Ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung im Umbruch - Knappheit und Klimawandel erzwingen...

ludwig bölkowsystemtechnik

Energieversorgung im Umbruch - Knappheit und Klimawandel erzwingen

Anpassung von Wirtschaft und Gesellschaft

Dr. Werner Zittel

Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH · Ottobrunn

[email protected]

Physikalisches Kolloquium Heidelberg, 15. Mai 2009


• Energieversorgung heute

• Treibende Kräfte für einen Wandel

• Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung



• Treibende Kräfte für einen Wandel

• Fünf Thesen zur künftigenEnergieversorgung


Weltenergieverbrauch 2006

Kohle 3.090 Mtoe

Gas2.475 Mtoe

Öl3.890 Mtoe

Nuklear241 Mtoe*) (Strom)

Wasser261 Mtoe*) (Strom)

Quelle: BP Statistical Review of World Energy 2007Renewables: WEO 2006

27,6 %

34,8 %

2,2 %

2,3 %

22,1 %

Biomasse~1.200 Mtoe

10,6 %

*) bei Umrechnung in Primärenergie erhöht sich der Beitrag von Kernenergie auf 635 Mtoe und von Wasserkraft auf 688 Mtoe

1 Mtoe = 1 Mio. Tonnen Öläquivalent

sonstige Erneuerbare ca. 0,5%

ludwig bölkowsystemtechnik Die Weltenergieversorgung ist am Scheideweg. Die derzeitigen

Trends sind offensichtlich nicht nachhaltig. Aber das kann und muss geändert werden.

(“The world’s energy system is at crossroads. Current global trends in energy supply and consumption are patently unsustainable. But than must and can be altered.”)

Bei allen Unsicherheiten können wir sicher sein, dass die Energiewelt im Jahr 2030 deutlich anders aussehen wird als heute

(“For all the uncertainties highlighted in this report, we can be certain that the energy world will look a lot different in 2030 than it does today.”)

Zitate aus dem Executive Summary des World Energy Outlook 2008

Quelle: Internationale Energie Agentur (World Energy Outlook), 12. November 2008


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1965 1985 2005 2025

Mtoe*)

Kohle

Biomasse

Atomenergie**)

WasserkraftSolar/Wind/Geothermie

Jahr

Quelle: Historische Daten - BP Statistical Review of World Energy Outlook - International Energy Agency 2008

Gas

Erdöl

World Energy Outlook 2008 (Internationale Energieagentur)

*) Mtoe = Mio. Tonnen Öläquivalent**) Wirkungsgrad 38%

Der Energieverbrauch ist - fossil dominiert- räumlich und zeitlich ungerecht verteilt- lässt keinen Spielraum für künftige Entwicklung benachteiligter Regionen

ludwig bölkowsystemtechnik• Energieversorgung heute

• Treibende Kräfte für einen Wandel- limitierte Senken (Treibhauseffekt)- limitierte Quellen (Öl, Kohle, Gas, Uran)- innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz)



Quelle: Hadley Center, 2008

Globale Durchschnittstemperatur 1850 - 2005



• Treibende Kräfte für einen Wandel- limitierte Senken (Treibhauseffekt)- limitierte Quellen (Ressourcen)- Innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz)


Vergleich gemessene und berechnete Temperaturentwicklung

GemesseneTemperatur

Berechnet mitCO2-Emissionen

Berechnet ohneCO2-Emissionen


Beobachtete Temperatur 1860 - 2005 und IPCC Prognose bis 2100

IPCC, 2000

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6

-1

°C

2100

IPCC 2005

IPCC-PrognoseNovember 2000

1900 2000


Prinzip des Treibhauseffektes

Weltraum

Glas bzw.Atmosphäre

Erde

342 W/m2107 W/m2232 W/m2

168 W/m2 390 W/m2 323 W/m2 ~3 W/m2

~3 W/m2

104 W/m2

Natürlicher Treibhauseffekt: T = + 32°CTemperatur ohne Atmosphäre T = - 17°C

anthropogener Treibhauseffekt: T = + 1°C

Spurengase


Zunehmende Extremwerte des Wetters

Beispiel: Temperaturveränderung in Mittelengland

Zunahme des Mittelwertes um 1,6°C auf 16,9°C ergibt 25mal soviele Tage über 17,3°C als vorher

ludwig bölkowsystemtechnikMtoe/a (Mio Tonnen Öläquivalent/Jahr)

Jahr

Öl

Datenquelle: BP Statistical Review of World Energy

Gas

Kohle

Business-as-usual: notwendig für Wachstum

Emissionsreduktion:notwendig für Klimaschutz

Sonst.

