Erneuerbare Energien Chance ohne Alternative? · Ringvorlesung Konflikte in Gegenwart und Zukunft...

Ringvorlesung

Konflikte in Gegenwart und ZukunftPhilipps-Universität Marburg, WS 2009/10

18. Januar 2010

Erneuerbare Energien –Chance ohne Alternative?

Hans Ackermann, Marburg(Sprecher AK Energie im LV Hessen)

Quelle: Globaler Statusbericht 2007 Erneuerbare Energien, REN21 (2008), S.11, www.ren21.net

Säule blau/grau/grün: 2,4% EE-Anteil: Sonne, Wind, Geothermie, kl. Wasserkraft, NaWaRo,...

(über 10 - 50 MW)

Kritik am Status quo der Energieversorgung

Fossile/atomare Energieversorgungssystemesind nicht nachhaltig

? Seit UN-Konferenz 1992 in Rio de J. wurde Prinzip der Nachhaltigkeit(Sustainable Development) zum globalen politischen Leitbild erhoben.

Hauptkritikpunkte

1) endliche VorräteÖl, Gas, Kohle, Uran

2) riskante offene StoffströmeKlimagase, Abraumhalden, Atommüll,...

3) Unfälle, militärischer MissbrauchÖltankerhavarien, Reaktorkatastrophen, nukleare Proliferation,...

4) Konfliktträchtig, außen- und innenpolitischRessourcenverknappung, Klimawandel, Verteilungsgerechtigkeit,...

Beispiel: Die endlichen Ölreserven... nachdem etwa die Hälfte schon verbraucht ist:

sicher gewinnbare Reserven (2006): 163 Mrd. talso pro Kopf (2008) der 6,67 Mrd. Menschen:

? 24,4 t = 28 m3

4m4m

1,75m

Globale Ölreserven pro Kopf, inklusive Kinder, Enkel,..., passen bequem in einen Kellerraum

28 m3

Öl pro Kopf


Hauptkritikpunkte


2) riskante offene StoffströmeKlimagase, Abraumhalden, Atommüll,...



Stoffströme konventioneller Energieerzeugung- von den Quellen zu den Senken -

KohlegrubenÖl- u. GasfelderUran-Minen

Böden, Erdkruste,Luft, Gewässer,Lager

Quelle: UBA, Nachhaltiges Deutschland,E. Schmidt-Verlag, 1997, S. 174

1. Beispiel:Braunkohlestrom in D (2007):Emissionsfaktor: 1,15 kg CO2/kWhBK-Kraftwerke: 182 Mio t CO2/JahrAnteil an ges. CO2-Emissionen: 21%Senke: primär Lufthülle

2. Beispiel:Strom aus Uran in D:Hochaktiver Atommüllfaktor:2,7 mg/kWhJährlicher Anfall: ca. 500 tSenken: primär Lager


Hauptkritikpunkte


2) riskante offene StoffströmeKlimagase, Abraumhalden, Atommüll,....



Beispiel: Gefährlichkeit der Ölversorgung

Quelle: www.arten-tierschutz.com/oeltanker.htm

Tankerunfälle (Auswahl):

Amoco Cadiz 1978 BretagneExxon Valdez 1989 AlaskaHaven 1991 GenuaErika 1999 BiskayaPrestige 2002 SpanienTasman Spirit 2003 Pakistan

z. B. Exxon Valdez nach 20 a:< 10% eingesammelt, Abbaurate 0-4% p.a., vollständiger Abbau kann Jahrhunderte dauern, auch PAK-Gehalt unverändert, Selbst-heilung in kalten Gewässern überraschend gering

Beispiel: Gefährlichkeit der Kernkraftwerke

Ehepaar aus Minsk, das aus seinem verstrahlten Dorf in diesen Wohnblock ausgesiedelt wurde. Foto: Martina Buchholz

Ein verlassenes Haus Foto: Igor Kostin

Tschernobyl-Unfall26.4.1986

Quelle: IPPNW-Foliensatz „Zeitbombe Atomenergie – 20 Jahre Tschernobyl“ (2006)

Beispiel: Gefährlichkeit der Kernkraftwerke

aus: C. Pistner, C. Küppers: Analyse des Bedrohungspotenzials „gezielter Flugzeugabsturz“ am Beispiel der Anlage Biblis-A,Öko-Institut Darmstadt (2007)

ca. 600 km


Hauptkritikpunkte


2) riskante offene StoffströmeKlimagase, Abraumhalden, Atommüll,....



