Das DESERTEC-Konzept:
Sauberer Strom aus Wüsten
Energiesicherheit und Klimaschutz
für eine Welt mit 10 Milliarden Menschen
EBL-Veranstaltung: “Hochspannung vom Süden in den Norden”
Liestal, 12. April 2011


Dr. Thiemo Gropp

DESERTEC Foundation       www.DESERTEC.org
Bis 2050 wird die Weltbevölkerung auf
9 bis 10 Milliarden Menschen anwachsen




Quellen: Allianz Insurance • United Nations World Population Prospects • Deutsche Stiftung Weltbevölkerung
Herausforderungen des 21. Jahrhunderts
 Energiesicherheit
 Versorgung mit ausreichend
  Wasser und Nahrung
 Migrationsbewegungen
 Krieg um Ressourcen
 Klimawandel
   Extreme Wettererscheinungen
   Anstieg des Meerespiegels
   Überflutungen                  Sind wir bereit und in der
   Trockenheiten                 Lage, Lösungen zu finden?
   …
Bei einer Erderwärmung über 2°C wird das
Überschreiten von Kipppunkten wahrscheinlicher
  Auftauen von Permafrostböden, dadurch Freisetzung großer
   Mengen von Methan (Treibhausgas)
  Instabilität der Eisschilde von Grönland und Westantarktis
  Veränderung des Monsun-Systems
  Kollaps des Amazonasregenwaldes
  etc.
...mit unangenehmen Folgen
  Knappheit von Wasser und Nahrungsmittelressourcen
  Mehr Migration und Konflikte
Wieviel CO2 dürfen wir maximal noch emittieren, wenn
wir solche Folgen vermeiden wollen?
Der Budgetansatz des WBGU
  Heute zusätzlich in die Atmosphäre gelangendes CO2 ist
   extrem langlebig: mehrere tausend Jahre!
  Um die Erderwärmung mit 67% Wahrscheinlichkeit unter
   2°C zu halten, dürfen 2010-2050 noch maximal
   750 Mrd. t CO2 ausgestoßen werden
  Bei derzeitigen Emissionsraten wird dieses
   CO2-Budget in ca. 25 Jahren ausgeschöpft sein
    (auf Länder bezogen: USA: 3 Jahre, Indien: 85 Jahre)
Je später die Trendumkehr eintritt, desto schwerer wird
die Einhaltung des CO2-Budgets




                Emissionspfade für ein
                Budget von 750 Mrd. t CO2

 Quelle: WBGU
Wie können wir nachhaltige Lebens-bedingungen
schaffen...




...in Anbetracht einer Welt mit etwa 10 Milliarden
Menschen im Jahr 2050?
Was ist die Grundlage für die Lösung?

   Erneuerbare ENERGIE
       “Die Wüsten der Erde empfangen in
                   6 Stunden
       mehr Energie von der Sonne als die
      Menschheit in einem Jahr verbraucht“
                              Dr. Gerhard Knies

           DESERTEC
Mission der DESERTEC Foundation:
 Die schnelle globale Umsetzung des DESERTEC Konzepts

                                     EUMENA




Mit einem strategischen Fokus auf 2 Regionen:
 EU-MENA
 Ost-Asien
Die notwendigen Technologien für erneuerbare Energie
sind bereits jetzt verfügbar



     Nanosolar power sheet, PV


                                    Concentrated Solar Power (CSP)




       Wie groß sind die Ressourcen?
Potenziale erneuerbarer Energien in EU-MENA
(Studien des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, DLR)
  Biomasse: 890 TWh/y
                                            Strombedarf von EU-MENA
                        Geothermie:
                        750 TWh/y           in 2050: 7.500 TWh/y
                                         Windkraft:
                                         1.700 TWh/y


                                                        Wasserkraft:
                                                        1.090 TWh/y
 Sonnenenergie: >600.000 TWh/y
Energie der Sonneneinstrahlung in Wüsten ≙ 700 fache des
Weltenergieverbrauchs

Energie aus Wüsten im Vergleich zu
fossilen und nuklearen Ressourcen

Alle bekannten Reserven

Gas        2 Wochen Sonne
Öl         2 Wochen Sonne
Uran       2 Wochen Sonne
Kohle      22 Wochen Sonne