Unaufgelöster Widerspruch der Industriegesellschaft bezüglich einer klimaneutralen Energiepolitik


Bücher zum Thema:

Mai 2009

Autoren:

Colin J. CampbellFrauke Liesenborghs

Jörg SchindlerWerner Zittel

www.energiekrise.dewww.energywatchgroup.de

1. Auflage 2002; Neuauflage 2008


Zitate

„Wir werden jetzt eine globale Energiekrise erleben. Ich weiß, das haben Sie schon einmal gehört, aber diesmal ist es ernst“

("We are now facing a global energy crisis. I know you´ve heard this before, but this time it´s for real.“)

Hiroyuki Yoshino, Präsident von Honda

Dezember 1998

„Der Krieg im Irak war ein Krieg um Zugang zu Erdöl“ Daniele Ganser, ASPO Schweiz, März 2009

„Wir sollten das Öl verlassen bevor das Öl uns verlässt“ Fatih Birol, Internationale Energieagentur 2008


0102030405060708090

100

1960 1970 1980 1990 2000Quelle: Die Monatswerte des „US First Purchase Price“ wurde den Internetseiten des US DoE entonommen. Die Daten vor 1974 wurden durch Anpassungder Datensätze für 1974 aus BP Statistical Review of World Energy errechnetDie Umrechnung in nominale Preise (Basis 2006) erfolgte durch die LBST anhand von jährlichen Inflationsraten aus BP Statistical Review of World Energy.Die Nymex Monatsendwerte wurden http://futures.tradingcharts.com/chart/CO/M/?saveprefs=t&xshowdata=t&xCharttype=b&xhide_specs=f&xhide_analysis=f&xhide_survey=t&xhide_news=f entnommen

$/bbl

Entwicklung des Rohölpreises bis Oktober 2007

real

Ab 1997 zusätzlich: Nymex MonatsendwerteUS First purchase price /

2.5-facher Anstieg in 2 Jahren

4-facherAnstieg

nominal

Jahr


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0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000

Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH, 2007Source: IHS Energy 2006

Anzahl der fündigen Aufschlußbohrungen, sog. New Field Wildcats (NFW)

Bis 1960: 870 Gb mit 2,250 NFW

1960-1970: 330 Gb mit 1,650 NFW

1970-1980: 200 Gb mit 1,900 NFW

1980-1990: 100 Gb mit 2,600 NFW

1990-2000: 50 Gb mit 1,700 NFW 2000-2005: 19 Gb mit 890 NFW

onshore

offshore

[Gb

]Entdeckung von Erdöl und Anzahl der fündigen Aufschlußbohrungen

(außerhalb von Nordamerika)


Ölfunde und Ölförderung (1920-2005)

102030405060708090

100

1920 1940 1960 1980 2000 2020

Ölfunde

Mrd Barrel/a

Ölförderung

Quelle: IHS Energy/ASPO

Jahr


Quelle: BP Statistical Review of World Energy

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73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 1 3 5 7

Middle East Former Soviet Union S. & Cent. America USA Rest of World Oil Sands

Proved reservesThousand million barrels


Neubewertung von Reserven ohne neue Funde

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80 85 90 95 2000 5

“political reserve”ca. 300 Gb

Source: BP Statistical Review of World Energy

Milliarden Barrel (Gb) Weltreserve ca. 1034 bill. Barrel (140 Mtoe)

Abu Dhabi

Saudi Arabien

Kuwait

Venezuela

Irak

Iran

Ölförderung seit 1980


Schätzung des Explorateurs: so groß wie vertretbarSchätzung des Ökonomen: so vorsichtig wie vertretbarAngabe in Jahresberichten: Was sicher mit getätigten Bohrungen förderbar ist

=> Zunahme der Fördersonden lässt Reserven wachsen

Warum wachsen die Reserven mit der Zeit?