Beispiel-Schlagwörter zu Konflikten

• Konflikte um Ressourcen? Ölkriege (2. Irakkrieg 2003)? Militarisierung der Versorgungssicherung (auch NATO mit

„Nicht Artikel 5-Einsätzen“)

• drastisch steigende Importabhängigkeiten? Energieverteuerung und Verarmung

• Atomprogramm des Iran (zivil ? militärisch)

• Klimaflüchtlinge (Meeresspiegelanstieg, Wüstenbildung,...)

• Friedensnobelpreis 2007 für UN-Klimarat und Al Gore

• ...


Hauptkritikpunkte1) endliche Vorräte

Öl, Gas, Kohle, Uran

2) riskante offene Stoffströme Klimagase, Abraumhalden, Atommüll,...



Fazit: ? Diese Nachteile sind systemimmanent.? Eine Energiewende ist unvermeidbar. Sie

kommt auf jeden Fall, gelenkt oder chaotisch.

Zur Chance Erneuerbarer Energien

„ohne Alternative?“ war nur rhetorische Frageaber

wie steht es mit der „Chance“, wenn Visionenallmählich Realität werden?

Jahr 2007 global BRD HessenEE am gesamten Endverbrauch

18% 8,6% 2) 5,8% 3)

EE am Strom-verbrauch

18,4% 1) 14,2% ˜ 4% 4)

1) inklusive 15%-Punkte große Wasserkraft2) ohne Verkehr wäre Anteil 8,9%3) optimistisch geschätzt, ohne Verkehr4) extrapoliert

Status quo erneuerbarer Energien (EE)

Quellen: Globaler Statusbericht 2007 EE, REN21 (2008), S.11, 18;EE in Zahlen, BMU (2008), S. 11, 50-52;HessenENERGIE, Foliensatz H. Meixner, Nr. 10, 15

Mittelwerte von EU-27 (2006) ˜ wie obige BRD-Daten (2007)

Kriterienschema für erneuerbare Energien

Hauptproblemfelder

1)Vorräte, effiziente Nutzung unabdingbarErneuerbarkeit, 100%-Versorgung, Versorgungssicherheit, Einsparungen,...

2) Stoffströmegroße Wasserkraft, Biomasse, Geothermie, ...

3) Unfälle, sonstige RisikenStaudämme, Gentechnik bei Energiepflanzen, Emissionen bei Verbrennung,...

4) Konflikte, innen- und außenpolitischUmstellungen in Wirtschaft, Gesellschaft u. Gewohnheiten; Flächenkonkurrenz,...

0

1000

2000

3000

4000

5000

1990 2000 2010 2020 2030 2040Year

Renew. energies Coal Oil

Natural gas Nuclear

W / cap

Auslaufen der fossilen und nuklearen Energienutzung sowie Anstieg des Beitrags der regenerativen Energieträger im Sustainable Scenario für Europa bis 2050. Die Ordinategibt den gemittelten Energieverbrauch pro Kopf und Jahr an /LTI 98/

aus: Long-Term Integration of Renewable Energy Sources into the European Energy System, PhysicaVerlag, Heidelberg 1998 (Studie von 5 europäischen Forschungsinstituten aus D, F, B, DK)

Watt/Kopf

Europa-Szenario für (fast) 100% Umsteuern auf EEZiel: „< 2000 Watt-pro-Kopf-Gesellschaft“

