Erneuerbare Energien

Erneuerbare Energien • Warum? • Energiepolitische Ziele • Energieträger • Entwicklung • Probleme • Potentiale Quellen: BMU, BEE, BINE, BWE, DWW, FVEE WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

4. Entwicklung http://www.erneuerbare-energien.de/inhalt/20010/ Strom Wärme Kraftstoff PEV Endenergie WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Entwicklung (Strombereitstellung) Wasser Wind Biogas Fotovoltaik WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Entwicklung (Wärmebereitstellung) Biomasse Solarthermie Geothermie WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Entwicklung (Kraftstoff) WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Entwicklung „Das Stromeinspeisegesetz wurde aus der Wut geboren - Bisher übernahmen 18 EU-Staaten den deutschen Ansatz in ihre Gesetzbücher. Auch in Japan, Brasilien und China findet er Anwendung.“ Das unterschätzte Gesetz, Die Zeit, 25.9.2006, http://www.zeit.de/online/2006/39/EEG?page=all Matthias Engelsberger, CSU, 1925 – 2005, „Vater“ des Stromeinspeisegesetzes „Das Gesetz hing am seidenen Faden“ CDU-Fraktionssitzungsleiter Wolfgang Boetsch: „Matthias, das Papier ist doch ein Schmarrn. Aber weil du‘s bist, lass ich noch abstimmen.“ Neue Energie 1/2001, S. 16 WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

5. Probleme • Eingriff • Emissionen • Stromkosten • Fluktuation WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

a) Eingriff • Wasserkraft • Windkraft • PV-Freilandanlagen WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Eingriff Wasserkraft – Lauf-/Speicherwasser • Itaipu, Parana (Brasilien) 12.600 MW (80.000 GWh/a, 1/5 des brasilianischen Strombedarfs, entspricht 6.350 Jahresarbeitsstunden = 73 % Kapazitätsauslastung), 1.445 km2 Stauseefläche • Drei-Schluchten-Damm (China, Jangste) • 18.700 MW (84.700 GWh/a, 8 % der gegenwärtigen Stromerzeugung Chinas • 4.529 Jahresarbeitsstunden = 52 % Kapazitätsauslastung Eingriff: • Absiedlung von 1,3 – 1,7 Mio. Menschen • Überstau von 632 km2 Festlandfläche • Überflutung von 19 Städten,1.352 Dörfern und 24.500 ha Ackerland • Umsiedlungskosten rd. 11 Mrd. DM Vorteile • Hochwasserschutz(50 Mio. EW im Mittel-/Unterlauf, 1,53 Mio. ha landwirt. Flächen im Unterlauf) • 1870: Oberlauf 240.000 Tote; > 1 Mio ha landw. Fläche überflutet • 1954: Mittellauf 30.000 Tote; > 3,2 Mio ha landw. Fläche überflutet • 1998: im Mittellauf 1.526 Tote; > 4,5 Mio ha landw. Fläche überflutet50.000 Bauern obdachlos und Ernteverlust. 2,316 Mio Menschen betroffen (Gesamtchina 13,8 Mio. Obdachlose, 37 Mrd Sachschäden) 2-Drittel-Mehrheit 1992 im Volkskongress für 3-Schluchten • Schiffbarkeit: Verbesserung für Frachtschiffe, Niedrigwasser-Aufhöhung im Unterlauf • Energie: ersetzt 50 Mio. t/a Braunkohle, erspart pro Jahr: 100 Mio. t CO2, 2 Mio. t SO2 http://www.germannatcom-icold.de/info/index.cgi/page/tgp_exkursion, http://www.talsperrenkomitee.de/info/index.cgi/page/tgp_exkursion http://www.arte-tv.com/de/wissen-entdeckung/china/Chine/220732,CmC=478574.html WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Eingriff Wasserkraft – Lauf-/Speicherwasser • Landschaftsbild • Überbauuung der Rheinstromschnellen bei Laufenburg für Wasserkraftwerk 1904;Erster Konflikt zwischen organisiertem Naturschutz/Heimatschutz und Großprojekt;1904 Gründung Bund für Heimatschutz, Ernst Rudorff (1888: Begriff „Naturschutz“) • Fischzug (Lebensraumbarrieren durch Wehre) • Lösung: Fischtreppen • Umsiedlung • Sedimentation Vorteile: • Hochwasserschutz • Energie • Schiffbarkeit Laufenburg um 1900 vor dem Bau des Kraftwerks, Wikipedia WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Rhein bei Laufenburg Hans Thoma 1839-1924: Rhein bei Laufenburg Quelle WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft Bildernachweis

