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07-08 | 2015

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Special Erneuerbare

Special Erneuerbare Energien Kumulierte PV-Leistung einzelner Länder in GW dies gilt für die Anlagentechnik, die für die rauen Bedingungen auf See im Vergleich zu einer Onshore-Installation robuster und wartungsärmer ausgelegt werden müssen, und für neue Logistik- und Technikkonzepte beim Aufbau der Anlagen. Unterstellt man für die kommenden Jahre nur die Hälfte des Wachstums der letzten fünf Jahre (zwischen 7 und 8 %/a), könnten 2020 weltweit knapp 570 GW an Windkraftanlagen installiert sein. Dieser Anlagenpark würde bei unterstellten mittleren Volllaststunden von 1 800 bis 2 200 h/a zwischen 1 020 und 1 300 TWh/a Strom erzeugen. Dies inkludiert auch einen geringen und energiewirtschaftlich bisher kaum relevanten Beitrag der „kleinen“ Windkraft. ? EU 300 250 200 150 100 50 0 2010 2011 2012 2013 2014* … 2020* Deutschland Italien Spanien Japan USA China weltweit EU komplett Bild 4 Solarthermische Anlagen zur Raumwärme- und Warmwasser - bereitstellung (* Abschätzung) [5; 26]. In der EU war Ende 2014 eine Onshore- Windkraftanlagenleistung von 129 GW mit einer potenziellen Stromerzeugung zwischen 241 und 295 TWh (2014) verfügbar. 2014 wurden 11,8 GW an neuer Windkraftleistung installiert; dies entspricht gegenüber 2013 einem Zuwachs von 10 % [13]. Weiterhin ausgebaut wurde auch die Nutzung der Offshore-Windkraft. Ende 2014 waren in Großbritannien etwa 4,5 GW, in Dänemark etwa 1,2 GW, in Deutschland rund 1 GW und in Belgien etwa 0,7 GW in Windparks vor der Küste installiert (Bild 3). Die potenzielle Stromerzeugung dieses Anlagenparks lag zwischen 28,4 und 32,4 TWh (2014) bei einer gesamt installierten Leistung von 8 GW. Insgesamt waren in der EU somit 2014 etwa 129 GW in Windkraftanlagen in Betrieb, mit denen zwischen 241 und 295 TWh elektrischer Energie erzeugt wurden. Highlight: In Portugal wird ein Windpark mit einer Gesamtleistung von 25 MW geplant, dessen Anlagen auf einer schwimmenden Plattform installiert werden sollen. Der Vorteil ist, dass diese in tiefen Gewässern eingesetzt werden können, wo eine feste Gründung wirtschaftlich nicht darstellbar ist [13]. Auch in der EU wird die Windkraft zukünftig on- und offshore weiter ausgebaut. Die sich aktuell in Bau und in Planung befindlichen Projekte lassen eine Zunahme der Offshore-Windkapazitäten auf 35 GW bis 2020 erwarten [18]. Dieser Zubau wird sich voraussichtlich auf die europäischen Nord- und Ostseeanrainerstaaten (UK, SE, FI, DE, NL, BE) begrenzen. Wird von einem durchschnittlichen Wachstum der gesamten Windkraftnutzung von nur der Hälfte der letzten fünf Jahre ausgegangen (etwa 5 %/a), ergibt sich für 2020 eine installierte On- und Offshore-Leistung von etwa 175 GW. Damit könnten zwischen 315 und 390 TWh/a Strom erzeugt werden [19 bis 21]. Solarenergie Solarenergie kann klein- und großtechnisch zur Wärme- und Strombereitstellung genutzt werden. Die entsprechenden Optionen werden nachfolgend diskutiert. Wärmeerzeugung ? Welt 600 500 400 300 200 100 Solarthermische Systeme zur Heißwasser- und – eingeschränkter – zur Raumwärmebereitstellung wurden auch 2013 global weiter ausgebaut. Die weltweit installierte thermische Leistung stieg insgesamt auf 330 GW; der Großteil (326 GW) davon sind Wasserkollektoren und lediglich etwa 4 GW sind in Luftkollektoren installiert [5]. Der solare Nutzenergieertrag dieses Anlagenbestands lag bei 512 0 Gesamte PV-Leistung in GW bis 652 PJ (2013) (Bild 4). Mit dem mittleren Marktwachstum der Jahre 2009 bis 2013 (durchschnittlich 17,4 %/a) errechnet sich für 2014 eine neu installierte Kollektorleistung von rund 57 GW. Damit dürften Ende 2014 weltweit 383 GW in solaren Wärmesystemen installiert gewesen sein; die damit potenziell mögliche Nutzenergiebereitstellung liegt bei 600 bis 765 PJ (2014). Dabei handelt es sich meist um kleine, dezentrale Anlagen zur Brauchwarmwasserbereitung. Systeme mit Heizungsunterstützung sowie größere solarthermische Anlagen im Nahwärmeverbund sind global gesehen eher selten. China ist nach wie vor der größte Markt für solarthermische Wärme. Für die Jahre 2012 und 2013 wurde hier ein Marktwachstum von knapp 50 % berichtet [25]. Typische Anwendungsfälle sind private Haushalte und öffentliche Gebäude (50 und 20 % Marktanteil). Allein hier waren 2013 rund 217 GW mit einer potenziellen Wärmeerzeugung von 380 PJ (2013) – unter anderem aufgrund der günstigen Preise der Solarkollektoren im Vergleich zu Gas- oder Elektroboilern – installiert. Außerhalb von China ist Japan ein weiterer wichtiger asiatischer Markt für solarthermische Systeme; hier wurde die Anlagenkapazität im Verlauf des Jahres 2013 um 0,9 GW auf 5,2 GW Ende 2013 gesteigert. Außerhalb Asiens wurde die in solarthermischen Systemen installierte thermische Leistung in Brasilien, den USA, in Australien und in der Türkei merklich ausgebaut. Zum Beispiel hat sich der Markt in Brasilien im Laufe des Jahres 2013 mit knapp 1 GW neu installierter Leistung nahezu verdoppelt. Damit waren hier Ende 2013 etwa 7 GW in solarthermischen Anlagen installiert [5] (Bild 4; der hier für 2010 erkennbare Rückgang der Anlagenleistungen hat statistische Gründe). Die größten Hersteller solarthermischer Systeme befinden sich in China mit einer produzierten Anlagenkapazität von 50,1 GW (2013). Die meisten dieser hier produzierten Anlagen verbleiben aber im Land. Aber auch Indien hat durchaus beachtliche Herstellerkapazitäten. Die europäischen Hersteller stecken demgegenüber wegen günstiger Importe aus dem Ausland in einer Krise; die besten Zukunftsaussichten für Produzenten solarthermischer Systeme werden derzeit noch in Griechenland gesehen [5; 24]. Auch in den kommenden Jahren werden solarthermische Systeme vor allem zur Warmwasserbereitstellung insbesondere in Ländern mit hoher solarer Einstrahlung verstärkt genutzt werden. Bei- 10 BWK Bd. 67 (2015) Nr. 7/8

