Zur Lage der Regenerativen Energiewirtschaft in Nordrhein-Westfalen 2012

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1 Zur Lage der Regenerativen Energiewirtschaft in Nordrhein-Westfalen 2012 Teil 1: Erneuerbare Energien Münster, im September 2013 Studie im Auftrag des Ministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein- Westfalen (MKULNV) IWR Internationales Wirtschaftsforum Regenerative Energien Dr. Norbert Allnoch Ralf Schlusemann Bernd Kleinmanns Franz Bertram

2 Inhalt 1 Ausgangslage und Zielsetzung Methodischer Ansatz Der SLAM-Ansatz Analysemodule und Methoden Energie und Umwelt Internationale und nationale Energietrends Internationaler Status quo, Energieverbrauchsprognosen und Ziele zum EE-Ausbau Nationale Energietrends Atomausstieg und Energiewende Entwicklung der regenerativen Energieerzeugung in NRW und Beitrag zum Klimaschutz Status quo der Nutzung Erneuerbarer Energien in Deutschland Regenerative Stromproduktion in NRW Regenerative Wärmeerzeugung in NRW Regenerative Treibstoffproduktion in NRW CO 2 -Emissionen und Klimaschutz Klimaschutz auf internationaler Ebene NRW-Klimaschutzziele vor dem Hintergrund internationaler und nationaler Vorgaben Entwicklung der CO 2 -Emissionen in NRW Beitrag regenerativer Energien zum Klimaschutz in NRW Gesamtüberblick regenerative Energien und Klimaschutz 2012 in NRW und EE- Ausbautrends im Überblick Stand Netzausbau, Speichertechniken und Elektromobilität Status quo des Netzausbaus und Perspektiven in NRW Status quo Speichertechniken und Planungen in NRW Elektromobilität Ziele und Maßnahmen der NRW-Landesregierung im Bereich Energie & Umwelt Zum Stand der Maßnahmen-Umsetzung Wirtschafts-, Standort- und Strukturanalyse: Unternehmen und Märkte Zur konjunkturellen und strukturellen Entwicklung des Industriestandortes NRW im Bereich erneuerbare Energien Regenerative Kernmärkte 2012 Trends auf nationaler Ebene Regenerative Industriestruktur am Standort NRW Arbeitsplatz- und Umsatzentwicklung im Regenerativen Anlagen- und Systembau in Nordrhein-Westfalen Zur konjunkturellen Situation der NRW-Unternehmen des Regenerativen Anlagen- und Systembaus 2011 und 2012 Zentrale Entwicklungen und Trends Exkurs: Entwicklungen auf dem Markt für Energieeffizienzdienstleistungen

3 4.2.1 Aktivitäten der NRW-EVU im Bereich Energieeffizienz Zur Struktur der Energieeffizienzangebote der EVU Zur Bedeutung von Industrie und Forschung am Standort NRW Wissenschaft und Forschung Regenerative Forschungsaktivitäten in NRW Zum regenerativen Forschungsstandort NRW EE-Energieforschung nach Sparten Struktur und Themen NRW-Kompetenzeinrichtungen Strukturen & Aktivitäten Kompetenzeinrichtungen Bioenergie Kompetenzeinrichtungen Solarenergie Kompetenzeinrichtungen Windenergie Kompetenzeinrichtungen Geothermie (oberflächennahe und tiefe Geothermie) Kompetenzeinrichtungen Brennstoffzellen Kompetenzeinrichtungen Batterietechnik, Speicherung und Elektromobilität Fazit zum Status quo der NRW-Kompetenzeinrichtungen Bildung: Aus- und Weiterbildung in der Regenerativen Energiewirtschaft Regeneratives Studiengang-Angebot in NRW Strukturen der regenerativen Hochschulausbildung im Überblick Regenerative Studiengänge an den Hochschulen in NRW Betriebliche Aus- und Weiterbildung im Regenerativen Anlagen- und Systembau in NRW Handlungsempfehlungen Qualitative und quantitative Maßnahmen zum Ausbau der Regenerativen Energiewirtschaft in NRW Energie & Umwelt Wirtschaft Maßnahmen & Optionen Wissenschaft & Forschung Maßnahmen & Optionen Bildung Maßnahmen & Optionen Fazit und Ausblick Literaturverzeichnis Abkürzungsverzeichnis

4 1 Ausgangslage und Zielsetzung Der weltweite Markt für regenerative Energietechnik ist im vergangenen Jahr weiter gewachsen und hat insbesondere bei der Windenergie und bei der Photovoltaik an das Zubauniveau des Vorjahres anknüpfen können. Gleichwohl hat sich die Wachstumsdynamik im vergangenen Jahr abgeschwächt. Trotz eines ungebrochen hohen Zubaus an regenerativer Anlagenleistung sind die globalen Investitionen in regenerative Anlagentechniken im Jahr 2012 aufgrund schrumpfender Margen auf rd. 155 Mrd. Euro (2011: rd. 170 Mrd. Euro) gesunken. Wie bereits in den Vorjahren stellen der Wind- und der Solarenergiesektor den Großteil der Investitionen und bleiben die zentralen Wachstumstreiber im globalen EE-Markt. Der Windenergiezubau im Jahr 2012 erreichte weltweit eine neu installierte Leistung von rd MW (2011: rd MW). Im PV-Sektor stieg das Marktvolumen auf rd MW (2011: rd MW). Dabei ist zu berücksichtigen, dass im Windenergiesektor vor allem Vorzieheffekte in den USA ihre Wirkung entfaltet haben, hervorgerufen durch die Unsicherheiten bezüglich der Verlängerung der Production Tax Credits zum Jahresende. Auf dem PV-Sektor gewinnt neben dem chinesischen Markt auch Japan an Bedeutung zeigen sich bereits erste Erfolge beim Ausbau der Photovoltaik, den Japan seit der Nuklearkatastrophe von Fukushima im Jahr 2011 vorantreibt. Zwischen April 2012 und Ende Mai 2013 wurden nach Angaben des japanischen Wirtschaftsministeriums rd. 3,2 GW p PV-Leistung neu errichtet, insgesamt waren damit Stand Mai 2013 rd. 8,5 GW p installiert. Auch die chinesische Regierung setzt angesichts sinkender Exportquoten verstärkt auf den Inlandsmarkt, bis 2015 sollen 35 GW p am Netz sein. Neue Programme sollen die heimische PV-Industrie stützen, dabei liegt der Fokus vor allem auf den Bau großer PV-Kraftwerke. Im Umfeld der weltweit angespannten Marktsituation hat auch der regenerative Aktienindex RENIXX-World im Jahresverlauf 2012 weiter deutlich eingebüßt. Am Ende des Jahres notierte das regenerative Börsenbarometer bei 168,7 Punkten und lag damit um über 30 Prozent unter dem Kurs zum Jahresbeginn. Seit Anfang des Jahre 2013 hat sich der RE- NIXX deutlich erholt und nähert sich gegen Ende September 2013 wieder der 300 Punktemarke. In Deutschland ist die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im Jahr 2012 um etwa 10 Prozent auf rd. 136 Mrd. kwh gestiegen, im Vergleich zum Vorjahr 2011 (+ 18 Prozent) hat sich das Wachstum damit deutlich abgeschwächt. Nach dem Beschluss der Energiewende im Jahr 2011 beherrscht auf nationaler Ebene vor allem die Kostenfrage die öffentliche Debatte. Kontrovers diskutiert werden die Investitionen, die mit dem erwarteten Netzausbau und der Entwicklung und Bereitstellung von Speicherkapazitäten verbunden sind. Als zentrale Schwachstelle der Energiewende haben sich allerdings der EEG- Umlagemechanismus in Form der bilanziellen Wälzung durch den Verkauf des EEG-Stroms über die Strombörse und die daraus resultierenden EEG- Umlagekosten herauskristallisiert. Die Kombination aus dem Ausbau erneuerbarer Energien, gleichzeitig durchlaufenden Kohlekraftwerken und umfangreichen Ausnahmeregelungen für die Industrie haben zu einem drastischen Verfall des Börsenstrompreises und damit zu einem deutlichen Anstieg der EEG-Umlage geführt. Die als Reaktion auf die steigende EEG-Umlage bislang ausschließlich auf 1

5 der Angebotsseite eingeleiteten politischen Maßnahmen, insbesondere die Anpassungen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG), haben im Jahr 2012 und 2013 die Entwicklung des PV- und des Biogasmarktes deutlich ausgebremst und den Schwenk in eine Konsolidierungsphase beschleunigt. Eine Reihe von Unternehmen, auch größere, z.t. börsennotierte Firmen, haben angesichts der lahmenden Marktentwicklung bereits die Eröffnung des Insolvenzverfahrens beantragen müssen. In Nordrhein-Westfalen hat die regenerative Stromerzeugung im Jahr 2012 gegenüber dem Vorjahr analog zum Bundestrend um 9 Prozent auf etwa 14 Mrd. kwh zugelegt (2011: knapp 13 Mrd. kwh). Inklusive der Erzeugung von Strom aus Grubengas erreicht die Stromerzeugung im Bereich Klimaschutz fast 15 Mrd. kwh (2011: knapp 14 Mrd. kwh): Auf dem Wärmesektor ist die Erzeugung von Nutzenergie inklusive Grubengas um etwa 5 Prozent auf 11,7 Mrd. kwh gestiegen, die Endenergie (inkl. Grubengas) liegt 2012 bei einem Wert von etwa 16 Mrd. kwh. Deutlich rückläufig ist die Produktion von Biotreibstoffen im Jahr 2012, die im Vergleich zum Vorjahr noch einmal deutlich um 28 Prozent auf rd t zurückgegangen ist. Insgesamt resultiert aus der regenerativen Erzeugung inkl. Grubengas im Jahr 2012 eine CO 2 -Minderung von etwa 18,3 Mio. t (2011: 17,6 Mio. t). Die Entwicklung der Arbeitsplätze und Umsätze in der Regenerativen Energiewirtschaft folgt dem Bundestrend. Insbesondere die Umsätze sind im Jahr 2012 in NRW um etwa 14 Prozent auf 7,5 Mrd. Euro zurückgegangen. Bei den Arbeitsplätzen ist per Saldo mit rd Beschäftigten gegenüber dem Vorjahr noch kein Rückgang zu verzeichnen. Die nordrhein-westfälische Landesregierung hat mit der Verabschiedung des Klimaschutzgesetzes ein verbindliches Klimaschutzziel gesetzlich verankert: Bis 2020 sind die Gesamtemissionen von Treibhausgasen um mindestens 25 Prozent und bis 2050 um mindestens 80 Prozent gegenüber 1990 zu senken [1]. Um dieses Ziel zu erreichen, soll die regenerative Stromerzeugung deutlich ausgebaut werden. Insbesondere der Windstromanteil an der NRW-Stromversorgung soll bis 2020 auf 15 Prozent gesteigert werden. Bis 2025 sollen 30 Prozent des Stroms in NRW aus regenerativen Quellen stammen. Zur Erreichung der Klimaschutzziele strebt die Landesregierung zudem die landesweite Steigerung der Energieeffizienz und die Stärkung des Energiesparens als weitere zentrale Säule ihrer Klimaschutzziele an [1], [2]. Auf der Basis des Klimaschutzgesetzes erarbeitet die Landesregierung unter breiter Beteiligung gemeinsam mit Vertretern der Industrie, der Wirtschaft, der Kommunen und anderer gesellschaftspolitischer Gruppen derzeit den begleitenden Klimaschutzplan. Neben Zwischenzielen umfasst der Klimaschutzplan auch die entsprechenden Maßnahmen für die Erreichung der im Klimaschutzgesetz festgelegten Zielsetzungen. Der Landtag soll den Klimaschutzplan beschließen, der nach Maßgabe des Klimaschutzgesetzes alle fünf Jahre fortgeschrieben wird. Neben dem Ausbau der regenerativen Energieerzeugung in NRW ist es das Ziel der NRW-Landesregierung, die industriepolitischen Voraussetzungen zur Sicherung und zum Ausbau des EE-Technologiestandortes NRW zu verbessern und weiterzuentwickeln [2]. Bereits jetzt gibt es in NRW einige Instrumente, die durch die Verbesserung der Rahmenbedingungen den Ausbau der erneuerbaren Energien im Bundesland 2

6 beschleunigen sollen. Dazu zählen z.b. die im KlimaschutzStartProgramm [3] verankerte Repowering-Initiative, der Windenergieerlass NRW, der Leitfaden Windenergie im Wald sowie die z.t. bereits vorliegenden Teiluntersuchungen der Potenzialstudie Erneuerbare Energien. Angekündigt ist zudem die Einführung eines Erlasses zum Thema Windenergie und Artenschutz im Herbst 2013 sowie die Erarbeitung einer neuen Biomassestrategie. Dem vorliegenden Endbericht Zur Lage der Regenerativen Energiewirtschaft in NRW 2012, Teil 1: Erneuerbare Energien liegt der vom Internationalen Wirtschaftsforum Regenerative Energien (IWR) entwickelte Standard Location Asset Model-Ansatz (SLAM-Ansatz) zu Grunde. Im Rahmen dieses Verfahrens wird die Regenerative Energiewirtschaft in NRW ganzheitlich und systematisch auf den vier Assetfeldern Energie & Umwelt, Wirtschaft, Wissenschaft & Forschung sowie Bildung analysiert. Auf der Basis des SLAM-Ansatzes werden für die vier Kernfelder zwei Zielsetzungen verfolgt: I. Ganzheitliche und systematische Status quo-analyse der Regenerativen Energiewirtschaft in Nordrhein-Westfalen II. Ableitung von zentralen Handlungsempfehlungen zur Stärkung der Regenerativen Energiewirtschaft am Standort NRW Im Bereich Energie und Umwelt steht der Ausbau der Erzeugung von Strom, Wärme und Treibstoffen aus regenerativen Energiequellen im Vordergrund. Mit der Steigerung des EE-Anteils an der Energieversorgung geht die Erhöhung des Beitrags zum Klimaschutz (CO 2 -Minderung) einher. Im Fokus des Analysezweigs Wirtschaft steht das Monitoring der industriewirtschaftlichen Entwicklungen (Beschäftigungs- und Umsatzentwicklung) des Regenerativen Anlagen- und Systembaus auf der Grundlage des rd NRW-Unternehmen umfassenden IWR-Firmenkatasters (2012: 3.600). Auf der Basis eines Forschungskatasters werden im Bereich Wissenschaft & Forschung die regenerativen Forschungsaktivitäten der Forschungseinrichtungen in NRW analysiert und forschungspolitische Umsetzungsfortschritte dargestellt. Hinzu kommt die fokussierte Betrachtung der Aktivitäten der zentralen regenerativen Forschungs- und Kompetenzeinrichtungen im Land. Diese stehen an der wichtigen Schnittstelle zwischen Forschung und Industrie und können die Funktion eines Katalysators für die gezielte Entwicklung des Industrie- und Forschungs- Standortes NRW übernehmen. Im Schwerpunktbereich Aus- und Weiterbildung werden zudem die aktuelle Situation sowie die Trends bei der akademischen bzw. betrieblichen Aus- und Weiterbildung im Themengebiet der erneuerbaren Energien in NRW untersucht. Ein optimierter Zielsystem-Mix aller vier Analysefelder bildet die Grundlage für eine erfolgreiche Standortpolitik im Bundesland NRW sowie einer erfolgreichen Zielumsetzung im Zusammenspiel mit den verschiedenen Instrumenten. Das vorliegende quantitative und qualitative Monitoring der Regenerativen Energiewirtschaft schafft vor dem Hintergrund der Landeszielsetzungen die Ausgangsbasis für eine gezielte und systematische Weiterentwicklung der Regenerativen Energiewirtschaft. Bereits in der Studie Zur Lage der Regenerativen Energiewirtschaft in Nordrhein-Westfalen 2011, Teil 2 wurden auf der Basis der ganzheitlichen Analyse der Regenerativen Energiewirtschaft entsprechende mittelfristige und langfristige Handlungsoptionen in einem separaten Bericht vorgestellt [4], [5]. 3

7 2 Methodischer Ansatz Die Standortbewertung ist in der Strukturpolitik eine wichtige Grundlage für die Weiterentwicklung von Regionen. Üblicherweise erfolgt diese aus dem Blickwinkel der Unternehmen. Wichtige Kriterien sind beispielsweise Infrastruktur, Flächenangebote, soziale Faktoren etc. Diese eher allgemeinen Standortfaktoren bilden die Grundlage für eine politische Bewertung, wie eine Region, ein Land oder ein Staat im internationalen Wettbewerb positioniert werden kann. In dem vorliegenden Bericht Zur Lage der Regenerativen Energiewirtschaft wird eine umfassende Analyse der Regenerativen Energiewirtschaft in Nordrhein- Westfalen vorgenommen. Die Analyse basiert auf dem nachfolgend vorgestellten SLAM-Ansatz zur Standort- und Branchenbewertung, der vom IWR entwickelt wurde. 2.1 Der SLAM-Ansatz Analysemodule und Methoden Das Standard Location Asset Model (SLAM) ist ein ganzheitlicher Konzeptionsansatz zur Entwicklung von Branchen an Standorten, in Regionen und Ländern. Mit dem Instrument ist es möglich, komplexe strukturelle Entwicklungen der Assets bzw. Kernkompetenzen von Branchen in Räumen sichtbar werden zu lassen und entlang eines branchenspezifischen Stärke-Schwächeprofils zu gestalten. Die Anwendung des SLAM-Modells ist für jeden Wirtschaftssektor möglich. Dies gilt insbesondere für die sieben strategischen Felder Energie, Wohnen, Mobilität, Medizin, Kommunikation, Ernährung und Rohstoffe, die für die Entwicklung von Ländern und Regionen eine grundlegende Bedeutung haben. Durch die Anwendung des SLAM-Ansatzes kann für jeden Sektor ein aktiver dynamischer Gestaltungsrahmen zur ganzheitlichen Optimierung definiert werden (Abbildung Standard Location Asset Model (SLAM) 2.1). Standard Location Asset Model (SLAM) Anwendungs-Thema Ausbau & Nutzung Wirtschaft Standort & Struktur Wissenschaft & Forschung Bildung Aus- & Weiterbildung Die 7 strategischen Felder Energie Mobilität Wohnen Medizin Ernährung Kommunikation Rohstoffe IWR, 2013 Abbildung 2.1: Grundprinzip des Standard Location Asset Model-Ansatzes (SLAM) nach Allnoch (Quelle: IWR, 2013) 4

8 Grundlage des Modells sind die vier Standort-Assetfelder: 1. Anwendungs- bzw. Nutzungsbereich (Bsp.: Energie, der EE-Ausbau und die CO 2 -Minderung), 2. Wirtschaft (Industrie, Arbeitsplätze & Umsätze, Wertschöpfung), 3. Forschung (Industrie und Staat), 4. Bildung (Ausbildung und Weiterbildung). Der innerhalb der Assets gewonnene Einblick in den Status quo bildet die Basis für die qualitative und quantitative Beschreibung branchenspezifischer Kernkompetenzen und die Skizzierung eines ganzheitlichen Bildes. Dabei werden zwischen den einzelnen Teilbereichen die Stärken und Schwächen sowie Interdependenzen sichtbar. Diese stellen die Grundlage für die ganzheitliche Planung und die Entwicklung von aktiven Maßnahmen und Strategien zur Stärkung eines Standortes (SLAM-Mix und Zielsystem) dar. Praxisebene: Regenerative Energiewirtschaft in Nordrhein-Westfalen Die Branche der Regenerativen Energiewirtschaft in NRW wurde bereits 2012 nach dem Prinzip des SLAM-Ansatzes analysiert [4]. Im Bereich Energie und Umwelt sind die Ziele EE-Ausbau und CO 2 -Minderung verankert. Im Wirtschaftsbereich werden auf der Grundlage eines klassifizierten Unternehmenskatasters die Stärken und Schwächen entlang der Produkt-Wertschöpfung sichtbar. Die Analyse des Forschungsbereichs zeigt in Verbindung mit den Aktivitäten der Firmen die Größe der Schnittmenge auf. Letztendlich brauchen Unternehmen und die Forschungseinrichtungen gut ausgebildete Mitarbeiter. Über die Auswertung der Bildungsangebote lässt sich der Handlungsbedarf durch Abgleich mit den Anforderungen der Wirtschaft ableiten. Standard Location Asset Model (SLAM), Version Aus den Ergebnissen der Analyse der vier Assetfelder kann ein vernetzter, aktiver Handlungsmix (SLAM-Mix) erstellt werden, um den Standort Nordrhein- Westfalen Allnoch, ganzheitlich November weiterzuentwickeln 2013 (Abbildung 2.2). Energie & Umwelt Wirtschaft Standort & Struktur Wissenschaft & Forschung Bildung Aus- & Weiterbildung EE- Nutzung Klimaschutz Wertschöpfung Industriekataster Industriekataster Forschungskataster Hochschulen Industrie & Handwerk Nutzung & Ausbau, regenerative Erzeugung, Energieträger-Mix CO 2 -Minderung Stärkung regionale & industrielle Wertschöpfung Standort-Entwicklung Arbeitsplätze / Umsätze Ausbau Kompetenzzentren Forschungsschwerpunkte Forschungsplan & -bericht Koordinierung Bildung Wissenschaft & Handwerk Struktur / Anforderungen Studiengänge / Berufe Mix SLAM-Zielsystem IWR, 2013 Abbildung 2.2: Anwendungsebene SLAM-Ansatz - Regenerative Energiewirtschaft in Nordrhein-Westfalen 5

9 Die Ziele und das aktuelle Maßnahmenportfolio der Landesregierung für den Energie- und Umweltbereich werden in dem im Oktober 2011 vorgestellten KlimaschutzStartProgramm, dem 2013 verabschiedeten Klimaschutzgesetz sowie dem geplanten Klimaschutzplan sichtbar [3], [1]. In den übrigen drei Assetbereichen sind die strategischen Zielsetzungen der Landesregierung dagegen noch nicht so klar umrissen. Für die Untersuchung der Regenerativen Energiewirtschaft sind im Rahmen der vorliegenden Studie für die Ermittlung des Status quo in den vier Assetbereichen des SLAM-Ansatzes die nachfolgend dargestellten Analyseschritte von Bedeutung. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse können in einem weiteren Schritt auf der Basis bestehender und festzulegender Landeszielsetzungen Handlungsoptionen zur Zielerreichung und systematischen Stärkung der Regenerativen Energiewirtschaft abgeleitet werden [5]. Analyse Assetfeld Energie & Umwelt Der Fokus im Analysebereich Energie & Umwelt liegt auf der Erhebung und Auswertung statistischer Daten zur regenerativen Energieerzeugung (Strom, Wärme und Treibstoffe) aus unterschiedlichen Quellen. Auf dieser Basis wird der jährliche NRW-Beitrag zur CO 2 -Minderung ermittelt. Zusätzlich werden die Beiträge der einzelnen regenerativen Energieträger, die Marktentwicklung sowie Ausbautrends in NRW dargestellt. Analyse Assetfeld Wirtschaft, Standort & Struktur Das Modul Wirtschaft, Standort & Struktur beinhaltet die Ermittlung der Arbeitsplatz- und Umsatzzahlen im Regenerativen Anlagen- und Systembau. Des Weiteren wird die konjunkturelle Situation der NRW-Unternehmen untersucht, u.a. gestützt durch eine im März/April 2013 unter den rd Unternehmen (2012: 3.600) des IWR-Unternehmenskatasters durchgeführte Umfrage. Im Bereich Energieeffizienz werden die Effizienzdienstleistungen sowie Förderangebote der NRW-EVU ausgewertet. Neben dem IWR-Unternehmenskataster wird in die Standort- und Strukturanalyse das NRW-spezifische Forschungskataster für regenerative Energien einbezogen. Zentrale Grundlage der Standort- und Strukturanalyse ist das IWR- Analyseraster für regenerative Anlagentechniken, das für alle regenerativen Teilsparten eine eigene Zerlegungssystematik entlang der Wertschöpfungskette umfasst. Dadurch wird es möglich, die Stärken und Schwächen des Industrie- und Forschungsstandortes auf dem Gebiet regenerativer Energietechniken zu ermitteln. Darauf aufbauend können Handlungsoptionen abgeleitet werden, um den Standort Nordrhein-Westfalen in den Bereichen Industrie und Forschung gezielt weiterzuentwickeln (Abbildung 2.3). 6

