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07-08 | 2017

Special Erneuerbare

Special Erneuerbare Energien Installierte Leistung [GW] (Balken) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2020* China Deutschland Türkei Japan restl. Eurpopa restl. Welt Welt EU 28 auf dem Markt. Dabei scheint bei den On - shore-Anlagen das Größenwachstum nahezu zum Stillstand gekommen zu sein; hier dominieren nach wie vor Anlagen im Bereich von 3 bis maximal 5 MW den Markt [3]. Auch zeichnet sich ab, dass die Anlagen im Detail verbessert und unter anderem die Wartungsintervalle reduziert beziehungsweise die Verlässlichkeit erhöht werden. Demgegenüber ist zu erwarten, dass im Offshore-Bereich zukünftig deutlich über 5 MW hinausgehende Leistungen installiert werden dürften. Derzeit steht die Entwicklung der 8- beziehungsweise 9-MW-Klasse bei diversen Anlagenherstellern im Fokus [10]. Daneben konzentrieren sich die Entwicklungen im Offshore-Bereich auf eine weitere Material- und damit Kostenreduzierung sowie einen wartungsärmeren und betriebssicheren Betrieb. Ziel ist es, robuste Windkraftanlagen zu entwickeln, die bei den rauen Umgebungsbedingungen auf dem Meer verlässlich betrieben werden können. Parallel dazu wird weiterhin an entsprechenden Gründungen gearbeitet; hier scheint sich aber abzuzeichnen, dass der Monopile infolge der in den letzten Jahren erreichten Fortschritte (unter anderem Einsatz in größeren Wassertiefen) die Option der Wahl bleiben wird. Zusätzlich dazu laufen Forschungen im Bereich schwimmender Windkraftanlagen. Auch drängen mit dem globalen Wachstum der Windkraft immer mehr Hersteller auf den Markt; dies gilt insbesondere für Unternehmen aus dem asiatischen Raum. Dies führt zu einem stärkeren Wettbewerb und damit zu potenziell fallenden Preisen. Auch wenn 2016 die Zubaurekorde aus 2015 nicht erreicht wurden, dürfte die globale Windkraftnutzung auch 2017 und danach weiter ausgebaut werden. Weltweit sind noch ausreichend unerschlossene Standorte mit sehr guten Windverhältnissen und einfach realisierbarer infrastruktureller Anbindung vorhanden, und die Nachfrage nach elektrischer Energie wächst nach wie vor überproportional; hinzu kommt, dass die Strompreise in vielen Ländern vom fossilen Energiepreisniveau (das heißt dem Ölpreis) weitgehend entkoppelt sind. Aufgrund der zum Teil schwierigen wirtschaftlichen und / oder politischen Situation vor allem in einigen Ländern im asiatischen und amerikanischen Raum ist es trotzdem unwahrscheinlich, dass die Spitzenwerte von 2015 erneut erreicht werden können. Mit leicht reduzierten Zuwächsen könnten bis 2020 weltweit etwa 740 GW an Windkraftanlagen installiert sein; dabei wird die Offshore- Nutzung mit bis zu 35 GW (5 %) prognostizierter Anlagenlagen kapazität weiterhin ein (vorrangig auf die EU begrenztes) Nischendasein führen. Der weltweite Anlagenpark 2020 könnte nach Schätzungen zwischen 1 450 und 1 550 TWh Strom erzeugen, davon rund 130 bis 154 TWh von Offshore-Anlagen [11]. ? EU 2 400 2 100 1 800 1 500 1 200 900 600 300 Ende 2016 waren in der EU 154 GW in Windkraftanlagen installiert. Sie produzierten 303 TWh Strom (264 TWh on - shore und 37 TWh offshore); das entspricht etwas über 8 % der europäischen Stromnachfrage. Im Jahresverlauf wurden in der EU rund 12 