Energiewirtschaftliche Aspekte

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1 Energiewirtschaftliche Aspekte Was die Energiewende so schwierig macht Working Group on Energy, Deutsche Physikalische Gesellschaft Berlin, Prof. Dr. Felix Höffler Staatswissenschaftliches Seminar, Universität zu Köln Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln 1

2 Agenda Was ist das (Haupt-) Problem? Die globale Dimension des Problems Ineffektivität unilateralen Handelns I: EEG und EU-ETS Ineffektivität unilateralen Handelns II: Carbon Leackage Ineffektivität unilateralen Handelns III: Rebound Effects Nutzt es wenigsten Deutschland? Energiewende als Exportschlager Was tun? 2

3 Nicht Ressourcenknappheit, sondern der Überfluss an (CO2-)Ressourcen ist das Problem. In the atmosphere Gas Oil Coal Emitted to the atmosphere Projected use (Mean of all baseline scenarios) Cumulative historic use Carbon Stocks Gt CO2 In the ground Ressourcenpotenzial > GtC 2-Grad-Ziel konform < GtC Quelle: In the ground/ recoverable Unconventional resources recovered with technological progress Conventional resources (remaining to be recovered, high estimate) Unconventional reserves identified Conventional reserves identified 3

4 Die Übernutzung der Atmosphäre folgt der wohlbekannten Logik der Übernutzung von Allmende-Gütern. Nutzen einer weiteren Einheit (Nachfrage) Produktionskosten einer weiteren Einheit ( Grenzkosten ) R(c 1 ) Umweltschaden q eff q 1 c 0 Menge Übernutzung könnte im Markt verhindert werden, wenn eine Steuer in Höhe des Umweltschadens erhoben oder die Menge begrenzt würde. 4

5 Agenda Was ist das (Haupt-) Problem? Die globale Dimension des Problems Ineffektivität unilateralen Handelns I: EEG und EU-ETS Ineffektivität unilateralen Handelns II: Carbon Leakage Ineffektivität unilateralen Handelns III: Rebound Effects Nutzt es wenigstens Deutschland? Energiewende als Exportschlager Was tun? 5

6 Deutschland und die Welt THG-Emissionen* in Deutschland Globale CO2-Emissionen Emissionen in Millionen Tonnen CO2-Äquivalent * Emissionen der 6 im Kyoto-Protokoll genannten Treibhausgase CO2- emissions (Gtc/yr) Bunkers Rest of nonannex B South Korea India China Rest of annex B Russia EU28 USA Quellen: Global Carbon Project, 2013, S.12 6

7 Historisch ein Dreiklang: Wachstum, Wohlstand, Emissionen Emissions Population 6000 Emissions (Gtc/yr) Population (Billions) Per Capita GDP Per Capita GDP (1990 $) Year Quelle: Edenhofer Ottmar (2012): The economics of climate change Science & Pretzels, SRREN, IPCC, S.4 7

8 Spieltheoretisch gefasst: Bei Klimaverhandlungen spielen Staaten ein Prisoners Dilemma Player 2 Cooperate Defect Player 1 Cooperate (10,10) (5,13) Defect (13,5) (8,8) Payoff Player 1 Payoff Player 2 8

9 Agenda Was ist das (Haupt-) Problem? Die globale Dimension des Problems Ineffektivität unilateralen Handelns I: EEG und EU-ETS Ineffektivität unilateralen Handelns II: Carbon Leakage Ineffektivität unilateralen Handelns III: Rebound Effects Nutzt es wenigstens Deutschland? Energiewende als Exportschlager Was tun? 9

10 Im EU Emissionshandel ist die Förderung erneuerbarer Energien (weitgehend) ohne Effekt auf den CO2-Ausstoß Mt CO2-Eq Euros Cap Emissions Offsets CO2 Price Quelle: Grosjean, Godefroy et al. (2014): After Monetary Policy, Climate Policy: Is Delegation the Key to EU ETS Reform?, MCC Working Paper, S

11 EE-Förderung hat innerhalb des EU-ETS nur einen Preis-, keinen Mengeneffekt. Cap (Supply) CO2 Price Demand without renewable subsidies Demand with renewable subsidies CO2 Emissions Certificates 11

12 Agenda Was ist das (Haupt-) Problem? Die globale Dimension des Problems Ineffektivität unilateralen Handelns I: EEG und EU-ETS Ineffektivität unilateralen Handelns II: Carbon Leakage Ineffektivität unilateralen Handelns III: Rebound Effects Nutzt es wenigstens Deutschland? Energiewende als Exportschlager Was tun? 12

13 Verursacher von CO2 ist nicht der Produzent, sondern der Konsument wir importieren indirekt CO Emission transfer Non-annex B Annex B CO2 Emissions (GtC/yr) Quelle: Global Carbon Project (2013). S. 24, 26 13

14 Partielle CO2-Bepreisung macht CO2-Ausstoß zu einem komparativen Kostenvorteil in anderen Ländern. EU Product Market Supply Excess Supply Non-EU Demand Excess demand EU Importsteigerung 14

15 Agenda Was ist das (Haupt-) Problem? Die globale Dimension des Problems Ineffektivität unilateralen Handelns I: EEG und EU-ETS Ineffektivität unilateralen Handelns II: Carbon Leakage Ineffektivität unilateralen Handelns III: Rebound Effects Nutzt es wenigstens Deutschland? Energiewende als Exportschlager Was tun? 15

