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Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

Date post: 08-Jul-2015
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Fachreferat am Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen an der ZHAW in Wädenswil
19
The energy challenge 1 Energiestrategie ≠ Energiewende Bastien Girod IUNR connect 2013, Wädenswil
Transcript
Page 2: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 2

Übersicht

Kritik 1: Es wird gefährlicher

Kritik 2: Erneuerbare werden gebremst

100% Erneuerbar ist möglich

Herausforderung 1: Ausgleich Solar Tagesspitzen

Herausforderung 2: Ausgleich Solar Jahresspitzen

Strategisches

Page 3: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 3

Sicherheitstechnisch gefährlicher Ansatz des

Bundesrates

2.2 Entscheid zum Ausstieg aus der Kernenergie: „Der Bundesrat

rechnet mit einer sicherheitstechnischen, alleine von den Sicherheits-

überpru ̈fungen des Eidgenössischen Nuklearsicherheitsinspektorats

(ENSI) und nicht von der Politik abhängigen Laufzeit von voraussichtlich

50 Jahren.“

• Es gibt weder allgemeine, international anerkannte und

angewandte Sicherheitskriterien zur Beschränkung der Laufzeit,

noch einen „Stand der Nachrüsttechnik“ welcher eine

„Sicherheitsmarge“ garantiert (dixit ENSI).

• Beispiel 1: Mühleberg wäre in Deutschland aufgrund der

Kernmantelrisse seit 20 Jahren nicht mehr am Netz. In Japan wäre der

Kernmantel ersetzt worden.

• Beispiel 2: Beznau 1 + 2, Mühleberg und Gösgen hätten in

Deutschland 2011 aufgrund ihren Alters die Betriebsbewilligung

verloren.

Page 4: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 4

Risiken AKW Mühleberg

Risse im Kernmantel

Notsysteme sind die ungenügend gegen Erdbeben gesichert

Gebäudehülle würde einem Flugzeugabsturz nicht standhalten

Notkühlung nur über die Aare – keine alternative Kühlquelle

Veraltete Konstruktion mit Notkühlpumpen zuunterst im

Reaktorgebäude

Bielersee als Vorfluter des AKWs Mühleberg

Page 5: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 5

Risiken der AKW Beznau I & II

Beznau I: ältestes AKW der Welt, das noch in Betrieb ist

Risse im Stahlcontainment

unzuverlässige Notstromversorgung

rissiger Reaktordeckel

Page 6: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 6

Risiken Leibstadt und Gösgen

AKW Gösgen: Brennstabkühlbecken im Grundwasser

Allgemein:

Bei schwerem Reaktorunfall: Fehlende

Notfallmassnahmen zum Schutz von Flüssen, Seen und

Grundwasser

Nach schwerem Reaktorunfall: x 100 Milliarden Schäden

zu lasten des Bundes

Page 7: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 7

Massnahmen zur Garantie der nuklearen Sicherheit der

Schweiz im Rahmen des Atomausstiegs:

Politische Begrenzung der maximalen Laufzeit Planungssicherheit, Sicherheit in Personalpolitik, Sicherheit in

Investitionspolitik.

Verstärkung der Aufsicht, namentlich der Zweitmeinung

(KNS).

Garantie der Einhaltung des Öffentlichkeitsprinzips

(namentlich im Bereich ENSI) und Ausdehnung auf

nukleare Entsorgung (Status Nagra).

Schaffung einer Fach- und Sicherheitskommission zur

Begleitung des Ausstiegs und namentlich des Rückbaus

der KKW‘s.

Page 8: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 8

Zubau PV (GWh): Szenario Bundesrat vs. Grüne

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100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Zubau bisher (BFE) Schätzung der Solarbranche 2013

Neuanmeldungen KEV Vorschlag BR 2020

Szenario Grüne

Page 9: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 9

4

6

3

0

5

10

15

20

25

30

35

40

4

14

Hydro Nuclear

26

Bio-CHP Geothermal Wind PV

Leibstadt

Gösgen

Beznau I & II

Mühlenberg

TWh/a

Potential of local renewable energy exceeds nuclear

energy production

SOURCE: For RE: Andersson, G., Boulouchos, K., & Bretschger, L. (2011). Energiezukunft Schweiz. Zurich: ETH Zurich. For nuclear energy: Wikipedia

Comparison of plausible installation for renewable power by 2050 with current nuclear

power production

Page 10: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 10

Wind energy potential in Switzerland: a closer look

SOURCE: Franz Bürgi SolE-Suisse

Wind speed for Europe and the Swiss sub-alpine mountain range (Jura)

