Die Energiewende und deren Einfluss auf verschiedene Branchen - Vortrag im Rahmen des 15. Wirtschaftsempfangs der Stadt Waltrop Stadthalle Waltrop ...
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Die Energiewende und deren
Einfluss auf verschiedene Branchen
Vortrag im Rahmen des 15. Wirtschaftsempfangs der Stadt Waltrop
Quelle: Earth in flames © Ikon Images/Corbis Stadthalle Waltrop
7.11.2019
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 1
Inhalt
1. Klimawandel
2. Gegenmaßnahmen am Beispiel Energiesektor
3. Energiewende und Klimapaket
4. Auswirkungen der Klimapolitik auf verschiedene
Branchen:
a. Automobilbranche
b. Gebäudetechnik: Heizung, Lüftung, Klima, Digitalisierung
c. Stromerzeugung
d. Ernährung
5. Stromverbrauch von Informations- und
Kommunikationstechnik
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel 2
Was ist ein ppm?
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
von 1960 bis 2014
CO2 in der Erdatmosphäre
Source:https://de.wikipedia.org/wiki/Keeling-
Kurve#/media/File:Mauna_Loa_Carbon_Dioxide.svg
3
CO2 – Eintrag in die Erdatmosphäre
Verbrennung von fossilen Energieträgern in 2014:
• Kohle: 5 648 Mt, entspricht 5083 Mt C, entspricht 18 638 Mt CO2
• Öl: 4 200 Mt, entspricht 3570 Mt C, entspricht 13 090 Mt CO2
• Erdgas: 2 893 Mt, entspricht 2112 Mt C, entspricht 7 744 Mt CO2
• In Summe also 39 472 Mt p.a.
• Masse der Luft auf der Erde: 5,15 Mrd. Mt
• Verhältnis CO2-Emission p.a. zu Masse Luft = 39 471 Mt / 5,15 Mrd. Mt
= 7,66*10-6, enstpr. 5,05 ppm Molekülanteil
• Davon verbleibt knapp die Hälfte (gut 2 ppm) in der Luft, der Rest geht ins Meer.
• D.h. Der Anstieg der CO2-Konzentration ist eindeutig den anthropogenen Emissionen
zuordnen! (siehe Diagramm auf der vorherigen Folie)
(C = Kohlenstoff)
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel 4
CO2 in der Erdatmosphäre, historisch
Source: Windows to the Universe
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel 5
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Wirkung von CO2 in der Erdatmosphäre
6
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Earth%27s_greenhouse
_effect_(US_EPA,_2012).png
Temperaturanstieg bis 2018
Null ist bei der Durchschnittstemperatur von 1950 bis 1980.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel 7
Anstieg des Meeresspiegels seit 1970
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Slr_prediction_med.jpg
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel 8
Gletscherschmelze in den Alpen
http://www.gletscherarchiv.de/fotovergleiche/gletscher_liste_oesterreich
Großglockner, Hoffmannshütte, Kärnten, Österreich, um 1950 / 2011
Berliner Hütte, Zillertal, Tirol, Österreich, um 1900 / 2003
/
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel 9
Das Restbudget am CO2 Emissionen
• Das ist die nötige Aktion.
• Das muss die Menschheit hinkriegen!
• Wird sie das schaffen?
• Im Moment sieht es nicht danach aus!
• Die Maßnahmen, die hier gefordert sind, werden sehr
einschneidend sein!
• Diese Maßnahmen müssen von der Politik initiiert werden!
• Bei der Umsetzung wird es Gewinner und Verlierer geben.
• Max Frisch: „Man ist nicht Realist, indem man keine Idee
hat.“
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel 10Das Pariser Klimaschutzabkommen
• Am 12.12.2015 wird auf der UN-Klimakonferenz in Paris ein
Abkommen verabschiedet mit dem Ziel die menschen-
gemachte Klimaerwärmung auf unter 2°C gegenüber dem
vorindustriellen Zeitalter zu begrenzen
• Inkrafttreten am 4.11.2016
• Bis November 2017 erkennen alle Staaten der Welt das
Abkommen an (letzter Unterzeichner war Syrien)
• Mitte 2017 beschließen die USA, die es zuvor auch
unterzeichnet hatten, wieder auszutreten.
