cooretec – rückgrat der energiewende?¶wener.pdf · erste struktur von cooretec ... 06 juni 2011...
TRANSCRIPT
› COORETEC – Rückgrat der Energiewende?AFI Plattform Fossile BrennstoffeWien, 5. Dezember 2014
Dr. Hubert HöwenerProjektträger Jülich
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Projektträger im Profil
› Wir arbeiten neutral und ohne eigene wirtschaftliche Interessen für die öffentliche Hand
› Wir setzen Forschungs- und Innovationsförderprogramme um
› Wir beraten bei der Ausgestaltung von Forschungs- und Förderprogrammen
› Wir vertreten Ministerien in nationalen und internationalen Gremien (z.B. IEA)
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Akteure im Forschungs- und Innovationssystem
Institutionen Forschung und Entwicklung
Bund
Bundesländer
Europäische Kommission
Öffentliche Hand Fördereinrichtungen
Stiftungen
Unternehmen
Hochschulen
Forschungsorganisationen (MPG, HGF, FhG, WGL)
Ressortforschungs-einrichtungen
Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)
Deutsche Forschungs-gemeinschaft (DFG)
Alexander von Humboldt-Stiftung (AvH)
Projektträger2,3 Mrd. € *
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Instrumente der Forschungs- und Innovationsförderung
Institutionelle Förderung
Leibniz-Gemeinschaft (WGL)
Helmholtz-Gemeinschaft (HGF)
Max-Planck-Gesellschaft (MPG)
Fraunhofer-Gesellschaft (FhG)
Bundes- / Landeseinrichtungen
Projektförderung
Projektträger
Deutsche Forschungs-gemeinschaft (DFG)
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Unsere Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
Forschung und Innovation
fördern
Forschung und Innovation
fördern
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Fördervolumen nach Auftraggebern in Mio. €
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Was ist COORETEC
› COORETEC ist eine Initiative des BMWi› COORETEC wurde / ist Bestandteil des Energieforschungs-
programms der Bundesregierung› COORETEC steht für COO REduktions TEChnologien› BMWi hat durch diese Initiative in den vergangenen
10 Jahren 538 Vorhaben mit einer Gesamtzuwendung von 271 Mio € gefördert
› Diverse Broschüren zu Empfehlungen und Stellungnahmen sind zu finden unter
› https://www.cooretec.de/
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Historisches
› Der Auftakt am 05./06.02.2002› Symposium "Wege zum emissionsfreien fossilen
Kraftwerk" in Berlin › Teilnahme von Minister Werner Müller› Einrichtung von 4 Arbeitsgruppen zur Vorbereitung einer
entsprechenden Konzeptstudie
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Die ersten Schritte
› Einrichtung von 4 Arbeitsgruppen zur Vorbereitung einer entsprechenden Konzeptstudie
› AG1 Wirtschaftspolitische Rahmenbedingungen › AG2 CO2-Abtrennung und -Verwendung› AG3 Konventionelle KW-Technologien› AG4 Unkonventionelle und visionäre Konzepte
› 03./04.07.2002 CO2-Workshop in Frankfurt (Lurgi)
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Etablierung von COORETEC
› Juni 2003 Übergabe Entwurf des COORETEC Berichtes an Staatssekretär Georg Wilhelm Adamowitsch
› Januar 2004 Veröffentlichung des Berichts "Forschungs- und Entwicklungskonzept für emissionsarme fossil befeuerte Kraftwerke" der COORETEC Arbeitsgruppen als Dokumentation Nr. 527 des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie
› 2002/2003 Etablierung des COORETEC Beirates und von 5 neuen Arbeitsgruppen
› CCS wurde seitens des BMWA als Schwerpunkt betrachtet, weil die gesteckten CO2-Emissionsziele ohne CCS nicht erreicht werden könnten.