16 Effizienzsteigerungen scheinen technisch ein enormes Potenzial zu haben. Cost of abatement EUR/tCO2e Smart transit Small hydro Industrial non-co2 Airplane efficiency Stand-by losses Nuclear Livestock/ soils Industrial Feedstock substitution Forestation CCS EOR: New coal Wind; Low pen Forestation Solar Soil CCS: Coal retrofit Coal-to- Gas shift Waste Avoided deforestation Asia Sugarcane biofuel Water heating Fuel efficient vehicles Cellulose ethanol Industrial Non-CO2 Co-firing biomass CCS: New coal Avoided deforestation America Industrial motor systems Industrial CCS Abatement GtCO2 e/year Air conditioning Lightning systems Fuel efficient commercial vehicles No-regret Potenzial ~27 Gton CO2e below 40 EUR/ton (-46% vs. BAU) ~7 Gton of negative and zero cost opportunities Fragmentation of opportunities Insulation improvements Quelle: Mc Kinsey & Company (2008): Pathways to a Low-Carbon Economy, Version 2 of the Global Greenhouse Gas Abatement Cost Curve, S.7 16

17 Mit Energie-Einsparung könnte man (vielleicht) sogar Geld verdienen Glühbirne Energiesparlampe Leistung [W] Brenndauer pro Tag [h] 3 3 Brenndauer pro Jahr [h] kwh pro Jahr Strompreis [ cts/kwh] Stromkosten [ /Jahr] Anschaffungskosten [ ] 1 5 Energiesparlampe amortisiert sich innerhalb von ca. einem halben Jahr. 17

18 aber selbst wenn: Um wieviel reduziert Effizienzsteigerung den CO2-Ausstoß? 12.00% All bulbs 10.00% 8.00% 6.00% Im Durchschnitt sind effizientere Leuchtmittel 23% heller und brennen 6.5 Minuten länger (pro Tag). 4.00% 2.00% Direkter Rebound-Effekt: 6.3% (davon Helligkeit: 60%) 0.00% IL to CFL & LED IL to CFL & LED IL to LED (N=487) (N=416) (N=71) Quelle: Schleich, Joachim, Mills, Bradford und Dütschke, Elisabeth (2014): A brighter future? Quantifying the rebound-effect in energy efficient lighting; Working Paper Sustainability and innovation; No. S 3/2014;, Frauenhofer ISI; S.12 18

19 Verhaltensinduzierte Rebound Effekte können einen großen Teil des Klimabeitrags aufzehren. Strom-Nachfrage LED Strom- Nachfrage Nachfragesteigerung Einkommenseffekt, neue Bedürfnisse Strom 19

20 Agenda Was ist das (Haupt-) Problem? Die globale Dimension des Problems Ineffektivität unilateralen Handelns I: EEG und EU-ETS Ineffektivität unilateralen Handelns II: Carbon Leakage Ineffektivität unilateralen Handelns III: Rebound Effects Nutzt es wenigstens Deutschland? Energiewende als Exportschlager Was tun? 20

21 Export von Konzepten? EEG-Strommengen und EEG-Auszahlungen 2000 bis 2017 Ab 2012: Prognose der Übertragungsnetzbetreiber EEG-Auszahlungen EEG-Strommenge in GWh EEG-Strommenge EEG-Auszahlungen*** in Mio Quelle: BDEW (2013): Foliensatz zur Energie-Info, Erneuerbare Energien und das EEG: Zahlen, Fakten, Grafiken (2013), S

22 Export von Produkten und Technologien? Market shares of top 15 solar module manufactures (2011) Jinko Solar(China) JA Solar(China) Hareon Solar(China) LDK Solar (China) Hanwah Solar-One (China) Tianwei New Energy (China) Trina Solar (China) 2.50% 2.40% 2.30% 2.50% 5.70% 2.70% 2.70% 4.30% 2.80% 4.00% 2.80% 1.90% 1.90% FirstSolar (USA) SunPower (USA) Canadian Solar (Canada) Sharp (Japan) Kyocera (Japan) REC (Norway) Yingli Green Energy (China) 4.80% 5.80% Suntech Power (China) Other 51.00% Total Sales >= 40 GW Quelle: REN21 (2012): Renewables 2012 Global Status Report, S

23 Agenda Was ist das (Haupt-) Problem? Die globale Dimension des Problems Ineffektivität unilateralen Handelns I: EEG und EU-ETS Ineffektivität unilateralen Handelns II: Carbon Leakage Ineffektivität unilateralen Handelns III: Rebound Effects Nutzt es wenigstens Deutschland? Energiewende als Exportschlager Was tun? 23

24 CO2-Bepreisung stellt Emissionsreduktion zu geringsten Kosten sicher. Preise funktionieren! Es gibt sehr viel günstiges Potenzial, CO2 einzusparen (Bsp.: fuel switch USA) CO2-Steuern als Alternative zur Mengensteuerung Attraktiv v.a. in Schwellenländer: kein Wachstumsdeckel Erhöhung des Steueraufkommens ggf. attraktiv Finanzierung von Infrastruktur Private Zusatzanstrengungen bleiben sinnvoll 24

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 25