• Experten analysieren die Auswirkungen der nationalen
Programme der einzelnen Staaten und berechnen, dass damit
der Temperaturanstieg wohl 2,7°C betragen würde.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 11Greta Thunberg
• Hat den „Schulstreik fürs Klima“ ins Leben gerufen.
• Daraus wurde bald „Fridays for Future“
• „Ich will, dass Ihr in Panik geratet …..“
• „…… ich will, dass Ihr handelt, als wenn Euer
Haus brennt, denn das tut es!“
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 12Sektorenkopplung
Energiewende Zwischenbilanz 2018:
• Nettostromerzeugung: 38,2 % REN (steigend)
• Verkehrssektor: 5,6 % REN (stagnierend)
• Wärmesektor: 13,9 % REN (stagnierend)
Quelle: AGEE-Stat (Icons von Freepik/flaticon.com und Sabathius/openclipart.org)
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 13Sektoren- Daten für Deutschland
kopplung
Strom
• Der heutige REN-Anteil im Stromsektor besteht im Wesentlichen aus Sonne (PV)
und Wind und Biomasse.
• Signifikantes Steigerungen sind nur noch im Bereich PV und Wind realisierbar. Aber
diese beiden Technologien liefern leider nur fluktuierenden Strom.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 14Sektoren-
Daten für Deutschland
kopplung
Verkehr
Quelle: AGEE-Stat (Icons von Freepik/flaticon.com und Sabathius/openclipart.org)
• Der heutige REN-Anteil im Verkehrssektor besteht im Wesentlichen aus
Beimischung von biomassebasierten Kraftstoffen zu Benzin und Diesel. Dieser
Anteil lässt sich nicht weiter steigern (Stichwort „Teller-Tank-Diskussion“).
• Ein signifikantes Eindringen der REN in den Verkehrssektor wird nur gelingen
durch Elektromobilität.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 15Sektoren- Daten für Deutschland
kopplung
Wärme
• Der heutige REN-Anteil im Wärmesektor besteht im Wesentlichen aus der Verbren-
nung von Biomasse (Holz, Holzpellets, Biogas). Auch dieser Anteil lässt sich in Deutsch-
land nicht mehr wesentlich steigern (industrielle Waldnutzung vs. Naturschutz).
• Ein signifikantes Eindringen der REN in den Wärmesektor wird nur gelingen durch
Power to Heat (P2H) und zwar mit* und ohne* Wärmepumpen (WP).
* Mit WP bei Grundlastanwendungen und ohne WP bei Anwendungen zur Verwertung von Überschussstrom
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 16Sektorenkopplung
Beispiel für sonnenreiche Tage in Deutschland
https://www.agora-energiewende.de/service/agorameter/chart/power_generation
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 17Sektorenkopplung
Beispiel für windreiche Tage in Deutschland
https://www.agora-energiewende.de/service/agorameter/chart/power_generation
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 18Wasserstoff als Energiespeicher (P2G)
Wirkungsgradkette H2 (gasförmig) bei der Stromspeicherung:
Ausgangspunkt: Eine Strommenge von 100 KWhel
Energieform Prozessschritt
100 kWhel
Elektrolyse mit η = 75%
75 KWh in 2,25 kg H2
Verdichtung mit Stromaufwand von 13,5 kWhel
(6 kWh / kg)
75 KWh in 2,25 kg H2
Verstromung in GuD oder Brennstoffzelle mit η = 60%
45 kWhel
Der Gesamtwirkungsgrad von Strom zu Strom beträgt nun 45/113,5 = 39,6%.
Damit ist der sog. Round Trip Wirkungsgrad deutlich schlechter als der von
Pumpspeicher (75%).
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 19Sektorenkopplung, Verkehr
• Durch batteriebetriebene Elektrofahrzeuge besteht die
Möglichkeit, den Verkehr auch mit REN zu betreiben.