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Erste Struktur von COORETEC
› Gliederung der neuen Arbeitsgruppen nach Prozessen und nicht wie bisher nach Komponenten › AG1 Kombi Kraftwerke
› AG2 Dampfkraftwerke
› AG3 Kraftwerke mit Kohlevergasung und CO2-Abtrennung (Pre Combustion Capture)
› AG4 Kraftwerke mit Sauerstoffverbrennung (Oxyfuel)
› AG5 CO2-Speicherung
› Gemeinsame Aktivität von Industrie, Forschung und Politik› Post Combustion Capture zunächst ausgeschlossen
wegen zu hoher Wirkungsgradverluste von 15 %-Punkten
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Emissionen
Wirkungsgrad
Erlaubnis zurCO2-Speicherung benötigt
CO2-Reduktiondurch Anhebung
des Wirkungsgrad
CO2-Abtrennungund Speicherung
2020
2000
2040 5 Arbeitsgruppen:
▸GuD
▸DKW (+Post Combustion)
▸ IGCC + CO2-Abtrennung
▸Oxyfuel
▸ Speicherung
Schritte in Richtung des emissionsarmen fossilen Kr aftwerks
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Paradigmenwechsel der Energiepolitik (2010)
Gestern: Breiter EnergiemixHeute: Erneuerbare Energien
Gestern: Offene EnergiemarktentwicklungHeute: Quantitative Vorgaben
Gestern: Internationale AusrichtungHeute: Vorreiterrolle Deutschlands
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Energiekonzept und Energiepaket
� 28. September 2010 Energiekonzept„Umweltschonende, sichere und bezahlbare Energieversorgung“
� 06 Juni 2011 Energiepaket„Beschleunigte Energiewende“
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Ziele des Energie Konzeptes der deutschen Regierung
Reduktion des Stromverbrauchs um ca. 25% gegenüber 2008Reduktion des Primärenergiever-brauchs um 50% gegenüber 2008Reduktion der Treibhausgasemissionen um 80 bis 95% gegenüber 1990
Ausbau der erneuerbaren Energienauf einen Anteil von
60% am Bruttoendenergieverbrauch und80% am Bruttostromverbrauch 0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
2020 2030 2040 2050
Share of RES - Primary Energy Consumption Share of RES - Power
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
1990 2008 2020 2030 2040 2050
GHG Reduction Power Reduction Primary Energy Consumption
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Anteil Deutschlands am weltweiten Primärenergieverb rauch
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060
Ruhrbesetzung
Weltwirtschaftskrise
Währungsreform
1. Ölpreiskrise
2. Ölpreiskrise
Wiedervereinigung
Wirtschafts- und Finanzkrise
2. Weltkrieg
BLUE Map: 1,04%
Prozent
Reichsgründung 1. Weltkrieg
Prognose IEA
Baseline: 0,76%BMWi
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Energieforschungspolitik: Instrument der Energiepolitik
� Verabschiedung neues Energieforschungsprogramm
� Stärkeres finanzielles Engagement
� Neue Akzente in der Energieforschung
Schlussfolgerung der beschleunigten Energiewende: wachsende Rolle von Forschung und Entwicklung
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
1974-1977 1977-1980
Meilensteine der Energieforschungspolitik
1981-1989 1990-1995 1996-2005 2005-2011 2011
Erstes Energieprogramm26. Sept. 1973,Fortschreibungen:23. Okt. 1974, 14. Dez. 1977, ...
Energiekonzept28. Sept. 2010,Fortschreibung:Energiepaket Juni 2011
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Leitlinien für die Forschungsförderung
1. Strategische Fokussierung:(Energieeffizienz / Erneuerbare)
2. Ressortübergreifende Zusammenarbeit(gemeinsame Ausschreibung „Energiespeicherung“)
3. Internationale Kooperation(SET-Plan Aktivitäten, IEA)
4. Abstimmung, Koordination und Transparenz(Aktivitäten der Bundesländer: z.B. Bayern, Cluster Rhein-Ruhr Power, ...)
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
BMWi, IIIC2
Struktur der Forschungsförderung im Energiebereich
Koordinierungsplattform
(Ressortkoordinierung,Zusammenarbeit mit den Ländern)
Programmatische Ausrichtungder Energieforschungspolitik
BMWi federführend
Projektförderung
BMWi BMU BMELV BMBF
Institutionelle Förderung
BMWi BMELV BMBF
Zusammenarbeit mit Wirtschaft
und Wissenschaft
Internationale Kooperation
(IEA, EU)
Informationssystem Energieforschung
(Monitoring)
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Interministerial Research Initiative
Grundlagen-forschung
BMBF
AngewandteForschung
BMWi
BMU
Energiespeicher Netze
Solares Bauen –Energieeffiziente Stadt
Wechselbeziehungen zu Forschungsinitiativen
außerhalb des Energieforschungsprogramms
Basic -Research
BMBF
AppliedResearch
BMWi
BMU
Energy Storage Power Grids
Solar Powered BuildingsEnergy Efficient Cities
Interrelationships to Research Initiatives
outside the Energy Research Programmes
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
BMWi, IIIC2
Fördermittel in Mrd. €
1,9 Mrd. €Σ 3,5 Mrd. €Σ
Fördermittel des Bundes für Energieforschung
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
Erneuerbare
Energieeffizienz
KernfusionNukleare Sicherheits-Endlagerforschung
Summe BReg.
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Rolle von Kraftwerkstechnologien im EFP
� Welche Rolle können und müssen Kraftwerkstechnologien im neuen Energiezeitalter spielen?
� Welche Aufgaben kommen ihnen in der Übergangsphase zu?
� Wo liegt FuE-Bedarf und wo ist eine gezielte staatliche Förderung notwendig?