10 Abbildung 2.3: Bewertungsschema auf der Grundlage des IWR-Klassifizierungs- und Zerlegungsansatzes für regenerative Anlagentechniken (Kategorie I) (Quelle: IWR, 2007) Analyse Assetfeld Wissenschaft & Forschung Im Analysefeld Wissenschaft & Forschung werden auf der Grundlage des IWR- Analyserasters per Hochschulumfrage und Auswertung weiterer Quellen zentrale Aspekte der NRW-Forschung im EE-Bereich untersucht (u.a. Forschungsschwerpunkte und -struktur, Stellenwert der EE-Forschung an den NRW- Hochschulen). Im Rahmen des Monitorings wird zudem die Entwicklung der zentralen NRW-Forschungs- und Kompetenzeinrichtungen betrachtet, die an der Schnittstelle zwischen Industrie und Forschung als Katalysator eine wichtige Brückenfunktion übernehmen. Analyse Assetfeld Aus- und Weiterbildung in NRW Der Bereich der Aus- und Weiterbildung in NRW umfasst die Analyse der akademischen und betrieblichen Aus- und Weiterbildungsangebote in NRW. Bei der akademischen Ausbildung stehen die von den NRW-Hochschulen angebotenen Studiengänge mit EE-Bezug im Vordergrund. Bei den betrieblichen Aus- und Weiterbildungsangeboten werden der Status quo im Bereich der Ausbildungsberufe sowie der aktuellen Weiterbildungsangebote in NRW untersucht. 7

11 3 Energie und Umwelt 3.1 Internationale und nationale Energietrends Internationaler Status quo, Energieverbrauchsprognosen und Ziele zum EE-Ausbau Die globalen Energiemärkte wurden im Jahr 2012 vor allem durch die Folgen der Atomkatastrophe im japanischen Fukushima sowie die anhaltenden politischen Unsicherheiten in den Ölförderstaaten Nordafrikas beeinflusst. Zudem sorgte der Konflikt um das iranische Atomprogramm in Verbindung mit einem Ölembargo westlicher Staaten, u.a. der EU, für einen anhaltend hohen Ölpreis. Der weltweite Energieverbrauch ist im Jahr 2012 nach Daten des Mineralölkonzerns BP erneut auf etwa Mio. Tonnen Öläquivalente (Mtoe) angestiegen. Im Vergleich zum Vorjahr 2011 ( Mtoe) entspricht dies einem Anstieg um 1,6 Prozent. Insbesondere die wachsende Energienachfrage aus Schwellenländern treibt diese Entwicklung voran. Allein auf China entfallen im Jahr 2012 rd. 77 Prozent des Nachfrageanstiegs, mittlerweile ist das Land für rd. ein Fünftel des weltweiten Energieverbrauchs verantwortlich. Demgegenüber sinkt der Energiebedarf der in der OECD organisierten Industrienationen erneut, das Minus von 1,2 Prozent markiert den vierten Rückgang in Folge [6]. Auch im Jahr 2012 stellen die fossilen Energieträger Öl, Kohle und Gas mit rd Mtoe den Löwenanteil (rd. 87 Prozent) am weltweiten Energieverbrauch. Mit rd Mtoe legt der Verbrauch von Öl erneut zu (2011: Mtoe). Öl ist damit weiterhin der wichtigste Energieträger. Die Verwendung der besonders CO 2 -intensiven Kohle liegt mit konstanten Mtoe weiter auf Rang zwei. Die Nutzung der erneuerbaren Energien (inkl. Wasserkraft) Primärenergie-Verbrauch legt 2012 um rd. 8 Prozent auf nach Mtoe zu und kommt damit global auf einen Anteil von fast 9 Prozent. Die Atomenergie erreicht mit 560 Mtoe nur noch einen Anteil von rd. 4 Prozent (Abbildung 3.1). Energieträgern, BP-Daten Primärenergieverbrauch [MtoE] Öl Gas Kohle Atomenergie Reg. Energien Quelle: IWR, Daten: BP IWR, 2013 Abbildung 3.1: Weltweiter Primärenergieverbrauch nach Energieträgern (Quelle: IWR, 2013, Daten: BP) 8

12 Globale Perspektiven der Kernenergie: Alterungsprozess der Atomkraftwerke weit fortgeschritten hoher Investitionsbedarf zeichnet sich ab Weltweit produzieren derzeit etwa 435 Atomkraftwerke mit einer Leistung von 370 GW Strom. Der Großteil der Atomkraftwerke ist bereits Anfang der 80er- Jahre in Betrieb genommen worden. Seitdem hat sich der Zubau deutlich abgeschwächt. Seit dem Jahr 2000 sind weltweit 55 Atomkraftwerke mit einer Leistung von 44 GW neu für den kommerziellen Betrieb ans Netz gegangen. Gleichzeitig wurden aber auch 53 Anlagen mit einer Leistung von 45 GW endgültig abgeschaltet (Abbildung 3.2). Die Stromerzeugung aus Kernenergie ist 2012 auf Mrd. kwh gefallen, das ist der niedrigste Stand seit 1997 [7]. Installierte Leistung Atomkraftwerke weltweit, Stand: 400 installierte Leistung Atomkraftwerke weltweit [1.000 MW] Quelle: atw Internationale Zeitschrift für Kernenergie 05/2013 Abbildung 3.2: Entwicklung der installierten Kernkraftwerksleistung von 1956 bis 2012 (Quelle: atw Internationale Zeitschrift für Kernenergie, Heft 05/2013, verändert) Kernkraftanlagen sind auf eine Betriebsdauer von 40 Jahren ausgelegt. In Europa sind die Anlagen im Mittel bereits 28 Jahre alt, weltweit im Schnitt 27 Jahre. Bei einem Anlagenersatz sind über 7 Jahre Bau- bzw. Vorlaufzeit zu berücksichtigen. Da in den kommenden Jahren weitere Atomkraftwerke die Altersgrenze erreichen, ist mit weiteren Abschaltungen zu rechnen. In einigen Ländern wird versucht, die Laufzeit auf bis zu 60 Jahre auszudehnen. Grundsätzlich ist es zwar möglich, einzelne Komponenten länger einzusetzen, die Änderung der Werkstoffeigenschaften von Großkomponenten durch den Alterungsprozess stellt allerdings ein Risiko dar. Außerdem kann die Gesamtkonstruktion der Anlagen nicht nachträglich verändert werden. Kosten steigen bis 2030 auf Mrd. Euro Da weltweit mittelfristig immer mehr Kernkraftwerke die Grenze ihrer Lebensdauer erreichen müssen die Regierungen dann zwischen den Optionen Abschalten, Betriebs-Verlängerung, Ersatz am Standort oder Neubau auf grüner Wiese entscheiden. Unter der Annahme des vollständigen Ersatzes nach 40 Betriebsjahren müssten nach einer IWR-Untersuchung unter Berücksichtigung der Ersatzkosten 9

13 und der langen Bauzeit bis 2020 Investitionen in Höhe von rd. 411 Mrd. Euro angestoßen werden. Bis 2030 würde die Summe auf insgesamt rd Mrd. Euro steigen. Vor allem Ländern mit einem alten Kraftwerkspark (USA, GB oder Russland) droht eine gewaltige Kostenwelle. Viele Länder denken daher über Alternativen zur Kernenergie nach: Japan hat beschlossen, aus der Kernenergie auszusteigen, in Frankreich soll der Nuklearanteil bis 2025 von 75 auf 50 % gesenkt werden. In den USA lautet die Strategie, den Ersatzzeitpunkt der Altanlagen nach hinten zu verschieben [8]. Seit dem Spitzenjahr 1990, als in den USA 112 Atomkraftwerke am Netz waren, ist die Zahl der Kernkraftwerke rückläufig. Bis Ende 2012 haben noch 104 Kernreaktoren Strom produziert. Seit Jahresbeginn 2013 sind in den USA vier weitere Reaktoren endgültig stillgelegt worden. Ein Ausbau der Kernenergienutzung findet derzeit vor allem in Asien statt. In China befinden sich derzeit 29 Atomkraftwerke im Bau, in Indien sind es sieben [7]. Fazit: Länder mit alten Atomkraftwerken stehen vor großen Herausforderungen In der Öffentlichkeit wird bislang in erster Linie der geplante weltweite Neubau von Kernenergie-Kraftwerkskapazitäten wahrgenommen. In der Realität müssen sich viele Länder eher mit sehr hohen Ersatzinvestitionen befassen, um die AKW-Leistung der Kraftwerksanlagen halten zu können oder in alternative Erzeugungskapazitäten investieren. Die Kosten, die für die Beseitigung der AKW- Altlasten inkl. Rückbau und Entsorgung des radioaktiven Mülls entstehen, sind dabei noch nicht eingepreist. Erneuerbare Energien im globalen Strommix Die erneuerbaren Energien stellen im Jahr 2010 einen Anteil von rd. 20 Prozent an der weltweiten Stromerzeugung. Die Kernenergie erreicht einen Anteil von rd. 13 Prozent, während fossile Energieträger mit zwei Dritteln weiterhin den Großteil der Stromerzeugung abdecken [9]. Der prozentuale Anteil der erneuerbaren Energien liegt wegen der steigenden Stromnachfrage und trotz des weltweiten Ausbaus nur geringfügig über dem Niveau von Tabelle 3.1: Energieträgermix der weltweiten Stromerzeugung 2010 und 2009 im Vergleich zu 1990 (Quelle: IWR, 2013, Daten: EIA [9]) [Mrd. kwh] Anteil [%] [Mrd. kwh] Anteil [%] [Mrd. kwh] Anteil [%] Fossile Energieträger ,3 66, ,5 66, ,3 63,2 Erneuerbare Energien 4.167,2 20, ,6 19, ,2 20,1 Kernenergie 2.620,2 12, ,7 13, ,8 16,9 Pumpspeicherstrom -22,6-0,1-20,9-0,1-19,9-0,2 Gesamt ,1 100, ,9 100, ,3 100,0 10

14 3.1.2 Nationale Energietrends Atomausstieg und Energiewende Nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima im Jahr 2011 wurde in Deutschland der Atomausstieg beschlossen und die Energiewende eingeleitet, die den bereits im Energiekonzept 2010 beschlossenen Umbau der Energieversorgung zu einem regenerativen Energieversorgungssystem forcieren soll. Eingerahmt wird die Energiewende von den drei energiepolitischen Zielsetzungen Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit. Um die Energiewende voranzubringen, wurde auf Bundesebene eine Reihe von Maßnahmen eingeleitet. Diese zielen im Kern auf den Ausbau erneuerbarer Energien, den Netzausbau, die Sicherung von Kraftwerkskapazitäten, die Verbesserung der Energieeffizienz sowie den Ausbau der Energieforschung. Zur Umsetzung der Energiewende in Deutschland wurden von der Bundesregierung verschiedene Gesetzte verabschiedet bzw. novelliert. Neben dem Netzausbaubeschleunigungsgesetz (NABEG), der Novelle des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG-Novelle), der Novelle des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG- Novelle) und der Novelle des Atomgesetztes handelt es sich um die Änderung des Energie- und Klimafondsgesetzes sowie das Gesetz zur Stärkung der klimagerechten Entwicklung in Städten und Gemeinden. Des Weiteren wurde ein Eckpunktepapier Energieeffizienz verabschiedet, in dem bereits zentrale Aussagen über die Novelle der Energieeinsparverordnung enthalten sind. Der bundesweite Zielkatalog und Verordnungsrahmen für die Energiewende wird durch bundesländerspezifische Zielsetzungen und Aktivitäten zum Klimaschutz und den Umbau des Energiesystems ergänzt (vgl. Kap. 3.6, S. 101 ff). Die Energiewende geht bislang mit einem deutlichen Ausbau der regenerativen Erzeugung v.a. auf dem Stromsektor einher. Mittlerweile entfallen bundesweit mehr als 20 Prozent des Bruttostromverbrauchs in Deutschland auf erneuerbare Energien, der regenerative Wärmesektor liegt bei einem Anteil von etwa 10 Prozent. Im Stromsegment hat insbesondere die Entwicklung der Photovoltaik in den Jahren 2012 und 2011 in Deutschland ein deutliches Marktwachstum mit jährlichen Zubauleistungen von fast MW p erfahren. Zudem konnte der Biogassektor im Jahr 2011 im Vergleich zu den Vorjahren mit einem Anstieg des Anlagenneubaus auf eine Kapazität von 806 MW (Vorjahr Zubau: rd. 400 MW) das bislang beste Branchenjahr verbuchen. Auch auf dem Sektor der Offshore-Windenergie zeichnet sich nach anfänglichen Verzögerungen aufgrund von langwierigen Planungs- und Errichtungsprozessen sowie offenen Finanzierungsfragen im Jahr 2012 eine Belebung des Anlagenbaus ab. Im Vergleich zum Stromsektor hinkt der Ausbau des Wärmesektors bislang hinterher. Trotz der Unterstützung im Rahmen des bundesweiten Marktanreizprogramms hat sich der Modernisierungsstau in deutschen Heizungskellern bislang noch nicht aufgelöst. Bundesweit ist nach Umfragen davon auszugehen, dass ein Großteil der deutschen Bevölkerung dem Ausbau erneuerbarer Energien eine hohe Bedeutung 11

15 einräumt und den Umbau des Energiesystems auf erneuerbare Energien vor dem Hintergrund des Klimaschutzes grundsätzlich unterstützt [10], [11]. Gleichwohl spielen die mit dem Umbau der Energieversorgung und dem Ausbau der regenerativen Energien entstehenden Kosten zunehmend eine zentralere Rolle. Dabei wird die Debatte derzeit vor allem beim Anstieg der EEG-Umlage und ihren Ursachen kontrovers geführt. EEG-Umlage und Strompreisentwicklung Die Entwicklung des Strompreises ist eng mit dem Handel von Strom-Futures am Terminmarkt der Strombörsen verknüpft. Dabei kaufen Stromhändler teilweise Jahre im Voraus einen großen Teil ihrer Stromkontingente zu festen Preisen ein, Kraftwerksbetreiber verkaufen ihre Stromproduktion auf Termin. Mit dem Atomenergie-Ausstiegsbeschluss Anfang 2011 stiegen die Strompreise kurzfristig kräftig an. Der wachsende Anteil an EEG-Strom, der seit 2010 über die Strombörse vermarktet wird, hat in der Folge zu sinkenden Preisen am Spotmarkt geführt und in Folge dessen auf den Terminmarkt ausgestrahlt. So notieren die Futurepreise für die Entwicklung Lieferung von Strom Börsenstrompreise in den nächsten Jahren Deutschland bis 2017 der EEX in Leipzig bei unter 4 Cent / kwh. Zum Zeitpunkt der Entscheidung über die Energiewende lagen die Preise noch bei Futures rd. 6 Cent / kwh (Abbildung 3.3). Börsenstrompreise am Terminmarkt der EEX von Jan Aug Settlement-Preis [ct/kwh] 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3, Lieferung 2014 Lieferung 2015 Lieferung 2016 Lieferung 2017 Quelle: IWR, Daten: EEX, eigene Berechnung IWR, 2013 Abbildung 3.3: Entwicklung der Futurepreise für Grundlaststrom in Deutschland seit 2011 zur Lieferung in den Jahren ) (Quelle: IWR, 2013, Daten: EEX) Eine zentrale Ursache für diese Entwicklung ist der im Jahr 2010 auf Initiative der Energiewirtschaft von der Bundesregierung vorgenommene Wechsel von der physischen zur bilanziellen Wälzung. Weil die Stadtwerke den EEG-Strom nicht mehr abnehmen müssen, liefern die großen Erzeuger vielen Stadtwerken wieder nahezu vollständig konventionellen Strom. Durch die Verpflichtung zur Vermarktung des EEG-Stroms über die Börse werden dem umweltfreundlich erzeugten EEG-Strom politisch gewollt seine grünen Eigenschaften genommen. Der EEG-Strom wird auf diese Weise zu sog. Graustrom und kommt zusätzlich auf den Markt. Durch das wachsende Stromangebot, das sich durch den steigenden 12

16 Anteil erneuerbarer Energien sowie gleichzeitig ungebremst weiter produzierende Kohlekraftwerke ergibt, sinken die Börsenstrompreise am Spotmarkt und sorgen so für einen Anstieg der Differenzkosten im Rahmen des EEG- Umlagemechanismus. Getragen wird die steigende EEG-Umlage v.a. von den Verbrauchern, da immer weitreichendere Ausnahmeregelungen immer mehr industrielle und gewerbliche Kunden von der EEG-Umlage befreien. Die sinkenden Börsen-Strompreise führen so aufgrund der Konstruktionsschwächen im EEG- Umlagemechanismus paradoxerweise dazu, dass die Stromverbraucher indirekt die niedrigen Strompreise an der Börse für die Großabnehmer über eine höhere EEG-Umlage fördern. Im Jahr 2013 ist die EEG-Umlage von 3,59 Cent / kwh auf 5,277 Cent / kwh gestiegen. Im Jahr 2014 steigt die EEG-Umlage nach den Berechnungen der Übertragungsnetzbetreiber auf über 6 Cent / kwh (Abbildung 3.4). Höhe der EEG-Umlage [in ct/kwh] und der EEG-Wälzungsmechanismus 7 EEG-Umlage [Cent / kwh] Alt: physische Wälzung Neu: Wälzung Börse Quelle: IWR, Daten: ÜNB Abbildung 3.4: Höhe der EEG-Umlage im Zeitraum und der EEG- Wälzungsmechanismus (Quelle: IWR, 2013, Daten: ÜNB) IWR, 2013 Netzausbau und Netzausbaukosten Der Ausbau der Stromnetze und die damit verbundenen Kosten nehmen in der öffentlichen Debatte rund um die Energiewende und den Ausbau der regenerativen Energienutzung eine zentrale Position ein. Dabei wird in der Regel ein ausschließlicher Bezug zwischen den Kosten des Netzausbaus und dem Ausbau der erneuerbaren Energien hergestellt. Allerdings zeigen die jährlichen Investitionen der Netzbetreiber in die Stromnetze, dass auch in der Vergangenheit Netzinvestitionen in Milliardenhöhe vorgenommen wurden. So wurden im Zeitraum von 1991 bis 2012 im Jahr 1993 die höchsten Investitionen in die Netze getätigt (rd. 4 Mrd. Euro). Nach 1998, dem Jahr der Strommarktliberalisierung, wurden die Investitionen in die Netze dagegen deutlich zurückgefahren, so dass 2003 der niedrigste Stand erreicht wurde (1,7 Mrd. Euro). Erst seit 2005 steigen die Investitionen in die Stromnetze wieder wurde mit 3,8 13

17 Mrd. Euro erstmals wieder annähernd das Niveau von 1993 (4 Mrd. Euro) erreicht Investitionen (Abbildung 3.5), auch der 2011 Stromversorger (3,6 Mrd. Euro) und in 2012 die (3,8 Netze Mrd. Euro) bewegen sich die Netzinvestitionen wieder in dieser Größenordnung (Abbildung 3.5). 5 Investitionen Stromnetze [Mrd. Euro] * ÜNB VNB ÜNB+VNB Quelle: IWR, Daten: BDEW, AEE, * = Planwert Stand November 2012 IWR, 2013 Abbildung 3.5: Investitionen der Elektrizitätswirtschaft in die Stromnetze im Zeitraum (Quelle: IWR, 2013, Daten: BDEW, BNetzA, AEE) Zudem wird in der öffentlichen Debatte immer wieder der Eindruck erweckt, dass vor allem die Investitionen in die Höchstspannungsnetze für die zuständigen Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) große Belastungen darstellen würden. Ein Blick auf die ab dem Jahr 2007 mögliche Differenzierung der Netzinvestitionen zwischen den ÜNB und den Verteilnetzbetreibern (VNB) auf den niederen Spannungsebenen zeigt jedoch, dass auf der Verteilnetzebene jährlich rd. 80 Prozent der Gesamtinvestitionen angefallen sind. Die Übertragungsnetzbetreiber tragen dagegen nur rd. 20 Prozent der Netzinvestitionen. So haben die VNB im Jahr 2012 rd. 3 Mrd. Euro in ihre Netze investiert. Dem stehen bei den ÜNB rd. 0,7 Mrd. Euro gegenüber (Abbildung 3.5) [12]. EnLAG, Netzentwicklungsplan, BBPlG - Rahmen für den Netzausbau Um den Bau der vordringlichsten Leitungsvorhaben beim Netzausbau zu beschleunigen wurde 2009 das Energieleitungsausbaugesetz (EnLAG) verabschiedet. Dieses umfasst in seiner aktuellen Fassung 23 Vorhaben mit einer Gesamttrassenlänge von etwa km. Zudem wurde auf der Grundlage des von den Übertragungsnetzbetreibern (ÜNB) entwickelten Netzentwicklungsplans 2012 (NEP 2012) das Bundesbedarfsplangesetz (BBPlG) verabschiedet, das Ende Juli 2013 in Kraft getreten ist. Darin sind insgesamt 36 Vorhaben gelistet, die als vordringlich für den mittelfristigen Ausbau des Höchstspannungsnetzes in Deutschland angesehen werden. Auf der Basis des jährlich fortgeschriebenen Netzentwicklungsplans soll gemäß Energiewirtschaftsgesetz mindestens alle drei Jahre ein Bundesbedarfsplange- 14

18 setz erlassen werden. Aktuell haben die ÜNB bereits den zweiten Entwurf des NEP 2013 an die Bundesnetzagentur (BNetzA) übergeben (Stand: September 2013). Kosten für Netzausbau noch unklar Der Ausbau der Höchstspannungsnetze kostet nach aktuellen Berechnungen der ÜNB in den nächsten zehn Jahren rd. 22 Mrd. Euro (Leitszenario B 2023 inkl. Startnetz) [13], [14]. Davon entfallen rd. 5 Mrd. Euro auf Investitionen in das Startnetz. Das nach EnLAG definierte Startnetz setzt sich aus dem Status quo des deutschen Übertragungsnetzes und den Stromleitungen zusammen, die bereits im Bau oder genehmigt sind. Der zusätzliche Ausbau des Übertragungsnetzes verursacht damit gegenüber dem Startnetz in den nächsten zehn Jahren rein rechnerisch Zusatzkosten von rd. 17 Mrd. Euro. Zusätzlich werden bis 2023 noch Kosten in Höhe von etwa 22 Mrd. Euro (Leitszenario B 2023 inkl. Startnetz) für den Anschluss von Offshore-Windparks erwartet, sowie 27,5 Mrd. Euro bis 2022 (Leitszenario B 2022) für den Ausbau auf der Verteilnetzebene [15], [16]. Die Höhe der tatsächlichen Kosten, die im Rahmen des künftigen Netzausbaus jährlich zu erwarten sind, lässt sich mit dem aktuellen Datenstand nicht eindeutig beziffern. Vor allem ist derzeit unklar, wie das Verhältnis und die genaue Abgrenzung zwischen den zusätzlichen Netzausbau-Kosten im Rahmen der Energiewende und den ohnehin anstehenden Investitionen in die Übertragungsnetze ausfallen. 15