Eingriff Windkraft • Landschaftsbild • Eingriff vermindern: • Farbgebung/kontrastarm • Anzahl Flügel • Gittermast/geschlossener Turm • vorbelastete Räume • Gleichartig im räumlichen Zusammenhang • Je größer, desto langsamer (und ruhiger): • E-33: 18 – 45 U/min E-112: 8 – 13 U/min • Tourismus • Untersuchungen: ohne negativen Befund (S-H) • Windmill-climbing, Besichtigungstouren. Aussichtsplattformen Quelle: Von A-Z – Fakten zur Windenergie, Bundesverband Windenergie e.V. Neue Energie 6/2004, 4/2003, S. 114, 9/2000 S. 79 http://www.enercon.de/de/_home.htm 1900: • 30.000 Windmühlen in Norddeutschland (in Berlin, in Sanssouci) • Holländer-Windmühle: max. 35 kW Leistung bei 30 m Rotor-Durchmesser • 5-MW-WKA: Rotor-D=114-126 m http://www.e-technik.fh-kiel.de/~waller/ftp/Windenergie/Windenergie01.pdf WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Eingriff WKA • http://www.rvdi.de/downloads/regionalplankapitel/wind/2006_03_Umweltbericht/pdf_parts/Kapitel_2_2_bis_2_3_3.pdf WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Repowering entlastet Landschaftsbild Repowering-Studie: weniger, langsamer, leiser bei mehr Ertrag • Energieertrag: +220 bis 430 % • inst. Leistung: +150 bis 350 % (bessere Kapazitätsausnutzung von +13 bis 45 %) • Bauhöhe: +200 % • Weniger Windräder: -50 bis 80 % Ornitologe: Weniger Vogelschlag bei Langsamdrehern mit größerer Nabenhöhe Abstandsregelungen und Höhengrenzen in Bundesländern konservieren Anlagenbestand.Neue Energie, 9/2006 Film BWE-Studie Repowering Repowering WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Windkraft - Hochspannungsleitungen 2005: • 17.574 WKA • 185.000 Hochspannungsmasten Foto: Jahn Oelker, Neue Energie 07/2005, S. 50 WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Große Konzentrationszonen „Tatort“ Nauener Platte Havelland-Fläming: • 2.741 ha Eignungsgebiet für Windkraft lt. Regionalplan • Geräusche, Schattenwurf, Umzingelung, Blinken der Signallampen nachts; „nicht grundsätzlich gegen Windkraft“, aber „Menge der Anlagen erreicht unerträgliche Dimensionen“ WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft http://www.havelland-flaeming.de/akt/akt_html_wind/frame_akt_wind.htm