• Speziell bei Fahrzeugbesitzern mit PV-Anlagen auf dem Hausdach werden oft
REN Anteile von über 80% am Ladestrom erreicht.
• Auch bei E-Autos, die tagsüber beim Arbeitgeber oder beim Einkaufen in
Parkhäusern geladen werden, ist der REN Anteil (speziell im Sommer) wegen
des hohen PV-Mittagspeaks (siehe „Agorameter“-Graphik) sehr hoch.
• Durch die zusätzliche Stromnachfrage
zur Mittagszeit wird der PV-Peak sinn-
voll genutzt, und die teure Zwischen-
speicherung zur späteren Nutzung
entfällt.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 20Sektorenkopplung, Wärme, P2H
• Strom kann durch zwei verschiedene Technologien in Wärme
umgewandelt werden:
Widerstandsheizung (ohmscher Widerstand)
Wärmepumpe, WP
• Dabei wird die WP vor allem im Grundlastbereich eingesetzt,
und die Widerstandsheizung vor allem zur Nutzung von
Stromerzeugungsspitzen, die sonst verworfen werden
würden.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 21Sektorenkopplung, Wärme
• Im Sektor Raumwärme ist die WP demnach ein Ersatz für die
heute noch dominierenden Gas- und Ölheizungen.
• Eine Widerstandsheizung kann genutzt werden um den Warm-
wasserspeicher oder den Pufferspeicher der Heizung aufzu-
heizen, wenn der Strom sehr billig ist (billiger als Öl oder Gas).
• Achtung: Wenn sehr viele Haushalte mit WP heizen werden,
und an sehr kalten Tagen der Strom knapp wird (sog. „Dunkel-
flaute“), dann wird der Strom zum Heizen an diesen Tagen sehr
teuer werden. Dann ist es gut, einen holzgefeuerten Kamin oder
einen Öl- bzw. Gaskessel als Reserve zu haben.
• Für solche Tage wird es eine Reserve an fossilen Kraftwerken
geben, die dann sehr teuer Strom erzeugen wird (hohe Kapitalkosten
wegen der kurzen Laufzeiten).
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 22Verwendung der Stromüberschüsse
Nebenstehendes Diagramm zeigt einen wind- und sonnenreichen Tag bei den im
Jahre 2019 installierten Wind- und PV Kapazitäten*.
* PV: ca. 48 GW, Überschuss [GWh]: 0,0 ∅leistg. [GW]: 70,00
Wind: ca. 60 GW
Tagesverlauf Stromerzeugung und -bedarf
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Grundlast Wind PV fossil Verbrauch
Verbrauch [GWh]: 1680,0
Erzeug. fossil [GWh]: 442,3
Erzeug. fossil [%]: 26,3%
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 23Verwendung der Stromüberschüsse
Nebenstehendes Diagramm zeigt das gleiche Diagramm wie auf der
vorherigen Seite, aber mit verdoppelter PV-Leistung (ca. 96 GW installiert).
• Es gibt nun einen Stromüberschuss von Überschuss [GWh]: 216,0 ∅leistg. [GW]: 70,00
216 GWh an diesem Tag.
Tagesverlauf Stromerzeugung und -bedarf
• Zum Vergleich: Die deutschen Pump- 140
speicherkraftwerke können ca. 33 GWh 120
speichern. 100
80
• D.h. diese reichen nicht aus, um den 60
Überschuss zu nutzen. 40
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• Frage: Wie viel Strom brauchen die 0
deutschen Autos, wenn alle 40 Mio. PKW
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Elektroautos wären? Grundlast Wind PV fossil Verbrauch
• Tagesfahrleistung = 40 km
Verbrauch [GWh]: 1680,0
• Verbrauch = 20 kWh / 100 km = 0,2 kWh/km Erzeug. fossil [GWh]: 352,8
Erzeug. fossil [%]: 21,0%
• E = 40*106 * 40 km * 0,2 kWh/km = 320 GWh
• D.h. ca. 2/3 des Strombedarfs des gesamten deutschen
Autobestandes könnte mit dem Überschuss geladen werden.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 24Verwendung der Stromüberschüsse
Nebenstehendes Diagramm zeigt das gleiche Diagramm wie auf der vorherigen Seite,
aber nun mit ebenfalls verdoppelter Windleistung (ca. 120 GW installiert).