19 3.2 Entwicklung der regenerativen Energieerzeugung in NRW und Beitrag zum Klimaschutz Status quo der Nutzung Erneuerbarer Energien in Deutschland Im Jahr 2012 erreicht die regenerative Stromerzeugung in Deutschland mit rd. 142 Mrd. kwh einen Anteil von etwa 24 Prozent am bundesweiten Bruttostromverbrauch (rd. 610 Mrd. kwh). Im Vergleich zum weltweiten Anteil der erneuerbaren Energien im Stromsektor liegt Deutschland damit etwas über dem Durchschnittswert von rd. 21 Prozent. Bezogen auf den Wärmeverbrauch in Deutschland (Endenergie, rd Mrd. kwh) kommt der EE-Anteil an der gesamten Wärmebereitstellung mit 140 Mrd. kwh auf etwa 10 Prozent [17]. Im Treibstoffsektor liegt der Beitrag biogener Treibstoffe am Gesamttreibstoffverbrauch in Deutschland mit 35 Mrd. kwh bei rd. 6 Prozent. Der Absatz von Biotreibstoffen findet in Deutschland vor allem über die Beimischung statt, die Märkte für reine Biokraftstoffe sind dagegen fast vollständig verschwunden. Beim Diesel erfolgt die Beimischung als B7-Treibstoff, bei Ottokraftstoffen ist die Beimischung in Form des Kraftstoffs E10-Bioethanol am geläufigsten. Die gesamte, durch den Einsatz erneuerbarer Energien realisierte Emissionsminderung durch Substitutionseffekte erreicht über alle regenerativen Teilsparten (Strom, Wärme, Treibstoffe) im Jahr 2012 eine Menge von rd. 147 Mio. t CO 2. Im Vergleich dazu beliefen sich die gesamten CO 2 -Emissionen in Deutschland auf rd. 800 Mio. t [18] Regenerative Stromproduktion in NRW Die regenerative Stromerzeugung in NRW (ohne Grubengas) hat im Jahr 2012 im Vergleich zum Vorjahr 2011 um 9 Prozent auf gut 14 Mrd. kwh (2011: 12,9 Mrd. kwh) zugelegt. Damit hat sich der Anstieg der regenerativen Stromerzeugung nach einer 20-prozentigen Steigerung im Jahr 2011 wieder verlangsamt. Wachstumstreiber im Jahr 2012 sind insbesondere die Stromerzeugung aus Biogas und Photovoltaik. Die Zunahme bei der PV- und Biogasnutzung geht auf Kapazitätseffekte zurück (Biogas = hoher Zubau in 2011, PV = hoher Zubau 2011 & 2012). Der Ausbau der Stromerzeugung im Bereich Windenergie stagniert 2012 dagegen auf dem Vorjahresniveau. Ursachen sind ein schwächeres Windjahr 2012 und ein weiterhin niedriges Niveau beim Anlagenneubau. Bei der Stromerzeugung aus Grubengas handelt es sich definitionsgemäß nicht um die Nutzung eines regenerativen Energieträgers. Die Grubengasverstromung trägt jedoch im Sinne des Klimaschutzes durch die Methanreduktion und energetische Nutzung zu einer Minderung von CO 2 -Emissionen bei. Wenn die Stromerzeugung aus Grubengas in einer Größenordnung von 0,8 Mrd. kwh (2011: rd. 0,7 Mrd. kwh) mit eingezogen wird, so erhöht sich die klimafreundliche Gesamtstromerzeugung in NRW 2012 auf fast 15 Mrd. kwh (2011: rd. 13,6 Mrd. kwh) (Tabelle 3.2, Abbildung 3.6). 16

20 Tabelle 3.2: Regenerative Stromerzeugung in NRW 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR-Referenzwerte auf Basis von Bezreg. Arnsberg, BNetzA, Büro für Wasserkraft NRW, DBFZ, ITAD, IT.NRW, IWR, LANUV NRW, LWK NRW, z.t. eig. Berechnung / Schätzung) Veränd. Vorjahr Anteil Bund (2012) Strom Anteil [%] Strom Anteil [%] [%] [%] [Mrd. kwh] [Mrd. kwh] Bioenergie 5,43 38,5 5,10 39,4 + 6,3 12,5 Biomasse fest 1,50 1,50 Biogas 1,91 1,62 biogener Abfall 1,40 1,33 Biomasse flüssig 0,14 0,14 Klärgas 0,32 0,32 Deponiegas 0,15 0,18 Windenergie 5,16 36,6 5,15 39,8 + 0,2 10,2 Photovoltaik 2,92 20,7 2,18 16,9 + 33,9 11,1 Wasserkraft 0,58 4,1 0,50 3,9 + 16,0 2,7 Summe Strom regenerativ 14,09 100,0 12,93 100,0 + 8,9 9,9 Grubengas 0,81 0, ,1 70,2 Strom Klimaschutz 14,9 13,64 + 9,2 10,4 Entwicklung regenerative Stromerzeugung / Strom Klimaschutz, = Werte vorläufig 16 Stromerzeugung [Mrd. kwh] * Strom regenerativ Strom (inkl. Grubengas) IWR, 2013 Quelle: IWR, Daten: IWR, * = vorläufig Abbildung 3.6: Entwicklung der regenerativen Stromerzeugung und der Stromerzeugung im Bereich Klimaschutz (inkl. Grubengas) in NRW (Quelle: IWR, 2013) 17

21 Anteil der regenerativen Stromerzeugung auf Bundes- und Landesebene Nach den bislang vorliegenden energiestatistischen Basisdaten lag die Bruttostromerzeugung in NRW im Jahr 2012 bei knapp 180 Mrd. kwh. Bei einer EE- Stromerzeugung (ohne Grubengas) von etwa 14 Mrd. kwh ergibt sich damit in NRW ein regenerativer Anteil von knapp 8 Prozent. Unter Hinzuziehung der Stromproduktion aus Grubengas steigt der Anteil der Erzeugung im Bereich Klimaschutz an der Gesamtstromerzeugung in NRW auf etwa 8,3 Prozent an. Mit Blick auf den Anteil der regenerativen Stromerzeugung bzw. Erzeugung im Bereich Klimaschutz am Bruttostromverbrauch in NRW in einer prognostizierten Größenordnung von rd. 150 Mrd. kwh im Jahr 2012 resultiert ein EE-Anteil von Entwicklung Anteil Strom Klimaschutz am etwa 10 Prozent (Abbildung 3.7) (vgl. Kap. 3.4, S. 85, ff). Bruttostromverbrauch in NRW, EE-Strom-Anteil (inkl. Grubengas) am Bruttostromverbrauch [%] * Quelle: IWR, Daten (vorläufig): IWR, IT.NRW, eigene Berechnung, * = vorläufig / Schätzung IWR, 2013 Abbildung 3.7: Anteil der Stromerzeugung im Bereich Klimaschutz (EE & Grubengas) am Bruttostromverbrauch (Quelle: IWR, 2013) Bezogen auf eine EE-Stromproduktion auf Bundesebene von rd. 142 Mrd. kwh im Jahr 2012 entfällt mit einer regenerativen NRW-Stromerzeugung von rd. 14 Mrd. kwh (ohne Grubengas) ein Anteil von 10 Prozent auf NRW. Beim Ausbau der regenerativen Stromerzeugungskapazitäten sticht in NRW v.a. der PV-Sektor mit einer Steigerung der Gesamtkapazität um fast 30 Prozent hervor. Deutlich schwächer ist dagegen das Wachstum auf dem Wind- und Bioenergiesektor, hier werden lediglich Zuwächse im niedrigen einstelligen Prozentbereich ermittelt. Dank der soliden Entwicklung des PV-Sektors steigt die Gesamtkapazität regenerativer Erzeugungsleistung 2012 im Vergleich zum Vorjahr um etwa 13 Prozent auf MW an (2011: MW). Bezogen auf den Zubau liegt NRW damit 2012 in etwa in dem Wachstumsbereich, der auch auf Bundesebene zu beobachten ist (Tabelle 3.3). 18

22 Tabelle 3.3: Regenerative Stromerzeugungskapazitäten in NRW und in Deutschland 2012 und 2011 im Vergleich (Quelle: IWR, 2013, Daten: AGEE-Stat, BMU, IWR-Referenzwerte auf Basis von Bezreg. Arnsberg, BNetzA, Büro für Wasserkraft NRW, DBFZ, ITAD, IT.NRW, IWR, LANUV NRW, LWK NRW, z.t. eig. Berechnung / Schätzung) Veränd. NRW Veränd. Bund NRW Bund NRW Bund [%] [%] Bioenergie (ohne Deponie- / Klärgas und Abfall) rd. 480 MW MW rd. 460 MW MW + 4,3 + 8,0 Windenergie MW MW MW MW + 4,6 + 7,7 Photovoltaik MW MW MW MW + 28,1 + 30,4 Wasserkraft rd. 190 MW MW rd. 190 MW MW +/- 0-0,4 (regenerativ) 2) Sonstige Erneuerbare 550 MW MW 550 MW MW +/- 0-5,2 Grubengas rd. 170 MW rd. 240 MW rd.190 MW rd. 240 MW - 7,5 +/- 0 Summe MW MW MW MW + 12,9 + 15,4 1 = Werte vorläufig, 2 = ohne Pumpspeicherkraftwerke mit natürlichem Zufluss 19

23 Windstromproduktion und Marktentwicklung Zum Windstrompotenzial in NRW Die Landesregierung NRW hat dem Landesamt für Natur-, Umwelt- und Verbraucherschutz (LANUV NRW) den Auftrag für die Potenzialstudie Erneuerbare Energien NRW erteilt. Ziel ist es, mit Blick auf die NRW-Klimaschutzziele, die regionalen Ausbaupotenziale im Bereich Wind-, Solar- und Bioenergie, Wasserkraft sowie Geothermie zu erfassen. Die Untersuchungen sollen den unterschiedlichen Planungs- und Genehmigungsebenen wichtige Datengrundlagen für den regionalen EE-Ausbau liefern. Nach Fertigstellung der Potenzialuntersuchungen werden die Ergebnisse auch in das Online-Fachinformationssystem Energieatlas Nordrhein-Westfalen eingepflegt. Ende Oktober 2012 wurden die Ergebnisse der Potenzialuntersuchung Windenergie veröffentlicht. Demnach ergibt sich in NRW nach dem NRW-Leitszenario ein Potenzial von 71 TWh [19], [20]. 1 Für die Analyse der regionalen Potenziale wurden neben der Windhöffigkeit und dem Status quo der Windenergienutzung die verschiedenen Raumnutzungen (Siedlung, Natur- und Landschaft, Infrastruktur, Wald und Gewässer) herangezogen. Auf dieser Basis werden Tabu- und Prüfflächen sowie grundsätzlich geeignete Flächen ermittelt. Durch Überlagerung der Eignungsflächen mit den Potenzialen werden für die Windenergie geeignete Areale identifiziert und drei Szenarien erstellt, die sich im Grad der Einbeziehung von Waldflächen unterscheiden: NRW alt -Szenario: Flächen ohne Restriktionen, ohne Waldflächen NRW-Leitszenario: Flächen aus NRW alt -Szenario zuzüglich Kyrill- und Nadelwaldflächen (Laubbaumbestände nach Einzelfallprüfung) Szenario NRW plus : NRW-Leitszenario plus Flächen von Laub- und Mischwäldern, falls keine sonstigen Ausschluss- oder Einzelfallprüfkriterien (z.b. Schutzgebiete) vorliegen Zur Optimierung der Anlagenstandorte wird zudem das Schallemissionsverhalten einer Referenz-WEA einbezogen [20]. Die Ergebnisse der Potenzialanalysen liegen für die Höhen 100 m, 125 m, 135 m und 150 m über Grund vor. Zum Stand der Windenergie: Stromproduktion in NRW stagniert bei knapp über 5 Mrd. kwh Mit 5,16 Mrd. kwh haben die Windenergieanlagen in Nordrhein-Westfalen 2012 fast die gleiche Strommenge erzeugt wie im Vorjahr 2011 (5,15 Mrd. kwh). Verantwortlich für die Stagnation ist der anhaltend niedrige Zubau neuer Windenergiekapazitäten (Tabelle 3.4, Abbildung 3.8) und das im Vergleich zu 2011 etwas schwächere Windjahr. Nach dem IWR-Windertragsindex war das Windjahr 2012 in NRW bezogen auf das vergangene 10-jährige Mittel in etwa ein 100- Prozentjahr (Vorjahr 2011: 102,3 Prozent). Bis 2020 will die Landesregierung den Anteil der Windstromerzeugung auf 15 Prozent steigern. Bei einem NRW-Brutto- Stromverbrauch von etwa 145 Mrd. kwh (2010) entfällt mit 5,16 Mrd. kwh derzeit ein Anteil von fast 4 Prozent auf die Windenergienutzung. 1 Die Potenzialstudie Solarenergie wurde im Juni 2013 öffentlich vorgestellt, im Herbst 2013 ist es zudem geplant, die Ergebnisse der Potenzialstudie Bioenergie vorzustellen [21], [22], [23]. 20

24 Tabelle 3.4: Windenergienutzung in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR, IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Daten: IWR IWR-Referenzwerte Veränderung Vorjahr Zubau WEA-Leistung 142,2 MW 163,8 MW 142,2 MW 163,8 MW - 13,2 % davon Repowering 11,5 MW 43,8 MW 11,5 MW 43,8 MW - 73,7 % Abbau im Zuge von Repowering NRW-WEA- Gesamtleistung 2 MW 19,2 MW 2 MW 19,2 MW - 89,6 % MW MW MW MW + 4,6 % Windstromproduktion 5,16 Mrd. kwh 5,15 Mrd. kwh 5,16 Mrd. kwh 5,15 Mrd. kwh + 0,2 % Windenergie: Strom und Leistung in NRW, = Werte vorläufig [MW] [Mrd. kwh] 6, , , , , ,0 0 0, * Quelle: IWR, Daten: IWR, eigene Berechnung, * = vorläufig WEA-Leistung [MW] Strom [Mrd. kwh] IWR, 2013 Abbildung 3.8: Entwicklung der installierten WEA-Gesamtleistung und Windstromerzeugung in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR, 2012 vorläufig) NRW-Marktentwicklung verliert 2012 an Dynamik Insgesamt wurden 2012 knapp 70 Anlagen mit einer Gesamtleistung von etwa 140 MW neu errichtet. Gegenüber 2011 (rd. 164 MW) ergibt sich bei der neu installierten Leistung damit ein Rückgang von etwa 13 Prozent. Zum Vergleich: Im bislang besten NRW-Branchenjahr 2002 wurden Windenergieanlagen mit einer Leistung von etwa 430 MW errichtet. Der Zubau im Jahr 2012 liegt damit um etwa 70 Prozent unterhalb der bisherigen Bestmarke (Abbildung 3.9). 21

25 Windenergie: Leistung Zubau in NRW, WEA-Leistung [MW] * Quelle: IWR, Daten / Berechnung: IWR * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.9: NRW-Marktentwicklung Windenergie: Die jährlich neu installierte WEA- Leistung seit 2000 (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR, 2012 vorläufig) Die Wirkung der von der Landesregierung bereits getroffenen Maßnahmen zur Steigerung der WEA-Nutzung (Novellierung Windenergieerlass, Repowering- Initiative, Potenzialanalyse Teilbereich Windenergie, Leitfaden Windenergie im Wald etc.) sind in den aktuellen WEA-Zubauzahlen in NRW noch nicht sichtbar. Grund sind die z.t. langwierigen Planungszeiträume und aufwändigen Genehmigungsverfahren von Windenergieprojekten. Steigende WEA-Zubauzahlen, die auf die eingeleiteten Windenergie-Ausbaumaßnahmen zurückgeführt werden können, sind daher erst zeitversetzt zu erwarten. Ende 2012 waren in NRW insgesamt knapp WEA mit einer Gesamtleistung von rd MW am Netz. Damit liegt NRW an fünfter Stelle hinter den Bundesländern Schleswig-Holstein (rd MW) und Sachsen-Anhalt (3.840 MW). Angeführt wird das Bundesländerranking mit deutlichem Abstand von Niedersachsen (rd MW) vor Brandenburg (rd MW). NRW-Repowering-Initiative Für die Erreichung des Landeszieles 15 Prozent Windstromanteil bis 2020, ist neben dem Anlagenneubau auch die Beschleunigung des WEA-Repowerings Ziel der Landesregierung. Um den Austauschprozess von älteren Anlagen durch neue leistungsfähige zu unterstützen, hat die Landesregierung die Repowering- Initiative gegründet. Ziele der Initiative sind die Moderation und Unterstützung des Repowering-Prozesses in NRW, das Aufzeigen von Problemkreisen und die Entwicklung von Lösungsansätzen sowie der Aufbau eines NRW-spezifischen Repowering-Katasters. Das IWR hat die NRW-Kommunen im Rahmen der Repowering-Initiative in den Jahren 2011 und 2012 befragt, um den Status quo des WEA-Repowerings zu erfassen und ein NRW-Repowering-Kataster aufzubauen. Die Kommunen wurden zudem nach Hemmnissen und Herausforderungen gefragt, die für eine erfolgreiche Umsetzung von Repowering-Vorhaben in NRW angegangen werden müs- 22

26 sen. Auf dieser Grundlage wurden Handlungsoptionen und Lösungsansätze abgeleitet, die geeignet erscheinen, die bestehenden Hemmnisse zu reduzieren und den Planungsprozess systematisch zu stärken. Zudem wird ein aktiver Austauschprozess mit den Kommunen durch kommunale Repoweringveranstaltungen angestrebt. Ziel ist es, die Kommunen auf der Grundlage der bisherigen Erfahrungen gezielt über Handlungsoptionen und Lösungsansätze zu informieren und konsensfähige Wege für das WEA-Repowering in NRW aufzuzeigen. Die erste Repoweringveranstaltung hat Anfang September 2013 in Aachen stattgefunden. Im November 2013 wird es eine weitere Veranstaltung in Witten geben. Zum Potenzial des WEA-Repowerings in NRW Für die Betreiber von Windenergieanlagen ist der betriebswirtschaftliche Rahmen ein zentrales Entscheidungskriterium für die Durchführung eines Repoweringprojektes: Aus wirtschaftlichen Erwägungen ziehen es die Betreiber dabei u.u. vor, eine alte Bestands-WEA nach dem Ende der Kapitaldienstphase nicht direkt durch eine Neuanlage zu ersetzen. Stattdessen werden die schuldenfreien Altanlagen zunächst weiter betrieben und erst später gegen neue Windenergieanlagen ausgetauscht. Begünstigt wird die Entscheidung für ein WEA-Repowering durch den im EEG verankerten Repowering-Bonus. Dieser greift beim Repowering von Altanlagen, die vor dem 01. Januar 2002 in Betrieb genommen worden sind. Nach den Eckdaten von Repowering-Projekten auf Bundesebene ist davon auszugehen, dass die ausgetauschten Altanlagen bislang i.d.r. ein Betriebsalter von mindestens 12 Jahren aufweisen. Insbesondere bei Binnenlandprojekten ist aufgrund der geringeren Windhöffigkeit und einer längeren wirtschaftlichen Amortisationsdauer allerdings von höheren Betriebslaufzeiten der Alt-WEA auszugehen. Unter der Annahme, dass in NRW ein Repowering ab einem Betriebsalter von 15 Jahren stattfindet, bilden mit Blick auf das 15-Prozent Landesziel bis 2020 WEA mit Inbetriebnahmejahr vor 2005 den Pool der repoweringfähigen Anlagen. Windenergieanlagen ab einem Inbetriebnahmejahr von 2005 und später sind dagegen zu jung und stehen für ein Repowering i.d.r. noch nicht zur Verfügung. Innerhalb der Gruppe der repoweringfähigen Anlagen ist vor dem Hintergrund des jeweils gültigen Planungsrechtes zu differenzieren zwischen WEA, die vor 1999 in Betrieb genommen wurden bzw. nach WEA vor 1999 müssen als eingeschränkt repoweringfähig eingestuft werden, da sich ihr Standort vielfach noch außerhalb von WEA-Konzentrationszonen befindet. Aus planungsrechtlicher Sicht ist ein Repowering bei diesen WEA oft nur an einem anderen Standort innerhalb einer Konzentrationszone möglich, nicht aber am ursprünglichen WEA-Standort. Ein Repowering der WEA vor 1999 erfordert daher oftmals einen neuen Standort innerhalb des Gemeindegebietes. Bei WEA, die ab 1999 errichtet wurden, kann dagegen davon ausgegangen werden, dass diese bereits in Konzentrationszonen errichtet sind (Abbildung 3.10). 23

27 Zubau Windenergieanlagen in NRW nach Inbetriebnahmejahr, , nach 15. Betriebsjahr repoweringfähig 400 Jahreszubau WEA (Anzahl) * Repowering ohne K-Zonen Repowering mit K-Zonen zu jung Quelle: IWR, Daten: IWR, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.10: Annahme 15 Jahre Betriebszeit: Zahl der repoweringfähigen und für ein Repowering nicht geeigneten WEA in NRW bis zum Jahr 2020 (Quelle: IWR, Daten: IWR, eigene Berechnung, 2013) Status quo WEA-Repowering in NRW Ende 2012 Über die Befragungen im Rahmen der NRW-Repowering-Initiative hat das IWR zentrale Informationen zur Windenergienutzung in Nordrhein-Westfalen unter den 396 NRW-Kommunen erfasst (Rücklaufquote 2012: 83 Prozent, d.h. 330 von 396 NRW-Kommunen). Ziel der Erhebungen ist der Aufbau eines NRW- Repoweringkatasters, in dem die wichtigen Basisinformationen in NRW gebündelt werden. Ein Schwerpunkt ist die Erfassung bereits abgeschlossener Repowering-Projekte sowie der geplanten Repowering-Aktivitäten der Kommunen. Außerdem werden der Stand der WEA-Nutzung, die Zahl und Fläche bereits ausgewiesener Konzentrationszonen, die kommunalen Planungsaktivitäten zum weiteren Windenergie-Ausbau sowie Hemmnisse und Schwierigkeiten beim Repowering aus kommunaler Sicht erfasst. Insgesamt umfasst das Repoweringkataster derzeit 16 NRW-Kommunen, in denen Repowering-Projekte umgesetzt wurden. Über das WEA-Repowering wurden 57 WEA mit einer Leistung von 36,5 MW abgebaut. Im Gegenzug wurden 46 neue WEA mit knapp 95 MW Leistung neu errichtet (Stand: Oktober 2012). Auf IWR-Nachfrage haben die NRW-Kommunen, in denen bislang Repoweringprojekte umgesetzt wurden, angegeben, dass noch kein Rückbau von WEA stattgefunden hat, die in sensiblen und schützenswerten Naturschutzbereichen wie Natura 2000-Flächen, FFH-Gebieten oder Vogelschutzgebieten errichtet wurden. Bislang ist lediglich für den Kreis Steinfurt bekannt, dass 2014 eine Alt- WEA abgebaut werden soll, die in einem Vogelschutzgebiet steht. Der regionale Schwerpunkt des Repowerings liegt im Regierungsbezirk Münster, auf den rd. 44 Prozent der neuen Anlagen bzw. Leistung entfallen. Darauf folgt Detmold mit jeweils rd. 28 Prozent der Neu-WEA und Leistung. An dritter Stelle liegt Köln mit über 20 Prozent der neuen WEA und der installierten Repowering- Leistung (Tabelle 3.5). Einen Überblick über das Repowering auf Kreisbasis in NRW gibt Abbildung

