14. Mai 2009
Neue Energietechnologien zwischen
Utopien, Visionen und dem Schweizer Stromalltag
Dr. Walter Steinmann
Direktor Bundesamt für Energie
BFE
VSE-Symposium 2009 2
Organisation der Energieforschung der Schweiz
Bundesamt für Energie (BFE)
Netze
Elektrizitätstechnologien und -anwendungen
Wind
Energiewirtschaftliche Grundlagen Forschungsprogramm Nr. 1 …
Wasserkraft
Schweizer Bundesrat
Begleitgruppe Netze
• ETH Zürich
• HES-SO Fribourg
• Swissgrid AG
• BKW FMB Energie AG
• EWZ
• Städtische Werke Grenchen
• Siemens (Schweiz) AG
• ABB Switzerland Ltd
• Landis+Gyr AG
Quelle: BFE
Forschungsprogramm … Nr. 25 ETH-Bereich
Fachhochschulen Universitäten SBF, KTI
Commission fédérale pour la recherche énergétique (CORE)
Konzept
2008–11
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Forschungsprogramme Programme – Budgets
Erneuerbare (10 kCHF / 39 MCHF) – Biomasse
– Holz
– Wasserstoff – Fotovoltaik
– Solarwärmenutzung – Geothermie
– Wind
– Industrielle Solarenergienutzung – Wasserkraft
Energieeffizienz (10 kCHF / 67 MCHF) – Gebäude
– Verkehr
– Akkumulatoren – Netze
– Verfahrenstechnische Prozesse
– Elektrizitätstechnologien und -anwendungen – Brennstoffzellen
– Umgebungswärme/WKK – Kraftwerk 2020/CCS – Verbrennung
Querschnittsfunktionen (4 kCHF / 16 MCHF) – Energiewirtschaftliche Grundlagen
– Wissens- und Technologietransfer – Koordination/Leitung Energieforschung – Talsperren
Kerntechnik ( 0,2 kCHF / 52 MCHF ) – Regulatorische Sicherheitsforschung – Kerntechnik und Nukleare Sicherheit – Kernfusion
– Nukleare Entsorgung
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Aufwendungen der Energieforschung
Budget 2009
– BFE/EF 28 Mio. CHF
– KTI 50 + 21 Mio. CHF
– Swisselectric Research 10 Mio. CHF
Gesamtaufwendungen Energieforschung 2007
Forschung und P+D (in Klammer), in Mio. CHF
Öffentliche Hand Private – Effiziente Energienutzung 67 + 3 740 + 670
– Erneuerbare Energien 39 + 4 110 + 90
– Kernenergie 52 + 0 22 + 10
– Energiewirtschaftliche Grundlagen 16 + 0 28 + 20
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Das Umfeld der Energieforschung des BFE
IEA
– Governing Board – CERT/SLT
– Working Parties
– Implementing Agreements Bundesamt für Energie
EU
– 7. Forschungsrahmenprogramm – ERA-Nets
– Mirror Groups
Swisselectric Research
BAFU BBT/ KTI
SBF ETH-Rat PSI
EMPA SNF …
CORE
Foga, FEV
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Mögliche Nationale Forschungsprogramme
Vom BFE 2009 eingereichte Nationales Forschungsprogramme
– Akkumulatoren – Wasserstoff – Geothermie
Stand: Beim SBF eingereicht
Bundesrat entscheidet Ende 2009/Anfang 2010
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7 Name der Präsentation • Untertitel
Absender
Wissens- und Technologietransfer durch das BFE
Markt- einführung
EnergieSchweiz
BFE WTT
Energieforschung des BFE
Innovationspfad
Bild: BFE-EF
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Utopie – Energieversorgung 2200
Elektrizität und Wasserstoff als Energieträger
Quelle: BFE
Wasserkraftwerke
Solar thermisch
Windanlagen
Fotovoltaik
Geothermie
Biomasse
Wasserstoff - produktion
Kernfusion
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Energieversorgung 2100 – Visionen und Szenarien
2000-W-Gesellschaft IPCC
1-Tonne-CO 2 -Gesellschaft – Dekarbonisierung
– Elektrifizierung der Gesellschaft
2000 W 1 t CO 2
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Elektrizitätsverbrauch Szenarien I bis IV Rahmenentwicklung Trend, U 2035/2000