Alle bekannten und zu erwartenden Reserven

           40 Wochen Sonne                    Solare Energie im
                                                roten Quadrat
                                                      =
                                                  Gesamter
                                             Weltenergieverbrauch
Das DESERTEC Konzept verbindet verschiedene
erneuerbare Energieträger und Strom wird dort
produziert, wo es am wirtschaftlichsten ist
Solarthermische Kraftwerke (CSP):
Seit über 20 Jahren kommerziell im Einsatz
   Kramer Junction (USA), in Betrieb seit 1990




   CSP: Concentrating Solar Power
Solarthermische Kraftwerke (CSP):
Ein Prinzip – verschiedene Designs
        Parabolrinne            Solarturm




        Linear Fresnel          Parabol-Schüssel
Solarthermische Kraftwerke (CSP):
100 Jahre alte Technologie (El-Maadi, Ägypten, 1913)
Strictly Private & Confidential
CSP mit Hitzespeicher (Salzschmelze): Solarstrom auch
7,5h nach Sonnenuntergang
  Andasol 1 (Spanien)




 Quelle: Solar Millennium
HGÜ: Auf langen Strecken in Betrieb
Beispiel Yunnan-Guangdong (China): 1400 km, 800kV, 5000 MW
Supergrid mit Hochspannungsgleichstrom-Übertragung (HGÜ)
 Nur ca. 3% Verlust auf 1000 km
   Ermöglicht Ausgleich von fluktuierenden regenerativen Energien (PV, Wind)




         Quelle:
        Siemens
DESERTEC: Sauberen Strom dort produzieren, wo es
am wirtschaftlichsten ist
Stromproduktionsszenarien für EU und MENA
(Quelle: Studien des DLR)
                                             Middle East & North Africa
                          4500

                          4000

                          3500
                                                                                           Desalination
                                                                                           Export Solar
                                                                                                           MENA:
Electricity [TWh/y]




                                                                                           Photovoltaics
                          3000                                                             Wind
                                                                                                           6x Anstieg der Stromproduktion
                          2500

                          2000
                                     6                                                     Geothermal
                                                                                           Hydropower
                                                                                           Biomass

                          1500
                                     mal                                                   Wave / Tidal
                                                                                           CSP Plants      inkl. Meerwasserentsalzung
                          1000
                                    soviel                                                 Oil / Gas
                                                                                           Coal
                          500
                                                                                           Nuclear
                                                                                                           und Export nach Europa
                            0
                            2000    2010       2020          2030   2040            2050




                                                                           Export
                                                      Year
                                                        Europe

                          4500

                          4000

                          3500
                                                                                           Import Solar
                                                                                           Photovoltaics
                                                                                           Wind
                                                                                                           EU:
    Electricity [TWh/y]




                                                                                           Geothermal
                          3000
                                                                                                           15% Import aus MENA
                                                                                65% EU
                                                                                           Hydropower
                          2500                                                             Biomass
                                                                                           Wave / Tidal
                          2000
                                                                                           CSP Plants
                          1500                                                             Oil
                                                                                           Gas
                          1000
                                                                                           Coal
                           500                                                             Nuclear

                             0
                             2000   2010       2020          2030   2040      2050
                                                      Year
Resultierende CO2-Reduktion in EU-MENA
(Quelle: Studien des DLR)

                                 4000
                                                                                     Avoided
                                 3500                                                Import Solar
         CO2-Emissions in Mt/y

                                 3000                                                Photovoltaics
                                                                                     Wind
                                 2500
                                                                                     Geothermal
                                 2000                                                Hydropower
                                 1500                                         -81%   Wave / Tidal
                                                                                     Biomass
                                 1000
                                                                                     CSP Plants
                                  500                                                Oil / Gas
                                    0                                                Coal
                                    2000   2010   2020          2030   2040   2050   Nuclear
                                                         Year
DESERTEC als ganzheitlicher Ansatz:
Vorteile für Nordafrika und den Nahen Osten

  Sichere Energieversorgung unabhängig von Öl und Gas
  Wasserversorgung durch Meerwasserentsalzung
  Sozio-ökonomische Entwicklung (Industrieaufbau vor Ort)
  Exportchancen
  Friedenssicherung durch internationale Kooperation
  Klimaschutz durch CO2-Reduktion
Industrieinitiative Dii GmbH:
Für schnelle Umsetzung von DESERTEC in EU-MENA

    Initiiert durch DESERTEC Foundation und Munich Re

    Gegründet in Oktober 2009

    Aufgaben bis 2012:
    – Erarbeitung politischer und regulatorischer
      Rahmenbedingungen
    – Vorbereitung erster Referenzprojekte
    – Langfristiger Roll-out Plan für DESERTEC in EU-MENA
Industrieinitiative Dii GmbH:
Wegbereiter für die Umsetzung des DESERTEC Konzeptes in
Europa, Nordafrika und dem Nahen Osten