28 Tabelle 3.5: WEA-Repoweringaktivitäten in NRW nach Regierungsbezirken (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR, Stand: November 2012) Rückbau (57 WEA / 36,5 MW) WEA-Repowering (46 WEA / 94,6 MW) WEA [%] Leistung [%] WEA [%] Leistung [%] Arnsberg 10,5 2,6 6,5 3,8 Detmold 31,6 23,3 28,3 28,4 Düsseldorf Köln 21,1 27,9 21,7 23,4 Münster 36,8 46,2 43,5 44,4 Gesamt 100,0 100,0 100,0 100,0 Abbildung 3.11: Status quo WEA-Repowering in Nordrhein-Westfalen auf Kreisebene (Quelle: IWR, Daten: IWR, Werte gerundet, Stand Ende Oktober 2012) 25

29 Perspektiven des WEA-Repowerings in 2013 Die Umfragen unter den NRW-Kommunen belegen, dass sich das Repowering in NRW noch in einem vergleichsweise frühen Stadium befindet. Für das Jahr 2013 zeichnet sich erstmals eine deutliche Belebung des WEA-Repowering in NRW ab. Insgesamt erwarten 16 Kommunen zum Zeitpunkt der Umfrage im November 2012, dass 2013 Repowering-Projekte in ihrem Gemeindegebiet umgesetzt werden. Biogas: Im Zuge der Strom Vorhaben und ist der Leistung Rückbau in von NRW, insgesamt rd. 60 Anlagen mit einer Gesamtleistung von rd. 35 MW geplant. Im Austausch sollen 40 neue WEA mit 86 MW errichtet werden (Abbildung 3.12). WEA-Leistung [MW] Repowering geplant WEA-Leistung Rückbau (MW) WEA-Leistung Repowering (MW) Quelle: IWR, Daten: IWR IWR, 2012 Abbildung 3.12: Entwicklung des WEA-Repowerings in NRW Status quo und Planung 2013 (Quelle / Daten: IWR, Datenstand: November 2012) Herausforderungen beim WEA-Repowering - Komplexe Gemengelage Ein Ziel dieser Untersuchung im Rahmen der Repowering-Initiative besteht darin, mögliche Planungs-Hemmnisse bereits in einem frühen Stadium des WEA- Repowerings in NRW zu erfassen, um rechtzeitig Problemlösungsstrategien für die Kommunen zu entwickeln und anbieten zu können. Der Hemmnis-Aspekt wird in der Umfrage unter den NRW-Kommunen in einer offenen Frage thematisiert. So ist sichergestellt, dass ein breites und ungefiltertes Spektrum möglicher Planungs- und Umsetzungsbarrieren für das WEA-Repowering erfasst werden kann. Angeführt werden von den Kommunen im Rahmen der Befragung v.a. die nachfolgenden Hemmnisse. Dabei ist zu berücksichtigen, dass einige Punkte durch den Windenergieerlass bzw. weitere Handlungsempfehlungen zwar bereits geregelt werden. In der praktischen Umsetzung vor Ort kommt es nach Angaben der Kommunen aber dennoch zu Problemen. Artenschutz Verzögerungen in der Bauleitplanung durch eine noch nicht ausreichend standardisierte Vorgehensweise in der Verwaltungspraxis möglich 26

30 Artenschutz Vogelschutzgebiete und Schutzgebietsfestsetzungen können kommunale Windenergiekonzepte beeinträchtigen Langwieriger Interessensausgleich und Bündelung von Investoren und Eigentümern verzögert Repowering Akzeptanz des WEA-Repowerings noch unzureichend Widersprüchliche Expertenaussagen zum Umfang und Detaillierungsgrad kommunaler Planungsaktivitäten bei Repowering-Projekten beeinflussen Planung Aggressive Investoren können kommunale Verhandlungsposition schwächen Versuch zur Reaktivierung des alten Planungsrechts behindert kommunale Planung Bestehende Konzentrationszonen für neue Groß-WEA zum Teil ungeeignet Vorgegebene Höhenbeschränkungen verhindern wirtschaftliches Repowering Moderne Groß-WEA verändern das Landschaftsbild Bestehende Planungshilfen für die Kommunal- und Regionalplanung Der Windenergieerlass Zur Beschleunigung des Windenergieausbaus in NRW durch den Abbau von Planungshürden hat das Land NRW im Juli 2011 einen überarbeiteten Windenergieerlass in Kraft gesetzt [24]. In dem Erlass sind die Rahmenbedingungen für den weiteren Ausbau der Windenergienutzung dargestellt. Ziel des Erlasses ist es, Rahmenbedingungen zu schaffen und aufzuzeigen, die den weiteren Ausbau der Windenergienutzung (Neuanlagen und Repowering) mit Blick auf das Landesziel zum Ausbau des Windstromanteils auf 15 Prozent beschleunigen. In dem Erlass werden auch Instrumente aufgezeigt, die zusätzlich zu konkreten Regelungen und Empfehlungen auf der Grundlage rechtlicher Normen durch mehr Transparenz vor Ort bei den Kommunen und Bürgern eine windenergieoffene Haltung fördern sollen. So wurde z.b. mit der Informations- und Beratungsplattform EnergieDialog.NRW ein Instrument initiiert, das gezielt in Abstimmung auf die konkreten Belange vor Ort beraten und unterstützen kann. In dem Windenergieerlass wird dem ausreichenden Schutz von Mensch und Natur Rechnung getragen. So sind auf der Basis der rechtlichen Grundlagen und Verordnungen selbstverständlich weiter die geltenden Grenzwerte maßgeblich. Dies gilt z.b. bei Schallemissionen und Schattenwurf. Restriktive Regelungen aus dem vorangegangenen Erlass der Vorgängerregierung wurden dagegen angepasst. Beispielsweise wurde die im Erlass aus dem Jahr 2005 de facto eingeführte Höhenbeschränkung von 100 m aufgehoben. Bei der Abwägung haben die Kommunen seit dem 2011er-Erlass zu berücksichtigen, dass durch eine Höhenbeschränkung auf 100 m die Wirtschaftlichkeit von Windenergievorhaben ggf. nicht mehr gegeben ist. Dies gilt auch für bestehende Konzentrationszonen im Zuge von Repowering-Vorhaben. Der NRW-Erlass empfiehlt den Kommunen diesbezüglich eine Überprüfung und Aufhebung der Höhenbegrenzung, um so 27

31 bestehende Konzentrationszonen auch für neue moderne Groß-WEA zu öffnen. Im Übrigen wird den Kommunen im Erlass die Erstellung eines gemeindlichen Repowering-Konzeptes nahegelegt, um die Grundlage für eine optimierte und effektive Umsetzung von Repowering-Vorhaben zu gewährleisten. Beim Thema Abstände zur Wohnbebauung enthält der Erlass im Unterschied zum Vorgängererlass keine Empfehlungen mehr und verweist stattdessen auf die Prüfung des konkreten Einzelfalls. Mit Blick auf den Naturschutz werden wertvolle Gebiete auch weiterhin als Ausschlussflächen behandelt, zu denen entsprechende Abstände einzuhalten sind. Bei weniger wertvollen Waldflächen (z.b. Kyrill-Schadensflächen), soll die Nutzung der Windenergie vereinfacht werden. Die Landesregierung hat dazu einen Leitfaden erstellt, der die Rahmenbedingungen für die Nutzung im Wald konkretisiert. Derzeit wird der NRW-Windenergieerlass v.a. vor dem Hintergrund der aktuellen Rechtsprechung des BVerwG und des OVG NRW zu harten und weichen Tabukriterien und den dadurch gestiegenen Anforderungen an die kommunalen Windenergie-Planungskonzepte überarbeitet (Stand: September 2013) [25], [26]. Leitfaden Windenergie im Wald Mit dem Leitfaden zur Nutzung der Windenergie im Wald hat das Umwelt- und Klimaschutzministerium NRW im April 2012 eine Planungshilfe für die Einzelfallprüfung und Planung von WEA auf Waldflächen vorgelegt [27], [28]. Damit soll es insbesondere in Regionen mit einem hohen Waldflächenanteil möglich werden, die Potenziale zur Nutzung der Windenergie im Wald besser zu erschließen. Der Leitfaden konkretisiert die Waldflächentypen, die für eine WEA-Nutzung in Frage kommen. Darüber hinaus enthält er Hinweise und Empfehlungen für den Umgang mit weiteren Bewertungskriterien wie dem Natur- und Artenschutz, dem Windpotenzial sowie den Belangen Dritter. Exemplarisch werden bestehende Praxis-Erfahrungen zur Windenergienutzung in Waldregionen erläutert. Des Weiteren werden in dem Leitfaden Effekte für die regionale Wertschöpfung und gemeinschaftliche Betreibermodelle thematisiert. Es ist vorgesehen, den Leitfaden auf der Grundlage von Praxiserfahrungen weiterzuentwickeln und zu verbessern. Der Landesbetrieb Wald und Holz NRW soll dazu einmal jährlich aus der praktischen Anwendung des Leitfadens gegenüber dem Umwelt- und Klimaschutzministerium berichten. Grundsätzlich kommen nach dem Leitfaden Waldflächen für die Windenergie in Betracht, die aus naturschutzfachlicher Sicht weniger wertvoll sind. Dabei handelt es sich z.b. um Flächen, die durch Windwurf oder sonstige Schadenereignisse wie Käferbefall oder Eisbruch beeinträchtigt sind. Für die Windenergie nicht zur Verfügung stehen i.d.r. besonders wertvolle Waldflächen (vor allem standortgerechte Laubwälder). Zudem ist bei WEA im Wald wie an anderen Standorten auch der Natur- und Artenschutz zu berücksichtigen, ggf. sind Ersatzmaßnahmen vorzunehmen (Aufforstungen, Aufwertung bestehender Biotope etc.). Leitfaden Windenergie und Arten- / Habitatschutz Bei der Planung und Genehmigung von Windenergieanlagen kommt es immer wieder zu Konflikten mit dem Artenschutz. Um die Basis für eine rechtssichere 28

32 Planung und Genehmigung von WEA zu schaffen, hat die Landesregierung einen Leitfaden zur Umsetzung des Arten- und Habitatschutzes erstellt [29]. Windenergienutzung in NRW auf Kreisebene Abbildung 3.13: Stand der Windenergienutzung in NRW auf Kreisebene Ende 2012 (Quelle: IWR, 2013) Die regionale Differenzierung der Windenergienutzung in Nordrhein-Westfalen ist abhängig von dem lokalen Windpotenzial sowie den planungs- und baurechtlichen Rahmenbedingungen vor Ort. Ein Großteil der bis Ende 2012 in NRW installierten WEA-Leistung entfällt daher vor allem auf Kreise, die sich in den windklimatologischen Gunsträumen im Bereich der Höhenlagen des Haarstrangs und Eggegebirges befinden. Eine vergleichsweise hohe installierte Windenergieleistung weisen zudem die Kreise im Regierungsbezirk Münster auf. Niedrig ist der Ausbaustand dagegen erwartungsgemäß in den dichtbesiedelten Kreisen des Ruhrgebietes und Rheinlandes (Abbildung 3.13). 29

33 Stromerzeugung aus Biomasse und Marktentwicklung Zum Biomassepotenzial in Nordrhein-Westfalen Im Rahmen der von der Landesregierung beim LANUV NRW beauftragten Potenzialstudie Erneuerbare Energien wird aktuell auch eine Analyse zum Biomassepotenzial in NRW erstellt. Darin werden die Potenziale in NRW in den Teilbereichen Strom und Wärme betrachtet. In den Sektoren Land-, Forst- und Abfallwirtschaft wird dazu der Status quo sowie das Potenzial der Biomassenutzung untersucht. Ziel ist es, wie in den bereits veröffentlichten Wind- und Solarpotenzialstudien, regionale Potenziale auszuweisen. Anvisiert sind Potenzialaussagen auf Kreisebene. Die Ermittlung der Potenziale erfolgt für verschiedene Szenarien, die sich im Umfang der einbezogenen, limitierenden Parameter (z.b. Aspekte des Boden- oder Naturschutzes) unterscheiden. Die Veröffentlichung der Biomassepotenzialstudie ist für den Herbst 2013 angekündigt [23]. Auf der Grundlage der Potenzialstudie soll anschließend eine neue Biomassestrategie erarbeitet werden. Neben realistischen Biomassepotenzialen sollen dabei auch die unterschiedlichen Nutzungs- und Interessenskonflikte berücksichtigt und in einer integrierten Strategie gebündelt werden [30]. Stand zu Biomasseheizkraftwerken: Stromproduktion 2012 auf dem Niveau des Vorjahres Tabelle 3.6: Biomasseheizkraftwerke in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (elektrische Nutzung) (Quelle: IWR, 2013, Daten: FNR, IWR, DBFZ, IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Daten: FNR, IWR, DBFZ IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Zubau inst. Leistung ca. 8 MW el ca. 12 MW el 8 MW el 12 MW el - 33,3 % NRW-Gesamtleistung ca. 218 MW el ca. 210 MW el 218 MW el 210 MW el + 3,8 % Stromproduktion 1,3 1,7 1,3 1,7 1,50 1,50 +/- 0 % Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh 1 = Werte vorläufig Die Stromproduktion in Biomasseheizkraftwerken stagniert im Jahr 2012 auf dem Niveau des Vorjahres wurde zwar eine neue Anlage im Regierungsbezirk Düsseldorf in Betrieb genommen. Aufgrund der späten Inbetriebnahme gegen Ende des Jahres 2012 wird der neue Anlagenstandort allerdings erst 2013 ertragswirksam. Insgesamt waren in NRW Ende 2012 rd. 40 Biomasseheizkraftwerke mit einer Leistung von etwa 220 MW el in Betrieb. Unter der Annahme anlagenspezifischer Volllaststundenwerte ergibt sich für 2012 wie im Vorjahr 2011 eine Stromerzeugung in einer Bandbreite zwischen 1,3 bis 1,7 Mrd. kwh. Auf dieser Basis wird 30

34 Biomasse HKW: Strom und Leistung in NRW, als IWR-Referenzwert eine mittlere Stromproduktion von 1,5 Mrd. kwh festgelegt (2011: ,5 Mrd. kwh) (Tabelle 3.6, Abbildung 3.14). 320 [MW] [Mrd. kwh] 1, , , , , ,6 80 0,4 40 0, * 0,0 Leistung [MW] Quelle: IWR, Daten: FNR, IWR, DBFZ / eigene Berechnung: IWR, * = vorläufig Strom [Mrd. kwh] IWR, 2013 Abbildung 3.14: Entwicklung der installierten elektrischen Gesamtleistung und Stromerzeugung im Bereich Biomasseheizkraftwerke in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: FNR, IWR, DBFZ / eigene Berechnung, 2012 vorläufig) Bei der Stromerzeugung aus Biomasseheizkraftwerken besteht anders als bei der Stromerzeugung aus Windenergie und Wasserkraft keine enge Korrelation des Ertrages mit den witterungsklimalogischen Verhältnissen. Der Grund ist die über den gesamten Jahresverlauf gleichmäßige Brennstoffversorgung, die witterungsunabhängig ist und sich in einer direkten Kopplung des Ertrages an die installierte Leistung widerspiegelt. Parallel mit dem Anstieg des Zubaus zeigt daher auch die zeitliche Entwicklung der NRW-Stromerzeugung in Biomasseheizkraftwerken von 2002 bis 2012 ein deutliches Wachstum. Weil die meisten Biomasseheizkraftwerke in NRW bereits vor 2007 in Betrieb genommen wurden, ist die Entwicklung der Stromerzeugung bis zu diesem Zeitpunkt durch eine relativ hohe Steigung gekennzeichnet. In den Folgejahren hat sich die Kurve angesichts der rückläufigen Neubauaktivitäten deutlich abgeflacht (Abbildung 3.14). Marktentwicklung in NRW Neuinbetriebnahme eines weiteren Standortes 2012 ist im Regierungsbezirk Düsseldorf eine Neuanlage mit einer Leistung von ca. 8 MW el und 28 MW th in Betrieb genommen worden. Die Betrachtung der zeitlichen Entwicklung der Inbetriebnahme von Biomasse(heiz)kraftwerken zeigt, dass die Dynamik beim Zubau großer Anlagen in NRW seit 2006 deutlich nachgelassen hat. Die bislang stärksten Jahre waren 2004 mit etwa 60 MW el neuer Leistung und 2006 mit 45 MW el. Bei der Einordnung der Entwicklung des Anlagenzubaus ist zu berücksichtigen, dass Biomasse(heiz)kraftwerke relativ lange Planungs- und Genehmigungszeiträume aufweisen, so dass es zu einer hohen Volatilität beim Neubau kommt. Des Weiteren ist es bei der Planung der Anlagen wichtig, die Brennstoffversorgung zu wirtschaftlichen Rahmenbedingungen über langfristige Lieferverträge sicherzustellen. 31

35 Biomasseheizkraftwerke: Leistung Zubau in Die mobilisierbaren Brennstoffkontingente lassen vor diesem Hintergrund nur eine beschränkte NRW, Zahl von Anlagen zu (Abbildung 3.15). 80 Leistung Biomasseheizkraftwerke [MW el ] * Quelle: IWR, Daten (vorläufig): FNR, IWR, DBFZ, eigene Berechnung / Schätzung, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.15: NRW-Marktentwicklung Biomasseheizkraftwerke: Die jährlich neu installierte Leistung im Zeitraum (Quelle: IWR, 2013, Daten: FNR, IWR, DBFZ / eigene Berechnung, 2012 vorläufig) 32

36 Stand zur Biogasnutzung: Jahres-Stromproduktion aus Biogas erreicht knapp 2 Mrd. kwh Tabelle 3.7: Biogasanlagen in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (elektrische Nutzung) 1 (Quelle: IWR, 2013, Daten: LWK NRW, IWR, Witzenhausen, IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Landwirtschaftliche Biogasanlagen Daten: LWK NRW, IWR IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Zubau inst. Leistung ca. 12 MW el ca. 67 MW el 12 MW el 67 MW el - 82,1 % NRW-Gesamtleistung ca. 250 MW el ca. 238 MW el 250 MW el 238 MW el + 5,0 % Stromproduktion 1,71 1,95 1,43 1,64 1,83 1, ,8 % Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Industrielle / kommunale Biogasanlagen Daten: Witzenhausen, IWR IWR-Referenzwerte Veränd. Zubau inst. Leistung ca. 0 MW el ca. 7 MW el 0 MW el 7 MW el - Vorjahr NRW-Gesamtleistung ca. 10 MW el ca. 10 MW el 10 MW el 10 MW el +/- 0 % Stromproduktion 0,06 0,09 0,06 0,09 0,08 0,08 +/- 0 % Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Biogas gesamt (landwirtschaftliche + industrielle / kommunale Biogasanlagen) Veränd. Vorjahr NRW-Gesamtleistung ca. 260 MW el ca. 248 MW el 260 MW el 248 MW el + 4,8 % Stromproduktion 1,81 2,09 1,45 1,67 1,91 1, ,9 % Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh 1 = ohne elektrische Nutzung von Biogas in Anlagen zur Biomethaneinspeisung, 2 = Werte vorläufig In Nordrhein-Westfalen hat die Gesamtstromproduktion aus landwirtschaftlichen sowie industriellen / kommunalen Biogasanlagen 2012 um etwa 18 Prozent auf rd. 1,9 Mrd. kwh zugenommen (2011: 1,6 Mrd. kwh). Im Vergleich zum bisherigen Branchenrekordjahr 2011 hat sich der Zubau bei den marktbestimmenden landwirtschaftlichen Biogasanlagen deutlich abgeschwächt. Insgesamt waren Ende 2012 fast 590 Anlagen mit einer Leistung von etwa 250 MW el in Betrieb. Bei Zugrundelegung einer typischen Volllaststundenbandbreite und unter Berücksichtigung des unterjährigen Betriebszeitraumes der 2012 neu errichteten Biogasanlagen resultiert eine Stromproduktion von etwa 1,7 bis 2 Mrd. kwh. Für die landwirtschaftlichen Biogasanlagen wird als IWR-Referenzwert eine mittlere Stromproduktion von 1,83 Mrd. kwh festgesetzt. Bei zusätzlicher Einbeziehung 33

37 Biogas: Strom und Leistung in NRW, der Stromerzeugung der bekannten industriellen und kommunalen Biogasanlagen mit einer Leistung von rd. 10 MW el erhöht sich die Gesamtstrommenge 2012 auf 1,9 Mrd. kwh (Tabelle 3.7, Abbildung 3.16) [MW] [Mrd. kwh] 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, * Quelle: IWR, Daten: LWK / eigene Berechnung, * = vorläufig Leistung [MW] Strom [Mrd. kwh] IWR, 2013 Abbildung 3.16: Entwicklung der installierten Gesamtleistung und Stromerzeugung im Bereich Biogas in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: LWK NRW, IWR, eigene Berechnung, 2012 vorläufig) Biogas: Leistung Zubau in NRW, NRW-Marktentwicklung Biogas Einbruch des Neuanlagenbaus 70 Leistung Biogasanlagen [MW] * Quelle: IWR, Daten: LWK NRW, eigene Berechnung, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.17: NRW-Marktentwicklung im Segment landwirtschaftliche Biogasanlagen: Die jährlich neu installierte Leistung von (Quelle: IWR, 2013, Daten: LWK NRW, 2012 vorläufig) Die Biogasbranche in NRW hat 2012 mit einem Zubau der neu installierten elektrischen Leistung von rd. 12 MW das schlechteste Jahr seit 2007 verbuchen 34

38 müssen (2011: Zubau 67 MW el ). Gegenüber 2011 ist der Anlagenneubau 2012 um über 80 Prozent niedriger ausgefallen. Damit korrespondiert die Entwicklung in NRW mit der Marktentwicklung auf Bundesebene. Bundesweit wurden 2012 gerade einmal 340 Anlagen mit einer Leistung von rd. 255 MW el neu installiert, nach Anlagen mit einer Leistung von etwa 800 MW el in 2011 [31]. In Bezug auf die Leistung entfallen 2012 nur noch rd. 5 Prozent des Anlagenzubaus auf Nordrhein-Westfalen (Vorjahr: 8 Prozent). Zurückzuführen ist der Marktrückgang in Deutschland und NRW in erster Linie auf die neuen Vergütungsregelungen im EEG 2012, die bereits im Vorfeld zu Vorzieheffekten im Jahr 2011 geführt haben. Zudem hat sich die Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen durch hohe Substratkosten verschlechtert, so dass ein Teil der geplanten Anlagen aus wirtschaftlichen Überlegungen bislang nicht realisiert worden ist. Mit Blick auf die weitere Entwicklung des Biogasmarktes in NRW ist nach Einschätzung der Landwirtschaftskammer NRW und weiterer Branchenexperten davon auszugehen, dass aufgrund der ungünstigen Rahmenbedingungen in NRW kein nennenswerter Zubau erfolgt und v.a. bei einzelnen großen Futterbaubetrieben neue Kleinanlagen zur Vergärung von Wirtschaftsdünger entstehen. Zudem wird damit gerechnet, dass sich im Zuge der Umstellung auf die Direktvermarktung die Wirtschaftlichkeit bei bestehenden Anlagen verbessern könnte, was wiederum Investitionstätigkeiten im Hinblick auf Anlagenerweiterungen begünstigen dürfte [32]. Regionalverteilung landwirtschaftliche Biogasanlagen nach Leistung in NRW, Regionalverteilung der installierten Biogasleistung (landwirtschaftlich) Anteil [%] Münster Detmold Arnsberg Düsseldorf Köln Leistung landwirtschaftliche Biogasanlagen in NRW 2012 = 250 MW th * Quelle: IWR, Daten: LWK NRW, IWR-Schätzung, vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.18: Regionale Verteilung der elektrischen Leistung der landwirtschaftlichen Biogasanlagen in NRW im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: LWK NRW, eigene Berechnung, vorläufig) Der regionale Schwerpunkt der landwirtschaftlichen Biogasnutzung liegt in den stärker landwirtschaftlich geprägten Regierungsbezirken (RB) Münster und Detmold. Im Jahr 2012 entfallen etwa 40 Prozent bzw. 30 Prozent der insgesamt installierten NRW-Biogasleistung auf diese Regionen. Den geringsten Bestand an Biogasanlagen verzeichnet der Regierungsbezirk Köln mit einem Anteil von etwa 35