• Es gibt nun einen Stromüberschuss von Überschuss [GWh]: 645,0 ∅leistg. [GW]: 70,00
645 GWh an diesem Tag. Tagesverlauf Stromerzeugung und -bedarf
• Damit kann der für den gesamten 160
140
deutsche PKW-Bestand benötigte 120
Ladestrom von 320 GWh bereitgestellt 100
80
werden (siehe Rechnung auf vorheriger Folie). 60
• Danach bleibt noch ein Überschuss von 40
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ca. 325 GWh übrig. Damit kann nun 0
geheizt werden (P2H) oder H2 erzeugt
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werden (P2G). Grundlast Wind PV fossil Verbrauch
• Fossile Erzeugung nun nur noch 2,5% Verbrauch [GWh]: 1680,0
Erzeug. fossil [GWh]: 41,6
• Zu bedenken: Das Beispiel zeigt einen Erzeug. fossil [%]: 2,5%
sonnen- und windreichen Tag. Auch bei den genannten installierten PV- und
Windkapazitäten wird oft wesentlich weniger PV- und Windstrom erzeugt werden.
• Dann müssen Gaskraftwerke einspringen, die aber mit H2 aus P2G laufen können
(d.h. auch REN).
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 25Wärmeanwendungen als Energiespeicher
• Üblicherweise gilt Wärmeerzeugung aus Strom als ineffizient, weil
der Strom mit Wirkungsgraden zwischen 45 % (Kohle) und 60% (Gas)
aus Wärme erzeugt worden ist.
• Vergleich von Strom als Wärmequelle mit Erdgas: Wird eine kWh
Strom (in Zeiten mit Stromüberschuss) in einem Haus mit Gasheizung
zur Heizung benutzt, so ersetzt sie 1 kWh Erdgas. Aus dem
eingesparten 1 kWh Erdgas kann bei Bedarf wieder 0,6 kWh Strom
erzeugt werden (Kraftwerkswirkungsgrad 60 %).
• Würde man die 1 kWh Strom stattdessen mit H2 speichern und dann
bei Bedarf zurückverstromen (P2G), dann würde bei einem round trip
Wirkungsgrad von 40% nur 0,4 kWh Strom zurückgewonnen.
• Das Verheizen des überschüssigen Strom (P2H) ist also effektiver als
die Speicherung in H2 (P2G).
• Die dazugehörige Infrastruktur (Wassertank und Heizstab) ist sehr
preiswert.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 26Das Klimaschutzpaket der
Bundesregierung
• Am 20.09.2019 beschließt die Bundesregierung ein Klima-
schutzpaket, mit dem ein Rückgang der Deutschen CO2-
Emissionen ausgelöst werden soll.
• Das Paket wird sofort als zu zaghaft kritisiert.
• Beispiel CO2-Bepreisung: Ab 2021 soll eine t CO2 mit 10€
besteuert werden. Das entspricht ca. 3 cent pro Liter
Benzin/Diesel.
• Rechnung: für 1 t CO2 muss 278 kg C verbrannt werden; so viel ist in 327 kg Diesel
enthalten; das sind 389 Liter; also 10 € pro 389 Liter = 2,57 cent / Liter Diesel
• Ob das eine Lenkungswirkung entfalten wird, darf bezweifelt
werden.