+29% +23%
+13%
-2%
2000 2003 2035 I 2035 II 2035 III 2035 IV
Quelle: BFE
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Smart City Ittigen bei Bern
Eine Public Private Partnership zur Förderung von innovativen Projekten für die nachhaltige, optimale Energieanwendung in den Bereichen
• Gebäude
• Wärme (Heizung/Warmwasser/Prozesse)
• Haushaltanwendungen
• Gewerbe- und Industrieanwendungen
• Mobilität
• Logistik
Beispiel Inergie
Bild: Gemeinde Ittigen
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Photovoltaik in jeder Form und Farbe
Quelle:IMT
Quellen: Flexcell
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Wasserstoffproduktion
Solarthermisch Photoelektrochemisch
Quelle: PSI Quelle: PSI
Quelle: EPFL/Uni Genf
Quelle: Task14 IEA HIA
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Beispiel: CO 2 -Speicher in tiefen salinen Aquiferen im Molasse-Becken der
Schweiz
3 mögliche Paare von Speicher- und
Deckschichten (um
Leckagen zu vermeiden) Kombination geeigneter gesteinsphysikalischer
Faktoren mit beckenweiter Ausdehnung
Quelle: L. Diamond, Uni Bern
Regionale Abschätzung des CO
Regionale Abschätzung des CO 2 -Speicherpotenzial - Speicherpotenzial
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Rotary Spallation
2300 m
Vorläufer der Labor Pilotanlage an der
ETH-Zürich
Tiefengeothermie: Zugänglich durch Spallation Rock Drilling?
Quelle: ETH Zürich
VSE-Symposium 2009 16 Quelle: Dr. Michael Roberts, Director, RobertsInternational, LLC (DOE Fusion Energy Sciences, Retired)
• 1958-77 Erste Aktivitäten
• 1977-86 IEA Zusammenarbeit (INTOR)
• 1985-2007 Erstellung der ITER Verträge
• 2007-18 Bau der ITER Anlage
• 2018-38 Forschung am ITER Anlage
• 2038-58 Rückbau der Anlage CH Beitrag: 30 Mio. Fr.
Kernfusion
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Windanlagen in extremen Lagen
Mit Beschichtung = Wassertropfen
Ohne Beschichtung = Eiskristalle
Quelle: BFE/smr
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Kleinwasserkraftpotenzial der Schweiz
Auswahl von Kriterien zur Ermittlung des technischen Potenzials:
Quelle: Watergisweb AG
Potenziale und Teilpotenziale in Bächen und Flüssen
Naturschutz Tourismus Grundwasser
Standort
Moorlandschaften BLN
Auen
Gewässerpunkt
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Hochtemperatur-Supraleitung (HTSL)
HTSL-Generator 4 MVA
HTSL-Transformator 10 MVA
(Quelle: Siemens)
(Quelle: ABB/BFE)
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Netze der Zukunft: Smart Grids
Photovoltaik Wasserkraft
Klein- wasserkraft
Biomasse
Windkraft
Thermische Speicher
WKK HGÜ
Thermische Kraftwerke
Demand Side Management Brennstoffzellen
Wasserstoff- speicher HTSL-Trafos
Untergrund- kabelleitungen
Chemische
Speicher Supraleitende
Magnetische Speicher
Mikronetz Wellen- energie
Klein-WKK
Wasserstoff- produktion
Elektromobilität (V2G) ICT-
Infrastruktur
Prognose Kommunikation
Solarwärme- kraftwerke
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Vernetzter Haushalt:
Strommehrverbrauch aufgrund Vernetzung
(Quelle: Fraunhofer Gesellschaft)
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
20002001 200220032004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
GWh/a
2009 2020
on stand-by
5000 GWh/a
1000 GWh/a
(Quelle: BFE)
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Elektrifizierung des Verkehrs
Im Linienverkehr eingebunden:
Verbrauch 85 Wh/t ·km
Quelle: HSLU
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