39 7 Prozent hinter Düsseldorf (rd. 11 Prozent) und Arnsberg (rd. 13 Prozent) (Abbildung 3.18). Bei der insgesamt installierten elektrischen Leistung auf Kreisbasis liegt im NRWweiten Vergleich der Kreis Borken (RB Münster) mit einem Leistungsanteil von etwa 15 Prozent an erster Stelle. Darauf folgen die Kreise Steinfurt (9 Prozent Leistungsanteil, RB Münster), Soest (8 Prozent, RB Detmold), Minden (8 Prozent, RB Detmold), Paderborn (7 Prozent, RB Detmold) und Coesfeld (6 Prozent, RB Münster). Die geringsten Leistungsanteile entfallen auf die Kreise und kreisfreien Städte im Ballungsraum Ruhrgebiet (Abbildung 3.19). Abbildung 3.19: Stand der Biogasnutzung (landwirtschaftlich) in NRW auf Kreisebene Ende 2012 (Quelle: IWR, 2013) 36

40 Stand zur Stromerzeugung aus biogenem Abfall Tabelle 3.8: Stromerzeugung aus dem biogenen Anteil des Abfalls in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: ITAD, IT.NRW, IWR, IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung / Schätzung) Biogene Stromerzeugung in Müllverbrennungsanlagen Daten: ITAD, IWR IWR-Referenzwerte Veränd. Zubau inst. Leistung 0 MW el 16 MW el 0 MW e 16 MW e - Vorjahr NRW-Gesamtleistung 449 MW el 449 MW el 450 MW el 450 MW el +/- 0 % Stromproduktion aus biogenem Abfall Annahme: biogener Anteil im Abfall = 50 % 1,18 Mrd. kwh 1,11 Mrd. kwh 1,18 Mrd. kwh 1,11 Mrd. kwh + 6,3 % Biogene Stromerzeugung Abfall gesamt Daten: IWR, IT.NRW IWR-Referenzwerte , , Veränd. Vorjahr Stromproduktion Siedlungsabfall / Hausmüll Annahme: biogener Anteil im Abfall = 50 % 1,40 Mrd. kwh 1,33 Mrd. kwh 1,40 Mrd. kwh 1,33 Mrd. kwh + 5,3 % 1 = Werte vorläufig, 2 = Vorjahreswert fortgeschrieben Biogene Stromerzeugung aus Abfall in Müllverbrennungsanlagen (MVA) 2012 lag die Stromerzeugung in NRW aus Abfall nach Daten der Interessensgemeinschaft der thermischen Abfallbehandlungsanlagen in Deutschland (ITAD e.v.) in den Müllverbrennungsanlagen der Mitgliedsunternehmen bei rd. 2,4 Mrd. kwh (2011: rd. 2,2 Mrd. kwh). Gegenüber dem Vorjahr ergibt sich damit eine leichte Zunahme um 3,5 Prozent [33], [34]. Ausgehend von Analysen zum Volumen des biogenen Abfalls innerhalb der Abfallfraktion ist es derzeit weitgehender Konsens, einen Anteil von 50 Prozent anzusetzen. Bei Anwendung des auch für die Statistiken auf Bundesebene zugrunde gelegten 50-Prozuentanteils ergibt sich für 2012 für den ITAD-Erhebungskreis eine biogene Stromproduktion aus Müll von etwa 1,2 Mrd. kwh (2011: rd. 1,1 Mrd. kwh). Biogene Gesamt-Stromerzeugung aus Abfall (Hausmüll, Siedlungsabfall) in NRW Im Jahr 2012 erreichte die Stromerzeugung aus Hausmüll bzw. Siedlungsabfällen nach den Daten von IT.NRW etwa 2,8 Mrd. kwh (2011: 2,67 Mrd. kwh). Damit ergibt sich ein um rd. 0,4 Mrd. kwh über den ITAD-Angaben liegender Wert [35]. Bei einem biogenen Anteil von 50 Prozent resultiert für 2012 damit eine Gesamtstromerzeugung aus biogenem Abfall von 1,40 Mrd. kwh. 37

41 Als 2012er-Referenzwert wird auf der Basis der vorliegenden Daten für die biogene Stromerzeugung aus Abfall ein Gesamtwert (ITAD + Differenzanteil IT.NRW) von 1,40 Mrd. kwh angenommen (1,18 Mrd. kwh + 0,22 Mrd. kwh). 2 Stand zur Klärgasnutzung: Stromerzeugung aus Klärgas stagniert Tabelle 3.9: Stromerzeugung aus Klärgas in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (elektrische Nutzung) (Quelle: IWR, 2013, Daten: IT.NRW, IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Daten: IT.NRW IWR-Referenzwerte Veränd. Zubau inst. Leistung n. b. n. b. n.b. n.b. - Vorjahr NRW-Gesamtleistung n.b. n.b. 50 MW 50 MW - Stromproduktion aus 0,32 0,32 0,32 0,32 +/- 0 % Klärgas Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh 1 = Werte vorläufig Die Stromerzeugung aus Klärgas hat sich nach einem methodisch bedingten Anstieg im Jahr 2011 im Jahr 2012 nicht verändert und erreicht wieder ein Niveau von etwa 320 Mio. kwh [36], [37] (Tabelle 3.9). Nach Angaben von IT.NRW ist der im Jahr 2011 zu beobachtende Anstieg der Stromproduktion aus Klärgas um etwa 14 Prozent auf eine im Vergleich zu 2010 höhere Fallzahl der in die Auswertung eingehenden Kläranlagen zurückzuführen. Nachdem in den Jahren 2010 und 2009 die Daten von rd. 180 NRW-Kläranlagen im Rahmen der Statistik an IT.NRW übermittelt wurden, hat sich die Zahl der eingehenden Rückmeldungen in den Jahren 2012 und 2011 auf nunmehr etwa 220 erhöht (plus 14 Prozent) [36], [37]. Angaben über die Altersstruktur der in die Statistik einbezogenen Anlagen liegen nicht vor. Aus den vorhandenen Daten lässt sich daher nicht ableiten, ob Neuanlagen erfasst werden. NRW-Marktentwicklung Klärgas abgeschlossen kaum neue Anlagen Mit Blick auf Deutschland und NRW kann davon ausgegangen werden, dass die Marktentwicklung unter den derzeit vorliegenden Rahmenbedingungen weitgehend abgeschlossen ist. Neue Anlagen werden nur in geringem Umfang installiert. Auf der Basis typischer Volllaststundenwerte dürfte sich die Leistung der Anlagen zur Klärgasverstromung in NRW in einer Bandbreite von etwa 40 bis 60 2 Die aus dem Vergleich zwischen IT.NRW- (rd. 1,40 Mrd. kwh) und ITAD-Daten (rd. 1,2 Mrd. kwh) resultierende Differenz von etwa 0,2 Mrd. kwh ist nach den vorliegenden Informationen auf Unterschiede im Erhebungskreis zwischen IT.NRW- und ITAD- Statistik zurückzuführen 38

42 MW el bewegen. Als IWR-Referenzwert wird ein Mittelwert von 50 MW el angenommen. Aktuell ist eine signifikante Entwicklung des Marktes für Klärgasanlagen nicht erkennbar und zu erwarten. Die verbleibenden Potenziale erstrecken sich vor allem auf Kleinanlagen und die Remotorisierung im Anlagenbestand, d.h. dem Austausch alter Motoren durch neue Maschinen. Die Erschließung weiterer Potenziale setzt nach Analysen der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.v. (DWA) den Einsatz neuer Techniken voraus. In Abhängigkeit von der eingesetzten Motorentechnik (übliche Motorentechnik mit 32 Prozent bzw. moderne Motoren mit 40 Prozent Wirkungsgrad) könnten nach Einschätzung der DWA zusätzliche Strompotenziale in einer Bandbreite von 0,7 bis 2,1 Mrd. kwh erschlossen werden. Unter Berücksichtigung der in den letzten Jahren relativ konstanten Produktion von bislang 1 Mrd. kwh Klärgasstrom in Deutschland ergibt sich eine theoretische Gesamtstrommenge von ca. 1,7 bis 3,1 Mrd. kwh, die über Klärgasanlagen erzeugt werden könnte. Sollte eine flächendeckende Umstellung auf Brennstoffzellen mit einem elektrischen Wirkungsgrad von 50 Prozent erfolgen, würde sich das theoretische Gesamtpotenzial in Deutschland nach Schätzungen der DWA auf 3,9 Mrd. kwh erhöhen [38]. Der Einsatz von Brennstoffzellen an Kläranlagen hat in der Praxis jedoch bislang kaum eine Bedeutung und verteilt sich bundesweit auf wenige Standorte. Stand zur Deponiegasnutzung: Stromerzeugung aus Deponiegas rückläufig Tabelle 3.10: Stromerzeugung aus Deponiegas in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (elektrische Nutzung) (Quelle: IWR, 2013, Daten: LANUV NRW, BNetzA, IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Daten: LANUV NRW, BNetzA, IWR IWR-Referenzwerte Veränd. Zubau inst. Leistung n.b. n.b. n.b. n.b. - Vorjahr NRW-Gesamtleistung ca ca MW el 50 MW el +/- 0 % MW el MW el Stromproduktion aus Deponiegas 0,08 0,21 Mrd. kwh 0,12 0,24 Mrd. kwh 0,15 Mrd. kwh 0,18 Mrd. kwh - 16,7 % 1 = Werte vorläufig Auf der Grundlage der vorliegenden Daten wird im Rahmen des vorliegenden Gutachtens für NRW für die Jahre 2012 und 2011 eine installierte Leistung der Anlagen zur Verstromung von Deponiegas zwischen 40 bis 60 MW el zugrunde gelegt [4], [39]. Die für die energetische Nutzung zur Verfügung stehende Deponiegasmenge geht durch einen sukzessiv fortschreitenden Ausgasungsprozess 39

43 der Deponiekörper in NRW auch im Jahr 2012 weiter zurück. Die Folge ist eine gegenüber 2011 sinkende Stromerzeugung aus Deponiegas. Für 2012 wird ausgehend von einem oberen und unteren Volllaststundenwert, die aus der Gasversorgung der Anlagen resultieren, eine jährliche Stromerzeugung in einer Bandbreite von 80 bis 210 Mio. kwh abgeleitet (2011: 120 bis 240 Mio. kwh). Als IWR-Referenzwert wird eine mittlere Stromerzeugung von 150 Mio. kwh angenommen (Vorjahr 2011: 180 Mio. kwh) (Tabelle 3.10). NRW-Entwicklung Markt befindet sich in der Degressionsphase Seit 2005 ist die Deponierung von nicht vorbehandeltem Siedlungsabfall in Deutschland gesetzlich untersagt. Dieses Verbot hat dazu geführt, dass seitdem kein zusätzliches organisches und damit methanbildendes Substrat auf die Deponien gelangt. Es kommt zu einem immer weiter fortschreitenden Ausgasungsprozess der Deponiekörper und einer kontinuierlich rückläufigen Menge an energetisch nutzbarem Deponiegas. Der nationale Markt für Deponiegasanlagen befindet sich daher mittlerweile in einer Degressionsphase. Branchenexperten gehen davon aus, dass für die verbleibenden Deponiegasrestmengen eine Halbwertzeit von etwa 5 bis 7 Jahren angenommen werden kann [40]. Im Hinblick auf den Neubau von Anlagen an neuen Standorten bestehen daher nur geringe Potenziale. Ungenutzte Marktpotenziale ergeben sich daher in erster Linie aus dem Austausch von Bestands-BHKW gegen kleinere Anlagen (Downsizing). Dadurch können Standorte länger genutzt werden. Die installierte Leistung und die Stromerzeugung nehmen in Summe dabei allerdings weiter ab. Die Angabe über die in Nordrhein-Westfalen derzeit installierte Deponiegasleistung schwankt nach den vorliegenden Daten zwischen 40 und 60 MW el [4], [39]. Als IWR-Referenzwert wird für 2012 eine Leistung von 50 MW el angenommen. Stand zur Stromerzeugung aus flüssiger Biomasse Tabelle 3.11: Stromerzeugung aus flüssiger Biomasse in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (elektrische Nutzung) (Quelle: IWR, 2013, Daten: IT.NRW, IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Daten: IT.NRW, IWR IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Zubau inst. Leistung n.b. n.b. n.b. n.b. - NRW-Gesamtleistung n.b. n.b. n.b. n.b. - Stromproduktion aus 0,14 0,14 0,14 0,14 +/- 0 % flüssiger Biomasse Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh 1 = Werte vorläufig 40

44 Nach den vorliegenden Daten über die Entwicklung der Nutzung flüssiger Biomasse im Jahr 2012 in Deutschland wird für NRW davon ausgegangen, dass die Stromerzeugung im Vergleich zum Vorjahr in etwa konstant geblieben ist [41]. Demnach wurde 2012 Strom in einer Größenordnung von etwa 140 Mio. kwh erzeugt (2011: rd. 140 Mio. kwh) (Tabelle 3.11). NRW-Marktentwicklung flüssige Biomasse geht weiter zurück Die Stromproduktion mit Anlagen zur Nutzung flüssiger Biomasse ist in den letzten Jahren aufgrund des hohen Preisniveaus für Pflanzenöl deutlich zurückgegangen. Vielfach wurden Anlagen stillgelegt oder auf alternative Brennstoffe wie Heizöl, Erdgas oder Biomethan umgestellt. Angesichts der seit 2012 sinkenden Preise für Pflanzenöl wurden stillgelegte Anlagen z.t. wieder in Betrieb genommen. Gleichzeitig ist durch den Ausschluss von flüssigen Biomasseanlagen aus dem Anwendungsbereich des EEG seit 2012 der Markt für Neuanlagen weiter zurückgegangen. Daten über den bundesweiten Bestand von Anlagen zur Nutzung flüssiger Biomasse werden vom Deutschen BiomasseForschungsZentrums (DBFZ) veröffentlicht. Demnach hat sich der Anlagenbestand im Jahr 2012 im Vergleich zu 2011 v.a. durch Wiederinbetriebnahmen etwas erholt. Insgesamt waren in Deutschland nach DBFZ-Angaben bundesweit rd Anlagen mit einer elektrischen Gesamtleistung von rd. 200 MW in Betrieb (2011: rd. 700 Anlagen mit rd. 130 MW el ) [41]. Mit Blick auf NRW liegen derzeit keine Angaben über den Anlagenbestand vor. Es ist allerdings davon auszugehen, dass die leichte Erholung des Anlagenbestandes im Jahr 2012 auch auf NRW-Ebene zu beobachten ist. 41

45 Stromerzeugung aus Photovoltaik und Marktentwicklung Zum Potenzial der PV-Nutzung in NRW Das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV) hat im Auftrag des Ministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Natur- und Verbraucherschutz eine Solarenergie-Studie durchgeführt, in der das NRW- Potenzial zur PV-Stromerzeugung sowie Wärmeerzeugung durch Solarthermieanlagen untersucht worden ist. Die Ergebnisse der Potenzialuntersuchung wurden Anfang Juni 2013 vorgestellt [21]. Ziel der Potenzialstudie ist es, neben der Erhebung der Potenziale, Grundlagen für die regionalen und kommunalen Planungsebenen im Land zu erheben und bereitzustellen. Methodisch werden dabei im Teilsegment PV-Nutzung für die Kategorie der PV-Dachanlagen stellvertretend 24 repräsentative Modellregionen zugrunde gelegt, in denen das Potenzial ermittelt und anschließend auf NRW übertragen wird. Zur Potenzialbestimmung werden hochaufgelöste Laserscandaten und detaillierte Strahlungssimulationen herangezogen. Für die Analyse des Potenzials an PV-Freiflächenstandorten (z.b. Autobahn- und Schienenrandstreifen, Halden und Parkplatzflächen) werden im Rahmen der Untersuchung die im Sinne des EEG nutzbaren Flächen in NRW unter Berücksichtigung evtl. vorhandener Raumnutzungskonkurrenzen betrachtet. Insgesamt besteht nach der Analyse des LANUV in NRW ein technisches PV- Potenzial von über 70 Mrd. kwh pro Jahr. Davon entfallen etwa 53 Prozent auf Dachflächen und 47 Prozent auf Freiflächen. Stand zur PV-Nutzung: Stromerzeugung steigt um über 30 Prozent Stand Ende 2012 sind in NRW rd MW p PV-Leistung installiert, deutschlandweit hat die installierte Photovoltaikkapazität im Jahr 2012 eine Größenordnung von ca MW p erreicht. Die Bundesregierung hat im Frühjahr 2012 festgelegt, dass ab einer installierten Leistung von MW p für weitere Neuanlagen keine Vergütung nach dem EEG mehr erfolgen wird. Dies bedeutet, dass in Deutschland unter den Rahmenbedingungen des EEG insgesamt noch PV-Anlagen mit einer Leistung von rd MW p realisiert werden können. Tabelle 3.12: Photovoltaiknutzung in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Daten: BNetzA, IWR IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Zubau inst. Leistung 796 MW p 851 MW p 796 MW p 851 MW p - 6,5 % NRW-Gesamtleistung ca ca MW p MW p + 28,1 % MW p MW p Stromproduktion 2,76 3,09 2,06 2,30 2,92 2, ,9 % Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh 1 = Werte vorläufig 42

46 Im Vergleich zum Vorjahr (2011: 2,2 Mrd. kwh) hat die Stromerzeugung aus PV- Anlagen in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 mit einem Anstieg um etwa 34 Prozent auf rd. 2,9 Mrd. kwh weiter deutlich zugelegt. Die Steigerung der Stromerzeugung ist ein direktes Ergebnis der Zubauentwicklung der letzten drei Jahre, in denen der Neubau deutlich höher lag als in den Vorjahren. Die Berechnung der PV-Stromerzeugung erfolgt anhand der installierten PV-Gesamtleistung Ende 2012 (rd MW p ) unter Einbeziehung anlagenspezifischer Produktionsfaktoren (Ertrag pro kw p ). Um den unterjährigen Betriebszeitraum zu berücksichtigen, wird der Anlagenneubau des Jahres 2012 nur zum Teil in die Berechnung einbezogen. Die 2011 errichteten PV-Anlagen haben dagegen 2012 erstmals ganzjährig zur Stromerzeugung beigetragen (Tabelle 3.12, Abbildung PV: Strom und Leistung in NRW, ) [MW] [Mrd. kwh] 3, , , , , , , , * 0,0 Leistung [MW] Quelle: IWR, Daten: BSW, Solar Verlag, BNetzA, IWR / eigene Berechnung, * = vorläufig Strom [Mrd. kwh] IWR, 2013 Abbildung 3.20: Entwicklung der PV-Gesamtleistung und Stromerzeugung in NRW ( ) (Quelle: IWR, 2013, Daten: BSW, Solar Verlag, BNetzA, IWR, 2012 vorläufig) NRW-Markt 2012: 7 Prozent unter Vorjahresniveau Der Markt für Photovoltaikanlagen in Nordrhein-Westfalen hat im Zuge des bundesweiten PV-Booms 2010 deutlich zugelegt und der NRW-Branche mit rd. 900 MW p neu errichteter PV-Leistung 2010 das bislang beste Branchenjahr gebracht. Auch in den Folgejahren 2011 und 2012 ist der Markt in NRW weiterhin durch einen vergleichsweise hohen Anlagenneubau gekennzeichnet, der allerdings nicht mehr das Level des Rekordjahres 2010 erreicht. Im Jahr 2012 wurden in Nordrhein-Westfalen rd. 800 MW p PV-Leistung neu installiert. Gegenüber dem Vorjahr 2011 (rd. 850 MW p ) entspricht das einem Rückgang von etwa 7 Prozent (Abbildung 3.21). Gestützt wird die Marktentwicklung in Deutschland und NRW im Jahr 2012 durch den anhaltenden Preisverfall auf dem PV-Markt infolge der globalen Überkapazitäten, der auf Investorenseite weiterhin eine hohe Nachfrage auslöst. Unter dem Eindruck der Anpassungen der EEG-Vergütung resultieren daraus Vorzieheffekte, die in den ersten zehn Monaten des Jahres 2012 für einen hohen Anlagenzu- 43

47 PV: Leistung Zubau in NRW, bau in Deutschland und NRW gesorgt haben. Ab November lässt die Dynamik vor dem Hintergrund einer erneuten Anpassung der Vergütungsdegression dann deutlich nach PV-Leistung [MW] * Quelle: IWR, Daten: BSW, Solar Verlag, BNetzA, IWR / eigene Berechnung, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.21: NRW-Marktentwicklung Photovoltaik: Die jährlich neu installierte PV- Leistung ( ) (Quelle: IWR, 2013, Daten: BSW, Solar Verlag, BNetzA, IWR, 2012 vorläufig) Gemessen an dem von der Bundesregierung im EEG 2012 anvisierten jährlichen Zubaukorridor von bis MW p würde die Beschränkung der Vergütung bis auf eine Gesamtkapazität von MW p ein Ende der bisherigen EEG- Vergütungsmodalitäten PV: Leistung Zubau für Neuanlagen in NRW um das und Jahr den 2020 bedeuten. übrigen In den letzten fünf Jahren ( ) lag der Anlagenneubau auf Bundesebene zwischen Bundesländern, MW (Abbildung ) PV-Leistung [MW] * PV-Zubau nur NRW [MW] PV-Zubau Deutschland gesamt [MW] Quelle: IWR, Daten: BSW, Solar Verlag, BNetzA, IWR / eigene Berechnung, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.22: Die jährlich neu installierte PV-Leistung in NRW im Vergleich zur jährliche installierten PV-Leistung in Deutschland ( ) (Quelle: IWR, 2013, Daten: BSW, Solar Verlag, BNetzA, IWR, 2012 vorläufig) 44

48 Im bundesweiten Vergleich zeigen sich im Bundesländervergleich regional sehr deutliche Unterschiede im Anlagenzubau. Spitzenreiter bei der 2012 neu errichteten PV-Leistung ist einmal mehr Bayern mit über MW p, was einem Anteil von gut 20 Prozent am gesamten Zubau in Deutschland (rd MWp) entspricht. Darauf folgt Brandenburg mit knapp MW p neuer PV-Leistung. Nordrhein-Westfalen belegt 2012 mit knapp 800 MW p wie im Vorjahr 2011 (850 MW p ) den dritten Platz, vor Niedersachsen mit rd. 760 MW p. Baden-Württemberg muss im Jahresvergleich einen Platz abgeben und landet mit nur noch 650 MW p (Vorjahr 2011: rd. 840 MW p ) auf dem fünften Rang. Am Ende des Bundesländervergleichsranking stehen das Saarland und die Stadtstaaten Berlin, Hamburg und Bremen (Abbildung 3.23). Abbildung 3.23: Die 2012 in den Bundesländern neu installierte Photovoltaikleistung (Quelle: IWR, 2013, Daten: BNetzA, eigene Berechnung, 2012 vorläufig) 45