Volksinitiative gegen Windkraft „Bei offenem Fenster kann ich nicht schlafen“. „Wie eine laufende Waschmaschine“. „Wie ein vorbeifahrender Zug, bei dem jeder einzelne Wagon zu hören sei“ • Bisher 15.000 Unterschriften(1. Volksinitiative 20.000 für Landtagsbefassung zwingend; 2. Volksbegehren, 3. Volksentscheid) • 1500 m Abstand zu Wohngebäuden • 10 km Abstand zwischen Windparks Eignungsgebiete: ehemalige Braunkohletagebaue, ehemalige Militärflächen oder Flächen entlang der Autobahnen nutzen http://www.windkraftgegner.de/, http://www.volksinitiativewindrad.de/ Energiestrategie 2020 des Landes Brandenburg (20 % der Primärenergie aus EE) • Verdopplung der Windkraft-Erzeugungskapazität auf 7.500 MW • Auslastung vorhandener Eignungsgebiete, • Repowering und • Ausweisung neuer Eignungsgebiete(Zuwachs um 50 Prozent, Gesamtfläche von 555 km² = 1,9 % der Landesfläche, Anteil der Landwirtschaftsfläche = 49 %) WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Scheuch- und Barrierewirkung Vogel- bzw. Wildscheuche (Scheuchwirkung) (Umkreis, in dem sich Vögel und Wild nicht mehr aufhalten) • Gewöhnung, abnehmende Fluchtdistanz • Nahrungsangebot und Jagdverbot entscheidend • Jäger: „keine Störquelle“ • Windpark im EU-Vogelschutzgebiet bei Emden: Jäger mussten eingreifen, um Flurschaden von Wildgänsen abzuwenden Barrierewirkung • Lassen sich mehr als 5 % eines Schwarms auf ihrem Flugweg von Windpark beeinflussen? • Gänse, Kraniche und Kleinvogelarten (weniger betroffen von Vogelschlag) Quelle: Von A-Z – Fakten zur Windenergie, Bundesverband Windenergie e.V. Neue Energie 01/2005, S. 28ff; 6/2004, S. 25; 4/2003, S. 114; 9/2000 S. 79 http://www.grueneliga.de/berlin/informieren/rabe_ralf/rabe_archiv/08_2000/windkraftprogramm.html WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Vogelschlag - 300 km/h Blattspitzengeschwindigkeit • sichtbare Hindernisse werden umflogen (Problem: transparente Lärmschutzwände, Hochspannungsleitung, dünne Abspannseile) • Vogelnester im Schutz der Generatorhäuser, Nistkästen für Falken • Je Anlage und Jahr: International: 8 tote Vögel; Deutschland: 1 Vogel, 1 Fledermaus • problematisch: Windräder an großen Gewässern, Waldränder (Fledermaus), Bergrücken (USA, Spanien), fliegende Jäger (Milan, Adler 20 – 25 m Spähhöhe) im Gegensatz zu Ansitzjägern (Bussard späht vom Baum aus nach Beute) • Vogelschlag pro Jahr entspricht den täglichen Vogelopfern im Straßenverkehr einer Metropole wie Hamburg. (Neue Energie 1/2005, S. 30) • 700 Totfunde in Brandenburg bei Kontrollen unter 200 Windrädern (MOZ 22.11.2004, Umweltdatenbericht 2004) • Zusammenhang zwischen Vogelschlag und Bleivergiftung (Bleimunition von Jägern in Aas) bei Greifvögeln? (Kleine Anfrage im Bundestag, Frage 16) Quelle: Von A-Z – Fakten zur Windenergie, Bundesverband Windenergie e.V. Neue Energie 01/2005, S. 28ff; 6/2004, S. 25; 4/2003, S. 114; 9/2000 S. 79 http://www.grueneliga.de/berlin/informieren/rabe_ralf/rabe_archiv/08_2000/windkraftprogramm.html http://www.erneuerbare-energien.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/mehrfach_windkraft.pdf WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Windkraft offshore • Nationalpark Wattenmeer, Schutzgebiete • Tourismus, Badeurlaub, Erholung durch „Fernsehen“ • Sichtweite? Horizontweite? Quelle: Seebeer, Dänischer Offshore-Windpark Nysted (2003) http://de.wikipedia.org/wiki/Nysted_Havm%C3%B8llepark WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Windkraft offshore Sichtweite • Berechnung der Sichtweite auf der Erde (Erdkrümmung): S = 1,069 x D x (h + h²/D) • Erddurchmesser D = 12.742,02 km • „Im Hinblick auf die Funktionen der Küste, der vorgelagerten Inseln, der Küstengewässer und des Wattenmeeres ist bei der … Windenergienutzung auf See • … • zur Vermeidung einer nachhaltigen Beeinträchtigung des Landschaftsbildes und des Tourismus • ein Abstand von mindestens 10 km zwischen den Anlagen und der Küste sowie den Inseln einzuhalten, • …“ 4.2 05 Satz 5 Anstrich 3 Landes-Raumordnungsprogramm Niedersachsen 2008 (Ziel der RO) WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Eingriff PV-Freilandanlagen Landschaftsbildbelastung § 11 EEG (seit 2004) je kWh Freiflächenanlagen: 45,7 ct Anlagen auf Gebäuden: 54,0 –57,4 ct Fassadenintegrierte Anlagen: + 5 ct Raumordnerische Vorzugsflächen für Freiflächenanlagen/Solarparks (möglichst versiegelt bzw. vorbelastet): • Mülldeponien • Brachen (Konversion, Industrie, Landwirtschaft, Öd- und Unland) • Ackerland (Ackerzahl < 30) , sofern nicht • Freiraumverbund/Grünzäsur • nachschutzfachliche Restriktionen • Überschwemmungsgebiet • Oberflächennahe Rohstoffvorkommen • Vorrang Landwirtschaft • Erholungseignung Positivausweisung: RV MITTLERER OBERRHEIN, 15 Vorbehaltsgebiete http://www.region-karlsruhe.de/Projekte/SS_2006/Vorlesung_31-05-06.pdf Fotos: ARGE Monitoring PV-Anlagen: http://www.erneuerbare-energien.de/files/erneuerbare_energien/downloads/application/pdf/2monitoringbericht_solar.pdf http://www.regionalverband-franken.de/aktuelles/Info_Fotovoltaik.pdf Solarstrom-Freiflächenanlage Markstetten Foto: Thomas Seltmann http://www.sfv.de/lokal/mails/wvf/markstet.htm Forsa-Umfrage 2003: Wo Sollen PV-Anlagen stehen? 87 %: Dächer und Fassaden 70 %: Lärmschutzwände 34 %: freie Landflächen http://www.sfv.de/lokal/mails/wvf/forsafre.htm WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft http://www.region-karlsruhe.de/Projekte/SS_2006/Vorlesung_31-05-06.pdf