EE

EU-27 (1990): 4655 W/KopfEU-27 (2005): 4905 W/KopfD (1990): 5956 W/KopfD (2007): 5403 W/Kopf

0

400

800

1200

1600

1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050Year

Biomass Photovoltaics Solar-th. heat

Solar-th. electr. Wind Hydropower

Environm. heat

W / cap

Watt/Kopf

Zusammensetzung des EE-Beitrags „Sustainable Scenario“

WasserWindSolar-KW

Biomasse

Photovoltaik

aus: Long-Term-Integration of Renewable Energy Sorces ..., LTI-Research Group, Physica-Verlag, Heidelberg, 1998

Solarthermie

Umwelt-Wärme

Anteil der erneuerbaren Energien am gesamten Endenergieverbrauch 2006 / 2007

3,2 3,4

5,06,4

3,1

3,8

5,5 6,1 6,3 6,9

0,4

0,6

0,20,3

0,20,1

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

2006 (11,7%) 2007 (14,2%) 2006 (5,8%) 2007 (6,6%) 2006 (6,3 %) 2007 (6,9 %)

Strom Wärme Kraftstoff

[%

]

Wasserkraft Windenergie Biomasse*

Photovoltaik Solarthermie Geothermie

* feste, f lüssige, gasförmige Biomasse, biogener Anteil des Abfalls, Deponie- und Klärgas; Quelle: BMU nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien - Stat ist ik (AGEE-Stat); vorläufige Angaben, Stand M ärz 2008

Quellen: www.erneuerbare-energien.de; neue energie 02/2009, S. 9

2008(15,3%)

2008(7,3%) 2008

(5,9%)

(2008 ergänzt)

EE-Gesamtanteil am Endverbrauch: 2006 (7,5%), 2007 (9,6%), 2008 (9,6%)

Endenergieverbrauch Deutschland

1.911 6.565 28.816 40.048 49.575 47.310 47.885 53.286130.371

188.734

404.636

712.922

912.759

1.356.505

0

200.000

400.000

600.000

800.000

1.000.000

1.200.000

1.400.000

kWh/

a

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008Kalenderjahr

Entwicklung des jährlichen Gesamtertrags der in das SWM-Netz einspeisenden PV-Anlagen in Kilowattstunden pro Jahr [kWh/a]

1,4 Mio. kWh versorgt ca. 2000 sehr gute Stromspar-HH oder ca. 400 Normal-HH

Marburg steht auf Platz 1 inder Solarbundesliga unter den hessischen Städten über40 000 Einwohnern. Hier dieEntwicklung des Solarstroms.

1,4 Mio. kWh/a

Quelle: SW Marburg, L. Jagdmann, 19.6.09

Solarstromeinspeisung ins Stadtwerkenetz Marburg

(aus E.ON-Mitte versorgten Stadtteilen kommen ~ 0,8 Mio kWh dazu)

EE-Strom in Marburg und die alltägliche Vergeudung

1) Stand-by-VerlusteAnsatz: 30 000 Marburger HH je 35 W Stand-by-Leistung über 18h/Tag

? ca. 7 Mio kWh/Jahr Vergeudung2) Konventionelle Beleuchtung

Ansatz: 30 000 Marburger Haushalte verbrauchen je 10% des Stroms fürBeleuchtung (ca 350 kWh/a pro HH), davon wären 80% einsparbar

? ca. 8,4 Mio kWh/Jahr Vergeudung3) usf., usf.

Quelle: Zahlen nach H.-P. Frank in „Klimawandel u. Alltagshandeln“, H.-Böll-Stiftg., 2008

EE-Stromerzeugung im Gebiet der Stadtwerke 2007• 3 Windräder ? 3,88 Mio kWh/a• 3 Wasser-KW ? 0,67 Mio kWh/a• 120 PV-Anlagen ? 0,91 Mio kWh/a

= 5,5 Mio kWh/aversorgt knapp 6% der

HH- und Gewerbekunden

Doch, o weh, viel mehr wird vergeudet:

Besserung ab 2010: EU-Ökodesign-RL zuStand-by-Vermeidung

Besserung ab 9/2009: EU-Ökodesign-RL zurEffiz. von HH-Lampen

Die Macht von Einsparung oder Vergeudungbeim Stromverbrauch in Deutschland

Quelle: www.bmwi.de, Energiedaten, Tab.21 (14.1.09)

541 TWh/a(Jahr 2007)



Anstieg 1% p.a.(so ca. z.Z.)