• Interessant: der VDMA fordert 110 €/t, das sind ca. 28,3 cent/L
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 27Das Klimaschutzpaket der
Bundesregierung
• Neben der Besteuerung von CO2 enthält das Klimaschutzpaket
viele weitere Maßnahmen, z.B.:
• Verringerung der MwSt. auf Bahntickets (Bahnfahren
verbraucht wenig Energie im Vgl. zum Auto oder Flugzeug)
• Zusätzliche Gebühren auf Flugreisen
• Förderung der Elektromobilität durch Verlängerung der
Kaufprämie und Aufbau von Ladeinfrastruktur
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 28Welche Veränderungen kommen
auf welche Branche zu?
Im Folgenden werden hier die Auswirkungen
auf vier Branchen diskutiert:
1. Verkehr, insbesondere Automobilbranche
2. Gebäude: Heizung, Dämmung, Digitalisierung
3. Stromerzeugung
4. Ernährung
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 291. Der Verkehrssektor
• Bei voller Auslastung haben die gelisteten Verkehrsmittel ca.
die folgenden Energieverbräuche (in Liter Benzinäquivalent pro
Passagier und 100 km):
• Fernbus: 0,5
• Auto: 2,0
• Bahn: 2,5
• Flugzeug 3,0
• Bei realistischer Auslastung ist der Bus weiterhin vorn und
Bahn, Auto und Flugzeug ca. gleichauf.
• Aber: Die Bahn fährt über 95% mit Strom, und der wird von
Jahr zu Jahr grüner (in 2018: 38 % Erneuerbare Energien, EE)
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 301. Der Verkehrssektor
Automobile:
• Elektroautos ermöglichen den Einsatz von nichtfossiler Energie:
• Batterieelektrisch: Laden mit Strom aus EE
• Wasserstoff: Wasserstoff aus Strom aus EE
• Wie ist das heute?
• Deutscher Strommix in 2019: ca. 40% EE
• Deutsche Wasserstofferzeugung: nur ca. 5% aus Strom, der
Rest aus fossilen Energien, meist Erdgas
• Aber: Der Strom wird immer grüner, und der Wasserstoffanteil
aus Strom wächst ebenfalls.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 311. Der Verkehrssektor
Automobile:
• Was ist besser? Batterieelektrisch oder Wasserstoff?
• Wasserstoffautos sind auch Elektroautos. Der Strom für den
Elektromotor wird durch die Oxidation von Wasserstoff in einer
Brennstoffzelle, BZ an Bord erzeugt.
• Vorteil Wasserstoff: Wasserstoff speichert ca. 150 mal mehr
Energie pro Kilogramm als eine LiIon Batterie. D.h. eine 100
kWh Batterie (z.B. Tesla Model S) wiegt 500 kg, während
dieselbe Energie in nur 3 kg Wasserstoff gespeichert ist.
• Nachteil Wasserstoff: Strom wird in Wasserstoff verwandelt
(Elektrolyse) und danach in der BZ wieder in Strom zurück.
Dabei kommt am Ende ca. 1/3 des ursprünglich vorhandenen
Stroms wieder heraus. Bei einer LiIon Batterie kommt 95% des
Stroms wieder heraus.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 321. Der Verkehrssektor
Automobile:
• Welche Technologie wird das Rennen machen?
• Kurzstreckenfahrer werden batterieelektrisch fahren.
• Langstreckenfahrer und Mischnutzer werden die BZ
bevorzugen.
Meine Prognose:
• Die meisten Fahrzeuge werden eine Mischung an Bord haben:
• Batterie für die kurzen Strecken und BZ plus Wasserstofftank
für die langen Strecken (Die BZ also als Range Extender, REX)
• So kann man die hohe Effizienz der Batterie mit der hohen
Reichweite durch Wasserstoff miteinander verbinden.