b) Emissionen Windkraft • Schallimmission • Bedeutungsverlust: Flügelblattentwicklung, Schalldämmung Generator/Getriebe • TA-Lärm setzt Grenzwerte • Abstandsleitlinie nachts: • Kennzeichnung, Befeuerung LuftVerkG: > 100 m Genehmigungspflicht (Vgl. Schornsteine, > 1,5 MW-Anlagen), rot-weißer Farbanstrich oder Signallampen (tags weißes Blitzlicht, nachts rotes Blinklicht („Tannenbaumeffekt“), Sichtweitenmessung reduziert Konflikt, Lichtstärkenanpassung an Sichtweite, 100 Candela in Deutschland, 10 Candela in Dänemark; Radarsteuerung von Enertragpatentiert („Bewegungsmelder“) bei Sonne: • Diskoeffekt • Lösung: Mattfarbanstrich, bedeutungslos • Schattenwurf • 30 min/Tag, 30 Stunden/Jahr, Abschaltautomatik • http://www.windtest.de/WTK/WTK-Deutsch/Akustik/akustik_schattenwurfgutachten.htm Quelle: Von A-Z – Fakten zur Windenergie, Bundesverband Windenergie e.V. Neue Energie 6/2004, 4/2003, S. 114, 9/2000 S. 79, 9/2005, S. 95 Schattenwurfleitlinie Brandenburg, http://www.mlur.brandenburg.de/cms/media.php/2318/wealeitl.pdf WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

c) Stromkosten Mehrkosten für Durchschnittshaushalt (3.000 kW/h/Jahr) durch Umlegung der Einspeisevergütungpro Jahr • 2004: 10 € • 2010: 13,20 € • Stromkosten Verbraucher: 15-19 Cent/kW/h - Anteil Windstrom 2003: 0,25 Cent/kW/h • Einspeisevergütung Windstrom: 8,64 Cent/kW/h Mehrkosten: hib – Heute im Bundestag vom 4.11.2003, http://www.bundestag.de/bic/hib/2003/2003_238/02.html „Windkraft macht dänischen Strom billiger“ (-134 Mio. €):Berechnung der potentiellen Preise am Spotmarkt („Spitzenlast“) ohne Windkrafteinspeisung, Neue Energie 1/2007 S. 74 WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