Gemeinnützige   Unternehmen aus Industrie und Finanzwelt
Stiftung
DESERTEC und die Schweiz

    Speicherkraftwerke

    Investition in Anlagen in Südeuropa und Nordafrika
www.DESERTEC.org

Dr. Thiemo Gropp, Direktor Desertec Foundation

  • 1.
    Das DESERTEC-Konzept: Sauberer Stromaus Wüsten Energiesicherheit und Klimaschutz für eine Welt mit 10 Milliarden Menschen EBL-Veranstaltung: “Hochspannung vom Süden in den Norden” Liestal, 12. April 2011 Dr. Thiemo Gropp DESERTEC Foundation www.DESERTEC.org
  • 2.
    Bis 2050 wirddie Weltbevölkerung auf 9 bis 10 Milliarden Menschen anwachsen Quellen: Allianz Insurance • United Nations World Population Prospects • Deutsche Stiftung Weltbevölkerung
  • 3.
    Herausforderungen des 21.Jahrhunderts  Energiesicherheit  Versorgung mit ausreichend Wasser und Nahrung  Migrationsbewegungen  Krieg um Ressourcen  Klimawandel Extreme Wettererscheinungen Anstieg des Meerespiegels Überflutungen Sind wir bereit und in der Trockenheiten Lage, Lösungen zu finden? …
  • 4.
    Bei einer Erderwärmungüber 2°C wird das Überschreiten von Kipppunkten wahrscheinlicher  Auftauen von Permafrostböden, dadurch Freisetzung großer Mengen von Methan (Treibhausgas)  Instabilität der Eisschilde von Grönland und Westantarktis  Veränderung des Monsun-Systems  Kollaps des Amazonasregenwaldes  etc. ...mit unangenehmen Folgen  Knappheit von Wasser und Nahrungsmittelressourcen  Mehr Migration und Konflikte
  • 5.
    Wieviel CO2 dürfenwir maximal noch emittieren, wenn wir solche Folgen vermeiden wollen? Der Budgetansatz des WBGU  Heute zusätzlich in die Atmosphäre gelangendes CO2 ist extrem langlebig: mehrere tausend Jahre!  Um die Erderwärmung mit 67% Wahrscheinlichkeit unter 2°C zu halten, dürfen 2010-2050 noch maximal 750 Mrd. t CO2 ausgestoßen werden  Bei derzeitigen Emissionsraten wird dieses CO2-Budget in ca. 25 Jahren ausgeschöpft sein (auf Länder bezogen: USA: 3 Jahre, Indien: 85 Jahre)
  • 6.
    Je später dieTrendumkehr eintritt, desto schwerer wird die Einhaltung des CO2-Budgets Emissionspfade für ein Budget von 750 Mrd. t CO2 Quelle: WBGU
  • 7.
    Wie können wirnachhaltige Lebens-bedingungen schaffen... ...in Anbetracht einer Welt mit etwa 10 Milliarden Menschen im Jahr 2050?
  • 8.
    Was ist dieGrundlage für die Lösung? Erneuerbare ENERGIE “Die Wüsten der Erde empfangen in 6 Stunden mehr Energie von der Sonne als die Menschheit in einem Jahr verbraucht“ Dr. Gerhard Knies DESERTEC
  • 9.
    Mission der DESERTECFoundation: Die schnelle globale Umsetzung des DESERTEC Konzepts EUMENA Mit einem strategischen Fokus auf 2 Regionen:  EU-MENA  Ost-Asien
  • 10.
    Die notwendigen Technologienfür erneuerbare Energie sind bereits jetzt verfügbar Nanosolar power sheet, PV Concentrated Solar Power (CSP) Wie groß sind die Ressourcen?
  • 11.
    Potenziale erneuerbarer Energienin EU-MENA (Studien des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, DLR) Biomasse: 890 TWh/y Strombedarf von EU-MENA Geothermie: 750 TWh/y in 2050: 7.500 TWh/y Windkraft: 1.700 TWh/y Wasserkraft: 1.090 TWh/y Sonnenenergie: >600.000 TWh/y
  • 12.