GW neu installiert und etwa 0,5 GW Altanlagen stillgelegt [12]. Der größte Einzelmarkt ist, wie auch in 0 Jährlich erzeugte Wärmeenergie [PJ] (Linien) Bild 3 Solarthermische Anlagen zur Raumwärme- und Warmwasserbereitstellung (* Abschätzung; eigene Abbildung) [9; 13]. den Vorjahren, Deutschland mit 5,4 GW neu errichteter Leistung und einer insgesamt installierten Kapazität von rund 50 GW (dies entspricht einem Zuwachs von knapp 11 % in 2016). Das UK hat unter den Staaten, die eine Offshore-Windstromerzeugung realisieren, 2016 die Spitzenposition mit etwa 5,2 GW inne. Darauf folgt Deutschland mit 4,1 GW und Dänemark mit 1,3 GW. Die Niederlande verdreifachte ihre Offshore-Aktivitäten im Vergleich zu 2015 auf 0,9 GW. In Belgien (0,7 GW) und Schweden (0,3 GW) waren dagegen keine neuen Offshore-Aktivitäten zu verzeichnen [12]. Auch in den kommenden Jahren wird die Windkraftnutzung in den EU-Staaten on- und offshore weiter ausgebaut werden. Wird die aktuelle Entwicklung für die nächsten vier Jahre fortgeschrieben, könnten 2020 in der EU rund 190 bis 210 GW installiert sein, wovon sich etwa 31 GW (rund 15 %) im Offshore-Bereich befinden. Damit wäre dann insgesamt eine potenzielle Stromerzeugung von etwa 375 bis 410 TWh/a möglich. Solarenergie Solarenergie kann klein- und großtechnisch zur Wärme- und/oder Strombereitstellung genutzt werden. Die entsprechenden Optionen werden nachfolgend diskutiert. Wärmeerzeugung ? Welt Solarthermische Systeme zur Heißwasser- und – eingeschränkter – zur Raumwärmebereitstellung wurden auch 2016 global weiter ausgebaut. Die weltweit installierte thermische Leistung lag 2016 bei insgesamt etwa 471 GW. Damit betrug der potenziell erzielbare solare Nutzenergieertrag rund 1 350 PJ (2016) (Bild 3). In Bezug zur installierten Leistung liegt die solarthermische Wärmenutzung damit deutlich vor der solarthermischen und photovoltaischen Stromerzeugung (siehe auch folgende Kapitel). Weltweit wird die solare Wärmenutzung in 127 Ländern aktiv betrieben, dennoch stellten Ende 2016 nur drei Länder 76 % der global installierten Anlagenkapazitäten (China 337,2 GW, Türkei 15,1 GW, Deutschland 13,7 GW). Allein 36,7 GW wurden im Verlauf des Jahres 2016 neu 12 BWK Bd. 69 (2017) Nr. 7/8

Erneuerbare Energien Special hinzugebaut. Zu den TOP-5-Ländern, die diesen Beitrag leisteten, zählen China (27,7 GW), die Türkei (1,5 GW), Brasilien (0,9 GW), Indien (0,9 GW) und die USA (0,7 GW). Dabei handelt es sich zu etwa 90 % um kleine, dezentrale Anlagen zur Brauchwarmwasserbereitung primär für den Einsatz in Wohngebäuden. Anlagen, die zur Erwärmung von Swimmingpools oder zur Unterstützung von Heizenergie eingesetzt werden, sowie in einem Nahwärmeverbund betriebene Anlagen sind global gesehen eher von untergeordneter Bedeutung [9; 13]. Die größte Zubaurate mit einer neu installierten Leistung von fast 27,7 GW weist 2016 China auf; hier kann Solarenergie aus Anlagen von insgesamt 337 GW genutzt werden. Damit brachte China mit 75 % und einem deutlichen Abstand zum Zweitplatzierten (Türkei mit 4 %; 1,5 GW Zubau) die weltweit meisten Neuinstallationen auf den Weg, und dies obwohl der Ausbau solarthermischer Anlagen in China rückläufig ist. Im Vergleich zum Jahr 2014 mit 44,5 GW Neu - installationen hat sich der Zubau sogar nahezu