• Die BZ braucht nur eine kleine Leistung zu haben (ca. 30 kW),
weil die Batterie als Puffer für die Leistungsspitzen dient.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 331. Der Verkehrssektor
Auswirkungen auf Automobilhersteller und Zulieferer:
Verlierer:
• Hersteller von Bauteilen für Verbrenner: Verbrennungsmotor,
Auspuff, Abgasreinigung, Einspritzsysteme, Luftfilter
• Infrastruktur: Tankstellen innerorts und an Landstraßen
Unverändert:
• Hersteller von Bauteilen, die jedes Auto braucht: Chassis,
Karosserie, Sitze, Licht, Armaturenbrett, Sicherheitssysteme
Gewinner:
• Hersteller von Bauteilen für den Elektroantrieb: E-Motor,
Leistungselektronik, Batterie, Kabelbäume
• Infrastruktur: Ladestationen, Abrechnungssysteme,
Geschäftsmodelle für Destination Charging, PV-Installateure
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 341. Der Verkehrssektor
Auswirkungen auf Autowerkstätten und -händler:
Handlungsempfehlungen: Das E-Auto kommt!
Händler:
• Wenn die vertretene Marke E-Autos anbietet sollte man diese
auch aktiv bewerben (in den Medien und im Ausstellungsraum)
• Jetzt entscheidet sich, welcher Händler als E-Auto Experte gilt,
und welcher nicht. Viele Händler nehmen den Trend nicht
ernst!
• Wenn Ihre Marke den Trend verpennt: Marke wechseln!
Werkstätten:
• Schulen Sie Ihr Werkstattpersonal auf E-Autos!
• Schaffen Sie entsprechende Werkzeuge und Diagnosegeräte an
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 352. Gebäudetechnik
Heizungstechnik:
Prognosen:
• Die Ölheizung geht schneller zurück als bisher. Verbot?
• Gasheizung gewinnt kurzfristig (Marktanteile vom Öl), aber
langfristig geht auch sie zurück
• Pelletheizung wächst stärker als bisher, hat aber auch ihre
Grenzen (teuer und Brennstoffbasis ist in D. begrenzt)
• Langfristiger Gewinner: Die Wärmepumpe! Das ist auch
politisch so gewollt wegen der Sektorenkopplung.
Stromüberschüsse werden „verheizt“ (power to heat, P2H)
• Fernwärme gewinnt in Gebieten dichter Bebauung. Moderne
Systeme mit KWK, P2H und großen Wärmespeichern.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 362. Gebäudetechnik
Heizungstechnik:
Handlungsempfehlungen:
Eignen Sie sich Wissen an zu:
• Pelletheizungen (vor allem bei Kesselleistungen > 50 kW)
• Wärmepumpen (Luft und Boden, incl. des Wärmekollektors)
• Fernwärmenetze und -übergabestationen
• KWK-Anlagen und evtl. Brennstoffzellen, BZ
• P2H
• Große Wärmespeicher
Verlierer:
• Ölkesselhersteller
• Öltankbauer und -sanierer
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 372. Gebäudetechnik
Wärmedämmung:
Prognosen:
• Der Bund wird umfangreiche Förderprogramme auflegen für
Dämmungen:
Gewinner:
• Fassadendämmer
• Fensterbauer
• Dachdecker
Handlungsempfehlungen für Firmen in diesen Branchen:
• Bereiten Sie sich auf einen Boom vor!
• Suchen Sie rechtzeitig Personal. Das wird knapp werden!
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 382. Gebäudetechnik
Photovoltaik, PV:
Prognosen:
• Bei steigendem Strompreis und weiter sinkenden Preisen für
PV wird die Installationsrate bald wieder das Niveau von 2010
erreichen.
• Batteriespeicher werden verstärkt eingebaut
• E-Auto Laden mit PV-Strom ist stark im Kommen
Handlungsempfehlungen für Firmen in diesen Branchen:
• Erwerben Sie Wissen über die Schnittstelle PV – Ladestation.
