VL13: Energieversorung der Zukunft Flashcards
Der globale Primärenergieverbrauch und globale Stromverbrauch werden in Zukunft “…”.
“…” decken aktuell den Großteil des Energiebedarfs.
“weiter ansteigen”
“Fossile Quellen”
Nenne zwei politische und zwei strategische Kernziele der Zielhierarchie der deutschen Energiewende.
Politische Kernziele
- Klimaneutralität bis 2045
- Kohle- und Atomausstieg
usw. usw.
Strategische Kernziele
- EE (Steigerung des EE-Anteils am gesamt Energieverbrauch sowie in den Sektoren (Strom, Gebäude, Verkehr))
- Energieeffizienz (Reduktion des Primärenergieverbrauchs, Steigerung der Energieeffizienz)
Für das Erreichen von THG-Neutralität ist die “…” des Endenergieverlaufs essentiell. Dies wird durch “…” erreicht.
“Reduktion”
“die Steigerung der Energieeffizienz”
Wahr oder falsch?
Auch in Deutschland sind die letzten THG-Emissionsminderungen höchstwahrscheinlich nur mit “…” erreichbar.
“negativen Emissionen von z. B. BECCS und DACCS”
Nenne tiefgreifende Veränderungen im Industriesektor, welche für das Erreichen von THG-Neutralität unumgänglich sind.
Industrie
- Weitreichende Elektrifizierung und Einsatz von Wasserstoff
- CCS-Infrastruktur für anders schwer zu dekarbonisierende Prozesse; Bsp. Kalk- und Zementindustrie (Prozessemissionen)
- Etablierung einer Kreislaufwirtschaft
(- 50% der Anlagen müssen in 10 Jahren erneuert werden)
Nenne tiefgreifende Veränderungen im Verkehrssektor, welche für das Erreichen von THG-Neutralität unumgänglich sind.
Mobilität
- Verstärkte Nutzung des ÖPNV, ÖPV, Fahrrad und zu Fuß
- Elektrifizierung des Verkehrs
–> 80% Neuwagen sind E-PKW in 2030
–> Verlagerung des Transportsektors auf die Schiene
–> Nutzung von H2, Biomethan, eFuels für Sonderanwendungen (Schiff- und Luftverkehr)
Nenne tiefgreifende Veränderungen im Landwirtschaftssektor, welche für das Erreichen von THG-Neutralität unumgänglich sind.
Landwirtschaft
- Verbesserung von Lagerung und Einsatz von neuen Ausbringungstechnologien
- Änderung der landwirtschaftlichen Produktionsweise
- Reduktion der Tierbestände
Nenne tiefgreifende Veränderungen im Wärmesektor, welche für das Erreichen von THG-Neutralität unumgänglich sind.
Wärme
- Höhere energetische Sanierungsraten
- Ab Mitte 2020 Fokus auf Wärmepumpen
- Keine Inbetriebnahme von Öl- oder Gasheizungen ab 2025
Nenne grundlegende Herausforderungen bei der Erreichung von THG-Neutralität im Stromsektor.
Strom
- Ausbau EE
(–> Weiterer, perspektivisch ambitionierterer Ausbau zur Erreichung der Klimaschutzziele
–> Substitution fossiler Einspeisung: Kohleausstieg, längerfristig Ausstieg aus fossilem Erdgas) - Aus- und Umbau der Stromnetze
(–>Erzeugungsschwerpunkte verschieben sich: Übertragungsnetzausbau
–> Einspeiseebenen verändern sich: Verteilnetzausbau
–> fortschreitende europäische Binnenmarktintegration
–> Bereitstellung von Systemdienstleistungen) - Förderung der Sektorenkopplung
(–> Aus der „Stromwende“ eine Energiewende machen, um Dekarbonisierung in allen Energie- und Wirtschaftssektoren zu ermöglichen) - Flexibilisierung und Speicherung
(–> Ausgleich der fluktuierenden Erzeugung aus erneuerbaren Energien durch Flexibilitätsoptionen
–> Entwicklung und Einsatz von Speichertechnologien) - Steigerung Energieeffizienz
(–> Deutliche Fortschritte benötigt, insbesondere auf der Verbraucherseite
–> Optimierung des Teillastverhaltens von Erzeugern)
Kohleausstieg in Deutschland “…” mit Öffnungsklausel für früheren Ausstieg.
1) Wie wird der schrittweise Ausstieg bei Stein- und Braunkohle umgesetzt?
2) Welcher externe Faktor könnte zu einem früheren Kohleausstieg führen?
“bis spätestens 2038”
1)
Steinkohle
- Stilllegung über Ausschreibungen der Entschädigungssummen
- Je früher der Zuschlag desto höher die Entschädigungssumme
- Ab 2027 über Ordnungsrecht
Braunkohle
- Festen Abschaltzeitpunkten; Entschädigungssummen; Bilaterale Verhandlungen
+ Löschung der freigewordenen Zertifikate im EU-ETS
2)
Steigende Zertifikatspreise im EU-ETS lassen Kohle-KW vollständig unwirtschaftlich werden
Nenne grundlegende Herausforderungen bei der Erreichung von THG-Neutralität im Wärmesektor.
