IWES
  • 46. Demonstrationsprojekt: Regenerative Vollversorgung von 1/10.000 der Lastkurve Deutschlands mit realen Anlagen Weitere Informationen: www.unendlich-viel-energie.de © Fraunhofer IWES Dr. Kurt Rohrig 5,5 MW 12,6 MW 4 MW 1 MW
  • 47. Herausforderungen der Netzintegration Lastprofil & Windenergieeinspeisung dena- Szenario 2015 60000 Last 50000 Last - Wind 40000 Leistung [MW] 30000 20000 10000 Konventionelle Erzeugung = Last –Windenergie = 0 ! 0 0 24 48 72 96 120 144 © Fraunhofer IWES
  • 48. Elektromobilität und Smart Grids § Automobile als flexible Speicher im Netz § Netzinfrastruktur und Stromparkplätze § Simulation elektro- chemischer Speicher § Dezentrales Management in Elektrofahrzeugen § Roaming und auto- matisches Laden § Prüfstände und Testfeld © Fraunhofer IWES
  • 49. Zuverlässige Energieversorgung mit erneuerbaren Energien § Neue Versorgungsstrukturen § Intelligente elektrische Netze und Regelungssysteme für § Windenergie § Bioenergie § Photovoltaik § Elektromobilität § Speicher § Energie- und Leistungs- management §… © Fraunhofer IWES
  • 50. Kostenentwicklung der Windenergie - Lernkurve Spec. WEA Price each kWh Annual Energy Yield (Reference Location) 1,0000 1991 €|2000| / kWh Reference Output 1996 2000 2006 Progress Ratio = 90% Def. Reference Location according to EEG, BGBl 2004, No. 40, P. 1929: „Reference location is a location, which is defined by a Rayleigh distribution with a mean annual wind velocity of 5.5 meter each second in a height of 30 meter above ground, a logarithmical profile of the height and the roughness length of 0.1 meter.“ 0,1000 10 100 1000 10000 100000 Cumulated total installed capacity in MW Quelle: Hahn, 2007 © Fraunhofer IWES
  • 51. “Desertec” mit heutigen Kosten 5750 Annual Production by Type etc. 23 Mean Costs of Electricity Costs of Electricity: Produced within Region DK-D Costs of Electricity DK-D: Import Costs included (external surplus not included) Costs of Electricity [€ct/kWh] Annual Production [TWh] Costs of Electricity by Type 4250 2750 11 5,6 €ct/kWh ct/kWh 4.6 €ct/kWh 1250 4.6 €ct/kWh -1 -250 s . he e n e es n rt op s er al n al du r s n l ag el se e ic as io tio l po io ag sio yc rm m ow ow w C ta pt os ct an om uc To er ns or Fu C ol el m dp tL M th St ra od d ov Fu gy Bi De nsu rT or ro dr eo in ne lT d Su mp Pr ot la er sp an W lP Hy ta o bi G Ph So En s an Pu lC ta To lu m om To rp Tr ta Quelle: Czisch, 2005 C © Fraunhofer IWES To
  • 52. Zukünftige nachhaltige Energieversorgungssysteme © Fraunhofer IWES
  • 53. Zusammenfassung und Fazit § der Stromsektor kann bis 2030 vollständig auf EE umgestellt und somit klimaschädliche Kohlenutzung vermieden werden § im Wärmesektor gelingt dies bis 2035 § der schwierigste Sektor in der Dekarbonisierung ist der Verkehrssektor, der noch eine sehr hohe Abhängigkeit von Erdöl aufweist § auf Biokraftstoffe wird verzichtet (HG Bioenergie), dafür erfolgt die Einführung von Elektromobilität sehr rasch und die Nutzung von erneuerbarem Methan aus Wind- und Solarüberschüssen ebenfalls § bis 2050 werden etwa 730 G t CO2 emittiert –d.h. das Budget wird bis zum Abschluss der Transformation aufgebraucht § ein massiver Umbau des Energiesystems ist notwendig, um die Energiewende auf Basis von Energieeffizienz und EE zu schaffen © Fraunhofer IWES