d) Fluktuation der EE Quelle: http://archiv.tu-chemnitz.de/pub/2002/0033/data/Dissertation_Ralf_Hartig.pdf Quelle: http: //www.eon-energie.de/Ressources/downloads/020723_elsaesser_windenergie.pdf Wind 1 kW = 1.500 – 3.000 kWh Sonne 1 kW = 900 kWh Wasser 1 kW= 6.800 kWh (Laufwasser) WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Sommer 2003 zu heiß für Kernkraft: Atomkraftwerke rund um Hamburg müssen ihre Leistung deutlich drosseln, weil Wasser der Elbe sonst zu warm wird - und die Fische sterben.Kernkraftwerk Krümmel bei Geesthacht: 60 % Kernkraftwerk Brunsbüttel: 86 % s. Neue Energie September 2003, Hamburger Abendblatt, 6. Aug 2003: „Fluktuation“ thermischer Großkraftwerke WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Lösung des Fluktuationsproblems • Fluktuation und Nachfrage teilweise deckungsgleich • Tag (Sonne); Winter (Wind, Wasser) • Wettervorhersage (Steuerung des Kraftwerkparks) • Lastmanagement, Tarife (Einspeiseschwankungen unkomplizierter als Nachfrageschwankungen; § 40 EnWG: Bis Ende 2010 sind Letztverbrauchern lastvariable oder tageszeitabhängige Tarife anzubieten als Anreiz zur Energieeinsparung oder Steuerung des Energieverbrauchs) • Speicherung WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Speicherung • Pumpspeicher (größtes in D: Goldisthal, 1.060 MW für 8 Std.) • Speicherwasserkraftwerke (Stauseen) • Biomasse • Stromgeführter Betrieb von KWK-Anlagen (Bsp. Dänemark, Tauchsieder für KWK, Neue Energie 11/2006) • breites Spektrum: EE-Träger-Mix • Verbundnetz • Stromimport aus EE • Wasserstoff • Windkraftspeicher (Redox-Flow-Zelle: neue energie 5/2007, s. Notizen) WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

6. Potentiale Deutschland: „Orientierungswerte berücksichtigen Belange des Natur- und Landschaftsschutzes und stellen somit eher eine Untergrenze des technisch erschließbaren Potenzials dar.“ http://www.bmu.de/files/erneuerbare_energien_zahlen.pdf S. 24 http://www.unendlich-viel-energie.de/index.php?id=265 http://www.sueddeutsche.de/,tt3m3/deutschland/artikel/424/68356/ http://www.unendlich-viel-energie.de/index.php?id=265 WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Windpotentiale onshore 2006: 75.000 MW Windenergieleistung weltweit installiert (onshore und offshore) http://www.wind-energie.de/de/aktuelles/article/jahresbilanz-windenergie-gefestigter-inlands-und-stark-wachsender-weltmarkt/145/ WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Status/Potential WKA in Deutschland 12/2008: • Anzahl WKA: 20.301 • Nennleistung: 23.902 MW • Nennleistung je WKA: 1.177 kW Pot. Anteil an Netto-Stromverbrauch 2008: 7,95 % (potenzielle Einspeisung: 100 % Windjahr, 98 % Verfügbarkeit) Auslastung 2005 (% der Nennleistung): 16.6 % Potential an Land: 25.000 MW Quelle: DEWI 2008, Wikipedia http://www.tagesspiegel.de/energie/ WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Windpotentiale offshore Quelle: http://www.iset.uni-kassel.de/abt/w3-w/projekte/husum_czisch.pdf WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Potentiale Deutschland – offshore-Pläne • Bundesländer = 12-Seemeilen-Zone, Küstenmeer (Hoheitsgebiet der Bundesrepublik, d.h. Hoheitsgebiet des jeweiligen Landes) • Bund = 12-200-Seemeilen-Zone, Ausschließliche Wirtschaftszone (AWZ) Deutschlands (kein nationales Hoheitsgebiet aber nationales Nutzungsrecht gem. Seerechtsübereinkommen von 1982 und Proklamation der dt. AWZ und des Küstenmeeres vom 11.11.1994; (Behörde: Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (Hamburg, Rostock) • Neue Regelung im ROG 2004 (§ 18a ROG): • Ziele der Raumordnung in deutscher ausschließlicher Wirtschaftszone (AWZ) durch Bund (!) (Zielaufstellung sonst Sache der Landes- und Regionalplanung; BMVBW als RVO (§ 18a ROG) • Helmut von Nicolai, Rechtliche Aspekte einer Raumordnung auf dem Meer, in: IzR Heft 7/8.2004, S. 491 • http://www.bmvbw.de/Anlage12140/Bericht-zur-Offshore-Windenergienutzung-03.12.01.pdf • http://www.dewi.de/dewi_neu/deutsch/themen/studien/pdf/tagungsband_block5.pdf • http://bundesrecht.juris.de/bundesrecht/rog/index.html WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Anträge offshore http://www.bmu.de/files/windenergie_strategie_br_020100.pdf http://www.bsh.de/de/Meeresnutzung/Wirtschaft/Windparks/index.jsp WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