Öl

Öl

Gas

Wasser

Öl


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1960 1970 1980 1990 2000 2010

Jahr

Jah

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Mb

)

Größtes Ölfeld Nordamerikas, Prudhoe Bay:Förderrückgang trotz eines Reservewachstums

Quelle: Department of Natural Resources, Division of Oil and Gas2006 Annual Report and Jeremy Gilbert, BP

Ölförderung Prudhoe Bay

Entwicklung der insgesamt förderbaren Ölmengen


Grundsätzliche Fördermuster endlicher Ressourcennutzung

0

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1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Zeit

Annahme: 15 identische Felder mit konstanter Förderrate bis zur Erschöpfung nach 10 JahrenJedes Jahr wird ein neues Feld erschlossen


Grundsätzliche Fördermuster endlicher Ressourcen

0

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1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Zeit


Ölförderung

Zeit

1.tes Feld

Entwicklung der Ölförderung: Typisches Förderprofil eines Ölfeldes


Ölförderung

Zeit

1.tes Feld

2.tes Feld

Entwicklung der Ölförderung: Ausweitung der Förderung


Ölförderung

Zeit

1.tes Feld

2.tes Feld

3.tes Feld

Entwicklung der Ölförderung: Regionales Fördermaximum

Fördermaximum


Ölförderung

Zeit

1.tes Feld

2.tes Feld

3.tes Feld

Entwicklung der Ölförderung: Verzögerung bei neuen Feldern

Fördermaximum


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1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Jahr

Förderrate [Mio m3]

Vergangenheit Zukunft

UK - Rohölproduktion aller bis Ende 2006 angeschlossenen Felder

EUR: 32 Gb

Decline: 6-8% p.a.

Datenquelle: DTI April 2007


Die Ölförderung außerhalb GUS und der OPEC*) *) inkl. Indonesien und Venezuela

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Datenquelle: IHS 2006; PEMEX, petrobras; NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, January 2008Analysis and 2007 estimate: LBST

Mb/Tag

Indonesia 77

India 95

Gabon 97

Argentina 98Malaysia 97

Colombia 99 China

UK 99

Ecuador 99

Germany 67Austria 55

Romania 76

BrazilAngola

Mexico 04

Neutral Zone

VietnamThailandEq. GuineaSudan, Chad

Egypt 93

Syria 95

Canada (conv.) 74Rest-USA 71

Texas 71

Alaska 89

GoM

NGL

Norway 01

Venezuela 98/68

Oman 01Australia 2000

Denmark 04Yemen 01

Jahr


California-Bild

Blick auf ein altes kalifornisches Ölfeld


Ölförderplattformenim Golf von Mexiko nach dem Sturm Ivan 2004(links: Medusaoben: ENSCO 64)


0102030405060708090

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1960 1970 1980 1990 2000Quelle: Die Monatswerte des „US First Purchase Price“ wurde den Internetseiten des US DoE entonommen. Die Daten vor 1974 wurden durch Anpassungder Datensätze für 1974 aus BP Statistical Review of World Energy errechnetDie Umrechnung in nominale Preise (Basis 2006) erfolgte durch die LBST anhand von jährlichen Inflationsraten aus BP Statistical Review of World Energy.Die Nymex Monatsendwerte wurden http://futures.tradingcharts.com/chart/CO/M/?saveprefs=t&xshowdata=t&xCharttype=b&xhide_specs=f&xhide_analysis=f&xhide_survey=t&xhide_news=f entnommen

$/bbl

Entwicklung des Rohölpreises bis Oktober 2007

real

Ab 1997 zusätzlich: Nymex MonatsendwerteUS First purchase price /

2.5-facher Anstieg in 2 Jahren

4-facherAnstieg

nominal

Jahr


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I/97

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I/00

I/01

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I/09

ExxonMobil

Shell

BP

ChevronTexaco

ConocoPhillips

Unocal

50% TNK

Texaco

Enterprise

Mb/Tag

Quelle: Quartalsberichte der Firmen, Mai 2009

Arco

Amoco

Mobil

Exxon

Eni

Repsol

Total

Ölförderung der acht größten westlichen Ölkonzerne


1

2

3

98 99 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0

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Mb/Tag

Europa

Sonstige

USA

Quelle: Quartalsberichte, Shell, August 2008

EnterpriseTeersand

Jahr

E&P-Ausgaben (Mrd $)

