Erneuerbare Energien in der Landwirtschaft · Nickel-Clorid-Batterie Natrium überall verfügbar, deutliche Kostensenkung, breite Marktein-führung möglich Schnellladetechnologie

1 | 15. März 2019 | Dr. Kerstin Jäkel

Erneuerbare Energien in der Landwirtschaft

InnovationHub

Foto: LfULG; Pumpspeicherwerk Markersbach

2 | 15.März 2019 | Dr. Kerstin Jäkel

1. Stand der Energiewende und Ziele

Gliederung

2. Anwendungsmöglichkeiten in der Landwirtschaft

3. Projektziele und Anforderungen an die Umsetzung

4. Zusammenfassung


Erneuerbare Energie-

träger am Bruttoendverbrauch in Europa (2017 und Ziel 2020)

Quelle: Eurostat (Pressemitteilung 27/2019)

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Luxe

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Anteil in %

2017

2020 Zielwert


Anteil der

erneuerbaren Energie am

Primärenergieverbrauch

12,6

9,1

4,5

2,5

Deutschland

Sachsen

Deutschland

Sachsen

2004

2016*

2016* – vorläufige Daten, Daten für Deutschland - Stand: 09/2017

Quelle: Sächsisches Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr;

Bericht Energiedaten 2016


Quelle: Statistisches Landesamt des Freistaates Sachsen, Kamenz, Februar 2017 -

Bruttostromerzeugung

aus erneuerbaren

Energien in GWh

95

1.961

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Biomasse/-gas

Photovoltaik

Windkraft

Wasserkraft


Anbauflächen

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

2012 2013 2014 2015 2016

Fläche in ha Getreide

Winterraps

Silomais

Kulturen zur Grünernte, Feldfutter (außer Mais)

Zuckerrüben

Sonnenblumen

Öllein

54,3 %

im Jahr 2000 im Jahr 2016

54,3 %

18,3 %

11,2 %

5,5 %

1,8 %

0,02 %

- Energie- und Rohstoffpflanzen haben die Anbauverhältnisse kaum verändert

- die Ackerfläche ist gegenüber dem Jahr 2000 ~ 20.000 ha geringer

13,1 %

7,6%

5,4 %

0,2 % 0,2 %

1,4 %


Quantitative Ziele der

Energiewende 2020 2030 2050

Treibhausgasemissionen - 40% - 55% Neutral

-ität

Energieeffizienz

Primärenergieverbr. (gegenüber 2008) - 20% - 50%

Stromverbrauch - 10% - 25%

Erneuerbare Energien

Endenergieverbrauch 18% 30% 60%

Stromverbrauch 35% 65% 80%

Wärmesektor 14%

Verkehr 10% 14%*

Zahl Elektrofahrzeuge 1 Mill 6 Mill

Quelle: AEE

* Obergrenze für Anbaubiomasse 7%

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Gliederung



4. Zusammenfassung


Betriebsbeispiel

intelligent vernetzen

Energieerzeugung LW - Betrieb

Strom – 1,4 Mio. kWh

• Verwaltung

• Ställe

• Werkstatt

• Lagerhaus

• Getreidetrocknung

• Küche

• LM-Verarbeitung • •••

Diesel – 9,8 Mio. kWh

Heizöl – 444.600 kWh

Flüs.gas – 33.000 kWh

Summe 11,68 Mio. kWh

Energieverbrauch

PV-Anlage – 600.000 kWh

Biogas

– 4,4 Mio. kWh

Windkraft – (Wunsch)

Notstromaggregat

zz. Diesel

zukünftig Akku mit

Schnellladetechnik

und universellem

Adapter

Ländlicher Raum

- Gasnetz

- ÖVP

CH4

Wärme

Strom

H2


neue Möglichkeiten

neue Konzepte für Biogasanlagen

Stand der

Technik

Neuheit Vorteile

gängige

Erzeugung

von Strom

und Wärme,

Direktein-

speisung

bei größeren

Anlagen

Zeit drängt –

Auslaufen

des EEG

direkte

Verwendung

des CH4,

zugängig auch

für kleinere

Anlagen

unanhängig von

EEG-Stromein-

speisung,

Nutzung

der gesamten

Energie,

Kraftstoff

für alle Motoren

– Landtechnik,

Nutzung in

Brennstoffzellen

Fotos: Fraunhofer, IKTS


neue Möglichkeiten

Brennstoffzellen chemische Energie wird direkt in elektrische Energie umgewandelt,

hohe elektrische Wirkungsgrade, wartungsarm, hohe Flexibilität

und Effizienz, hohe Bandbreite der Leistungsbereiche, schnelle

Aufladung, kaum Emissionen, modulare Bauweise

Stand der

Technik

Neuheit Vorteile

noch zu teuer,

Niederdruck

PEMFC –

Brennstoff nur H2,

nur wenige

Anwendungsbei-

spiele in der

Praxis

SOFC

Hochtemperatur-

Brennstoffzelle,

verschiedene

Brennstoffe

können

verwendet

werden – z.B.