Abfall1% p.a.

Differenz141 TWh/a

Die Differenz 141 TWh/a entspricht z. B. genau (2007)? dem Haushaltsstromverbrauch in D, oder? der Atomstromerzeugung in D

Quelle: www.kombikraftwerk.de, 12.1.2010

? Deutscher Klimaschutzpreis am 26.10.09 an Dr. Kurt Rohrig, Kasselfür Entwicklung und Realisierung desregenerativen Kombikraftwerks

? 20 PV-Anlagen, 11 Windparks, 4 Bio-Gas-BHKW, 1 Pumpspeicher-KW überzentrale Steuerungseinheit vernetzt ?Beispiel eines „virtuellen Kraftwerks“

? Strom des Kombi-KW entsprichtminutengenau dem Bedarf von etwa17 000 Haushalten ˜ 1/10 000 BRD-HH

? Zeigt im Kleinen, wie regenerative100%-Stromversorgung ohne Kohle und Uran im Stromsektor lösbar ist.

? Sollte auch im Großen klappen, insbesondere, wenn die Technik der intelligenten Netze (smart grids) auchden Bedarf reguliert. ? Pilotprojektder SW Marburg zu „smart metering“

Geografische Lage der28 (aktuell 36) vernetztenregenerativen KW: 20 Photvoltaikanlagen,11 Windparks,4 Biomasse-BHKW,1 Pumpspeicher-KW

Regeneratives Kombiokraftwerk


BHKW Bad Hersfeld (36251), Biomasse, Gasturbine: 30 kW; Gasspeicher: Erdgasnetz BHKW Hünxe (46569), Biomasse, BHKW: 1.046 kW; Gasspeicher: lokal BHKW Schwäbisch Hall (74523), Biomasse, BHKW: 2.900 kW; Gasspeicher: Erdgasnetz BHKW Pliening (85652), Biomasse, Gasproduktion: 640 m3/h; Einspeisung ins Erdgasnetz Pumpspeicher Goldisthal (simuliert) (98666), Speicher (Wasser), Leistung: 1.060 kW; Speicher: 80 Stunden Windpark Nauen (14641), Windkraftanlagen, 3 x 2.000 kW Windpark Pilsum (26736), Windkraftanlagen, 6 x 500 kW Windpark Würselen (52146), Windkraftanlagen, 2 x 1.800 kW PV-Anlage Freiberg (09599), Photovoltaikanlagen, 240 kW PV-Anlage Niederkirchen (67150), Photovoltaikanlagen, 259 kW PV-Anlage Heddesheim (68542), Photovoltaikanlagen, 315 kW PV-Anlage Tübingen (72072), Photovoltaikanlagen, 118 kW PV-Anlage Neckarsulm (74072), Photovoltaikanlagen, 167 kW PV-Anlage Ilshofen (74532), Photovoltaikanlagen, 400 kW PV-Anlage Kirchardt (74912), Photovoltaikanlagen, 153 kW PV-Anlage Rheinstetten (76287), Photovoltaikanlagen, 170 kW PV-Anlage Donaueschingen (78166), Photovoltaikanlagen, 179 kW PV-Anlage Penzing (86929), Photovoltaikanlagen, 1.380 kW PV-Anlage Uttenweiler (88524), Photovoltaikanlagen, 118 kW PV-Anlage Rottenacker (89616), Photovoltaikanlagen, 256 kW PV-Anlage Aidenbach (94501), Photovoltaikanlagen, 176 kW PV-Anlage Hofkirchen (94544), Photovoltaikanlagen, 237 kW PV-Anlage Würzburg (97076), Photovoltaikanlagen, 234 kW PV-Anlage Külsheim (97900), Photovoltaikanlagen, 166 kW PV-Anlage Tauberbischofsheim (97941), Photovoltaikanlagen, 494 kW PV-Anlage Tauberbischofsheim (97941), Photovoltaikanlagen, 101 kW PV-Anlage Werbach (97956), Photovoltaikanlagen, 227 kW PV-Anlage Assamstadt (97959), Photovoltaikanlagen, 151 kW 8 weitere Windparks (lt. Begleittext)


