Folie 1Erneuerbare Energien für Elektroautos: Potenziale und Kosten, 11.04.2008
Erneuerbare Energien für Elektromobilität:Potenziale und Kosten
BMU- Fachgespräch Elektromobilität, 11.04.2008 Yvonne Scholz, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
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Wie groß sind die „zusätzlichen“ EE-Potenziale für Elektromobilität?
Welt-Primärenergiebedarf 2004 (463 EJ)
Solarstrahlung
Wind Biom
asse
Geoth
erm
ieOze
anW
asse
rkra
ft
1 800
20020 10
2 1
3,7 0,4 0,3 0,7 0,1 0,15
1
TheoretischesPotenzial
TechnischesPotenzial
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REMix (Optimised European Renewable Energy Mix)
Inventar der EE-RessourcenGIS, C
Lineares OptimierungsmodellGAMS (General Algebraic Modeling System)
StrombedarfGIS, C
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Inventar der EE-Ressourcen - Methode am Beispiel Windenergie
Wald
Landwirtschaftliche NutzflächenMeer, Flüsse,
Seen, FeuchtgebieteSiedlungsgebiete + 1km PufferzoneAutobahnen und Bundesstraßen + 500 m
Puffer Naturschutzgebiete IUCN I-VI +
Windgeschwindigkeit [m/s]Flächenausschluss
Windgeschwindigkeit [m/s] auf nutzbaren Flächen
...
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Stromgestehungskosten WindTechnologie und Kosten: Stand 2006
€ / kWh € / kWh
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Windenergie - Kosten-Potenzial-KurvenTechnologie und Kosten: Stand 2006
Europa
0
0.04
0.08
0.12
0.16
0.2
0 2000 4000 6000 8000 10000[TWh]
[€/kWh]
Deutschland
0
0.04
0.08
0.12
0.16
0.2
0 20 40 60 80 100 120 140[TWh]
[€/kWh]Strombedarf: ~ 3000 TWh Strombedarf: ~ 500 TWh
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Windenergie - Kosten-Potenzial-KurvenTechnologie und Kosten: Stand 2006 2030Windenergie - Kosten-Potenzial-KurvenTechnologie und Kosten: Stand 2006Windenergie - Kosten-Potenzial-KurvenTechnologie und Kosten: Stand 2006 2030 2050
Deutschland
0
0.04
0.08
0.12
0.16
0.2
0 50 100 150 200[TWh]
[€/kWh]
Europa
0
0.04
0.08
0.12
0.16
0.2
0 5000 10000 15000[TWh]
[€/kWh]
Deutschland
0
0.04
0.08
0.12
0.16
0.2
0 50 100 150 200[TWh]
[€/kWh]
Europa
0
0.04
0.08
0.12
0.16
0.2
0 5000 10000 15000[TWh]
[€/kWh]
Deutschland
0
0.04
0.08
0.12
0.16
0.2
0 50 100 150 200[TWh]
[€/kWh]
Europa
0
0.04
0.08
0.12
0.16
0.2
0 5000 10000 15000[TWh]
[€/kWh]
2050
2006
2050
2030 2030
2006
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PV Stromerzeugungspotenzial1. Oktober 2005, 12:00-13:00
Wh/m²
Source: DLR
Strombedarf: 345 GWhStromerzeugungspotenzial PV: 164 GWh
Global horizontal irradiation, 1. October 2005, 12:00-13:00
W/m²
Source: DLR
Einstrahlung PV-Stromerzeugung
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Stromgestehungskosten PhotovoltaikTechnologie und Kosten: Stand 2006
€ / kWh
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Photovoltaik - Kosten-Potenzial-KurvenTechnologie und Kosten: Stand 2006Photovoltaik - Kosten-Potenzial-KurvenTechnologie und Kosten: Stand 2006 2030Photovoltaik - Kosten-Potenzial-KurvenTechnologie und Kosten: Stand 2006 2030 2050
Deutschland
00.10.20.30.40.50.60.7
0 50 100 150 200[TWh]
[€/kWh]
Europa
00.10.20.30.40.50.60.7