• Wichtig: Steuerungssoftware für Lademanagement
• Bi-direktionales Laden, d.h. der Strom aus der Autobatterie
kann im Haus genutzt werden: ∅ Haushalt verbraucht 10 kWh
pro Tag. Das kann eine volle Tesla Batterie (100 kWh) gut eine
Woche lang bereitstellen.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 393. Kraftwerke
Prognosen:
• Kohlekraftwerke werden vor 2038 vom Netz gehen (schade um
die neuen Kohlblöcke in Datteln und Hamm-Uentrop)
• PV-Ausbau bald wieder mit 7 GW pro Jahr
• Wind-Ausbau an Land bald wieder bei 5 GW pro Jahr (wie bis 2017)
• Wind-Ausbau Offshore mit 2 GW pro Jahr
• GuD Kraftwerke werden bald wieder gebaut werden (zur Zeit
geht es denen noch schlecht)
• Gaskraftwerke werden ab 2025 umgerüstet für
Wasserstoffbetrieb (umschaltbar, dual fuel)
• Dezentrale KWK-Anlagen als sichere Kapazitätsreserve
• Schnellerer Netzausbau (auch grenzüberschreitend)
• Stromspeicher (PSKW, P2G, P2H)
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 403. Kraftwerke
Gewinner:
• PV-Projektierer und Installateure
• Wind-Projektierer, Hersteller und Installateure (und Wartung)
• Stromnetz-Projektierer und Installateure
• KWK-Anlagen mit P2H: Hersteller und Installateure
• Elektrolyseur-Planer und Hersteller
• Smart Grid: Zähler, Installation, Software
• Brennstoffzellenhersteller und Installateure
• Wasserstoff-Infrastruktur
Verlierer:
• Kohlekraftwerke: Hersteller, Anlagenbauer, Betreiber
• Kohlehändler und -transporteure
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 414. Ernährung
Prognosen:
• Rückgang des Fleischkonsums
Wünschenswert aus energetischer Sicht:
• Mehr regionale Produkte kaufen (weniger Transport)
• Früchte dann kaufen, wenn sie Saison haben (≠ Erdbeeren im
Winter) => weniger Transport oder weniger beheiztes
Treibhaus
Der Mehrpreis von Obst und Gemüse außerhalb der natürlichen
Erntezeit geht fast vollständig in Energie (Kraftstoff für Transport oder
Brennstoff zur Heizung oder Bestrahlung von Gewächshäusern)
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 424. Ernährung
Warum verbraucht Fleisch als Nahrungsmittel mehr Natur als
pflanzliche Ernährung?
• Ein Tier muss ca. 9 Kalorien essen, um nach der Schlachtung
1 Kalorie an Fleisch bereitzustellen.
• Das gilt für Schweine, bei Rindern ist es eher 1 zu 14
• Bei Bio-Haltung ist das Verhältnis noch „schlechter“.
• Wenn man die Innereien nicht verwertet, ist das Verhältnis noch
„schlechter“.
• Der Deutsche deckt im ∅ 1/6 seines Energiebedarfes durch Fleisch.
• Landbedarf eines Vegetariers:
1 2 3 4 5 6
1 2 3
• Landbedarf eines ∅ dt. Fleischessers: 4 5 6 5 + 9 = 14
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 434. Ernährung
Lebensmittelhandel / Gastronomie:
Handlungsempfehlungen:
• Stellen Sie sich auf eine steigende Anzahl Vegetarier ein.
• Nehmen Sie auch vegetarische „Wurst“ in Ihr Programm auf
(siehe Erfolg von Rügenwalder Mühle).
• Es gibt in Deutschland bereits ca. 6 Mio. Vegetarier, Tendenz
steigend.
• Viehzuchtbetriebe: Anstehende Erweiterungspläne evtl.
momentan nicht umsetzen, sondern erst einmal abwarten.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 445. Stromverbrauch der Informations-
u. Kommunikationstechnik, IKT
• Weltweiter Anteil von IKT an den CO2-Emissionen: ca. 3,7%
• In Deutschland: IKT hat Stromverbrauch von 47 TWh p.a.
(entspr. ca. 7,8% des Gesamtstromverbrauchs von 600 TWh p.a., bzw.
1,2 % des gesamten Energieverbrauchs von 4000 TWh)
• Verbraucher sind: TV-Geräte, Computer (PC und Rechen-
zentren), Kommunikationsnetze (Handynetze, Internet)
• Nutzen von IKT:
Schnelle Informationsbeschaffung
Ersatz von Reisen
Abrechnungssysteme (Smart Grid)
• Große Verbraucher:
Streaming-Dienste
Bitcoin (Stromverbr. In 2018: 45 TWh enspr. 7,5% des dt. Stromverbr.)