Liste der 36 vernetzten regenerativen Kraftwerke

Von der Prognose zur Regelung: Beispieltag 19.9.2007



Hauptproblemfelder

1)Vorräte, effiziente Nutzung unabdingbarErneuerbarkeit, 100%-Versorgung, Einsparungen, Versorgungssicherheit,...




Quelle: Wikipedia (Der Hauptwall des Dreischluchtendamms (Jangtsekiang)Aufnahme vom 14.04.2006. Fotograf Christoph Filnkößl (selbst fotografiert)

Dreischluchtendamm am Jangtsekiang, Hauptwall, ~2 km lang, 185 m hoch,Negativbeispiel mit nicht abschätzbaren ökologischen und sozialen Folgen

Folgen: 13 überflutete Städte, bis 2 Mio. Umsiedlungen, Artenbedrohungen(z.B. Jangtse-Delphin), ...

Beispiel: Biomasse und Verkehr in D

s Technisches Biomassepotenzial:~ 24 Mio t RÖE (Spanne in Literatur: 12 - 73 Mio t RÖE)

davon dürfte je 1/3 in die Märkte Wärme, Strom undVerkehr gehen, also ~ 8 Mio t RÖE für Verkehr

s Endverbrauch Verkehr (2006): 59 Mio t RÖE(davon 94% Öl)

? Fazit: Um nennenswerte Deckungsraten zu erreichen sind gewaltige Effizienzsteigerung im Verkehr und Biomasseimporte nötig; aber umwelchem Preis?

Umwandlungsverluste Biomasse à Kraftstoffeverschärfen das Problem.

Quellen: A. Aretz, B. Hirschl, Dendrom-Disk.papier Nr. 1 (2007); M. Kaltschmitt et al., Solarzeitalter 2/2008, S. 53; und andere

Quelle:www.regenwald.org (Regenwaldreport 4/2009)


Taglöhnerarbeit auf Palmölplantage im Zentrum von Sumatra


Mahnwache der Bauern vor der Polizeistation. Das Dorf Karang Mendapoauf der indonesischen Insel Sumatra benötigt dringend unsere Hilfe. Es wird förmlich von Ölpalm-Monokulturen erdrückt, für deren Anlage 1000 ha Regenwald gerodet wurde. Die von Rettet den Regenwald unterstützte Umweltorganisation WalhiJambi kämpft an der Seite der 5000betroffenen Bauernfamilien für ein sofortiges Ende der Waldzerstörung und die Rückgabe von Landflächen, deren sich Palmöl-Konzerne wie Sinar Masunrechtmäßig angeeignet haben. Es soll ein Präzedenzfall für den Rest des Landes geschaffen werden, wo die Rodungen und Landnahmen unvermindertweitergehen.

Quelle:www.regenwald.org (ecard), 14.1.2010

Dieser Forderung ist zuzustimmen!


Hauptproblemfelder






Hauptproblemfelder




4) Konflikte, innen- und außenpolitischUmstellungen in Wirtschaft, Gesellschaft u. Gewohnheiten; Flächen-konkurrenz, Biomasseimporte, ...

Beispiel-Schlagwörter zu Konfliktenbei zunehmender EE-Nutzung+Effizienz• Verordnungen zur Effizienz: PKW-Flottenverbrauch,

Energieeinsparverordnung (EnEV), Geräteklassifizierung, ...