Ausgaben fürE&P

Shell: Ölförderung und Ausgaben für Exploration und Förderung


Gewinne (“Net Income” oder “profit”)

Source: Quarterly reports of ExxonMobil, BP and Shell

-5

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2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Jahr

Mrd

. $

ExxonMobil BP 2,677 Shell


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Ausgaben für Exploration und Förderung

Mrd. $

ExxonMobil

Shell

BP

Merger(Enterprise)

JointVenture(BP-TNK)

Ölpreis [$/bbl]

Zeit

Ölpreis

Datenquelle: Quartalsberichte von ExxonMobil, BP und Shell



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Datenquelle: IHS 2006; PEMEX, petrobras; NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, January 2008Analysis and 2007 estimate: LBST

Mb/Tag

Indonesia 77

India 95

Gabon 97

Argentina 98Malaysia 97

Colombia 99 China

UK 99

Ecuador 99

Germany 67Austria 55

Romania 76

BrazilAngola

Mexico 04

Neutral Zone

VietnamThailandEq. GuineaSudan, Chad

Egypt 93

Syria 95

Canada (conv.) 74Rest-USA 71

Texas 71

Alaska 89

GoM

NGL

Norway 01

Venezuela 98/68

Oman 01Australia 2000

Denmark 04Yemen 01

Jahr



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20 40 60 80 2000 2020 2040Datenquelle: IHS 2006; PEMEX, Petrobras; NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, January 2008

Forecast: LBST estimate, 18 January 2008

Mb/Tag

Jahr


Die weltweite Ölförderung (Rohöl, Kondensat, NGL, Schweröl)

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20 30 40 50 60 70 80 90 0Datenquelle: historische Daten IHS-Energy 2006;soweit verfügbar, wurden Daten von Firmen und nationalen Institutionen benutzt (z.B.

PEMEX, Petrobras ; Abare, NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, Saudi Aramco, OPEC),Mai 2008Analyse and Daten für 2007 :soweit möglich auf obigen Quellen basierend, LBST, Mai 2008

Indonesien 77

Indien 95

Gabun 97

Argentinien 98Malaysia 97

Kolumbien 99

Ekuador 99

Deutschland 67Österreich 55

Rumänien 76

Mexiko 04

Ägypten 93

Syrien 95

Kanada (konv.) 74

Venezuela 98/68

Oman 01Australien 2000

Dänemark 04Jemen 01

Jahr

Nigeria 05

USA 70

Großbritannien 99

Alaska 89

Norwegen 01

Regio

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um:

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Indonesien 77

Indien 95

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Kolumbien 99

Ekuador 99


Rumänien 76

Mexiko 04

Ägypten 93

Syrien 95

Kanada (konv.) 74

Venezuela 98/68



Jahr

Nigeria 05Russische Föd. 07

USA 70

Großbritannien 99

Alaska 89

Norwegen 01

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um:

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Indonesien 77

Indien 95

Gabun 97


Kolumbien 99

Ekuador 99


Rumänien 76

Mexiko 04

Ägypten 93

Syrien 95

Kanada (konv.) 74

Venezuela 98/68



Jahr


USA 70

Großbritannien 99

Alaska 89

Norwegen 01 Saudi Arabien 05

Kuwait 06

VAE 06Angola 08

Regionen evtl. nachFördermaximum:

Regio

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um:

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Indonesien 77

Indien 95

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Kolumbien 99

Ekuador 99


Rumänien 76

Mexiko 04

Schweröl/Teersand(Kanada u.Venezuela)KatarAserbaidschan

Ägypten 93

Syrien 95

Kanada (konv.) 74

Venezuela 98/68



Jahr


USA 70

Großbritannien 99

Alaska 89


Kuwait 06

VAE 06

China

Brasilien

Angola 08

Neutrale Zone

AlgerienLibyen

Iran

KasachstanThailand, Eq. GuineaSudan, PakistanIrak

Regionen vor demFördermaximum


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um:

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20 30 40 50 60 70 80 90 0 10Datenquelle: historische Daten IHS-Energy 2006;soweit verfügbar, wurden Daten von Firmen und nationalen Institutionen benutzt (z.B.