    Energie der Sonneneinstrahlungin Wüsten ≙ 700 fache des Weltenergieverbrauchs Energie aus Wüsten im Vergleich zu fossilen und nuklearen Ressourcen Alle bekannten Reserven Gas 2 Wochen Sonne Öl 2 Wochen Sonne Uran 2 Wochen Sonne Kohle 22 Wochen Sonne Alle bekannten und zu erwartenden Reserven 40 Wochen Sonne Solare Energie im roten Quadrat = Gesamter Weltenergieverbrauch
  • 14.
    Das DESERTEC Konzeptverbindet verschiedene erneuerbare Energieträger und Strom wird dort produziert, wo es am wirtschaftlichsten ist
  • 15.
    Solarthermische Kraftwerke (CSP): Seitüber 20 Jahren kommerziell im Einsatz Kramer Junction (USA), in Betrieb seit 1990 CSP: Concentrating Solar Power
  • 16.
    Solarthermische Kraftwerke (CSP): EinPrinzip – verschiedene Designs Parabolrinne Solarturm Linear Fresnel Parabol-Schüssel
  • 17.
    Solarthermische Kraftwerke (CSP): 100Jahre alte Technologie (El-Maadi, Ägypten, 1913)
  • 18.
    Strictly Private &Confidential
  • 19.
    CSP mit Hitzespeicher(Salzschmelze): Solarstrom auch 7,5h nach Sonnenuntergang Andasol 1 (Spanien) Quelle: Solar Millennium
  • 20.
    HGÜ: Auf langenStrecken in Betrieb Beispiel Yunnan-Guangdong (China): 1400 km, 800kV, 5000 MW Supergrid mit Hochspannungsgleichstrom-Übertragung (HGÜ)  Nur ca. 3% Verlust auf 1000 km  Ermöglicht Ausgleich von fluktuierenden regenerativen Energien (PV, Wind) Quelle: Siemens
  • 21.
    DESERTEC: Sauberen Stromdort produzieren, wo es am wirtschaftlichsten ist
  • 22.
    Stromproduktionsszenarien für EUund MENA (Quelle: Studien des DLR) Middle East & North Africa 4500 4000 3500 Desalination Export Solar MENA: Electricity [TWh/y] Photovoltaics 3000 Wind 6x Anstieg der Stromproduktion 2500 2000 6 Geothermal Hydropower Biomass 1500 mal Wave / Tidal CSP Plants inkl. Meerwasserentsalzung 1000 soviel Oil / Gas Coal 500 Nuclear und Export nach Europa 0 2000 2010 2020 2030 2040 2050 Export Year Europe 4500 4000 3500 Import Solar Photovoltaics Wind EU: Electricity [TWh/y] Geothermal 3000 15% Import aus MENA 65% EU Hydropower 2500 Biomass Wave / Tidal 2000 CSP Plants 1500 Oil Gas 1000 Coal 500 Nuclear 0 2000 2010 2020 2030 2040 2050 Year
  • 23.
    Resultierende CO2-Reduktion inEU-MENA (Quelle: Studien des DLR) 4000 Avoided 3500 Import Solar CO2-Emissions in Mt/y 3000 Photovoltaics Wind 2500 Geothermal 2000 Hydropower 1500 -81% Wave / Tidal Biomass 1000 CSP Plants 500 Oil / Gas 0 Coal 2000 2010 2020 2030 2040 2050 Nuclear Year
  • 24.
    DESERTEC als ganzheitlicherAnsatz: Vorteile für Nordafrika und den Nahen Osten  Sichere Energieversorgung unabhängig von Öl und Gas  Wasserversorgung durch Meerwasserentsalzung  Sozio-ökonomische Entwicklung (Industrieaufbau vor Ort)  Exportchancen  Friedenssicherung durch internationale Kooperation  Klimaschutz durch CO2-Reduktion
  • 25.
    Industrieinitiative Dii GmbH: Fürschnelle Umsetzung von DESERTEC in EU-MENA  Initiiert durch DESERTEC Foundation und Munich Re  Gegründet in Oktober 2009  Aufgaben bis 2012: – Erarbeitung politischer und regulatorischer Rahmenbedingungen – Vorbereitung erster Referenzprojekte – Langfristiger Roll-out Plan für DESERTEC in EU-MENA
  • 26.
    Industrieinitiative Dii GmbH: Wegbereiterfür die Umsetzung des DESERTEC Konzeptes in Europa, Nordafrika und dem Nahen Osten Gemeinnützige Unternehmen aus Industrie und Finanzwelt Stiftung
  • 27.
    DESERTEC und dieSchweiz  Speicherkraftwerke  Investition in Anlagen in Südeuropa und Nordafrika
  • 28.