Energiewende mit Versorgungssicherheit das Ziel und der Weg - aus ökonomischer Sicht

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1 Energiewende mit Versorgungssicherheit das Ziel und der Weg - aus ökonomischer Sicht Treffen Bayerischer und Österreichischer Solarinitiativen Fürstenfeldbruck 27./28. Januar 212 Dr. Joachim Nitsch *), Stuttgart *) Bis 25 Abteilungsleiter im DLR-Institut für Technische Thermodynamik, Stuttgart; ab 26 Gutachter für innovative Energiesysteme u. Klimaschutz

2 Ein Transformationsszenario für Deutschland, welches das Ziel THG 8% erfüllt - Struktur des Primärenergieverbrauchs - - Szenario 211 A - Primärenergie, PJ/a % % % EFF -48% EE 53% 7267 Wasserkraft, Geothermie Solarstrahlung Windenergie Biomasse, biogener Abfall Erdgas Mineralöl Steinkohle, Sonstige Braunkohle Kernenergie 2 SZEN11/PRIM-A; Bilanz nach Wirkungsgradmethode -22% -47% -62% -72% -81% THG-Minderung gegenüber 199 4

3 Endenergiebeitrag erneuerbarer Energien im Transformationsszenario - Beitrag zur Strom-, Wärme- und Kraftstoffbereitstellung - Endenergie erneuerbare Energien, PJ/a Szenario 211 A Geothermie, Umweltwärme Solarstrahlung W indkraft Biomasse, biog. Abfälle Wasserkraft SZEN 11; EE-END; PJ/a Strom Wärme K-Stoffe Gesamt

4 Ökonomische Rahmenbedingungen Beispiel Ölpreisentwicklung Nominal 22: 13 $/b (A); 117 $/b (B) Nominal 23: 18 $/b (A); 152 $/b (B) Nominal 25: 32 $/b (A); 245 $/b (B) Nominal Real (Geldwert 27) Ölpreis (Jahresmittelwert), $ 29/b Annahmen 28 Pfad A: "Deutlich" Pfad B: "Mäßig" WEO 21 New Policy WEO 21 Current Pol. preis11/oelpr-11; Quellen: BMWi 21; BMU 21; WEO 21

5 Stromkosten neuer fossiler Kraftwerke - Preispfad A: "Deutlich" (Zins 6%/a, Abschr. 25 a, 6 h/a) - 16 CO2- Aufschlag Stromgestehungskosten, ct(29)/kwh Preispfad B: "Mäßig" Brennstoff Betriebskosten Kapitalkosten SZEN11; KW-KOSA, Braunkohle Steinkohle Erdgas - GuD 25

6 In der heutigen Energierechnung tauchen viele Kosten nicht oder kaum auf! Beispiel: Umwelt- und Klimaschäden der fossilen Stromerzeugung Externe Kosten der Stromerzeugung, ct/kwh PV (heute) *) W. Krewitt, B. Schlomann: "Externe kosten der Stromerzeugung." Gutachten für das BMU, DLR Stuttgart, ISI Karlsruhe, März 26 1,1 PV (23),6 Geothermie Derzeit nur 1-12 /t Klimawandel (7 EUR/t) *) Luftschadstoffe,4 Solartherm. KW,2,2,2,1 Laufwasser Wind Onshore Wind Offshore Derzeitige Mehrkosten der EE 7,9 Braunkohle DK 4% Sterinkohle DK 43% Braunkohle GuD 48% 6,4 6,3 5,7 Erdgas GuD 57% Steinkohle GuD 46% 2,9 AK-25/EXTERN;

7 Anlegbare Stromkosten (= Gestehungskosten des konventionellen KW-Mixes) 16 Anlegbare Stromkosten; ct/kwh (29) Pfad Externe Kosten : ungefähre Klimaschadens- Kosten bereits heute voll integriert (~ 75 /t CO2) ökologisch korrekter Preis Pfad A: Deutlich Pfad B: Mäßig Pfad C: Sehr niedrig Pfad A, B: Leitstudien für BMU Pfad C: Studien für Energiekonzept Externe Kosten (75 /t CO2) BMU/Preise/Strompreis;

8 Kostenentwicklung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien.2 Wasser EE - Neuanlagen Wind Onshore Stromgestehungskosten, EUR(29)/kWh Wind Offshore Fotovoltaik Geothermie Europ. Verbund Feste Biomasse Biogase, Deponiegas Mittelwert Mittelwert ohne PV Szen11/STR-KOS1;

9 Nur erneuerbare Energien in Kombination mit Effizienzinvestitionen ermöglichen mittelfristig eine preiswerte und kostenstabile Energieversorgung 16 - LEITSZENARIO 21; Preispfad A (mit CO2-Aufschlag) - 14 Stromkosten (MS-Ebene) ct(29)/kwh Heute ist nur ein geringer Teil der Vollkosten sichtbar Ist konventionell + fossil neu Gesamter Kraftwerksmix EE-neu Technologiebestimmte Vollkosten für klimaneutralen und unerschöpflichen Strom LEIT1/KOS-A-;