- Ausbau EE
(–> Weiterer ambitionierter Ausbau
–>Substitution fossiler Bereitstellung in Gebäudewärme und Prozesswärme: Öl, fossiles Gas, Steinkohle) - Wärmenetze
(–> Umrüstung von Bestandsnetzen auf erneuerbare Einspeisungen
–> Bau neuer erneuerbarer Wärmenetzinfrastrukturen
–> Nutzung / Rückbau der vorhandenen Gasnetze und / oder Aufbau neuer Infrastrukturen für Wasserstoff) - Sektorenkopplung
(–> Die schwierig zu defossilisierenden Bereiche des Wärmesektors können durch Strom auf erneuerbare Energien umgestellt werden (Power-to-Heat, Power-to-Liquids, ggf. Power-to-Gas) → insbes. Prozesswärme) - Wärmespeicherung
(–> Flexibilisierung von erneuerbaren Kraft-Wärme- Kopplungsanlagen
–> Nutzung von existierenden Gasspeichern)
Nenne grundlegende Herausforderungen bei der Erreichung von THG-Neutralität im Mobilitätssektor.
- Ausbau EE
(–> Einsatz von nachhaltigen Biokraftstoffen auf Biomassebasis
–> Indirekte Nutzung erneuerbarer Energien durch Strom oder strombasierte Kraftstoffe (s. Sektorenkopplung)) - Energieeffizienz
(–> Deutliche Fortschritte benötigt
–> Effizientere Antriebstechnologien
(Elektromotoren)) - Mobilitätskonzepte
(–> Verkehrsvermeidung, insbesondere im Individualverkehr
–> Stärkung des ÖPNV und des Schienenverkehrs
–> Reduktion des Güterverkehrsaufkommens durch stärker regionale Wirtschaftskreisläufe Reduktion des Flugverkehrs) - Sektorenkopplung
(–> Der Verkehrssektor kann nach aktuellem Kenntnisstand nur durch stärkeren Stromeinsatz dekarbonisiert werden (Elektromobilität, strombasierte Kraftstoffe für Schwerlast- und Flugverkehr→Power-to- Liquids / Power-to-Gas))
“…” und “…” als Voraussetzung für THG-Neutralität
“Ausbau Erneuerbarer Energien”
“steigende Energieeffizienz”
Was versteht man unter Sektorenkopplung?
Sektorenkopplung
Ermöglicht die Defossilisierung weiter Teile des Energie- und Wirtschaftssystems und vor allem in den Sektoren Strom, Wärme, Mobilität, Chemie und Industrie durch:
a) Direkte oder indirekte Elektrifizierung durch Einsatz von erneuerbarem Strom sowie auf erneuerbarem Strom basierenden Energieträgern (“Power-to-X”)
b) Kopplung der Verbrauchssektoren untereinander
(Bsp. Abwärmenutzung oder erneuerbar betriebene KWK-Anlage)
Abb. Sektorenkopplung
- Stromsektor
- Wärmesektor
- Gas-Sektor
- Chemie-Sektor
- Verkehrs-Sektor
vgl. Folie 27
- Strom –> Wärme: PtH
(Bsp. Strom + Umgebungswärme/Geothermie –> (Groß-) Wärmepumpe, Elektrodenkessel –> Wärme, Warmwasser) - Strom –> Gas: PtG als Einspeisetechnologie
(Bsp. Strom –> Elektrolyse –> H2 –> Methanisierung –> Biomethan) - Gas –> Strom: PtG als Stromspeicher
(Bsp. H2/Biomethan –> Rückverstromung in Gasturbine, GuD-KW, Gasmotoren-KW, Brennstoffzellen-KW –> Strom) - Gas –> Wärme: PtG als Wärmespeicher
(Bsp. Biomethan –> Gasheizung –> Wärme, Warmwasser) - Gas –> Verkehr: PtG als Stromkraftstoff
(Bsp. H2 –> Brennstoffzellenmotor in einem Schiff –> Mobilität; H2 –> Fisher-Tropsch-Synthese –> eFuels, Bsp. Kerosin für Flugzeuge –> Gasturbine) - Strom –> Verkehr: Elektromobilität
(Bsp. Strom –> Lithium-Ion-Batterie + E-Motor –> Mobilität) - Strom –> Verkehr: PtL als Stromkraftstoff
(Bsp. Strom –> Elektrolyse –> H2 –> Fischer-Tropsch-Synthese –> eFuels (für Schiff- und Luftverkehr)) - Strom –> Chemie: Power-to-Chemicals als Einspeisetechnologie
(Bsp. Strom –> Elektrolyse –> H2 –> weitergehende Chemische Prozesse häufig C-Atome aus BECCS, DACCS bei organischer Chemie) - Gas –> Chemie: PtG als Rohstoffspeicher
(Bsp. Strom –> Elektrolyse –> H2 für Chemieprozesse) - Chemie –> Verkehr: Power-to-Chemicals als Kraftstoffspeicher
(Bsp. Strom –> Elektrolyse –> H2 –> Fischer-Tropsch-Synthese –> eFuels, Bsp. Kerosin für Flugzeuge))