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Ausgangslage im Kraftwerksbereich
Schrumpfende Verstromungfossiler Energieträger in DEU
Zunehmende Stromerzeugung ausfossilen Energieträgern weltweit
Zunehmendes Alter vonKW-Anlagen und längerer
Betrieb von Altanlagen
Schleppende Investitionen Neuanlagen(unsicheres Marktumfeld, lange Genehmigungs-verfahren, geringe gesellschaftliche Akzeptanz)
Steigende Anforderungen an Flexibilitätund Regelbarkeit von Kraftwerken
Höhere Anforderungen anUmwelt- und Klimaschutz
Zunehmende Entwicklung von Märktenfür KW-Technologien im Ausland
Gute Forschungsinfrastrukturin Deutschland
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Strategische Zielsetzungen der Kraftwerksforschung
� Systemintegration von Kraftwerksprozessen optimieren
� Flexibilität von Kraftwerksprozessen erhöhen
� Effizienz erhöhen
� Emissionen reduzieren
� Neue technologische Optionen erschließen
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
BMWi, IIIC2
COORETEC: CO2-Reduktions-Technologien
AG 1
EffizienteGas-, Kombi-und Dampf-kraftwerke
AG 2Vergasung von kohlenstoff-
haltigen Energieträgern
AG 3
CO2-Abtrennung
und Transport
AG 4
CO2-Speicherung
Arbeitsgruppe von COORETEC und dem GEOTECHNOLOGIENProgramm
Entwicklung und Optimierung von Turbomaschinen
Arbeitsgemeinschaft Turbomaschinen (AG TURBO)
COORETEC BeiratVertreter aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik
FuE für effiziente, flexible und emissionsarme Kraf twerksprozesse
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Beispiele von Forschungsthemen
� Dampfkraftwerke� Materialforschung und Entwicklung von Füge- und
Fertigungstechniken (700 °C und 350 bar)
� Erhöhung der Flexibilität
� Gasturbinen- und Kombikraftwerke� Kühlkonzepte, Wärmedämmschichten zur Realisierung von
über 1.500 °C Turbineneintrittstemperatur
� Aerothermodynamische Optimierung von Verdichtern
� Erweiterung des Brennstoffbandes (z.B. H2-reiche Gase)
� Kopplung mit Speichern (Wärme und/oder Druckluft)
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Beispiele von Forschungsthemen
� CCS-Technologien� Post-Combustion, Oxyfuel, Carbonate Looping, Chemical Looping
� Untersuchungen zur CO2-Speicherung (BMBF GEOTECHNOLOGIEN-Programm)
� Konzepte zur Regelung und Lastmanagement von Kraftwerken� Anforderungen an Lastflexibilitäten von Kraftwerken
� Weitere Aspekte� Stofflich-energetische Nutzung von Kohle� Neue Kohlevergasungstechnologien
� Leistungselektronik, Anwendung der Supraleitung
� ...
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
COORETEC Projekte Anteil der Themen seit 2004538 Vorhaben, 271 Mio Euro Zuwendung
91,3
34%
29,7
11%21,9
8%
22,3
8%
12,8
5%
48,5
18%
30,1
11%
9,4
3%
5,1
2%Effiziente Turbomaschinen
IGCC mit Pre-Combustion
Post-Combustion
Oxyfuel
Innovative Prozesse
Werkstoffqualifizierung
Flexibilität
CO2 Speicherung
Sonstiges
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
COORETEC Projekte zeitliche Entwicklung der Themen
0
5
10
15
20
25
30
35
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
Millionen
Werkstoffqualifizierung
Sonstiges
Post-Combustion
Oxyfuel
Innovative Prozesse
IGCC mit Pre-Combustion
Flexibilität
Effiziente Turbomaschinen
CO2 Speicherung
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Schlussfolgerungen
› COORETEC ist in Richtung Energiewende ausgerichtet› Forschung als Beitrag zur Versorgungssicherheit durch
zuverlässige Abdeckung der Residuallast › Ohne fossile Stromerzeugung kann Versorgungssicherheit
nicht gewährleistet werden› Geringe Laufzeiten bei gleichbleibend hohem Kapazitäts-
bedarf führen aber zu Problemen bei der Wirtschaftlichkeit› Flexibilität geht zu Lasten der Lebensdauer und damit auch
der Wirtschaftlichkeit› COORETEC liefert Unterstützung bei der Lösung dieser
Probleme
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Schlussfolgerungen
› COORETEC hatte gerade 10 jährigen Geburtstag› 1./2.Oktober Festsymposium im BMWI› Beteiligung auf Staatssekretärs Ebene› Bedeutung von COORETEC für die Energiewende wurde
herausgestellt
› COORETEC ist ein Pfeiler der Energiewende, der noch auf absehbare Zeit notwendig sein wird
COORETEC – Rückgrat der Energiewende?, AFI, Wien 5.12.2014 Dr. H. Höwener,
Ausgewählte Links
› www.COORETEC.de
› www.kraftwerkforschung.info
› http://www.bmwi.de/BMWi/Navigation/Energie/energieforschung.html
› www.ptj.de
› www.iea.org www.IEA-coal.org.uk www.ieaghg.org
› www.globalccsinstitute.com