10 Gesamtwirtschaftliche (systemanalytische) Differenzkosten des EE-Stromausbaus = Differenz der Gestehungskosten (Vollkosten) der EE-Anlagen gegenüber den anlegbaren Stromkosten des konventionellen Kraftwerkparks (Alt- und Neukraftwerke) im jeweiligen Jahr; nur Erzeugungskosten, keine Mehr- oder Minderkosten für Netze, keine Kosten für Speicher, zusätzliche Regeleistung etc.; kann für beliebige Preispfade (hier Preispfade A, B, C und externe Kosten ) ermittelt werden. Kumulierte Werte (Mrd. 29 ) Preispfad A: 1-Jahres- Ges. PV Abschnitte bis 21: : : : : Übrige EE bis 21: : : : : PV bis 211: 16 1 GW/a-Deckel: 117 Differenzkosten, Mrd. EUR (29)/a Szen 211A; Stromerzeugung; Preispfad A Wasser Wind PV EU-Verbund Biomasse Erdwärme Gesamt Gesamt ohne PV

11 Die derzeitigen Vorleistungen in EE sind eine kluge Investition in die Zukunft - Basisszenario 21 A, Preispfad A - Kumulierte Differenzkosten, Mrd.EUR (29) Volkswirtschaftliche Vorleistungen *) Summenwert : - 59 Mrd bis Volkswirtschaftliche Rendite Fotovoltaik (PV) Strom ohne PV Wärme Kraftstoffe BASIS1/DIFKUMG *) gegenüber heutiger betriebswirtschaftlicher Kalkulationsbasis wären externe Kosten (insbes. Klimawandel) voll berücksichtigt, fielen diese Vorleistungen nicht an!

12 Jährliche Investitionen für strom- und wärmeerzeugende Anlagen (nur EE) - Szenario 211 A - 35 Jährliche Investitionen, Mio. EUR(29)/a Wasser Wind Fotovoltaik Europ. Stromverbund Biomasse Wärme Solarwärme Biomasse Strom Erdwärme, Wärmepumpen Erdwärme Strom H2-Elektrolyse Kumuliert: bis 21: 15 Mrd : 125 Mrd je Jahrzehnt: ~ 118 Mrd SZEN11/INV-EE;

13 vermiedene Importkosten, Mrd. EUR(29)/a Vermiedene Importmengen und -kosten durch EE ab 1995 vermiedene Kosten (A) vermiedene Kosten (B) vermiedene Importe - Szenario 211 A Szen11/vermimp; vermiedene fossile Importe, PJ/a Einige Nutzenaspekte des EE-Ausbaus Fossiler Import (Szenario 211 A) *) Menge (PJ/a): Quote (%): *) durch EE und EFF -Nachhaltige Wachstumsfelder -Verringerung technischer Risiken -Verringerung internationaler Spannungen Nutzenbewertung hängt stark davon ab, welchen Wert wir heute dem Klimaschutz und der Ressourcenschonung beimessen Mrd. 29 /a Vermiedene Klimaschäden 5, 8,1 8,6 12,5 16,5 19,8 22,7 27,1 31,5 durch EE-Ausbau *) Wert der vermiedenen CO 2 - Emissionen, Preispfad A Wert der vermiedenen CO 2 - Emissionen, Preispfad B 1,6 3,3 5,9 9,2 13,6 21,7 31,5 1,6 3, 5,1 7,4 1,3 16,2 22,6 Vermiedene Klimaschäden *) bei Klimaschäden entsprechend 75 /t CO 2

14 Schlussfolgerungen aus den Zielsetzungen des Energiekonzepts Die Zielsetzungen hinsichtlich EFF und EE sind grundsätzlich geeignet, das angestrebte (untere) THG-Minderungsziel für 25 zu erreichen. Die Gewichtung von EFF- Zielen und EE - Zielen ist ausgewogen und sinnvoll; ihre Erfüllung erfordert höchste Anstrengungen Grenzen technischer Potenziale stellen keine grundsätzliche Einschränkung für die Nutzung von EE dar. Längerfristig kann auf nukleare und fossile Energien völlig verzichtet werden. Die Intensität der EE-Nutzung wird durch die Veränderungsgeschwindigkeit der strukturellen Randbedingungen und die Qualität politischer Steuerungsinstrumente bestimmt Für den EE-Ausbau exisitiert bisher nur für EE-Strom mit dem EEG ein ausreichend wirksames Instrument zur Erreichung der vorgegebenen (mittelfristigen) Ziele. In den anderen Segmenten (Wärme, Kraftstoffe) sind die Instrumente (noch) nicht ausreichend bzw. unzulänglich. Der angestrebten deutlichen absoluten Reduktion des Energieverbrauchs in allen Sektoren steht bisher kein durchgängiges Gesamtkonzept einer effektiven Verbesserung der Energieeffizienz gegenüber. Aus verschiedenen Einzelansätzen (z. B. Gebäudebereich) und Absichtserklärungen muss noch ein wirksames Instrumentenpaket gestaltet werden, das über bisherige Maßnahmen hinausgeht. Eine sachgerechte Bewertung von Energiekosten muss zwingend die Kosten des erforderlichen Klimaschutzes (bzw. die sonst anfallenden Schadenskosten) berücksichtigen. Erst dadurch zeigt sich der Sinn der erforderlichen Vorleistungen für EE und EFF, die in einem absehbaren Zeitraum zu beträchtlichen volkswirtschaftlichen Nutzen führen werden.

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