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ECONOMIC PERSPECTIVES ON A

TRANSITION TO CLIMATE NEUTRALITY

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C02-Concentration in the Atmosphere (monthly

Average)

Kohlendioxid in

parts per million

bezogen auf das

Volumen (ppmV)*

*1 ppmV=10-6= 1 Teil

pro Million = 0,0001%,

angegeben als

Molenbruch

Source: Umweltbundesamt (Schauinsland, Zugspitze), NOAA Global Monitoring Division ans Scripps Institution of Oceanography (Mauna Loa, Hawaii),

World Meteorological Organization, WDCGG (World Trend)

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Global C02-Emissions per year Sekundäre Größenachse

(prozentualer Anteil)

Gru

nd

wer

t =

glo

bal

e C

O2

-Em

issi

on i

n 2

01

3(e

nts

pri

cht

10

0 P

roze

nt)

Jährliche globale CO2-Emissionen (1850-2013) [in Megatonnen C] durch den Verbrauch fossiler Brennstoffe (fest = Kohle ; flüssig = Erdöl ; gasförmig = Erdgas)

GLOBAL insgesamt

Kohle

Erdöl

Erdgas

Zement-Produktion

Abfackelung („flaming“)

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Temperature Deviation from the global Average

Abweichung vom

Durchschnitt der

globalen Luft-

temperatur 1961 bis

1990 (Referenz-

periode)*

* Die Nulllinie entspricht dem globalen Temperaturdurchschnitt der Jahre 1961 bis 1990. Dieser liegt bei 14,0 °C.

Der globale Temperaturdurchschnitt im Jahr 2015 lag also bei rund 14,75 °C.

Source: Met Office Hadley Centre, Climate Research Unit; Modell HadCRUT.4.4.0.0; Median der 100 berechneten Zeitreihen

Abweichung in Grad Celsius

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World Population and Fuel Use Growth since

12.000 B.C.

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Undeniable Proof of Global Warming

Source: Cathi Falconwing

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Arctic Sept. 1984-Sept. 2016

Source: GEO.de

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Mystery of the vanishing Himalayan Lake

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Expected Permafrost thawing Process

Source: Canadian Cryospheric Information Network (CCIN)

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Annual Electricity Use (kWh/person)

Source: Forbes

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Annual Energy Use in Germany

PEV: Primary Energy Consumption

EEV: End Energy Use

eta: Efficiency

PEV Germany 2015 : 3696'TWh

EEV Germany 2015 : 2466 TWh

eta: 66 %

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Comparison between Gasoline and electric driven Cars

Source: Utopia.de

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Building Refurbishment

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Regulation for Energy Savings

Source: Passivhaus Institut

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Small Solar Storage Batteries

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Price-Reduction of PV-Modules

Source: Fraunhofer ISE

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Home Improvement – Energy Management

Systems

Source: Avventure

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S10 for the Generation of Heat and Mobility

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Integration of Battery Storage

Source: Licht Kontor

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Price Development for Lithium-Ion-Batteries

(€/kWh)

Source: Statista

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Heat Storage

Source: westech-pv

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Smart Home-Technologies

Source: ikz

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CEWE HEADQUARTER OLDENBURG

ENERGY - DESIGN

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Gebäudekonzept Nachhaltigkeit

Gebäudehülle Kompakte Gebäudeform

Transparenz – Natürliche Belichtung

EnEV 2014 +

3-fach Verglasung mit g < 0,50

Aussen liegender Sonnenschutz an Südfassaden

Innen liegender Blendschutz an Nordfassade

Heizen / Kühlen Sole-Wasser-Wärmepumpe

17 Sonden á 140 Meter

2 Pufferspeicher als hydraulische Weiche

Beheizung der Büroflächen über Kühl- und Heizsegel mit

Aktivierung der Decken als Speichermasse

Entlang der Fassade beheizte Randstreifen im Fußboden

Lüftung Mech. Be- und Entlüftung mit temperierter Luft

Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung

Nachauskühlung

Stromerzeugung Photovoltaikanlage erzeugt den kompletten Strombedarf für die

Wärmeerzeugung

> Neutrale Energiebilanz

Source: Angelis & Partner, CEWE Headquater Oldenburg Energy Design

Energiesparende Geräte, LED-

Leuchten, Präsenzmelder u. a. sorgen

für einen ressourcensparenden

Umgang.

3-Scheiben-Wärmeschutzglas in

einfacher Ausführung sorgt für optimale

Belichtung. Eine Kombination aus

außen- und innenliegendem

Sonnenschutz bewahrt vor Überhitzung.

Photovoltaikanlage auf dem Dach speist

Strom in das Gesamtnetz und betreibt die

Wärmepumpe.

Technikzentrale mit

Wärmepumpe und

Lüftungsgerät auf dem Dach.

17 Erdsonden à 140m Länge sorgen in

Verbindung mit der Solar-Wasser-

Wärmepumpe für eine angenehme

Temperierung der Räume.

Heiz- und Kühlsegel unter den

Decken sorgen in Verbindung mit

Heizregistern und Klimageräten

für ein angenehmes Raumklima.

Lüftungsgerät

mit Wärme-

rückgewin-

nung sorgt

für mechani-

sche Be- und

Entöüftung

der Räume.

Die dezentrale

Warmwasseraufbereitung erfolgt

über Solarstrom.