49 PV-Nutzung in NRW auf Kreisebene Abbildung 3.24: Stand des Photovoltaikausbaus in NRW auf Kreisebene Ende 2012 (Quelle: IWR, 2013) Die regionale Differenzierung der installierten PV-Leistung zeigt, dass sich die Photovoltaik-Nutzung vor allem auf die eher ländlich geprägten Regionen von NRW konzentriert. Abbildung 3.24 gibt einen Überblick über die bis Ende 2012 installierte PV-Leistung in Nordrhein-Westfalen auf Kreisebene. Regionale Schwerpunkte der PV-Nutzung zeigen sich dabei in den Kreisen der Regierungsbezirke Münster und Detmold. Insgesamt entfallen rd. 50 Prozent der in NRW installierten PV-Leistung (rd MW p ) auf die Kreise in diesen beiden Regierungsbezirken. Angeführt wird das Ranking bei der installierten Gesamtleistung vom Kreis Borken mit rd. 340 MW p PV-Leistung vor den Kreisen Steinfurt (rd. 270 MW p ) und Kleve (rd. 220 MW p ). Auch bei der Zubauleistung im Jahr 2012 führt der Kreis Borken, gefolgt von Steinfurt und Kleve. Im südlichen Teil von Nordrhein-Westfalen sind dagegen deutlich weniger PV-Anlagen installiert. Gleiches gilt für die urban-geprägten Kreise der Rhein-Ruhr-Region. 46

50 Stromerzeugung aus Wasserkraft und Marktentwicklung Zum Potenzial der Wasserkraftnutzung in NRW In Nordrhein-Westfalen wurde der Bestand an Wasserkraftanlagen im Rahmen der Erstellung des im Jahr 2006 veröffentlichten Querbauwerke Informationssystems NRW (QUIS-NRW) erfasst. Auf der Basis dieser Analysen kommen die Gutachter zu dem Ergebnis, dass NRW insgesamt über ein Wasserkraftpotenzial von etwa 620 Mio. kwh verfügt [42]. Nach einer anderen Analyse von Branchenexperten sowie einer Einschätzung der EnergieAgentur.NRW kann davon ausgegangen werden, dass sich das Potenzial in NRW auf 700 bis 800 Mio. kwh beläuft [43], [44]. Derzeit wird im Rahmen der Potenzialstudie Erneuerbare Energien vom LANUV die Durchführung einer Potenzialstudie Wasserkraft vorbereitet [45]. Stand zur Wasserkraftnutzung: Stromerzeugung steigt witterungsbedingt um 16 Prozent an Tabelle 3.13: Wasserkraft in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: Büro für Wasserkraft NRW, IWR, IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Daten: Büro für Wasserkraft, IWR IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Zubau inst. Leistung 0,52 MW 2,10 MW 0,52 MW 2,10 MW - 75,2 % NRW-Gesamtleistung ca.191 MW ca.190 MW 191 MW 190 MW + 0,5 % Wasserstromproduktion 0,58 0,50 0,58 0, ,0 % NRW (ohne Pumpwasser) Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh 1 = Werte vorläufig Im Jahr 2012 ist die Stromproduktion aus Wasserkraft in NRW deutlich gestiegen. Mit insgesamt rd. 580 Mio. kwh fällt die Stromerzeugung aus Wasserkraft um rd. 16 Prozent höher aus als im Vorjahr 2011 (500 Mio. kwh) (Tabelle 3.13). Die signifikante Erhöhung resultiert im Unterschied zur Photovoltaik nicht aus Kapazitätseffekten (Anlagenzubau). Verantwortlich sind stattdessen meteorologische Ursachen, d.h. ein gegenüber 2011 höheres Wasserangebot durch gestiegene Niederschlagsmengen. Seit Beginn des Monitorings im Jahr 2002 bewegt sich die Stromerzeugung aus Wasserkraft in einer Spanne zwischen Mio. kwh, zwischen 2002 und 2012 lag die Stromerzeugung im Mittel bei 526 Mio. kwh. Der Wert für 2012 rangiert damit am oberen Ende der Bandbreite und liegt deutlich über dem Durchschnitt (Abbildung 3.25). 47

51 Wasserkraft: Strom und Leistung in NRW, [MW] [Mrd. kwh] 0, , , , ,3 80 0,2 40 0,1 0 0, * Leistung [MW] Quelle: IWR, Daten: BDEW, Wagner, Büro für Wasserkraft / eigene Berechnung, * = vorläufig Strom [Mrd. kwh] IWR, 2013 Abbildung 3.25: Entwicklung der installierten Gesamtleistung und Stromerzeugung im Bereich Wasserkraft in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: BDEW, Büro für Wasserkraft / eigene Berechnung) Die NRW-Stromerzeugung wird über eine Abschätzung auf der Basis von NRWspezifischen Regionalfaktoren abgeleitet. Die Ausgangspunkte für die Schätzung sind zwei Publikationen, die sich u.a. mit der bundeslandspezifischen Stromproduktion aus Wasserkraft befassen (Tabelle 3.13, Abbildung 3.25) [42], [43]. Auf der Grundlage der Angaben zur Stromproduktion aus Wasserkraft in Deutschland im Jahr 2012 kann unter diesen Randbedingungen die regionale Stromerzeugung aus Wasserkraft in NRW ermittelt werden. Bei einer bundesweiten Wasserkraft-Stromproduktion von 21,2 Mrd. kwh im Jahr 2012 (2011: 17,7 Mrd. kwh) berechnet sich für die NRW-Erzeugung eine Bandbreite von etwa 520 bis 650 Mio. kwh. Der daraus resultierende Mittelwert von gut 580 Mio. kwh wird als IWR-Referenzwert für das Jahr 2012 festgelegt (Abbildung 3.25). Wasserkraft-Potenziale bereits zu großen Teilen erschlossen - keine Dynamik beim Anlagenneubau Nach Abschätzungen von Branchenexperten liegt das technisch nutzbare Wasserkraft-Potenzial in Deutschland in einem hydrologischen Normaljahr bei rd. 26 Mrd. kwh, davon werden bereits etwa 80 Prozent genutzt. Auf der Grundlage der Standortanalyse für das Querbauwerke Informationssystems NRW (QUIS-NRW) gab es Ende 2005 etwa 390 Wasserkraftanlagen mit einer Gesamtleistung von rd. 186 MW (davon 111 MW an Talsperren-Standorten und großen Stauanlagen und 75 MW an übrigen Standorten). Für die mittlere Gesamtstromerzeugung der NRW-Anlagen haben die Gutachter eine Größenordnung von etwa 540 Mio. kwh ermittelt [42]. Auf der Basis der bislang vorliegenden Potenzialabschätzungen könnten in NRW zusätzlich zwischen 70 bis 260 Mio. kwh Strom aus Wasserkraft durch den Ausbau / die Nutzung weiterer Standorte erzeugt werden [42], 48

52 [43], [44]. Rein rechnerisch ergibt sich damit für NRW im Jahr 2005 eine Potenzialauslastung zwischen 70 und 90 Prozent. 3 Der Wasserkraft-Markt weist sowohl in NRW als auch im Bundesgebiet bedingt durch aufwändige Genehmigungsverfahren und einen hohen Ausbaugrad ein niedriges Niveau beim Neubau bzw. der Reaktivierung auf. In den letzten Jahren sind vor diesem Hintergrund nur geringe Zubauwerte zu verzeichnen. Dynamische Marktentwicklungen, wie z.b. bei der Photovoltaik, sind bei der Wasserkraft nicht mehr zu erwarten. Der höchste Zubau von Wasserkraftleistung im Zeitraum 2002 bis 2012 ist im Jahr 2011 zu beobachten. Mit einer Kapazität von rd. 2,1 MW ist erstmals seit Beginn des Monitorings im Jahr 2002 die 2-MW-Marke überschritten worden. Der hohe Zubau im Jahr 2011 resultiert vor allem aus der Repoweringmaßnahme eines Wasserkraftwerks in Schwerte-Westhofen, in deren Verlauf Turbinen mit einer Leistung von 1,2 MW installiert wurden. Ansonsten bewegt sich der jährliche Zubau in der Bandbreite von rd. 25 kw bis 1,4 MW. Im Jahr 2012 lag der Neubau mit insgesamt 0,52 MW etwa 75 Prozent niedriger als im Vorjahr 2011 (Abbildung 3.26). Unter den 2012 neu in Betrieb genommenen Standorten befindet sich u.a. ein Altstandort an einer Brauerei in Warburg, an dem zusätzlich eine Wasserkraftschnecke (100 kw) in Betrieb genommen wurde, sowie ein reaktivierter Anlagenstandort an einer denkmalgeschützten Sägemühle in Meschede (10 Wasserkraft: Leistung Zubau in NRW, kw) ,4 Leistung Wasserkraftanlagen [MW] 2,0 1,6 1,2 0,8 0,4 0, * Quelle: IWR, Daten: Büro für Wasserkraft / eigene Berechnung, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.26: Inbetriebnahme von Wasserkraftanlagen in NRW (2002 bis 2012) (Quelle: IWR, 2013, Daten: Büro für Wasserkraft, eigene Berechnung, 2012 vorläufig) 3 Im Rahmen des Auftrags zur Erstellung der Potenzialstudie Erneuerbare Energien NRW durch das LANUV soll auch eine Untersuchung des Wasserkraftpotenzials erfolgen. Eine entsprechende Teilstudie befindet sich in der Vorbereitung. 49

53 Stromerzeugung aus Grubengas Zum Grubengaspotenzial in Nordrhein-Westfalen Nach der Aufnahme des im Rahmen des Bergbaus anfallenden Grubengases in den Anwendungsbereich des EEG im Jahr 2000 hat sich der nationale Markt in den Bergbauregionen in NRW und im Saarland sehr schnell entwickelt. Seit einigen Jahren ist nach Einschätzung von Branchenexperten davon auszugehen, dass das Maximum der Grubengasförderung in NRW überschritten ist und die Erzeugung von Strom und Wärme sukzessiv zurückgeht. Analysen über das verbleibende Potenzial von Grubengas sind bislang nicht bekannt. Derzeit versuchen die Betreiber, rückläufige Grubengasmengen über technische Maßnahmen bei der Gaserschließung zu kompensieren. Aussagen über die verbleibenden Grubengasmengen liegen nicht vor. Neben der Entstehung des Grubengases durch Erhitzung der Kohle in der Tiefe (thermische Bildung) wird nach neueren Erkenntnissen auch eine mikrobielle Bildung durch Bakterien diskutiert [46]. Stand der Grubengasnutzung Tabelle 3.14: Grubengas in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (elektrische Nutzung) (Quelle: IWR, 2013, Daten: Bezirksregierung Arnsberg) Daten: Bezreg. Arnsberg IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Zubau inst. Leistung - 14 MW el 3 MW el - 14 MW el 3 MW el - NRW-Gesamtleistung 172 MW el 186 MW el 172 MW el 186 MW el - 7,5 % Stromproduktion aus Gru- ca. 0,81 ca. 0,71 ca. 0,81 ca. 0, ,1 % bengas Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh 1 = Werte vorläufig Im Jahr 2012 ist die Stromerzeugung aus Grubengas um 14 Prozent auf etwa 0,8 Mrd. kwh gestiegen (2011: rd. 0,7 Mrd. kwh). Damit ist der rückläufige Trend bei der Stromerzeugung aus Grubengas erstmals seit 2007 unterbrochen und ein Anstieg zu verzeichnen. Der IWR-Referenzwert für die Stromerzeugung aus Grubengas wird für das Jahr 2012 auf 0,81 Mrd. kwh (2011: 0,71 Mrd. kwh) festgelegt (Tabelle 3.14). Die grundsätzliche Entwicklung bei der energetischen Nutzung von Grubengas in NRW wird bestimmt durch die abnehmende Menge des insgesamt zur Verfügung stehenden und wirtschaftlich nutzbaren Grubengases. Strom- und Wärmeerzeugung aus Grubengas in NRW waren demnach in den letzten Jahren rückläufig (Abbildung 3.27). Die Zunahme der Stromerzeugung im Jahr 2012 stellt nach Ansicht von Branchenvertretern nur eine temporäre Unterbrechung dieses Gesamttrends dar [47]. Der 2012er-Anstieg hat im Wesentlichen technische Gründe und ist auf Optimierungen der Lagerstättenerschließung durch technische Maßnahmen wie Unterdruckerhöhung durch Doppelverdichter und eine zusätzliche 50

54 Grubengas: Strom und Leistung in NRW, Gaskühlung zurückzuführen. In Summe konnte so mehr Gas an den Standorten abgesaugt werden [47]. 300 [MW] [Mrd. kwh] 1, , , , ,4 50 0, * 0,0 Quelle: IWR, Daten: Bezirksregierung Arnsberg, * = vorläufig Leistung [MW] Strom [Mrd. kwh] IWR, 2013 Abbildung 3.27: Entwicklung der installierten Gesamtleistung und Stromerzeugung im Bereich Grubengas in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: Bezirksregierung Arnsberg, 2012 vorläufig) Zusätzlich sind natürliche Schwankungen beim Grubengas zu berücksichtigen, die eine exakte Prognostizierbarkeit der Gasversorgung erschweren. Sowohl die standortspezifische nutzbare Gasmenge als auch die Gasqualität (CH 4 -Gehalt) können variieren und den Energieertrag beeinflussen. Vor diesem Hintergrund kann es im Jahresvergleich an einzelnen Standorten zu Änderungen in der Gasversorgung kommen, die sich in einem steigenden / sinkenden Energieertrag widerspiegeln [48]. Grubengas-Leistung geht 2012 um 14 MW zurück Die Stromerzeugung aus Grubengas wurde im Jahr 2000 in den Anwendungsbereich des EEG aufgenommen. In den Folgejahren hat sich ein dynamischer Markt entwickelt, wobei der Großteil des NRW-Zubaus von 2002 bis 2004 erfolgte. Ab 2005 ist der Markt dann in eine Stagnationsphase eingetreten. Seit 2010 überwiegt in der Gesamtbilanz die Tendenz zum Rückbau von BHKW-Modulen. Perspektivisch bestehen vor allem im Bereich von Kleinanlagen noch Zubaupotenziale. Mit der Erschließung dieser Standorte sind allerdings steigende Kosten verbunden, die einem wirtschaftlichen Betrieb unter den aktuellen Rahmenbedingungen tendenziell entgegenstehen. Die in der Grubengas-Statistik der Bezirksregierung Arnsberg erfassten Anlagen weisen 2012 in Summe eine elektrische Leistung von rd. 172 MW el auf. Dies ist gegenüber 2011 rechnerisch ein Rückgang um 14 MW el (Abbildung 3.28). Ursache für den Leistungsrückbau ist die voranschreitende Ausgasung von einzelnen Standorten, die zur Abschaltung einzelner Module führt. Aufgrund der 51

55 Grubengas: Leistung Zubau in NRW, modularen Bauweise der BHKW sind die Betreiber von Grubengasanlagen in der Lage, kurzfristig auf sich ändernde Rahmenbedingungen der Gasversorgung zu reagieren und die Leistung am Standort zu erhöhen bzw. zu verringern [49]. 60,0 Zubau Leistung Grubengasanlagen [MW] 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0-10,0-20,0-30, * Quelle: IWR, Daten: Bezirksregierung Arnsberg / eigene Berechnung, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.28: Entwicklung der jährlich neu installierten Leistung von Grubengas- BHKW in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: Bezirksregierung Arnsberg, eigene Berechnung, 2012 vorläufig) 52

56 3.2.3 Regenerative Wärmeerzeugung in NRW Die regenerative Bereitstellung (ohne Grubengas) von Nutzenergie in NRW ist 2012 um knapp 5 Prozent auf rd. 11,6 Mrd. kwh (2011: 11,1 Mrd. kwh, 6 Prozent) gestiegen. Bei zusätzlicher Einbeziehung der genutzten Wärmemenge aus Grubengas in einer Größenordnung von 0,11 Mrd. kwh (2011: 0,11 Mrd. kwh) ergibt sich im Segment Klimaschutz eine Gesamtwärmemenge von 11,7 Mrd. kwh (Tabelle 3.15). Tabelle 3.15: Regenerative Wärmeerzeugung in NRW 2012 (Nutzenergie) (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR-Referenzwerte auf Basis von BAFA, Bezreg. Arnsberg, BWP, DBFZ, FNR, ITAD, IWR, LWK NRW, MKULNV, z.t. eig. Berechnung) Veränd. Vorjahr Nutzwärme [Mrd. kwh] Anteil [%] Nutzwärme [Mrd. kwh] Anteil [%] [%] Bioenergie 9,77 84,5 9,45 85,5 + 3,4 Biomasse fest (HKW und HW) 1,80 1,70 Biomasse fest 4,20 4,1 (Holzheizungen / Einzelfeuerstätten) Biogas 0,95 0,83 biogener Abfall 2,30 2,30 flüssige Biomasse 0,33 0,33 Klärgas 0,16 0,16 Deponiegas 0,03 0,03 Geoenergie 1,23 10,6 1,09 9,9 + 12,8 Solarthermie 0,56 4,8 0,51 4,6 + 9,8 Summe Wärme regenerativ 11,56 100,0 11,05 100,0 + 4,6 Grubengas 0,11 0,11 +/- 0,0 Summe Wärme Klimaschutz 11,67 11,16 + 4,6 1 = Werte vorläufig Die Entwicklung der regenerativ erzeugten Nutzwärmemengen bzw. Wärme im Segment Klimaschutz (inkl. Grubengas) seit 2002 weist per Saldo ein konstantes Wachstum auf. Auffällig innerhalb der Zeitreihe ist die vergleichsweise deutliche Steigerung in den Jahren 2005 und 2008 (Abbildung 3.29). Ursache sind u.a. Erweiterungen des statistischen Erhebungskreises: Ab dem Jahr 2005 werden Statistiken über die regenerative Wärmeerzeugung aus biogenem Abfall in die Analyse mit einbezogen. Seit 2008 wird zudem die regenerative Wärme aus Einzelfeuerstätten wie Kaminen und Kaminöfen in der Statistik berücksichtigt. Seit 2011 wird ergänzend die Wärmebereitstellung aus Anlagen zur Nutzung von Deponie- und Klärgas sowie flüssiger Biomasse abgeschätzt. 53

57 Entwicklung regenerative Wärmeerzeugung / Wärme Klimaschutz, Wärmeerzeugung (Nutzenergie) [Mrd. kwh] * Quelle: IWR, Daten: IWR, * = vorläufig Wärme regenerativ Wärme (inkl. Grubengas) IWR, 2013 Abbildung 3.29: Entwicklung der regenerativen Wärmeerzeugung (Nutzenergie) und der Wärmeerzeugung im Bereich Klimaschutz (inkl. Grubengas) in NRW (Quelle: IWR, 2013) In der vorliegenden Studie wird anknüpfend an die Erhebung des Vorjahres neben der Bereitstellung von regenerativer Nutzenergie auch die Kategorie der potenziellen Endenergie betrachtet. Ziel ist es, aus methodischer Sicht einen direkten Vergleich mit den Daten auf Bundesebene zu ermöglichen [4]. In der Kategorie Erzeugung von Endenergie resultiert im regenerativen Wärmesektor auf der Basis des verwendeten methodischen Ansatzes eine Gesamterzeugung von knapp 16 Mrd. kwh (2011: 17,7 Mrd. kwh). Gegenüber dem im Vorjahr ermittelten 2011er-Wert ergibt sich damit ein Rückgang von etwa 11 Prozent. Verantwortlich für diesen Rückgang sind statistisch-methodische Anpassungen bei den Bundesdaten. Hier mussten von den statistischen Erfassungsstellen insbesondere bei der Wärmeerzeugung aus Biogas sowie fester Biomasse deutliche Korrekturen bei den statistischen Ausgangsdaten vorgenommen werden. Da die NRW-Werte in der Kategorie Endenergie zwecks Vergleichbarkeit im Rahmen eines Top-Down-Ansatzes aus den Bundesdaten abgeleitet werden, spiegelt sich der Rückgang auf Bundesebene auch in den NRW-Daten direkt wider. Auf Bundesebene lag die Wärmebereitstellung (Endenergie) 2012 bei insgesamt rd. 140 Mrd. kwh. Der NRW-Anteil erreicht damit einen Wert von etwa 11 Prozent (Tabelle 3.16). 54

58 Tabelle 3.16: Regenerative Wärmeerzeugung in NRW Endenergieanteile im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR-Endenergie-Referenzwerte auf Basis von StaBA, IT.NRW, AGEE-Stat, BAFA, Bezreg. Arnsberg, BWP, DBFZ, FNR, ITAD, IWR, LWK NRW, MKULNV, z.t. eig. Berechnung / Schätzung) ) 2011 Anteil Endenergie Bund 2012 Endenergie [Mrd. kwh] Anteil [%] Endenergie [Mrd. kwh] Anteil [%] [%] Bioenergie 13,80 88,2 15,99 90,5 10,9 Biomasse fest (HKW und HW) 3,5 4,64 Biomasse fest 5,99 6,48 (Holzheizungen / Einzelfeuerstätten) Biogas 1,0 1,52 biogener Abfall 2,30 2,30 flüssige Biomasse 0,5 0,69 Klärgas 0,44 0,31 Deponiegas 0,03 0,05 Geoenergie 1,23 7,9 1,1 6,2 18,3 Solarthermie 0,61 3,9 0,57 3,2 9,1 Summe Wärme regenerativ 15,64 100,0 17,66 100,0 11,1 Grubengas 0,44 0,44 n.b. Summe Wärme Klimaschutz 16,08 18,10 n.b. 1 = Werte vorläufig Wärmeerzeugung aus Biomasse und Marktentwicklung Zum Biomassepotenzial in Nordrhein-Westfalen Im Zuge der im Auftrag der Landesregierung erstellten Potenzialstudie Erneuerbare Energien wird auch das Biomassepotenzial in NRW untersucht. Neben dem Stromsektor wird das theoretische Potenzial im Bereich Wärme analysiert. Derzeit liegen noch keine Ergebnisse dieser Untersuchung vor. Die Veröffentlichung der Biomassepotenzialstudie soll noch im Herbst 2013 erfolgen [23] (Stand: September 2013) (vgl. Kap , S. 30). Stand zur Nutzung fester Biomasse in Biomasseheizkraftwerken: Nutzwärmeerzeugung steigt an Durch die Inbetriebnahme eines neuen Biomasseheiz(kraft)werkes im Regierungsbezirk Düsseldorf ist die Nutzwärmeerzeugung in NRW in diesem Segment 2012 um rd. 6 Prozent auf einen IWR-Referenzwert von 1,8 Mrd. kwh gestiegen (Vorjahr 2011: 1,70 Mrd. kwh). Dieser Wert ergibt sich auf der Basis einer NRW- Gesamtleistung von rd. 580 MW th (Tabelle 3.17). In Analogie zur Stromerzeugung aus Biomasse spiegelt sich auch in der Zeitreihe der Wärmeerzeugung ( ) die enge Korrelation zwischen Erzeugung 55

59 und installierter Leistung wider. Deutlich wird zudem die Entkopplung von witterungsbedingten Faktoren (Abbildung 3.30). 56

60 Tabelle 3.17: Biomasseheiz(kraft)werke in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (thermische Nutzung) (Quelle: IWR, 2013, Daten: FNR, IWR, DBFZ, IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Daten: FNR, IWR, DBFZ IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Zubau inst. Leistung 28 MW th 9 MW th 28 MW th 9 MW th + 211,1 % NRW-Gesamtleistung ca. 580 MW th ca. 550 MW th 580 MW th 550 MW th + 5,5 % Wärmeerzeugung n.b. n.b. 1,80 1,70 + 5,9 % 1 = Werte vorläufig Mrd. kwh Mrd. kwh Biomasse HW: Wärme und Leistung in NRW, [MW th ] [Mrd. kwh] 2, , , , , * 0,0 Leistung [MWth] Quelle: IWR, Daten: FNR, IWR, DBFZ / eigene Berechnung / Schätzung: IWR * = vorläufig Wärme [Mrd. kwh] IWR, 2013 Abbildung 3.30: Entwicklung der installierten Gesamtleistung und Wärmeerzeugung im Bereich Biomasseheiz(kraft)werke in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: FNR, IWR, DBFZ, eigene Berechnung, 2012 vorläufig) NRW-Marktentwicklung Biomasseheiz(kraft)werke volatil Der Zubau von neuen Kapazitäten im Bereich der Biomasseheiz(kraft)werke ist bedingt durch lange Planungs- und Genehmigungszeiträume durch eine hohe Volatilität gekennzeichnet. Hinzu kommt die Notwendigkeit, vertraglich eine langfristige Brennstoff-Versorgung zu wirtschaftlichen Konditionen sicherzustellen. Der Schwerpunkt des Kapazitätszubaus in NRW erfolgte bis Seitdem sind die Neubauaktivitäten deutlich zurückgegangen, insgesamt erscheint der Markt gesättigt (Abbildung 3.31). Der größte Kapazitätszubau ergibt sich nach den vorliegenden Statistiken mit einer neu installierten Leistung von etwa 200 MW th im Jahr Nach einer Pause im Jahr 2010 sind für 2011 und 2012 wieder Neuinbetriebnahmen in einer Größenordnung von 9 MW th bzw. 28 MW th zu verzeichnen. 57