PEMEX, Petrobras ; Abare, NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, Saudi Aramco, OPEC),Mai 2008Analyse and Daten für 2007 :soweit möglich auf obigen Quellen basierend, Werte für kleine Staaten geschätzt, LBST, Juni 2008

Mb/Tag

Indonesien 77

Indien 95

Gabun 97


Kolumbien 99

Ekuador 99


Rumänien 76

Mexiko 04

Ägypten 93

Syrien 95

Kanada (konv.) 74

Venezuela 98/68



Jahr


USA 70

Großbritannien 99

Alaska 89


Kuwait 06

VAE 06Angola 08


Regio

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um:


1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030

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Oil

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120Middle EastAfricaLatin AmericaSouth AsiaEast AsiaChinaTransition EconomiesOECD PacificOECD EuropeOECD North America

WEO 2006

Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH, 2007

OECD Europe

OECD North America

Middle East

Africa

Latin America

Transition Economies

Globale Ölproduktion – Peak Oil is "now"

Source: Energy Watch Group, “Crude Oil – The Supply Outlook“, October 2007www.energywatchgroup.org

WEO 2008


Alberta Teer sand

http://www.usask.ca/education/ideas/tplan/sslp/yukon/mappage.htm


Geologischer Querschnitt durch die Teersandregion in Alberta


Die Zukunft der Ölförderung?

„High Tech“ Ölquelle


Schmutzwasserbecken von Syncrude Canada Ltd.

http://collections.ic.gc.ca/oil/index1.htm


0

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2

2,5

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4,5

1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020

Kanadische Ölförderung 1960-2020

Mb/Tag

offshore

Heavy oil (6.3 Gb)

Synthetic crude oil

(10 Gb)

Bitumen(7 Gb)

Total conv oil production (18 Gb)

oil sandsbrutto(20 Gb)

Source, 1975-2005 data National Energy Board, CDA1960-1974 data US-DoE-Energy Information Administration2007: Estimate by NEB, April 20082008-2020 Forecast, tar sands based on CERI-study, October 2005, conventional and heavy oil based on LBST estimate

history


Quelle: Eurogas 2008

Die künftige Gasförderung aus Sicht der europäischen Gaswirtschaft


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1970 1980 1990 2000

Der Beitrag neuer Felder eines jeden Jahres ist zusammengefasst

Jahr

[Mrd. m3]

Quelle: DTI Januar 2008

UK – Gas Förderung


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Mrd m3/Jahr Vergangenheit Prognose

Quelle: DTI, Januar;2008; Prognose: LBST

Uk – Gas Förderung

?

Noch nicht entdeckt


Historical data: OECD 2008, DTI 2009, NPD 2009, BP 2008; Forecast: LBST 2009

0

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1960 1980 2000 2020

Norwegen

Niederlande

Italien

Deutschland

LNG Importe konstant

zusätzliches LNG ?Importe ausGUS, Nordafrika(bis 2020 konst, Danach – 3% p.a.)

UK

Bedarf (WEO 2008)

Sonst. Länder

?

Die Gasförderung in OECD Europa

Jahr

Mrd. m3/Jahr



• Vier Thesen zur künftigen Energieversorgung


0

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1950 2000 2050 2100

Worldwide possible coal production

M toe

OECD North America

China

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OECD Pacific

Africa

OECD Europe

South Asia

East Asia

FSU

subbituminous

subbituminous

subbituminousbituminousbituminous

bituminous

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bituminous

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bituminous

Year

WEO 2006: Reference scenario


Wartende Kohleschiffe vor Newcastle Port, Australien


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Quelle: International Atomic Energy Agency (IAEA), Februar 2008 Prognose: LBST, Oktober 2008; Annahmen: Betriebsdauer 40 Jahre, Bauzeit 5 Jahre

Neue Reaktoren [GW/Jahr]

Gegenwärtiger Trend (Neubau: 3 GW/Jahr)

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Installierte Leistung [GW]

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Gegenwärtiger Trend der Kernenergienutzung


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500Neue Reaktoren [GW/Jahr]

Gegenwärtiger Trend (Neubau: 3 GW/Jahr) Notwendiger Reaktorneubau, um 370 GW Leistung zu erhalten

Installierte Leistung

Nicht realisiert!