CH4, NH3

bessere Nutzung

kostengünstiger

Energiequellen,

viele An-

wendungsbe-

reiche möglich –

auch netzfern



neue Möglichkeiten

Power to Gas, to Liquids, to Heat, to Power

Stand der

Technik

Vorteile

bisher kaum

Praxisbeispiele,

v.a.

Demoprojekte

Ausgleich großer

Netzschwankungen,

Energiespeicherung durch

Erzeugung von Kraft- und

Brennstoffen wenn kein Strom

benötig wird,

Erzeugung von H2, CH4 und

CH3OH,

Nutzung von CO2 aus Abgasen



neue Möglichkeiten

neue und verbesserte Energiespeicher

Stand der

Technik

Neuheit Vorteile

Lithium-

Batterien,

teuer,

z.T. umwelt-

schädlicher

Abbau

Natrium-

Nickel-Clorid-

Batterie

Natrium überall

verfügbar,

deutliche

Kostensenkung,

breite Marktein-

führung möglich

Schnellladetechnologie

bei Elektroautos

z.Z. mind. 1,5 h

Ladezeit

deutlich

geringer,

automatisierte

Nachladung

bessere Effizienz,

Wirtschaftlichkeit

und Flexibilität,

Lastspitzenkappung




Gliederung


3. Projektziele und Anforderungen an die

Umsetzung

4. Zusammenfassung


Projektziele

Evaluierung und Entwicklung von Konzepten für optimale

energetische Versorgungsstrategien und Wertschöpfungsketten

Bewertung der energetischen Konzepte für die Landwirtschaft (Systemkopplung und Dekarbonisierung)

Bewertung verschiedener Speichersysteme und deren

optimierte Nachladung sowie der Ladeinfrastruktur

umfassende Bewertung zu Mobilitätskonzepten

Entwicklung einiger umsetzungsreifer Konzepte

1. Schritt: optimale Versorgungs-

strategien identifizieren

2. Schritt: Umsetzung einiger Projekte


Anforderungen an die

Energiewende hohe Versorgungssicherheit (kontinuierlich, speicherbar,

regional verfügbar) in gewünschter Qualität mit geringen

Abhängigkeiten

wirtschaftliche Bereitstellung, Stärkung heimische

Wirtschaft, bezahlbar für Nutzer, Wachstum, Wohlstand

hohe Energieeffizienz und Flexibilität bei der gesamten

Erzeugungskette

technisch erprobte, bedarfsgerechte Verfahren (Herstellung

und Umwandlung), schließen von technischen, fachlichen und

rechtlichen Lücken

Einhaltung von umweltrechtlichen Vorschriften

und Nachhaltigkeitskriterien

Klimaschutz ist der beste Naturschutz


ein breiter Technologiemix führt zu deutlich geringen

Mehrkosten gegenüber einer kompletten Elektrifizierung

Ausbau technologieoffen und gleichberechtigt,

alle Optionen prüfen, Vielfalt und Redundanz

Anpassung des Ausbaus EE an den Stromnetzausbau

vereinheitlichen

Digitalisierung bietet für Energiewende

neue Chancen und Geschäftsfelder

Kaskaden- und Koppelnutzung

gleichzeitig ökologische Modernisierung (praxisgerecht)

Ländlicher Raum muss moderner und

zukunftsfähiger werden

Notwendigkeiten zur

Umsetzung

Foto: Fraunhofer, IKTS



Gliederung



4. Zusammenfassung


Zusammenfassung

Sachsen braucht neue Ziele für Bioökonomie

und Wertschöpfung im Ländlichen Raum

klimaneutrale erneuerbare Energieversorgung

Reform der Umlage- und Abgabesysteme

im Energie- und CO2-Bereich

breiter Technologiemix

regionale (dezentrale) Kreisläufe und Netzwerke

Kaskadennutzung, Sektorkopplung

mit intelligenter Vernetzung, Speichersysteme mit

Schnellladetechnologie, erneuerbare Mobilität

Digitalisierung – Motor und 2. Säule der

Energiewende

Foto: Fraunhofer, IKTS


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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Erneuerbare Energien in der Landwirtschaft · Nickel-Clorid-Batterie Natrium überall verfügbar, deutliche Kostensenkung, breite Marktein-führung möglich Schnellladetechnologie