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 45Fazit
• Der Klimawandel ist Fakt
• Somit sind auch die Gegenmaßnahmen der Regierungen Fakt.
• Unternehmer sollten die Maßnahmen beobachten und auf:
Chancen
Risiken
hin analysieren.
• Es nützt nichts den bevorstehenden Wandel abzulehnen.
• Für viele Branchen ergeben sich große Chancen.
Gebäudesektor, E-Mobilität, Wasserstoff, Infrastruktur, Windkraft, Photovoltaik,
Stromspeicher, Abrechnungssysteme, Share-Economy
• Diese gilt es zu nutzen!
• Überwiegen für meine Branche die Risiken, dann sollte man
rechtzeitig geeignete Strategien entwickeln.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 46Vielen Dank für Ihr Interesse.
ETR = Studiengang „Energietechnik und Ressourcenoptimierung“ an der HSHL
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel 47Wir brauchen eine CO2 Steuer
• Beim Verbrennen von Kohle, Öl und Gas entsteht CO2.
• 1 kg Kohle => 3,3 kg CO2
• 1 kg Öl => 3,1 kg CO2
• 1 kg Erdgas => 2,7 kg CO2
• Beispiel: Eine CO2 Steuer von 10 € pro Tonne ergibt folgenden Mehrpreis
für:
• 1 kg Kohle: 3,3 cent Nach 10 Jahren:
• 1 kg Öl 3,1 cent => 1 L Öl: 2,6 cent 52 cent / L
• 1 kg Erdgas 2,7 cent => 1 m³ Erdgas: 1,9 cent 38 cent / m³
• Die Grundregel hierbei:
Die Steuer muss aufkommensneutral sein, d.h. das Geld muss an
anderer Stelle an die Bürger zurückgegeben werden.
• Die Steuer muss kontinuierlich steigen. Z.B. 20 € / tonne p.a.
• D.h. nach 10 Jahren auf 200 € / tonne p.a.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 48Weltuntergang? Gab es noch nie!
• Diesen Spruch hört man oft von den Leuten, die uns erzählen wollen,
dass das alles schon nicht richtig schlimm sein wird.
• Der Spruch stimmt natürlich, denn wenn es schon mal einen gegeben
hätte, wären wir ja heute nicht hier!
• Klar, der Klimawandel wird die Welt nicht untergehen lassen.
• Er wird sie nur sehr stark verändern!
• Es werden halt einige Länder „absaufen“ oder unbewohnbar.
• Dort gibt es dann so etwas wie einen „lokalen Weltuntergang“ (da ist
dann mit dem Wort „Welt“ halt die Region gemeint, die eigene, kleine
Welt.)
• So etwas gab es in der Tat schon mehrfach in der Geschichte!
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel 49Weltuntergang? Gab es noch nie!
Der 30 jährige Krieg 1618 - 48 Hiroshima, 1945
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel 50Weltuntergang? Gab es noch nie!
Es ist also durchaus eine Frage,
wie man Weltuntergang definiert.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel 51Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel 52
Warum Deutschland?
• Die Energiewende bietet für Deutschland die Chance, in dem
extrem wichtigen Wirtschaftszweig der Energietechnik
weltweit eine Führungsrolle zu übernehmen („first mover
advantage“).
• Die für die Energiewende benötigten Technologien werden in
Deutschland bereits heute beherrscht.
• Entscheidend für Erfolg oder Misserfolg werden die
Weichenstellungen sein, die von den Entscheidern an den
jeweiligen Punkten vorzunehmen sind.
• Es gibt keinen Fahrplan bis zum Zielbahnhof.
• Wichtig ist, dass die Entscheider ein klares Mandat haben.
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 53Herstellung von Wasserstoff
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
Nr. 54Eine 3er Kaskade
Temperatur Meeres-
CO2 Gehalt der Erde spiegel
Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel
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