Installierte Leistung [GW]

Jahr

Notwendiger Reaktorneubau, um das gegenwärtige Niveau zu halten

Quelle: International Atomic Energy Agency (IAEA), Februar 2008 Prognose: LBST, Oktober 2008; Annahmen: Betriebsdauer 40 Jahre, Bauzeit 5 Jahre


-3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Produced RAR IR

Source: NEA 2006, 2008kt Uranium

World wide uranium resources and cum. production

<40

$/k

gU

<80

$/k

gU

<13

0 $/

kgU

<40

$/k

gU

<80

$/k

gU

<13

0 $/

kgU

2007:

2005:


-1000 -500 0 500 1000 1500

Brazil

Argentina

Portugal

Spain

India

Romania

Hungary

Tadschikistan

Bulgaria

Gabon

Congo

Ukraine

France

China

Namibia

Uzbekistan

Niger

Czech

Kazaksthan

Australia

RF

South Africa

Germany

Canada

USA

Already produced

RAR < 40 $/kgU

< 80 $/kgU<130 $/kgU

IR< 40 $/kgU< 80 $/kgU<130 $/kgU

Source: NEA 2008, BGR 1995 kt Uranium

Resources:

Uranium resources and cum. production by country

2007


-1000 -500 0 500 1000 1500

RAR < 40 $/kgU

< 80 $/kgU<130 $/kgU

IR< 40 $/kgU< 80 $/kgU<130 $/kgU

Source: NEA 2008, BGR 1995 kt Uranium

Uranium resources and cum. production by country

Kanada

Südafrika

Russ. Föderation

Australien

Kasachstan

Niger

Ukraine

20052007


10

20

30

40

50

60

70

80

90

1950 2000

kt Uran

Reaktorbedarf

Australien

Kanada

Kasachstan

Russland

USA

Deutschland

Datenquelle: NEA 2006‚ Für 2006 Daten von http://www.uic.com.au/nip41.htm;2007 Daten , UIC, NRCan Feb 2008, USA March 2008, http://www.kazatomprom.kz/cgi-bin/index.cgi?nc222&version=enhttp://www.world-nuclear.org/info/inf23.html

Grafik und Analyse: LBST-update Feb 2009 für CDA, Aus, USA, Kasachstan, Namibia, Niger

NamibiaNiger

Usbekistan

Weltweite Uranförderung und Bedarf der Kernreaktoren 1950 - 2008

Daten für 2008 liegen noch nicht vollständig vor


EWG-Szenario der globalen Uranförderung (mit Datenbasis 2005)

102030405060708090

100

1950 2000 2050 2100

kt U

rani

um Fuel demand of reactors

RAR< 130 $/kg: 3,296 ktURAR+IR *) < 130 $/kgU : 4,743 ktU

Supply gap 2006-2020: 180 – 260 kt UraniumUranium Stocks:appr. 200 kt Uranium

WEO 2006-Alternative Policy Scenario

WEO 2006 Reference Scenario

Year

*) IR = Inferred Resources

Constant Capacity as of 2005

For details on uranium resource/reserve analyses, see EWG Report No. 1/ 2006 „Uranium“:http://www.lbst.de/publications/studies__e/2006EWG-uranium__e.html

Reasonably Assured Resources (RAR) < 40 $/kg: 1,947 ktU


EWG-Szenario der globalen Uranförderung (mit Datenbasis 2008)

102030405060708090

100

1950 2000 2050 2100

kt U

rani

um Fuel demand of reactors

RAR< 130 $/kg: 3,296 ktURAR+IR *) < 130 $/kgU : 4,743 ktU

Supply gap 2006-2020: 180 – 260 kt UraniumUranium Stocks:appr. 200 kt Uranium

WEO 2006-Alternative Policy Scenario

WEO 2006 Reference Scenario

Year

*) IR = Inferred Resources

Constant Capacity as of 2005

For details on uranium resource/reserve analyses, see EWG Report No. 1/ 2006 „Uranium“:http://www.lbst.de/publications/studies__e/2006EWG-uranium__e.html

Reasonably Assured Resources (RAR) < 40 $/kg: 1,947 ktU


Anteil am:

PrimärEnergieverbrauch

Strom Wärme

Verkehr

End-energie

Innovative Energiewandlungstechnologien (Regenerative Energien)


Quelle: www.jenni.ch

Größtes Solar beheiztes Haus Europas ohne Zusatzheizung (Schweiz)(Wohnfläche 1344 m²)