Erneuerbare Energien Special spielsweise hat sich in einigen Ländern Mitteleuropas die Installation einer solarthermischen Brauchwassererwärmung inzwischen zur Standardlösung im Neubau entwickelt. Zukünftig dürften auch Mehrfamilienhäuser zunehmend mit solarer Wärme versorgt werden. Offen bleibt, ob die solare Prozesswärmeerzeugung vor dem Hintergrund der gesunkenen Energiepreise Marktbedeutung erlangen kann [25]. Mit einem angenommenen jährlichen Ausbau von einem Drittel des Wachstums der letzten fünf Jahre (17,4 %/a) könnten global bis 2020 etwa 530 bis 540 GW installiert sein. Dies würde einer potenziellen Nutzenergiebereitstellung zwischen 840 und 1 030 PJ/a entsprechen (Bild 4). Diese eher konservative Schätzung könnte aber problemlos durch zum Teil bereits in einzelnen Staaten diskutierte Förderprogramme übertroffen werden. Beispielsweise plant China als der größte Markt für eine solare Wärmeerzeugung bis 2018 bis zu 475 GW in solarthermischen Anlagen zu installieren; dies würde einer Wärmeerzeugung von bis zu 850 PJ/a entsprechen [18]. Aber auch andere asiatische, südamerikanische und afrikanische Länder haben verbesserte Fördermaßnahmen für Solarsysteme in Aussicht gestellt. Damit wird dieser insgesamt doch erhebliche Ausbau der solaren Wärmeerzeugung im Wesentlichen von den Nicht-OECD- Staaten getragen. Machen Sie Ihrer Region die Energiewende kinderleicht. Danke, Wasserkraft! Marktes für die weitere Entwicklung nur die Hälfte des Wachstums der letzten fünf Jahre unterstellt (3,8 %/a), errechnet sich für die EU für Ende 2014 eine insgesamt installierte solarthermische Leistung von 32,6 GW und eine potenzielle Wärmebereitstellung zwischen 51 und 63 PJ (2014). Auch in der EU wird solare Wärme insbesondere in den südeuropäischen Staaten zukünftig stärker genutzt. Wird auch hier aufgrund der merklichen Marktabkühlung und der Griechenlandkrise nur ein Drittel des Wachstum der vergangenen fünf Jahre unterstellt (9,5 %/a), errechnet sich für 2020 eine installierte Leistung von rund 40 GW (das heißt 62 bis 77 PJ/a Wärme). Stromerzeugung Strom aus Sonnenenergie kann mit solarthermischen Kraftwerken und mit Photovoltaikanlagen erzeugt werden. Beide Optionen werden nachfolgend diskutiert. Solarthermische Stromerzeugung Kommerziell wird Strom solarthermisch bisher nur mit Solarfarmkraftwerken (das ? EU 2013 wurden in der EU nur 2,1 GW an neuer solarthermischer Leistung zugebaut; das entspricht knapp 3 Mio. m 2 . Verglichen mit dem Rekordjahr 2008 mit einem Zubau von mehr als 4 Mio. m 2 ist dies ein deutlicher Rückgang. Damit waren in der EU Ende 2013 etwa 31,4 GW (44,8 Mio. m 2 ) an thermischer Leistung installiert (das heißt 5,7 % mehr als 2012). Deutliche Zuwächse zeigten mit 728 MW Deutschland, mit 208 MW Italien und mit 192 MW Polen [26]. Wird aufgrund des schrumpfenden Immer mehr Menschen wollen günstigen, sauberen Strom: Als Ihr Partner versorgen wir Sie mit Strom aus 100 % Wasserkraft aus eigenen Kraftwerken in Deutschland und Österreich. Fragen Sie unsere Stromberater nach einer maßgeschneiderten Lösung. Mehr unter 089 890 560 oder www.verbund.de BWK Bd. 67 (2015) Nr. 7/8 VB_B2B_Deutschland_KIND_oS_2015_130x185.indd 1 13.03.15 13:49

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