CO2 Einsparung durch das BHKW

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DGB-Workshop „EU-Energiestrategie 2020“

Das „Zuhausekraftwerk“ oder europäscher Netzausbau?

Dr. Frank-Detlef Drake (RWE AG)

Berlin, 02. Februar 2011

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Das „Zuhausekraftwerk“ oder europäischer Netzausbau?

Möglichkeiten zur Integration der Erneuerbaren 2

Ansätze zur Erreichung der Klimaziele 1

Diskussion der Rolle der KWK heute und morgen

3

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Seite 3 RWEAG - Dr. Frank-Detlef Drake 2/3/2011

Die Erreichung des „2 t pro Kopf“-Ziels erfordert die komplette Umstellung unserer Energieversorgung

1) EU-Norm Fahrzeuge ab 2012, 14.000 km/a á 140 g CO₂/km

2) 9.300 km (einfach), 4 l Kerosin/100 km je Passagier im Jumbo, 18.600 km á 4 l/100 km = 750 l á 2,63 kg CO₂/l 3) 3.000 l Heizöl/a = 29.782 kWh á 0,27 kg CO₂/kWh ergeben 8 t CO₂/a

4) Bei rund ½ Tonne CO2 je 1.000 € Investition (netto) ergibt sich ein theoretischer Warenkorbwert von 4.000 €; hier z. B. TV, Fahrrad, Sportsausrüstung und Kleidung je 500 €, Lebensmittel 2.000 €

Hin- und Rückflug

Frankfurt - Los Angeles

²⁾

Flugreisen

2 t CO ₂ /Passagier

Bei heutiger Energieversorgung:

Ausschöpfung des „2-Tonnen-Limits“ durch jede einzelne Maßnahme

Jährlicher CO

₂

-Ausstoß eines mittleren PKW

¹⁾

Automobil

2 t CO ₂ /a

Beheizung eines EFH mit vier Personen

³⁾

Wärme

2 t CO ₂ /a/Person

Herstellung von Gütern im Wert von ca. 4.000 €

⁴⁾

Produkte

2 t CO ₂

oder

(4)

Eine CO ₂ -arme Energieversorgung ist machbar, wenn drei Hebel konsequent umgesetzt werden

Mehr Strom CO

₂

-armer Strom-Mix Hohe Effizienz

Ca. 50 % Emissionsreduktion mit Maßnahmen zu CO

₂

-Vermeidungskosten unter 70 €/t in Deutschland möglich

3 2 1

Ergebnis der RWE Zukunftsstudie:

Quelle: RWE Zukunftsstudie, 2009

Infrastruktur Nachfrage

Erzeugung

(5)

Quelle Fotos: Wikipedia.org / Sandö Bridge

> Schneller und massiver Ausbau der Erneuerbaren Energien in ganz Europa

> Kein Neubau von konventionellen oder Kernkraftwerken

> Massiver Ausbau der Netzinfrastruktur und ggf. von Speichern

> Kontinuierlicher Ausbau Erneuerbarer Energien

> Mindestens eine weitere Generation

konventioneller Kraftwerke / Kernkraftwerke

> Nutzung von CCS

> Sukzessive Anpassung der Infrastruktur parallel mit dem Wandel in der Erzeugung

„Lange Brücke“

Überwiegend ( ≥ 80 %) auf Basis erneuerbarer Energien

Konventionelle Kraftwerke i. W. als Reserve

Mix aus erneuerbaren Energien (30 – 40 %), Kernenergie, Gas-Kraftwerken und Kohle- Kraftwerke mit CCS

„Kurze Brücke“

Ein CO ₂ -armer Strom-Mix bis 2050 kann theoretisch über zwei Wege angestrebt werden

Über beide „Brücken“ wird das Ziel eines nahezu CO ₂ -freien Strommixes bis 2050 erreicht!

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Über die „lange Brücke“ ist ein CO ₂ -armer Strommix bis 2050 zu überschaubaren Kosten darstellbar

Lange Brücke

Quelle: RWE Zukunftsstudie, 2009

Bsp. Deutschland

CO

₂

-Emissionen der Stromerzeugung (2030+ in Mio. t/a)

53 123

92 111

111 109 45

353 333

1990

488

2006 90% der

Kohle- kraftwerke

mit CCS Ausbau

Erneuerbare (insb. Wind) Kernenergie-

ausstieg (Ersatz durch Kohle und Gas)

Wirkungsgrad- steigerung konv. KW (Gas

u. Kohle)

377 380

268

176

2030+

488

Nachfrage- wachstum¹⁾

Verlängerung/

Ersatz Kernenergie

-85%

0 - 70€/t (-50) - 60 €/t 50 - 70 €/t

CO₂-Vermeidungskosten: 0 €/t

CO

₂

-Emissionen der Stromerzeugung, Szenario für 2030+ (Mio. t/a)

(7)

Die „kurze Brücke“ erfordert einen gewaltigen Ausbau von Wind- und Solarkraftwerken in ganz Europa

Kurze Brücke

14 875 439

0 300 600 900 1.200 1.500 1.800 2.100

2009 768

2050 2.021

372 270 80

130

61 10 66

176 203

93 Installierte Kraftwerkskapazität (GW) in EU

160 Mio. Dächer (á 30 m²)

2 x

Quelle: ECF (2010), Roadmap 2050: A practical guide to a prosperous low carbon Europe 80%-RES Szenario,

¹⁾

In 2050 mit CCS

Sonstige EE Kohle / Gas 1)

Wasser Back up

Solar

Kernenergie

Wind

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Möglichkeiten zur Integration der Erneuerbaren 2

Ansätze zur Erreichung der Klimaziele 1

Diskussion der Rolle der KWK heute und morgen 3

Das „Zuhausekraftwerk“ oder europäischer Netzausbau?