Solarkollektoren (276 m²)

Warmwasserspeicher im Treppenhaus (200.500 liter)

Isolation (20 cm)

Querschnitt


020406080

100120140160180

1990 1995 2000 2005

US

China

Japan

Europe

Weltweit installierte Solarkollektorfläche

Mio m²

In China ca. 1% des Wärmebedarfs (50-70 TWh)

Quelle: Datenbasis LBST 2007


Quelle: Auer, AEE INTEC 2001

Weltgrößter Markt für Solaranlagen – China


1

2

3

4

5

6

7

1990 1995 2000 2005

Japan Germany USA Rest Europe Rest of World

0100200300400500600700800900

1000Japan

Europe

USA

Asia/Aus

Installierte PV Leistung – Welt

MW/yr Produktionskapazität

Quelle: EPIA, Photon, 2007

GW


100

200

300

400

500

600

700

800

1990 2000 2010 2020

Welt

Europa

GW

Jahr

Zubaurate30% p.a.

Zubaurate15% p.a.

~10% Anteil an der Stromproduktion

Quelle: EWEA 2009; WindForce 10, 2004

Installierte Windenergieleistung - Welt


Wegweiser in eine nachhaltige Energiezukunft

Ein Umbau unserer Energieversorgung ist

unvermeidlich

Unser heutiges System ist weder effizient noch

intelligent

Energiedienstleistungen intelligenter organisieren

Postfossile Mobilität

Gestaltung des Wandels statt Verlängerung des

Status Quo


• Treibende Kräfte für einen Wandel- limitierte Senken (Treibhauseffekt)- limitierte Quellen (Öl, Kohle, Gas, Uran)- Innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz)

• Thesen zur künftigen Energieversorgung


Wind/Wasser

Mechanische Arbeit Wärme

Solar-thermie

Photosynthese

Weide Feld Wald

Mechanische Arbeit

Tier Mensch Holz

Grundstrukturen der Energieversorgung in der Agrargesellschaft

Energiemangelgesellschaft: Fläche und Naturrhythmen bestimmen Energieverfügbarkeit


Fossile Energiespeicher

(chemische Energie)

Wasser


Übergang zur Industriegesellschaft



(chemische Energie)

Wasser


+

Positive Rückkopplung = exponentielles Wachstum

Die Dynamik der industriellen Energienutzung

Hohe Energiedichte und Hohe Leistungsfähigkeit: => Beschleunigung



(chemische Energie)

Wasser

Mechanische Arbeit

Strom

Wärme

Speicher Uran

Grundstrukturen der Energieversorgung in der Industriegesellschaft

Entkopplung von Naturrhythmen durch EnergiespeicherZeitmangelgesellschaft


Wind/Wasser

Mechanische Arbeit

PV

Strom

Wärme

SpeicherFossile

Energiespeicher(chemische Energie)

Uran

Übergang zur Postfossilen Industriegesellschaft


Wind/Wasser

Mechanische Arbeit

PV

Strom

Wärme

Solar-thermie

Bio-masse

Geo-thermie

Speicher

Übergang zur Postfossilen Industriegesellschaft


Wind/Wasser

Mechanische Arbeit

PV

Strom

Wärme

Solar-thermie

Bio-masse

Geo-thermie

Speicher SpeicherChemischer

Speicher

Grundstrukturen der Energieversorgung in der postfossilen Industriegesellschaft


• Alle Energie kommt von regenerativen Energieträgern• Die direkte Stromerzeugung aus Sonnenlicht bildet die Basis • Jede Energieform kann in jede andere transformiert werden

(Arbeit, Wärme, Strom)• Tages- und jahreszeitliche Muster bestimmen die

Energieverfügbarkeit• Regional unterschiedliche Verfügbarkeit• Die verfügbare Fläche begrenzt das Energieangebot

• Speicherung nur mit großem technischem Aufwand möglich• Anpassung der Energieverfügbarkeit an den Verbrauch

(Transport)• Anpassung des Energieverbrauchs an die Verfügbarkeit (DSM)• Stärkere Kopplung des Aktivitätsrhythmus an Naturrhythmus

Merkmale der regenerativen Energievollversorgung


Theoretisches Potenzial


Theoretisches, technisches und realisiertes Potenzial

Quelle: LBST 2007


These 1:Wir stehen am Beginn eines Strukturwandels der Energieversorgung, der zu einer Neuorientierung der gesamten Wirtschaft führen wird