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Source: Angelis & Partner, CEWE Headquater Oldenburg Energy Design

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Load Shift Potential Electrothermal heat for industrial processes

Aluminium electrolysis

Chlorine electrolysis

Electric glas-melting kilns

Infrared radiators

Electric boilers

Electric heaters

Source: Bullenseekreis

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Load Shift Potential Fuel based process heat generation

Heatpumps ≤ 100°C

Electric boiler ≤ 160°C

Electrode boiler ≤ 240°C

Electric heater ≤ 300°C

Electrothermal processes 250°C – 2000°C

Total: about 180 TWh/a about 30 GW

Source: Bullenseekreis

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Focus Household Customer: eTelligence Tariffs

Energy saving through the Volume-Tariff

The consumption threshold was determined

customer individual by historical consumption

values.

Flexible consumption through the Event-Tariff

In addition, Bonusevents or Malusevents can be

switched on in the time from 8:00 a.m. to 8:00 p.m.

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Focus Household Customer: flexible Consumption

Source: EnCT Abschlussbericht vom 18.10.2012

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Focus Household Customer: Key Results • Transparency: electricity consumption, price and CO2-emissions got

controllable for the 650 eTelligence-Field-test-participants

• Energy saving: through the innovative volumetariff our households could save

in average 11% of their consumption in one year

• Flexible consumption: via the time viable eventtariff our households could

realise a flexibilisation of the consumption of up to 30%

• Monetary incentives: on the average our customers realised 100 Euro

savings

• Refinancing: approx. 60% of the customers would be willing to pay a 2 Euro

higher basic fee, to use the product

• Electricity was used especially,

when sufficient energy from renewable

source were avaible

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Focus Industrial Customer: Cold Storages test

the Load Transfer on a large Scale

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Flexible Streets

Source: Spektrum der Wissenschaft

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The Street as Energy Supplier Integrated sensors for traffic surveillance

Flexible traffic management system

Integrated electricity transmission

PV-generation for lightings etc.

Communication between infrastructure, car, grid

Changing light control systems

Electronic shaft

Integrated black ice avoiding system

Source: Spektrum der Wissenschaft

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These were the 50Hertz Assumptions made for

the following Analyses

Source: Jaguar Land Rover, 26th/27th July 2017, Boris Schucht

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Energy consumption of EVs is insignificant

compared to the total energy system

Jaguar Land Rover, 26th/27th July 2017, Boris Schucht

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16 Peak load capacities of EVs is insignificant

compared to the total energy system, too

Jaguar Land Rover, 26th/27th July 2017, Boris Schucht

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Conclusion: Relevance for the German electricity

grid infrastructure

Jaguar Land Rover, 26th/27th July 2017, Boris Schucht

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Expected RES Capacity

Heute 2400 TWH Endenergie

Ziel 100% EE

Heute EE-Anlage 1800 BH/a

Zukunft EE-Anlage 2000 BH/a

Zukunft: 1200 GW Installierte Leistung

Reduzierung 20 % 40 % 60 %

TWH /a 1920 1440 960

GW 960 720 480

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Max/Min Feed-in Capacity

Bisherige Spitze: 75% der installierten Kapazität

GW 720 540 360

Bisheriges Minimum: 1% der installierten Kapazität

GW 9,6 7,2 4,8

Annahme: 10% der installierten Kapazität

GW 96 72 48

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Duration curve wind + solar

Source: EEX, Vattenfall

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Biggest Battery of the World

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Principle of a Redox-Flow-Battery

Source: Energiespeicher – Forschungsinitiative der Bundesregierung

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Solar thermal Power Plant

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Usage of Electricity Overloads

Ve

rble

ibe

nd

e R

es

idu

alla

st,

GW

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Positive and negative residual Load

Source: Fraunhofer ISE

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Hydrogen as an Energy Source

Source: Informationsdienst Wissenschaft

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Hydrogen: an Energy Resource of the Future

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Hydrogen Storage: the LOHC-Concept

Source: Bavarian Hydrogen Center

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LOHC Technology

Source: chemwinfo

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Assumptions

Share of electricity production:

PV: 35% => 420 TWH

Wind onshore: 40% => 480 TWH

Wind offshore: 20% => 240 TWH

Biomass/water: 5% => 60 TWH

Todays EEC: 2400 TWH

50% Reduction => 1200 TWH

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Average Load Factors in Germany

Biomass 5000 h/a

Wind offshore 4200 h/a

Wind onshore 2000 h/a

PV 1000 h/a

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Average Specific Investments

Solar thermal energy production 3500 €/kWel

Offshore wind 2000 €/kWel

Onshore wind 1000 €/kWel

PV 1000 €/kWel

Gas & Steam Turbine PP 600 €/kWel

Gas Turbine 400 €/kWel

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Average Investments

PV: 420 bill. €

Wind onshore: 240 bill. €

Wind offshore: 114 bill. €

Biomass/water: 24 bill. €

Total: ~ 800 bill. €

=> 80 bill. €/a

≙ Import of fossil fuel energy of Germany

| 06.10.2017 Page 58 Source: Deutsche Gesellschaft für die Vereinten Nationen e. V.

| 06.10.2017 Page 59 Source: Umweltbundesamt

Thank you

for

your attention

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| 06.10.2017 Page 63

| 06.10.2017 Page 64

| 06.10.2017 Page 65

| 06.10.2017 Page 66

| 06.10.2017 Page 67

| 06.10.2017 Page 68

| 06.10.2017 Page 69 Source: ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE TAGESFRAGEN 63. Jg. (2013) Heft 5

| 06.10.2017 Page 70 Source: Agentur für erneuerbare Energien – Forschungsradar Energie

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