• Verordnungen zu EE-Nutzung: EEWärmeGesetz,Flächennutzungen (z. B. Vorranggebiete Windkraft in Regionalplänen), solare Baupflicht,...

• Biomasseimporte aus 3. Welt: „Tank statt Teller“, Vertrei-bung Kleinbauern u. indigener Völker durch Agrarkonzerne,...

Konflikttypen: vorwiegend innergesellschaftlicheAuseinandersetzungen in „üblichem“ Ausmaß,aber Mitverantwortung bei importierter Biomasseund Kreditgarantien für Staudammprojekte, ...

Faustzahlen zu flächenspezifischen Erträgen

4Bioenergie nachwachsender RohstoffeSolare Einstrahlung ˜ 1000 kWh/m2aη(solare Primärproduktion) ˜ 1% è spezif. Bruttoertrag ˜ 10 kWh/m2aspezif. Nettoertrag ˜ 1 - 3 kWh/m2a

4Solarstrom aus Photovoltaikη ˜ 10 - 15 %spezif. Nettoertrag > 100 kWhel/m2a

4Solarthermieη ˜ 50 % è spezif. Bruttoertrag ˜ 500 kWh/ m2a; mit ˜ 40% Nutzungsverlustenèspezif. Nettoertrag ˜ 300 kWhth/m2a

Marburg 2004, Philippinum, 33 kWp

(a)

Faustzahlen zu flächenspezifischen Erträgen

4WindenergieParkbeispiel: 6 Windräder zu je 5 MW mit Rotordurchmesser d = 115 m auf Fläche A = 100 d2 und ca. 1500 Volllaststunden im Binnenland pro Jahrè

spezif. Nettoertrag ˜ 34 kWhel/ m2a (oder ~100 mal mehr?)Beachte: Landwirtschaftliche Simultannutzung ist auf ca. 99% der Parkfläche uneingeschränkt möglich.

l l l

l l l

4Fazit: Wind- und Solarenergie sind flächen-spezifisch viel ergiebiger als Bioenergie

10d8d

4d

10d

Hauptwind-richtung

Grobskizze zur Abschätzung des Flächenbedarfs. Im Binnenland ist Anordnung inWabenstruktur zumeist günstiger.

aus: www.wind-energie.de

d

(b)

Vor dem Fazit noch ein kurzer Blick auf Hessen

Bundesländerranking für erneuerbareEnergien durch DIW/Berlin und ZSW/Stuttgart im Nov. 2008

? 50 Indikatoren ausgewertet, z.B.:Ausbauerfolge und Nutzung diverser EE, Ziele, Programme, Gesetze, Ansiedlungen, Bildung, Patente

? Potenziale seien in D gleich verteilt, die Umsetzung der Chancen ist entscheidend.

? Neue Bundesländer etwas besser als alte.

? Hessen bei Schlusslichtern: Platz 14 von 16

¦ Im Klimaschutzranking (Energie, Verkehr, Bauen, Strategien) der Bundesländer von GEO im Dez. 2007 landete Hessen auch auf Platz 14

Quellen: www.leitstern208.de, Beilage zu GEO Heft 12/2007

Bundesländerranking für erneuerbare Energien durch DIW/Berlin und ZSW/Stuttgart im Nov. 2008

Hessen im Vergleich der16 Bundesländer (I)

Quelle: Der GEO-Länder-Test; GEO-Magazin Nr. 12/07

F22a

Stand: 12/2009/se

Bau Gruppenwertung

Klimaschutz:

Fazit:

1. EE bieten Chance für nachhaltige und vollständige Energieversorgung.

2. Es müssen aber ökologische und soziale Bedingungen erfüllt werden, insbesondere die der Effizienz + Sparsamkeit.

3. Biomassenutzung und große Wasserkraft sind ökologisch und sozial am kritischsten.

4. Eine nachhaltige Alternative gibt es nicht.

5. Die Zeit eilt, besonders auch in Hessen!

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