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1 Der stark zunehmende Anteil fluktuierender Einspeisung erfordert erhebliche Maßnahmen zur Systemstabilisierung

Stromerzeugung Stromverbrauch

230 V 50 Hz

Flexibler Kraftwerksbetrieb Ausbau der Stromnetze

Smart-Technologien

2

4 mögliche technische Maßnahmen

Speicherung von Energie

3

(10)

> Überbrückung von Flauten etc. sind Backup- Kraftwerke mit einer Gesamtkapazität von ca.

270 GW sind erforderlich

> Dies sind ca. 65 % der heute in Europa installierten Kohle- und Gaskraftwerke

> Kurze Betriebszeiten führen zu hohen Kosten

> Geeignete wirtschaftliche Anreize erforderlich

> Bei 80 % EE in Europa sind lt. ECF ca. 165 GW Transportkapazität nötig

> Schwerpunkt ist die Pyrenäenverbindung mit 41 GW*

Kombination aus „Super-Grid“ und Reservekraftwerken ist der günstigste Weg zur Integration der Erneuerbaren

Super Grid Reservekraftwerke

Quelle: ECF, Imperial College, KEMA

+

*Hinweis: Realisierung angesichts des langjährigen örtlichen Widerstands gegen

(11)

RWEAG/CN 17.12.2008 SEITE 11

Smart Grid

„Smart Energy“ kann einen weiteren Beitrag zur Glättung von Last- und Erzeugungsspitzen leisten

Smart Energy

Zentrale Erzeugung

Stochastische Erzeugung

Dezentrale Erzeugung

Energie- nachfrage

Elektroauto

Smart Meter

Netz

Demand Side Management

¹⁾

1) Potentieller zusätzlicher Mehrnutzen durch mediale Dienstleistungen Quelle: RWE, Fraunhofer Institut

Flexible Tarife

Demand Management der zusätzlichen Last und potentielle Nutzung als dezentraler Speicher Stabilisierung

Netzfrequenz und Spannung Verbesserte

Lastfaktoren

Ausgleich stochastischer Einspeisung

Steuerung dezentraler

Einspeisung

(12)

Mittlere Stromkosten ¹ verschiedener Szenarien der zukünftigen Energieversorgung für Deutschland

1)

Volkswirtschaftliche Kosten (ohne Steuern, Abgaben etc.) mit erwartetem Technologiestand 2030

2)

Erzeugungsmix von heute mit Modernisierung/Re-Invest fortgeschrieben

59 72 85

109

142 Dezentral (Deutschland)

235 10 45

National 100%

(Deutschland) 180

10 39 12

„Kurze Brücke“

(Europa) 132

12 36 0

„Lange Brücke“

(Europa) 115

10 33 0

Basisfall

²⁾

97 8 30

0 Erzeugung

Höchstspannungsnetz Verteilnetz

Speicher

Angaben in €/MWh (real)

^{+ 142 %}

20 % CO

₂

-Minderung jeweils > 85 %

+ 18 % + 36 %

+ 86 %

CO

₂

-Minde- rung in %

³⁾

:

23 Anhaltswerte

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Das „Zuhausekraftwerk“ oder europäischer Netzausbau?

Möglichkeiten zur Integration der Erneuerbaren 2

Ansätze zur Erreichung der Klimaziele 1

Diskussion der Rolle von KWK heute und morgen

3

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In vielen Darstellungen werden der KWK signifikante Einsparpotentiale bei Energie und CO ₂ zugerechnet

Primärenergie Erdgas 100 % (1.000 kWh)

Abwärme 10 % (100 kWh)

Strom 34 % (340 kWh) 200 kg CO

₂

BHKW

Wärme 56 % (560 kWh)

Getrennte Erzeugung

Strom 36 % (340 kWh)

Wärme 90 % (560 kWh) Primärenergie

Kohle 100 % (944 kWh)

Primärenergie Heizöl 100 %

(622 kWh)

Kraftwerk

Abwärme 10 % (62 kWh) Heizkessel

Abwärme

64 % (604 kWh) 316 kg CO

₂

166 kg CO

₂

Gekoppelte Erzeugung

36% PE-Einsparung [ = (1 -1000/ (944 + 622)) ]

59% CO2 Einsparung [ = (1 - 200/(316 +166)) ]

Typ isc he Da rst ellu ng in Li ter atu r

(15)

Der CO ₂ -Einspareffekt von KWK ist bei fairem Vergleich jedoch deutlich geringer als verbreitet angenommen

11%

59%

25%

22%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

1 2 3 4 5