100m above ground

Wind speed

Wind energy map of Switzerland

Page 11: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 11

Wind potential: definitions and current estimates

Technical: 58.5

Economic: 15.6

Sustainable (including forest): 5.3

Target for 2050 inenergy

strategy: 4

Wind potentials according to the federal

office of energy [TWh/year]

Federal

Authority

Suisse

Eole

Wind speed > 4.5 m/s > 5.0 m/s

Performance 3 MW 4.5 MW

Production 4.7 GWh 7.0 GWh

Surface use 360’000

m2

180’000

m2

Potential 5.3 TWh 9-11 TWh

Key assumptions for wind potential of

federal authority and wind association

Page 12: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 12

Rapid increase in yield per turbine in Switzerland, first

turbine with 6 GWh/a installed.

Installation of Swiss wind turbines and their yearly production

Source; Reto Rigassi, Suisse Eole

Pro

du

cti

on

Page 13: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 13

Potential of local renewable exceeds nuclear energy

production

Comparison of potential for renewable power (including new wind potential) with

current nuclear power production

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0

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10

15

20

25

30

35

40

45

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Hydro Nuclear

26

Bio-CHP Geothermal Wind PV

Leibstadt

Gösgen

Beznau I & II

Mühlenberg

TWh/a

SOURCE: See previous sides for RE and nuclear. Wind modified by data from Suisse Eole 2012.

Page 14: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 14

Atomausstieg ohne Gaskraft, AKW/Kohle-Importe

Zwei Szenarien der Grünen:

Energie-Reform:

Effizienz

Erneuerbare

(Solar & Wind)

Kurs-Wechsel:

Effizienz

Suffizienz

Erneuerbare (Solar)

Quelle:

www.gruene.ch/energiestrategien

Page 15: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 15

With high share of solar power, storage capacity for daily

solar power peaks will be required

SOURCE: Energiestrategie GRÜNE, www.gruene.ch/energiestrategien .

Power production during 10 days in Summer 2050 (High-PV Scenario)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

Po

we

r [M

W]

Pumped hydro (prod.)

Pumped hydro (storage)

PV - pumped hydro

Import

CHP/IGCC

Wind

Hydro power (storage)

Hydro power (river)

Nuclear

Load

Page 16: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 16

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8

2011 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Req

uir

ed

ba

lan

cin

g

cap

acit

y [

GW

]

Year

Geplanter Ausbau Bedarf Sz. Energie-Reform

Bedarf Sz. BR

Switzerland has enough balancing and storage perfor-

mance for 100% RE with high solar share

SOURCE: Energiestrategie GRÜNE, www.gruene.ch/energiestrategien .

Additionally required balancing perfor-

mance for different scenarios

SOURCE: Andersson, G., Boulouchos, K., & Bretschger, L. (2011)

Energiezukunft Schweiz. Zurich: ETH Zurich.

Available balancing and storage

performance

Planned capacity

Required, federal strategy

100% RE, high PV

Cap

acity [G

W]

2010

2010 +

+ in construction

2010

+ in construction

+ in planning

Pump-

storage

Storage

Page 17: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 17

100% RE with high solar share increases summer-winter

mismatch

SOURCE: www.gruene.ch/energiestrategien

Distribution of power supply and demand in 2050 (High-PV Scenario)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Mo

nth

ly e

ne

rgy

pro

du

ctio

n [

GW

h]

Import

Biomass

PV

Wind

Hydro storage

Hydro river

Nuclear

Therm/CHP/IGCC

Consumption

Page 18: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 18

Compensating method Production of 0.25 TWh

power during winter half-year

PV plants midland 8 km2 area (50% use of area)

PV plants midland, seasonal

storage power-to-gas

6 km2 area (50% use of area)

PV plants Alps 4 km2 area (50% use of area)

Increase dam heights 0.87 km2 (23 m increase, additional storage 75 mn m3,

1300 m head)

Wind farms with 10 turbines

á 2MW

8 wind farms

Additional sufficiency Ca. 0.5 °C lower room temperature in all buildings in

Switzerland

Combined-cycle power plant 100 MW power (used mainly in winter; equivalent to ¼ of

an average CC power plant)

RE strategies to balance summer-winter: More wind

power, PV in mountains, higher dams, power-to-gas

SOURCE: www.gruene.ch/energiestrategien

Options for balancing summer and winter supply (within Switzerland)

Page 19: Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013

The energy challenge 19

Strategien für –und gegen -

Energiewende


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