61 Biomasseheiz(kraft)werke: Leistung Zubau in NRW, Leistung Biomasseheiz(kraft)werke [MW th ] * Quelle: IWR, Daten (vorläufig): FNR, IWR, DBFZ, eigene Berechnung / Schätzung, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.31: Entwicklung der jährlich installierten thermischen Leistung im Bereich Biomasseheiz(kraft)werke in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: FNR, IWR, DBFZ, eigene Berechnung, 2012 vorläufig) Anlagenkapazität im Regierungsbezirk Arnsberg am höchsten Bedingt durch die Neuinbetriebnahme eines Biomasseheiz(kraft)werkes im Jahr 2012 hat sich der Regierungsbezirk Düsseldorf bezogen auf die thermische NRW-Gesamtleistung (580 MW th ) mit einem Anteil von nunmehr rd. 9 Prozent vom fünften auf den dritten Rang verbessert. Düsseldorf liegt damit nunmehr vor den Regierungsbezirken Köln und Münster. Die größten Leistungsanteile entfallen auf die von der Holzwirtschaft geprägten Regierungsbezirke Arnsberg (rd. 48 Prozent) in NRW, und Detmold (rd. 30 Prozent) (Abbildung 3.32). Regionalverteilung Biomasseheizwerke nach Leistung 60 Anteil [%] Arnsberg Detmold Köln Münster Düsseldorf Thermische NRW-Gesamtleistung Biomasseheiz(kraft)werke 2012 = 580 MW th * Quelle: IWR, Daten: FNR, IWR, DBFZ, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.32: Regionale Verteilung der thermischen Leistung im Bereich Biomasseheiz(kraft)werke in NRW im Jahr 2012(Quelle: IWR, 2013, Daten: FNR, IWR, DBFZ, eigene Berechnung, 2012 vorläufig) 58

62 Zum Stand der Nutzwärmeerzeugung in Einzelfeuerungsanlagen Geförderte Anlagen gemäß Holzabsatzförderrichtlinie bzw. Marktanreizprogramm Tabelle 3.18: Einzelfeuerungsanlagen gemäß Holzabsatzförderrichtlinie bzw. MAP-Programm in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: BAFA, IWR, IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Daten: BAFA, IWR IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Zubau inst. Leistung ca. 80 MW th ca. 41 MW th 80 MW th 40 MW th + 100,0 % NRW-Gesamtleistung ca. 770 MW th ca. 690 MW th 770 MW th 690 MW th + 11,6 % Wärmeerzeugung n.b. n.b. 1,50 1,40 + 7,1 % 1 = Werte vorläufig Mrd. kwh Mrd. kwh Biomassefeuerungen: Wärme und Leistung in NRW, [MW th ] [Mrd. kwh] * 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Leistung [MWth] Quelle: IWR, Daten: MKULNV, BAFA, IWR / eigene Berechnung / Schätzung: IWR * = vorläufig Wärme [Mrd. kwh] IWR, 2013 Abbildung 3.33: Entwicklung der installierten Gesamtleistung und Wärmeerzeugung im Bereich Einzelfeuerungen in NRW gemäß Hafö bzw. MAP (Quelle: IWR, 2013, Daten: MKULNV, BAFA, IWR, eigene Berechnung, 2012 vorläufig) Im Jahr 2012 haben die Einzelfeuerungs-Anlagen, die im Rahmen des ehemaligen NRW-Programms der Holzabsatzförderrichtlinie (Hafö) bzw. dem Marktanreizprogramm (MAP) des Bundes errichtet wurden, eine nutzbare Wärmemenge von etwa 1,5 Mrd. kwh (IWR-Referenzwert, Vorjahr 2011: 1,4 Mrd. kwh) erzielt. Dieser Wert resultiert auf der Grundlage einer NRW-Gesamtleistung von etwa 770 MW th (2011: rd. 690 MW th ) (Tabelle 3.18, Abbildung 3.33). Bei den betrachteten Anlagen handelt es sich in erster Linie um Pellet- und Hackschnitzelanlagen. 59

63 NRW-Marktentwicklung 2012 Markt zieht wieder an In der Vergangenheit bildeten die Förderprogramme auf Bundes- und Landesebene eine zentrale Säule für die Marktentwicklung im Bereich Biomasseheizungen / Holzfeuerungen. Unter der Annahme, dass der NRW-Markt bis 2010 einen weitgehend förderinduzierten Charakter hatte, lässt sich die Marktentwicklung bis dahin über die Statistiken zur landesspezifischen Holzabsatzförderrichtlinie bzw. das beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) angesiedelte Marktanreizprogramm (MAP) darstellen. Weil die Bedeutung des MAP für den Gesamtmarkt allerdings rückläufig ist, wird seit dem Jahr 2011 der NRW- Zubauwert der installierten Leistung unter zusätzlicher Einbeziehung eines NRWspezifischen Regionalwertes ermittelt. Dazu wird unterstellt, dass sich die bundesländerspezifische Regionalverteilung im MAP auch auf den Gesamtmarkt übertragen lässt. Insgesamt ist auf dieser Grundlage davon auszugehen, dass im Jahr 2012 rd Anlagen mit einer Gesamtleistung von 80 MW th in Nordrhein- Westfalen Holzheizungen: zusätzlich in Betrieb Leistung gegangen Zubau sind. Im in Vergleich NRW, zum Vorjahr entspricht das bei der neu errichteten Leistung einem Wachstum von 100 Prozent (Abbildung ). 140 Leistung Biomasseheizungen Hafö/MAP [MW th ] * Quelle: IWR, Daten (vorläufig): MKULNV, BAFA, IWR, eigene Berechnung, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.34: NRW-Marktentwicklung im Segment Einzelfeuerungsanlagen gemäß Hafö / MAP: Die jährlich installierte thermische Leistung ( ) (Quelle: IWR, 2013, Daten: MKULNV, BAFA, IWR, eigene Berechnung, 2012 vorläufig) Nach dem Boomjahr 2009 hat die Marktentwicklung im Bereich Holzheizungen in NRW in den beiden Folgejahren 2010 und 2011 infolge einer Schwächephase des regenerativen Wärmemarktes deutlich an Dynamik verloren. Zentrale Gründe für die rückläufige Marktentwicklung waren neben stark schwankenden Energiepreisen die unstetige Entwicklung der flankierenden Förderprogramme. Für das Jahr 2012 deutet sich in NRW mit einer Verdoppelung der installierten Leistung auf rd. 80 MW th eine Trendwende bei der Marktentwicklung an. Der Anstieg ist nach der Einschätzung von Branchenteilnehmern u.a. zurückzuführen auf steigende Energiepreise bei Öl und Gas. Des Weiteren erhöht der zunehmende Modernisierungsstau in deutschen Heizungskellern die Bereitschaft zum Umstieg auf eine Holzheizung. 60

64 Zentrale Absatzmärkte bleiben 2012 in Süddeutschland In der regionalen Differenzierung nach Bundesländern zeigt sich nach der MAP- Statistik, dass sich in der Anteilsverteilung bei den größten regionalen Märkten nur geringfügige Änderungen ergeben haben. Wie im Jahr 2011 befinden sich die beiden größten Märkte 2012 weiterhin in Süddeutschland. Mit einem Anteil von Biogas: 34 Prozent Regionalverteilung rangiert Bayern mit deutlichem Marktanreizprogramm Abstand vor Baden-Württemberg (rd. 20 Prozent). NRW kommt mit einem Anteil von etwa 9 Prozent auf den dritten Rang. Biomasseheizungen Darauf folgen Hessen (8 Prozent) in NRW, auf Platz vier und Rheinland-Pfalz (7 Prozent) auf Rang fünf (Abbildung 3.35). (Betrachtungsjahr = 2012) Anteil [%] BY BW NRW HE RP NI SN TH ST Sonstige Quelle: IWR, Daten (vorläufig): BAFA Anteil P 2012 Anteil P 2011 IWR, 2013 Abbildung 3.35: Bundesland-Verteilung der im Marktanreizprogramm 2012 und 2011 geförderten Biomassefeuerungen (Quelle: IWR, 2013, Daten: BAFA, vorläufig) 61

65 Zum Stand der Nutzwärmeerzeugung in sonstigen Einzelfeuerstätten Tabelle 3.19: Wärmeerzeugung aus Biomasse in Einzelfeuerstätten in Nordrhein- Westfalen im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: MKULNV NRW, IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Daten: MKULNV NRW IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Zubau inst. Leistung n.b. n.b. n.b. n.b. - NRW-Gesamtleistung n.b. n.b. n.b. n.b. - Wärmeerzeugung aus n.b. n.b. 2,7 2,7 +/- 0 % Biomasse in Einzelfeuer- Mrd. kwh Mrd. kwh stätten 1 = Werte vorläufig Neben den Anlagen, die in NRW bislang im Rahmen von Landes- und Bundesprogrammen errichtet wurden, gibt es eine unbekannte Zahl von Einzelfeuerstätten, die mit holzartigen Brennstoffen betrieben werden. Bei diesen sonstigen Feuerstätten handelt es sich z.b. um Kamin- und Kachelöfen, Heizkamine etc. Zur Ableitung des Nutzwärmeanteils dieser Anlagen wird im Rahmen der vorliegenden Studie auch für 2012 der für die Vorjahre verwendete Schätzansatz herangezogen. Zentrale Eingangsparameter bei diesem Ansatz sind der Wald- Scheitholzverbrauch privater Haushalte, der Anlagenwirkungsgrad und der Primärenergiegehalt von Holzbrennstoffen. Die Basis für den Wald- Scheitholzverbrauch von Privathaushalten in Nordrhein-Westfalen bilden die Ergebnisse der letzten Untersuchung des Zentrums für Holzwirtschaft der Universität Hamburg für das Betrachtungsjahr 2010 [50]. Auf der Grundlage dieser Analyse erreichte der Wald-Scheitholzverbrauch in NRW mit 1,8 Mio. Fm 2010 in etwa das Niveau des Jahres Unter der Annahme, dass der Wald- Scheitholzverbrauch auch in den Folgejahren konstant war (1,8 Mio. Fm), ergibt sich nach dem Schätzansatz für die bereitgestellte Nutzenergie durch sonstige Einzelfeuerstätten für die Jahre 2012 und 2011 ein Wert von etwa 2,7 Mrd. kwh (Tabelle 3.19). 62

66 Zum Stand der Biogasnutzung: Nutzwärmebereitstellung steigt um über 14 Prozent Tabelle 3.20: Biogas in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (thermische Nutzung) 1 (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR, LWK NRW, Witzenhausen, IWR- Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Landwirtschaftliche Biogasanlagen Daten: LWK NRW IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Wärmeerzeugung aus ca. 0,90 ca. 0,78 0,90 0, ,4 % Biogas Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Industrielle / kommunale Biogasanlagen Daten: Witzenhausen, IWR IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Wärmeerzeugung aus ca. 0,05 ca. 0,05 0,05 0,05 +/- 0 % Biogas Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Biogas gesamt (landwirtschaftliche und industrielle / kommunale Biogasanlagen Veränd. Vorjahr Wärmeerzeugung aus ca. 0,95 ca. 0,83 0,95 0, ,5 % Biogas Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh 1 = ohne Wärmenutzung von Biogas in Anlagen zur Biomethaneinspeisung, 2 = Werte vorläufig Die Statistiken über die Wärmeerzeugung im Bereich der landwirtschaftlichen Biogasanlagen in NRW im Jahr 2012 werden auf der Basis der Biogasanlagen- Betreiberdatenbank der Landwirtschaftskammer NRW abgeleitet (Tabelle 3.20). Ergänzend werden Daten über die Wärmemengen für den Bereich der industriellen und kommunalen Bioabfallvergärungsanlagen herangezogen. Für die landwirtschaftlichen Biogasanlagen kann nach der jüngsten Erhebung der Landwirtschaftskammer für das Jahr 2012 davon ausgegangen werden, dass bei rd. 90 Prozent der in der Betreiberdatenbank erfassten Biogasanlagen die entstehende Wärme zu einer Quote von etwa 50 Prozent genutzt wird. Ausgehend von der installierten Leistung und dem realem Betriebsverhalten der Anlagen im Jahr 2012 sowie der im Mittel zu beobachtenden Stromkennzahl resultiert größenordnungsmäßig eine genutzte Wärmemenge von etwa 900 Mio. kwh (IWR- Referenzwert) [32]. Zusammen mit der zusätzlich im Bereich der kommunalen und industriellen Bioabfallvergärungsanlagen anfallenden Nutzwärmemenge in einer Größenordnung von etwa 54 Mio. kwh wird als IWR-Referenzwert für den Biogassektor eine Gesamtwärmemenge von 950 Mio. kwh angenommen (Tabelle 3.20). 63

67 Zum Stand der Nutzwärmebereitstellung aus biogenem Abfall Tabelle 3.21: Biogener Abfall in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (exportierte Wärmemenge) (Quelle: IWR, 2013, Daten: ITAD, IWR, IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Daten: ITAD, IWR IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Zubau inst. Leistung n.b. n.b. n.b. n.b. +/- 0 % NRW-Gesamtleistung n.b. n.b. n.b. n.b. +/- 0 % Wärmeerzeugung aus biogenem Abfall Annahme: biogener Anteil im Abfall = 50 % ca. 2,29 Mrd. kwh ca. 2,29 Mrd. kwh 2,30 Mrd. kwh 2,30 Mrd. kwh +/- 0 % 1 = Werte vorläufig Die als Fernwärme oder Prozesswärme exportierte Wärmemenge der NRW- Müllverbrennungsanlagen ist in den letzten Jahren aufgrund der stagnierenden Marktentwicklung relativ konstant. Im Jahr 2012 erreichte der Wärmeexport nach Angaben der Interessensgemeinschaft der thermischen Abfallbehandlungsanlagen in Deutschland (ITAD e.v.) eine Größenordnung von 4,57 Mrd. kwh (2011: 4,58 Mrd. kwh) [33], [34]. Zur Abschätzung des Wärmeanteils, der bei Müllverbrennungsanlagen biogenen Ursprungs ist, wird wie im Stromsektor davon ausgegangen, dass rd. 50 Prozent der erzeugten / exportierten Wärme aus biogenen Anteilen der Brennstofffraktion erzeugt wird. Unter dieser Annahme erreicht der Referenzwert für die biogene Wärmemenge aus Abfall einen Wert von 2,3 Mrd. kwh (Tabelle 3.21). Marktentwicklung Müllverbrennungsanlagen stagniert Der Bestand der Müllverbrennungsanlagen in NRW hat sich in den letzten Jahren nicht verändert. Insgesamt sind von der ITAD im Jahr 2012 wie in den Vorjahren 16 Anlagen erfasst. Angaben über die thermische Leistung der Anlagen sind nicht bekannt. 64

68 Stand zur Nutzwärmebereitstellung aus Deponie- und Klärgas sowie flüssiger Biomasse Die Ableitung der Wärmebereitstellung von Nutzenergie in den Kategorien Klärund Deponiegas erfolgt unter Berücksichtigung der erzeugten Strommenge, Nutzungsgrade und Annahmen zur installierten Leistung. Im Fall der flüssigen Biomassenutzung wird die Schätzung der bereitgestellten Nutzenergie mit Hilfe des bei Referenzanlagen zu beobachtenden Verhältnisses zwischen Stromerzeugung und Wärmebereitstellung vorgenommen. Die Wärmeerzeugung im Bereich Deponiegas erreicht im Jahr 2012 mit 0,03 Mrd. kwh das Niveau des Vorjahres Auch bei der Klärgasnutzung wird mit einer Nutzwärmemenge von 0,16 Mrd. kwh die Größenordnung des Vorjahres erzielt. Ebenso wird für die flüssige Biomasse auf der Basis der vorliegenden Daten über die Entwicklung der Nutzung davon ausgegangen, dass die Wärmebereitstellung mit 0,3 Mrd. kwh in etwa auf dem Niveau des Vorjahres liegt (Tabelle 3.22). Tabelle 3.22: Nutzwärmeerzeugung in den Bereichen Klär- und Deponiegas sowie flüssige Biomasse in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: IT.NRW, IWR, IWR-Referenzwerte, eig. Berechnung) Daten: IWR IWR-Referenzwerte Nutzwärme Veränd. Vorjahr Deponiegas n.b. n.b. 0,03 Mrd. kwh Klärgas n.b. n.b. 0,16 Mrd. kwh Flüssige Biomasse n.b. n.b. 0,33 Mrd. kwh 1 = Werte vorläufig 0,03 Mrd. kwh 0,16 Mrd. kwh 0,33 Mrd. kwh +/- 0 % +/- 0 % +/- 0 % 65

69 Solarthermische Wärmeerzeugung und Marktentwicklung Zum Solarthermiepotenzial in Nordrhein-Westfalen Neben dem PV-Potenzial für Dach- und Freiflächenanlagen werden in der Potenzialstudie des LANUV auch die Potenziale für Niedertemperatur-Solarthermie- Anlagen untersucht. Wie bei der Ermittlung der PV-Dachpotenziale werden bei der Solarthermie als Ausgangsbasis die 24 repräsentativen Modellregionen analysiert, daran schließt sich die Projektion der Potenziale auf die Gesamtdachfläche in NRW an (vgl. Kap , S. 42). Der Fokus der Potenzialanalyse liegt auf dem Beitrag von Solarthermieanlagen zur Deckung der Warmwassererzeugung in Privat-Haushalten Insgesamt könnten der Potenzialanalyse zufolge rd. 5 Mrd. kwh Wärme aus Solarthermieanlagen bereitgestellt werden [21], [22]. Stand zur Solarthermienutzung: Nutzwärmeerzeugung legt um 10 Prozent zu Tabelle 3.23: Solarthermie in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: BAFA, IWR, IWR-Referenzwerte, z.t. eig. Berechnung) Daten: BAFA, IWR IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Zubau Kollektorfläche m m m m 2-8,9 % NRW- Gesamtkollektorfläche (inkl. Absorber + sonst. Anlagen) rd. 1,57 Mio. m 2 rd. 1,43 Mio. m 2 2 1,57 Mio. m 1,43 Mio. m 2 + 9,8 % Wärmeerzeugung 0,50 0,61 0,46 0,56 0,56 0,51 + 9,8 % Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh 1 = Werte vorläufig Im Jahr 2012 wurden in NRW Solarthermieanlagen mit einer Kollektorfläche von etwa m 2 neu installiert. Die NRW-Gesamtkollektorfläche hat sich damit auf knapp 1,6 Mio. m 2 erhöht. Unter der Annahme typischer anlagenspezifischer Produktionsfaktoren (Ertrag pro m 2 Kollektorfläche) ergibt sich für das Jahr 2012 eine Ertragsbandbreite zwischen etwa 500 und 610 Mio. kwh. Für die solarthermisch erzeugte Wärme im Jahr 2012 wird auf dieser Basis ein IWR-Referenzwert von 560 Mio. kwh festgelegt (2011: 510 Mio. kwh) (Tabelle 3.23, Abbildung 3.36). 66

70 Solarthermie: Wärme und Kollektorfläche in NRW, Kollektorfläche [Tsd. m 2 ] [Mrd. kwh] 0, , , , , ,1 0 0, * Kollektorfläche [Tsd. m2] Quelle: IWR, Daten (* = vorläufig): Bezreg. Arnsberg, BAFA, IWR / eigene Berechnung Wärme [Mrd. kwh] IWR, 2013 Abbildung 3.36: Entwicklung der installierten / geförderten Gesamtkollektorfläche und Wärmeerzeugung im Bereich Solarthermie NT in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: Bezirksreg. Arnsberg, BAFA, IWR, eigene Berechnung, 2012 vorläufig) Nationaler Solarthermiemarkt fällt 2012 auf 2010er-Niveau zurück Im Jahr 2012 wurden in Deutschland nach Angaben des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW Solar) sowie des Bundesindustrieverbandes Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik (BDH) weniger Solarthermieanlagen installiert als Im Vorjahresvergleich ist die neu installierte Kollektorfläche 2012 um fast 10 Prozent auf 1,15 Mio. m 2 (rd. 805 MW th ) zurückgegangen (2011: 1,27 Mio. m 2 ). Nach einem kurzen Zwischenhoch in 2011 ist damit wieder das Niveau des Jahres 2010 erreicht. Im bisherigen Rekordjahr der Branche 2008 konnten Solarthermieanlagen mit einer Fläche von 2,1 Mio. m 2 installiert werden. Als Ursache für den Marktrückgang wird von Branchenteilnehmern neben einer zu unsteten und damit schlecht planbaren Förderung auch eine wachsende Konkurrenzsituation mit der Photovoltaik angeführt: Zwar redeten seit der Atomkatastrophe von Fukushima viele von Solarenergie, de facto ginge es dabei aber v.a. um die Solarstromerzeugung. Der solare Wärmesektor gehe dagegen oft unter, da die Solarthermiebranche noch nicht so professionell aufgestellt sei, wie die PV- Branche, so die Einschätzung von Branchenvertretern. Auch im Solarthermiesektor ist die Bedeutung der Förderprogramme auf Bundesund Landesebene in den letzten Jahren mit Blick auf den Gesamtmarkt tendenziell zurückgegangen. In Analogie zur Nutzung der Bioenergie im Wärmesektor wird in der vorliegenden Studie ab dem Betrachtungsjahr 2011 der Solarthermie- Zubau in NRW auf der Basis der bundesweiten Neuinstallationen mit Hilfe eines NRW-spezifischen Regionalwertes ermittelt. Im Jahr 2012 wurden in Deutschland Solarthermieanlagen mit einer Gesamtkollektorfläche von rd m 2 (rd. 350 MW th ) über das Marktanreizprogramm (MAP) des Bundes gefördert. Davon entfallen rd m 2 auf NRW, was einem Anteil von knapp 13 Prozent entspricht. Unter der Voraussetzung, dass sich der aus der MAP-Förderung für 2012 erge- 67

71 bende NRW-Anteil auch auf die bundesweit installierte Solarthermieleistung übertragen lässt, erreicht die neu installierte Kollektorfläche in NRW im Jahr 2012 etwa m 2. Gegenüber 2011 entspricht das einem Rückgang von etwa 9 Prozent (Abbildung 3.37). Insgesamt ergibt sich unter Berücksichtigung des Zubaus im Jahr 2012 eine NRW-Gesamtkollektorfläche von etwa 1,6 Mio. m 2 (2011: Solarthermie: Leistung Zubau in NRW, 1,4 Mio. m 2 ) Kollektorfläche [Tsd. m 2 ] * Quelle: IWR, Daten (vorläufig): Bezreg. Arnsberg, BAFA, eig. Berechnung IWR, 2013 Abbildung 3.37: NRW-Marktentwicklung Solarthermie: Die jährlich neu installierte, bewilligte bzw. geförderte Kollektorfläche in den Jahren ) (Quelle: IWR, 2013, Daten: Bezirksreg. Arnsberg, BAFA, eigene Berechnung, 2012 vorläufig) 68