offshore und Schutzgebiete http://www.bsh.de WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Potentiale Deutschland – offshore-Pläne • Bundesregierung: • 2006: 500 MW • 2010: 3.000 MW • 2030: 25.000 MW (15 % d. Stromverbrauchs von 1998, zusammen mit Land-Anlagen 25 % des Verbrauchs) WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

auf der Erde: 10.000mal so hoch wie Weltenergieverbrauch (Primärenergie), in 50 Minuten soviel Sonnenenergie, wie sie die Welt in einem Jahr verbraucht. Sonnenpotentiale Sonneneinstrahlung auf Erdoberfläche(1991-1993, gemittelt 24 Stunden am Tag, unter Berücksichtigung der Wolkenabdeckung) schwarze Kreisflächen: Flächenbedarf zur Deckung des derzeitigen Weltbedarfs an Primärenergie mit Solarzellen (Wirkungsgrad: 8%). Globalstrahlung (abhängig von Aquatornähe, Höhe über NN und Wolkenhäufigkeit) Deutschland: 900 – 1.200 kWh/m²a Spanien: 2.000 kWh/m²a Sahara: 2.500 kWh/m²a http://de.wikipedia.org/wiki/Globalstrahlung http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenenergie WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Sonnenpotentiale Theoretischer Platzbedarf für Solarkollektoren, um in Solarthermischen Kraftwerken den elektrischen Energiebedarf der Welt, Europas (EU-25) bzw. Deutschlands zu erzeugen Daten des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt http://www.dlr.de/tt/trans-csp WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Voltaik-Potential Deutschland 115.000 MW elektr. Leistung 2 % der Fläche Deutschlands würde Jahresstrombedarf decken (750 kWh je kW Anlagen-Kapazität/Jahr) Berlin 2004, Jahreswerte: Globalstrahlung: 1040 kWh/m² Durchschnittsertrag PV-Anlagen: 681 kWh/kWp Anlagen-Spitzenwerte • Feststehend: 933 kWh/kWp • Nachgeführt: 1087 kWh/kWp grün: 940 kWh/m² violett: 1.200 kWh/m² WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Solarthermie doppelt so hoher Stromertrag wie bei Fotovoltaik: Parabolrinnenkraftwerk Nevada Solar One(Nähe Las Vegas, Los Angeles) • 300.000 m² Spiegelfläche (Nachführung je nach Sonnenstand, 70fach konzentrierte Lichtstrahlung) • Primär: 400° C Vorlauf (Thermoöl in Stahlrohr, Glasrohrummantelung mit Vakuum) • Sekundär: Dampfturbine • Gesamtwirkungsgrad bis 30 % • 64 MW: Strom für 40.000 HH • 250 Mio. $ http://dieletzteseite.blogspot.com/2007/03/nevada-solar-one.html Projekt Desertec http://www.desertec.org/de/ http://de.wikipedia.org/wiki/Trans-Mediterranean_Renewable_Energy_Cooperation WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Wasserkraft - Potentiale weltweit Verdunstung auf der Erde: 14 Mio m³ Wasser/s (Wasserkreislauf). Status: 5 % des PEV, 20 % d. Strombedarfs Stromanteil: Norwegen: 99 %, Island: 94 %, Österreich: 72 % Schweiz: 58 %, Frankreich: 16 %, Deutschland: 3,5 % Niederlande: 0 %. nutzbares Potenzial: fünfmal so groß (zwei Drittel davon in Ländern der Dritten Welt) Europa: nutzbare Wasserkräfte zu einem Drittel ausgeschöpft Deutschland: geringer Zuwachs von 21 TWh (2004) auf 24 TWh. Erneuerbare Entlastung, Süddeutsche Zeitung 4.4.2006 © Heinz Preisig Grande Dixence-Staumauer, größtes Speicherkraftwerk der Schweiz, 2.100 MW Quelle WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Wellen, Gezeiten, Meeresströmungen Welt: Wellen- und Gezeitenkraftwerke könnten 15 %des weltweiten Strombedarfs decken. Internationaler Weltenergierat, London Europa:20 Mio. Haushalte mit Wellen-/Gezeitenkraft