• nach der Neujustierung des „Energiekompasses“ wird jede Investition in „richtige“ Technologie gehen

• Energieeffizienz wird wichtig

1950 1990 2030 20701930 1970 2010 2050 2090 1990 2030 2070

Energieverbrauch

Erdöl

Erdgas Kohle ErneuerbareEnergie

+ ErneuerbareEnergie

Quelle: AWEO 2006, LBST

Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung


These 2: Der energieintensive Lebensstil der Bewohner der Industrienationen ist nicht auf alle Menschen übertragbar

Konsequenz: Nachdenken über gerechtere Verteilung /effizientere Nutzung der Ressourcen

Bedarf an effizienten Technologien wird schnell zunehmen (Effizient auf allen Ebenen von Energieerzeugung,Transport, Verteilung, Endanwendung / Verkehr / Industrie / Gebäude)

Energieverbrauch/Einwohner

USA Deutschland China Nepal

Quelle: LBST 2007



These 3:Die Energiezukunft ist Strom dominiert

Regenerativer Strom hat andere Eigenschaften als fossile Energieträger:• schwerer speicherbar• starrere Kopplung zwischen Erzeugung und Verbrauch

FossileEnergieträger

Strom

1950 1990 2030 2070

Erneuerbare

Kraftstoff

Strom als „Primärenergie“(Sonne, Wind, Wasser)

Erneuerbare

Kohle

Erdgas

Erdöl

Biomasse, Geothermie

Quelle: AWEO 2006, LBST



Das Potenzial der Biomasse ist begrenzt

• Nutzungskonkurrenz (Nahrung, Baumaterial, unterschiedliche energetische Nutzung)• Klimaveränderung (Reduktion landwirtschaftliche Nutzflächen)• Wasserbedarf (Mensch, Nahrungsmittel, Industrie, Energiepflanzen)• Düngemitteleinsatz ist Energie- und Ressourcen-intensiv (Phosphorkreislauf)

Kraftstoffe aus Biomasse

Jahresertragan Kraftstoffje HektarFläche

Quelle: LBST

Wasserstoff

~60

00

CtL

~39

000

TeersandeCH4RME BtL Eth.

Biomasse

PV

Wind


Welt: Landflächennutzung und Bedarf für Ernährung/Energieerzeugung

0

5000

10000

15000

20000

m²/

cap

100 m²

2500 m²

SiedlungsflächeWasserfläche (Binnengewässer)EiswüsteSteinwüsteSteppe, Weidefläche„Woodland“WaldMosaik (mit teilweise Anbaufläche)Mosaik (mit hauptsächlich Anbaufläche)Ackerboden


These 5: Der Verkehrsbereich wird stromabhängig

Entwicklungslinien: VerbrennungsmotorHybridfahrzeug Plug-in Hybrid Fahrzeug

Brennstoffzellen-Fahrzeug Elektrofahrzeugmit Wasserstoff hybridisiert ?

0 500 1000 1500 2000

Land forEthanol

H2 fromBiomass

H2 fromWind

H2 from PV

ElectricCars

Fuel production [GJ/ha]

CG H2

Ethanol from Biomass

H2 from Biomass

H2 from Wind

H2 from Photovoltaics

Electricity from Photovoltaics

Ethanol

AkkuE-motor

H

2

Quelle: LBST 2007



• Umbau der Energieversorgung

• Energiedienstleistungen effizienter bereitstellen

• Erneuerbare Energiepotenziale intensiv nutzen

• Postfossile Mobilität: die Dominanz des Autos beenden

• Gestaltung des Wandels statt Verlängerung des Status Quo

Wir müssen zu einem nachhaltigen Lebensstil finden!

• Es gibt viele Optionen

• Es gibt viele Optimierungsmöglichkeiten

Die Aufgaben für die Zukunft


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Mai 2009

Autoren:

Colin J. CampbellFrauke Liesenborghs

Jörg SchindlerWerner Zittel

www.energiekrise.dewww.energywatchgroup.de

1. Auflage 2002; Neuauflage 2008

Ludwig bölkow systemtechnik Energieversorgung im Umbruch - Knappheit und Klimawandel erzwingen...

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