halbiert; deshalb wurde auch die Prognose für die weitere Entwicklung bis 2020 deutlich korrigiert. Der neue 5-Jahres-Entwicklungsplan der chinesischen Regierung strebt bis 2020 den Betrieb von 590 GW an solarthermischen Anlagen an. Aus Sicht der aktuellen Zubauzahlen aus anderen Ländern erscheint der Plan durchaus ambitioniert. Vor dem Hintergrund der weltweit gesunkenen Ölpreise sowie der zunehmenden Konkurrenz zur Wärmebereitstellung mittels Wärmepumpen und Photovoltaik (aufgrund gesunkener Investitionskosten) waren im Jahr 2016 in den meisten Solarmärkten die Neuinstallationen mindestens leicht rückläufig. Die Ausnahmen zu diesem Trend stellen Dänemark, Indien und Mexiko dar, die ein positives Wachstum zwischen 84 beziehungsweise 6 % aufweisen. Dänemark punktete 2016 vor allem mit seinen optimierten Rahmenbedingungen (unter anderem hohe Steuern für die Nutzung von fossilen Energieträgern), die es Investoren ermöglichte, 31 neue Nahwärmenetze und fünf Anlagenerweiterung zu realisieren (gesamt: 347 MW). Darunter befinden sich auch das weltweit größte und zweitgrößte solarthermische Kraftwerk mit 110 MW und 49 MW (Tabelle 1). In Dänemark stieg damit die Gesamtkapazität auf etwa 1,1 GW, wovon der Großteil der Anlagenkapazitäten (0,9 GW) in Nahwärmenetzen installiert ist [9]. BWK Bd. 69 (2017) Nr. 7/8 Tabelle 1 Weltweit größte Photovoltaikkraftwerke [23]. Land Indien Der Großteil der weltweit installierten solar- China Indien thermischen Anlagen Indien ist als Naturumlaufsystem konzipiert und Indien wird zur Warmwasser- bereitstellung genutzt. In schon länger etablierten Märkten, wie beispielsweise in Japan, setzt bereits ein Austausch von Bestandsanlagen ein, weshalb teilweise mehr als ein Viertel der neu errichteten Anlagen ineffiziente oder kaputte Altanlagen ersetzten und deshalb die gesamte installierte Leistung 2016 nur unterproportional zugenommen hat. Da insbesondere in Ländern mit einer vergleichsweise hohen Solarstrahlungs - intensität zum Teil noch erhebliche Potenziale vorhanden sind, solarthermische Systeme zu installieren, ist in den kommenden Jahren mit einem weiteren Ausbau und einer zunehmenden Modernisierung vorhandener solarthermischer Systeme vor Projekt Andhra Pradesh Karnataka Longyangxia Dam Solar Park Telangana Solarpark Kamuthi (Tamil Nadu) Kraftwerksservice Industrieservice Installierte elektrische Leistung in MW 1 294 882 850 759 648 allem zur Warmwasserbereitstellung zu rechnen. Deshalb hat sich beispielsweise in einigen südeuropäischen Ländern die Installation einer solarthermischen Brauchwassererwärmung inzwischen zur Standardlösung im Neubau entwickelt. Demgegenüber ist es eher unwahrscheinlich, dass global betrachtet solare Nahwärmesysteme und / oder eine solare Prozesswärme- und Kälteerzeugung aufgrund der niedrigen Energiepreise bis 2020 ihre Marktbedeutung deutlich verbessern könnten [14]. Mit dem jährlichen Zubau der vergangenen fünf Jahre könnten global bis 2020 zwischen 750 und 850 GW installiert sein. Dies würde einer potenziellen jährlichen Nutzenergiebereitstellung zwischen 2 200 Apparatefertigung/-service BORSIG Service GmbH www.borsig.de/bs Egellsstraße 21, 13507 Berlin Tel.: 030 / 4301-01, Fax: 030 / 4301-2771 E-Mail: info@bs.borsig.de

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