und Meeresströmungen Wellenkraftwerke • Potential Schottland: bis 2020 40 % des Strombedarfs. Kosten bisher 10 Cent/kWh (Windkraft ca. Hälfte) Gezeitenkraftwerke • ca. 100 geeignete Buchten auf der Erde, bei 50 wirtschaftlicher Einsatz möglich. Meeresströmungskraftwerke? http://www.ipp.mpg.de/ippcms/ep/ausgaben/ep200302/0203_wavedragon_ep.html http://www.uni-leipzig.de/~grw/welle/wenergie_2.html#sechs http://www.uni-leipzig.de/~grw/welle/wenergie_proto.html#eins http://www.bhkw-infozentrum.de/innov_energien/wellenkraft.html http://de.wikipedia.org/wiki/Wellenkraftwerk http://de.wikipedia.org/wiki/Gezeitenkraftwerk http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Bretagne.Rance.Barrage.wmt.jpg WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Potenziale im Verbund Energiepartnerschaften Bsp. Marokko: 200 MW-Kraftwerk zur Meerwasserentsalzung für 50.000 EW Strom für 250.000 EW http://www.desertec.org/de/ 2011: Neues Seekabel zwischen Norwegen und Deutschland 570 km, Kapazität: 700 MW, Kosten: 500 Mio. €. „Schwankende Leistungsabgabe deutscher Windparks durch norwegische Wasserkraft ausgleichen“, deutschen Strom nach Norwegen in regenarmen Jahren. http://www.djnewsletters.de/news/article_detail.php5?bnlId=699582&productId=42&sid=fb155cf985ff47... http://www.fv-sonnenenergie.de/publikationen/th02/Potenziale_Standortanalysen.pdf WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Speicherung und Transport von EE • Wasserstoff: Energiespeicher und Transportmedium über große Entfernungen Pipelines: gasförmig; verflüssigt: Schiffe • Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ): mittelgroße Entfernungen (nicht bei transozeanischen Transport) • http://www.bundestag.de/gremien/ener/ener_stell_schindl.pdf WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Speicherung oder Transport von EE? • Wasserstoff oder HGÜ? • solarthermisches Kraftwerk in Nordafrika • Stromgestehungskosten: ca. 0,06 €/kWh (bzw. 0,10-0,16) • Wasserstoff: • H2-Gestehungskosten inkl. Transport: ca. 0,20 €/kWh • Rückverstromung. Gesamtkosten: ca. 0,40 €/kWh • HGÜ: • Stromtransport: ca. 0,03 €/kWh (bzw. 0,01), • Stromverteilung: ca. 0,03 €/kWh. • Gesamtkosten: 0,12 €/kWh • Übertragungsverluste: 10 – 15 %, 3 % je 1.000 km • http://www.fv-sonnenenergie.de/publikationen/th02/Potenziale_Standortanalysen.pdf • http://www.bundestag.de/gremien/ener/ener_stell_schindl.pdf • http://www.desertec.org/de/ WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Netzausbau versus Stromspeicherung • Netzausbaukosten: 1 Cent/kWh 1 Kosten: bei Großserienproduktion und entsprechendem Technologiefortschritt in ca. 10 Jahren erreichbare Kosten. Gegenwärtige Kosten (Stand der Technik) liegen höher. Quelle: VDE-Studie Energiespeicher in Stromversorgungssystemen mit hohem Anteil erneuerbarer Energieträger, 12/2008, S. 39 ff. WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

Deutschland 2050 • Einsparen • flexiblere Stromerzeugung • Flexibilisierung Nachfrage (Tarif, Rundsteuerung) • Import • Speicherung Graphiken rechts: Langfristiges Potenzial der erneuerbaren Energien in Deutschland. Studie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), des Instituts für Energie- und Umweltforschung (ifeu) und des Wuppertaler Instituts für Klima WS 06/07 Energieplanung, Verkehrsplanung, Wasserwirtschaft

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