0 400 800 1200 1600[TWh]
[€/kWh]
Deutschland
00.10.20.30.40.50.60.7
0 50 100 150 200[TWh]
[€/kWh]
Europa
00.10.20.30.40.50.60.7
0 400 800 1200 1600[TWh]
[€/kWh]
Deutschland
00.10.20.30.40.50.60.7
0 50 100 150 200[TWh]
[€/kWh]
Europa
00.10.20.30.40.50.60.7
0 400 800 1200 1600[TWh]
[€/kWh]2006
2030
2050
Strombedarf: ~ 3000 TWh
2030
2050
2006
Strombedarf: ~ 500 TWh
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Solare Ressource im Nahen Osten / Nord Afrika
Solarthermische Kraftwerke auf der Fläche des Assuanstaudammes können die Ölproduktion des Nahen Ostens ersetzen
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Solarthermisches Kraftwerk mit Wärmespeicher
ENERGIE-SPEICHER
(optional)
KONZENTRIERENDER
SONNENKOLLEKTOR
WÄRMEKRAFT-MASCHINE
(Brennstoff)
SolareWärme
Strom
thermischerSpeicher
Kollektorfeld
KraftwerksblockWärme
Andasol 1 (50 MW), Spanien: 7 Volllaststunden thermischer SpeicherRegelenergiekapazität
And
asol
1, u
nder
con
stru
ctio
n
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Interkontintentales ‘Supergrid’
Solar
Wind
Wasserkraft
Geothermie
HGÜ Leitungen
Biomasse
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Beispiel: „Elektromobilität im Jahr 2030“
Der spezifische Energiebedarf von Elektroautos oder Plug-In-Hybridsbeträgt ca. ¼ des spezifischen Energiebedarfs von kraftstoffbetriebenen Fahrzeugen(Elektroautos: 14 – 20 kWh / 100 km Benziner / Diesel: 69 kWh / 100 km)
Wenn Kraftstoffe komplett durch Strom ersetzt werden,- erhöht sich der Strombedarf um ca. 32 %,
- während der gesamte Endenergie-bedarf um ca. 23 % sinkt
Endenergieverbrauch EU-27 im Jahr 2030
0
3000
6000
9000
12000
15000
18000
ohne Kraftstoffersatzdurch Strom
100%Kraftstoffersatzdurch Strom
[TWh]
KraftstoffeStromKohle, Gase, Heizöl, Sonstige Energieträger
3890 TWh
+ 32 %
- 23 %
5240 TWh
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Strombedarf:3980 TWh zu < 0.04 €/kWh
Zusätzlicher Strombedarf fürVerkehr
+ 1240 TWh5240 TWh zu < 0.045 €/kWh
Europa +
0
0.04
0.08
0.12
0.16
0.2
0 3000 6000 9000 12000 15000
[TWh]
[€/kWh]
Beispiel: „Elektromobilität mit Strom aus Windenergie im Jahr 2030“
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Fazit
Die Potenziale erneuerbarer Energien übersteigen den Bedarf für Stromdienstleistungen und Mobilität um ein VielfachesUm die Kosten für die Stromerzeugung abzuschätzen, können Kosten-Potenzial-Kurven aus einem GIS- gestützten, räumlich und zeitlich hoch aufgelösten Inventar erzeugt werdenIm Jahr 2030 könnte die Energiemenge, die für Mobilität und herkömmliche Stromanwendungen in Europa benötigt wird, allein aus Windenergie bereitgestellt werden. Die Stromgestehungskosten blieben dabei unter ca. 4,5 Cent/kWhFür eine genauere Betrachtung der Kosten der Stromversorgung müssen die zeitlichen und räumlichen Schwankungen des Strombedarfs und der EE- Stromerzeugung berücksichtigt werden, z.B. mit Hilfe der Kombination eines hoch aufgelösten Inventars der EE-Ressourcen und eines linearen Optimierungsmodells
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Danke für Ihre Aufmerksamkeit!
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