72 Geothermische Nutzwärmeerzeugung und Marktentwicklung Zum Geothermiepotenzial in NRW Bislang liegen noch keine konkreten Angaben über das geothermische Potenzial in Nordrhein-Westfalen vor, das sich in einer Zahl subsummieren lässt. Auf Landesebene wurden durch den geologischen Dienst allerdings bereits vor einigen Jahren Potenzialstudien für die oberflächennahe Erdwärme erstellt. Im Ergebnis hat sich dabei gezeigt, dass eine geothermische Nutzung auf rd. 70 Prozent der NRW-Landesfläche grundsätzlich möglich ist. Zudem gibt es Untersuchungen zu regionalen Potenzialen im Bereich Tiefengeothermie. Derzeit erfolgt eine Überarbeitung der bisherigen Potenzialanalysen im Rahmen der Potenzialstudie Erneuerbare Energien. Stand zur Geothermienutzung Tabelle 3.24: Oberflächennahe Geoenergie in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: BWP, BMU, IWR, IWR-Referenzwerte, z.t. eig. Berechnung) Wärmepumpen (WP) gesamt Deutschland Daten: BWP, BMU, IWR NRW IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Zubau rd rd ,3 % Gesamtzahl n.b. n.b Wärmeerzeugung n.b. n.b Heizungs-WP Veränd. Vorjahr Zubau rd rd rd rd ,0 % Gesamtzahl ,3 % Heizwärmemenge 9,9 Mrd. kwh. 8,8 Mrd. kwh. 1,8 Mrd. kwh 1,6 Mrd. kwh + 12,5 % davon Wärme regenerativ 6,7 Mrd. kwh 6,0 Mrd. kwh 1,2 Mrd. kwh 1,1 Mrd. kwh + 9,1 % Stand Warmwasser-WP Veränd. Vorjahr Zubau rd rd rd rd ,4 % Gesamtzahl n.b. n.b Wärmeerzeugung n.b. n.b = Werte vorläufig 69

73 Zentrale Eingangsgrößen für die Ermittlung des Wärmepumpen-Bestandes und die Analyse der Marktentwicklung in Nordrhein-Westfalen sind die Bundeswerte und NRW-spezifische Regionalfaktoren. Für das Jahr 2012 ergibt sich auf dieser Datengrundlage für das Segment der schwerpunktmäßig betrachteten Heizungswärmepumpen ein Gesamtbestand von etwa Anlagen. Bei einem ganzjährigen Betrieb dieser Anlagen resultiert im Mittel eine Gesamtwärmeerzeugung von etwa 1,8 Mrd. kwh (2011: 1,6 Mrd. kwh). Diese Wärmemenge deckt neben dem regenerativ erzeugten Anteil auch die Wärmemenge ab, die auf die Zufuhr von Hilfsenergie (Strom) zurückgeht. Um die Vergleichbarkeit mit den Bundeswerten zu verbessern, werden in der vorliegenden Studie die regenerativ erzeugte Wärmemenge und die Gesamtwärmemenge separat ausgewiesen. Für die Berechnung der Wärmemengen, die auf die Bereitstellung von Hilfsenergie zurückgehen, werden für den NRW-Wärmepumpenbestand Jahresarbeitszahlen unterstellt, wie sie auch auf Bundesebene angenommen werden [51], [52]. Auf dieser Grundlage wird für das Jahr 2012 eine mittlere regenerative Wärmemenge von 1,2 Mrd. kwh (2011: rd. 1,1 Mrd. kwh) als IWR-Referenzwert abgeleitet. Im Vergleich Geothermie: zu 2011 ist damit Wärme in NRW und 2012 für Anlagenzahl die regenerative in Wärmeerzeugung NRW, im Segment der Heizungswärmepumpen ein Wachstum von etwa 9 Prozent zu verzeichnen (Tabelle 3.24, Abbildung 3.38) [Anlagenzahl] [Mrd. kwh] 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, * Anlagenzahl Wärme gesamt [Mrd. kwh] Wärme regenerativ [Mrd. kwh] Quelle: IWR, Daten (* = vorläufig): BWP, TZWL, IWR / eigene Berechnung / Schätzung: IWR IWR, 2013 Abbildung 3.38: Entwicklung der installierten Anlagenzahlen und Wärmeerzeugung im Bereich Heizungs-Wärmepumpen / Wärmepumpen in Wohnungslüftungsgeräten in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: BWP, TZWL, IWR, eigene Berechnung, 2012 vorläufig) Wärmepumpen 2012 Markt wächst bundesweit um 4 Prozent 2012 wurden in Deutschland knapp Heizungswärmepumpen verkauft. Im Vergleich zum Vorjahr 2011 (rd Anlagen) entspricht das einem Zuwachs 4 Das Segment der Brauchwasser-Wärmepumpen ist in den Wärmemengendaten nicht enthalten, da für diese Systeme keine Zeitreihendaten auf Bundes- und Landesebene vorliegen. NRW-Anlagen aus dieser Kategorie gehen daher bislang auch nicht in die NRW-Wärmebilanz mit ein. 70

74 von etwa 4 Prozent. Unter Einbeziehung des 2012 rd Anlagen umfassenden Marktsegmentes der ausschließlich zur Warmwassererwärmung genutzten Brauchwasserwärmpumpen resultiert für 2012 ein Gesamtabsatz von etwa Wärmepumpen (2011: rd Anlagen, davon Heizungswärmepumpen, Brauchwasserwärmepumpen) [53], [54]. Die Gründe für das Wachstum des Wärmepumpensektors sind 2012 vor allem eine anhaltend hohe Nachfrage bei Luft-/Wasserwärmepumpen und ein Anstieg der Nachfrage nach Brauchwasserwärmepumpen, die oft in Kombination mit PV-Anlagen für die Trinkwassererwärmung eingesetzt werden. Demgegenüber sind die Absatzzahlen bei Erdwärmepumpen 2012 um etwa neun Prozent zurückgegangen. Verantwortlich dafür sind bürokratische Hürden im Rahmen der Genehmigungspraxis [53]. Der NRW-spezifische Wärmepumpenbestand wird ausgehend von der bis zum Jahr 2011 vorliegenden IWR-Marktstatistik unter Einbeziehung der bundesweiten Zubauzahlen des Jahres 2012 mit Hilfe von NRW-Regionalfaktoren bestimmt [55], [56]. Auf dieser Basis ergibt sich ein mittlerer NRW-Gesamtbestand von rd Anlagen bzw. ein Zubau von etwa Anlagen. Abbildung 3.39 gibt einen Überblick über die Entwicklung der jährlich in NRW im Zeitraum von 2002 Wärmepumpen: Zubau Analgen in NRW, 2012 installierten Wärmepumpen (ohne Brauchwasserwärmepumpen) Anlagenzahl * Quelle: IWR, Daten: BWP, TZWL, eigene Berechnung, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.39: NRW-Marktentwicklung Wärmepumpen: Die jährlich neu installierten Anlagen in den Jahren (Quelle: IWR, 2013, Daten: BWP, TWZL, eigene Berechnung, 2012 vorläufig) Nutzwärmebereitstellung aus Grubengas Zum Grubengaspotenzial NRW Auch für das Grubengaspotenzial im Wärmebereich gilt wie für den Stromsektor, dass entsprechende Untersuchungen derzeit nicht bekannt sind und Branchenteilnehmer keine Aussagen über die verbleibenden Grubengasmengen machen können (vgl. Kap , S. 50). 71

75 Stand zur Nutzwärmeabgabe aus Grubengas Tabelle 3.25: Grubengas in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2012 (thermische Nutzung) (Quelle: IWR, 2013, Daten: Bezirksregierung Arnsberg) Daten: Bezreg. Arnsberg IWR-Referenzwerte Veränd. Vorjahr Wärmeerzeugung aus ca. 0,11 ca. 0,11 0,11 0,11 +/- 0 % Grubengas Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh Mrd. kwh 1 = Werte vorläufig Im Gegensatz zur Stromerzeugung aus Grubengas, die 2012 gesteigert werden konnte, verbleibt die Wärmeabgabe an den Grubengasstandorten in NRW im Jahr 2012 mit 110 Mio. kwh abgegebener Wärme auf dem Niveau des Vorjahres (Tabelle 3.25) [49]. Die Nutzung der bei der Grubengasverstromung anfallenden Wärme setzt entsprechende Leitungsinfrastrukturen und Abnahmekonzepte voraus. Wegen der Dezentralität der Grubengasstandorte und der fehlenden Abnehmer vor Ort kann die anfallende Wärme in Nordrhein-Westfalen nur zum Teil energetisch genutzt werden. Im Saarland ist die Infrastruktur der Grubengasstandorte besser an die Nachfrageseite angepasst. Hier sind die einzelnen Standorte über ein historisch gewachsenes Leitungssystem miteinander vernetzt (Abbildung 3.40). Dadurch ist es einfacher Grubengasnetz möglich, Saarland, dem Bedarf entsprechend Quelle STEAG, energetisch Stand zu verwerten und die anfallende Wärme gezielter abzugeben und besser zu nutzen (Abbildung 3.40). Dezember 2011 STEAG, 2011 Abbildung 3.40: Das Grubengasnetz im Saarland (Quelle: STEAG AG, Stand: Oktober 2011) 72

76 3.2.4 Regenerative Treibstoffproduktion in NRW Die regenerative Treibstoffproduktion in NRW findet seit 2011 nur noch im Segment Biodiesel statt. Die Produktion von Bioethanol (Absolutierung) 5 wurde dagegen aus wirtschaftlichen Gründen eingestellt (Tabelle 3.26). Da der Markt für Biodiesel in Reinform (B100) 2012 praktisch vollkommen zum Erliegen gekommen ist, fokussiert sich der Absatz von Biodiesel auf den Beimischungsmarkt (Tabelle 3.26). Tabelle 3.26: Biogene Treibstoffproduktion in NRW 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Veränd. Vorjahr Biodiesel ca t ca t - 28,1 % Pflanzenöl n.b. n.b. - Bioethanol Gesamt ca t ca t - 28,1 % 1 = Werte vorläufig NRW-Biodieselproduktion Produktionsrückgang verstärkt sich Im Vergleich zum Vorjahr ist die Produktion von Biodiesel in NRW 2012 um ca. 28 Prozent auf t gesunken (2011: rd t). Damit verstärkt sich der bereits Entwicklung seit 2008 zu beobachtende NRW-Biodiesel-Produktion, Abwärtstrend. Die NRW-Biodieselproduktion fällt auf das niedrigste Produktionsniveau seit 2003 (Tabelle 3.26, Abbildung 3.41) Biodieselproduktion [t] * Quelle: IWR, Daten: IWR, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.41: Entwicklung der Biodieselproduktion in NRW (Quelle: IWR, 2013) 5 Absolutierung bezeichnet die absolute Reinigung eines Lösungsmittels (Bioethanol) auf einen Reinheitsgrad von 100 Prozent. Im Fall des Bioethanols bedeutet Absolutierung die Entnahme des noch vorhandenen Wassers. 73

77 Auch in Deutschland ist die Produktion von Biodiesel im Jahr 2012 von 2,8 Mio. t auf rd. 2,6 Mio. t geschrumpft, allerdings fällt der Rückgang mit einem Minus von 7 Prozent im Vergleich zu NRW eher moderat aus. Aufgrund der stark rückläufigen Produktion in NRW sinkt der Anteil des Bundeslandes an der bundesweiten Produktion von rd. 12,5 Prozent (2011) auf rd. 10 Prozent (2012). Biodieselbranche - Schwierige Marktbedingungen führen zu Produktionsstillegungen Die Produktionskapazitäten für Biodiesel in Deutschland sind angesichts der angespannten Marktsituation für die Branche im Jahr 2012 im Zuge von Unternehmensinsolvenzen und Produktionsstillegungen weiter zurückgegangen. Insgesamt liegen die Kapazitäten in Deutschland 2012 mit rd. 3 Mio. t um etwa 17 Prozent unter dem Niveau des Vorjahres (2011: rd. 3,6 Mio. t). Betroffen von dem Rückgang der Produktionskapazitäten ist auch Nordrhein-Westfalen. Bedingt durch die Insolvenz eines weiteren Biodieselherstellers hat sich die Produktionskapazität um etwa 26 Prozent auf nunmehr gut t reduziert. Der NRW- Anteil an den Produktionskapazitäten in Deutschland liegt damit 2012 bei knapp 15 Prozent (Vorjahr 2011: rd. 15 Prozent). Bezogen auf die produzierte Menge erreichen die NRW-Hersteller 2012 einen Auslastungsgrad von rd. 60 Prozent (Tabelle 3.27). Tabelle 3.27: Entwicklung der Biodieselproduktionskapazitäten in NRW und Deutschland (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR, UFOP, eigene Erhebung) Nordrhein-Westfalen Jahreszubau / Erweiterung Produktionskapazitäten [t] NRW-Standorte gesamt Produktionskapazität gesamt [t] ca ca ca ca Deutschland Jahreszubau / Erweiterung Produktionskapazitäten [t] rd Produktionskapazität gesamt [t] ca ca ca ca = Werte vorläufig, 2 = stillstehende Kapazitäten z.t. aufgrund von Unternehmensinsolvenzen derzeit nicht in Betrieb Der Biodieselsektor befindet sich in Deutschland und NRW auch 2012 in einer angespannten Marktsituation, die durch eine hohe Regelungsdichte in Kombination mit den Aktivitäten internationaler Mitbewerber bestimmt wird. Durch die Besteuerung von Biodiesel hat sich der Markt in dem einstmals wichtigsten Teilmarkt, dem B100-Segment mit dem freien Verkauf über ein dichtes Tankstellennetz, im Jahr 2012 nicht weiter erholt. Mit rd t weist der B100-Markt ein 74

78 etwas höheres Niveau als im Jahr 2011 auf (2011: rd t). Mit einem Absatz von knapp 2,4 Mio. t konzentriert sich der Großteil des Biodieselabsatzes auf die Beimischung. Zur Kompensation der Rückgänge auf dem B100-Markt reicht der Beimischungsmarkt in Deutschland allerdings nicht aus. In dem ohnehin schwachen Marktumfeld wird die Branche zusätzlich durch billige Importe von Biodieselprodukten aus Indonesien und Argentinien belastet. Um dem Preisdumping Einhalt zu gebieten und die Situation für heimische Biodieselhersteller zu verbessern, hat die EU-Kommission reagiert und im Herbst 2012 ein Verfahren gegen Biodieselimporte aus Indonesien und Argentinien eingeleitet. Seit Ende Mai 2013 werden für Biodiesel aus diesen beiden Regionen zunächst für einen Zeitraum von sechs Monaten Schutzzölle erhoben. Im November will die Kommission dann eine Entscheidung treffen, ob die Schutzzölle für einen Zeitraum von fünf Jahren gelten sollen [57]. Als Hemmnis erweist sich für Teile der Biodieselindustrie zudem eine branchenspezifische Vorgabe für die Nachhaltigkeit von Biotreibstoffen im Zusammenhang mit der Quotenanrechnung: Produzenten, die Biodiesel auf der Basis von pflanzlichen Ölen produzieren, sehen sich gegenüber Produzenten von Biodiesel aus Altspeisefetten benachteiligt. Grund ist die Nachhaltigkeitsverordnung für Biotreibstoffe. Demnach ist seit Anfang 2011 für alle Biotreibstoffe, die zur Beimischung verwendet werden, der Nachweis zu erbringen, dass bei der Produktion von Biodiesel gegenüber fossilen Brennstoffen CO 2 -Emissionen in einer Größenordnung von mindestens 35 Prozent eingespart werden. Diese Vorgabe betrifft den gesamten Produktionsprozess vom Pflanzenanbau, über Düngung und Ernte bis hin zur Verarbeitung. Hersteller von Biodiesel auf Basis von Altspeisefetten können diesen Nachweis leichter führen, da Produktionsstufen wie Pflanzenanbau, Düngung und Ernte nicht in die Bilanzierung mit einfließen. NRW-Hersteller, die abfallbasierten Biodiesel anbieten, sind daher in den letzten beiden Jahren 2012 und 2011 tendenziell auch zufriedener mit ihrer Geschäftslage als die Anbieter von Biodiesel auf Rapsbasis [58]. Hinzu kommt die Möglichkeit des sog. double Counting für abfallbasierten Biodiesel im Rahmen der nationalen Beimischungsquote. Dies bedeutet, dass Biodiesel aus Abfällen aufgrund der gegenüber Biodiesel auf pflanzlicher Basis besseren CO 2 -Bilanz doppelt auf die Quote angerechnet werden kann. Einschränkend gilt für Produzenten von Biodiesel auf der Basis von tierischen Fetten, dass dieser seit Anfang 2012 in Deutschland nicht mehr verkauft werden darf, so dass die Hersteller in diesem Bereich auf ausländische Märkte ausweichen müssen. Bioethanol-Produktion in NRW eingestellt Ausbau des Tankstellennetzes stockt Der einzige NRW-Hersteller von Bioethanol hat die Produktion (Absolutierung) im Jahr 2011 eingestellt. Als Grund für die Stilllegung der Anlage mit einer Kapazität von t/jahr werden wirtschaftliche Faktoren angeführt. Nach dem Wegfall der NRW-Anlage sind in Deutschland 13 Produktionsstätten für Bioethanol mit einer Gesamtkapazität von rd t/jahr in Betrieb. In einem um 6 Prozent schrumpfenden Markt für Ottokraftstoffe ist der Anteil von Bioethanol gegenüber dem Vorjahr leicht um etwa 1 Prozent auf 1,25 Mio. t angestiegen (Vorjahr 2011: 1,24 Mio. t). Mit einem Plus von 43 Prozent hat dabei 75

79 der Absatz von Super E10 besonders deutlich zugelegt. Im Vorjahr 2011, dem Jahr der Einführung von E10, wurden etwa 1,8 Mio. t Super E10 abgesetzt, 2012 stieg der Absatz auf 2,6 Mio. Tonnen. Nach einer schwierigen Markteinführungsphase wird E10 Treibstoff in Deutschland und NRW mittlerweile flächendeckend angeboten. Die Resonanz der Autofahrer, den E10-Kraftstoff zu tanken, bleibt allerdings weiterhin deutlich hinter den Erwartungen zurück. Nach aktuellen Zahlen zum E10-Absatz des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle ist der E10-Anteil am Ottokraftstoffabsatz seit Mitte letzten Jahres in etwa konstant geblieben [59]. Mit t erreichte der Absatz im Juli 2013 in etwa das gleiche Niveau wie im Vorjahresmonat (rd t). Obwohl rd. 90 Prozent der Fahrzeuge als E10- tauglich eingestuft werden können, ergibt sich angesichts des Absatzes rein rechnerisch eine Quote von lediglich rd. 15 Prozent der Fahrzeuge, die aktuell E10 tanken [60]. Grund für die Zurückhaltung ist die Verunsicherung der Verbraucher hinsichtlich der Fahrzeugverträglichkeit des Entwicklung E10-Absatz / Absatz E10-Treibstoffes. Ottokraftstoffe, Stand: Absatz Super E10 in Tonnen Jan. 11 Mai. 11 Sep. 11 Jan. 12 Mai. 12 Sep. 12 Jan. 13 Mai. 13 Quelle: IWR, Daten: BAFA IWR, 2013 Abbildung 3.42: Entwicklung des E10-Absatzes in Deutschland (Quelle: IWR, 2013, Daten: BAFA) Der Absatz von E85-Treibstoff hat 2012 in Deutschland im Vergleich zum Vorjahr zwar um etwa 10 Prozent zugelegt. Mit rd t (Vorjahr 2011: t) macht dieses Marktsegment allerdings nur einen sehr kleinen Anteil am Gesamtmarkt aus. In Nordrhein-Westfalen bieten von den knapp Tankstellen rd. 40 den Bioethanol-Kraftstoff E85 an. 76

80 Tabelle 3.28 gibt einen zusammenfassenden Überblick über den Status quo des regenerativen Treibstoffmarktes in Nordrhein-Westfalen. Tabelle 3.28: Der regenerative Treibstoffsektor in Nordrhein-Westfalen in den Jahren 2012 / 2011 im Überblick (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR, eigene Erhebung) regenerativer Treibstoffsektor NRW Produktion Veränd. Vorjahr. Kapazitäten Veränd. Vorjahr Biodieselproduktion ca t ca t - 28,1 % ca t ca t - 25,6 % Pflanzenölproduktion n.b. n.b. - n.b. n.b. - Bioethanol ca. 0 t ca. 0 t - ca. 0 t ca. 0 t - Gesamt ca t ca t - 28,1 % ca t ca t - 25,6 % 1 = Werte vorläufig 77

81 3.3 CO 2 -Emissionen und Klimaschutz Klimaschutz auf internationaler Ebene Im Jahr 2012 sind die weltweiten CO 2 -Emissionen erneut angestiegen. Im Zuge der internationalen wirtschaftlichen Entwicklung ergibt sich gegenüber 2011 ein Plus von rd. 1,3 Prozent. Weltweit erreichen die Emissionen damit ein neues Rekordniveau von rd. 34,4 Mrd. t CO 2 (2011: rd. 34,0 Mrd. t CO 2 ). Im Vergleich zum Emissionswert aus dem Jahr 1990, dem maßgeblichen Basiswert für die Emissionsreduktionsvereinbarungen im Rahmen des Kyoto-Protokolls, sind die weltweiten CO 2 -Emissionen damit bis Ende 2012 um 51,8 Prozent gestiegen. Der erneute Anstieg der CO 2 -Emissionen steht im Zusammenhang mit der Entwicklung der Weltwirtschaft im Jahr Einen deutlichen Anteil an der Emissionssteigerung hatte erneut China. Auf das Land entfällt knapp die Hälfte des Anstiegs der weltweiten Emissionen. Auch Japan hat 2012 hohe Emissions-Zuwächse zu verzeichnen. Mit Blick auf die regionale Verteilung weist Asien den höchsten prozentualen Emissionsanstieg auf, gefolgt vom mittleren Osten und Afrika. Auch in Süd- und Mittelamerika sind steigende Emissionen zu verzeichnen. Fortgesetzt hat sich dagegen der Rückgang der CO 2 -Emissionen in den USA. Der weiterhin größte CO 2 -Emittent China legt beim CO 2 -Ausstoß 2012 um rd. 2,6 Prozent auf rd. 9,1 Mrd. t zu. Dahinter folgen mit rd. 5,8 Mrd. t (- 3,8 Prozent) die USA, vor Indien mit 1,8 Mrd. t (+ 1,4 Prozent), Russland mit 1,7 Mrd. t (+ 1,8 Prozent) und Japan mit 1,4 Mrd. t (+ 7,8 Prozent). Deutschland nimmt hinter Japan weiterhin den sechsten Rang im weltweiten Emissionsranking ein. Vor dem Hintergrund der verstärkten Nutzung von Kohle zur Stromerzeugung sind die Emissionen 2012 national um etwa 1,5 Prozent auf 0,82 Mrd. t angestiegen [18], [61] (Tabelle 3.29). Zu den Top-10 der weltweit größten CO 2 -Emittenten gehören zudem noch Südkorea, Kanada, Saudi-Arabien und der Iran. Tabelle 3.29: Top 10-Länder nach CO 2 -Emissionen im Jahr 2012 und 2011 (Quelle: IWR 2013, Daten: BP, BMWi) Land 2012 CO 2 [Mio. t] 2011 CO 2 [Mio. t] 1990 CO 2 [Mio. t] Reale Änderung [%] Welt ,8 1. China ,3 2. USA ,2 3. Indien ,5 4. Russland ,1 5. Japan ,8 6. Deutschland ,7 7. Südkorea ,3 8. Kanada ,7 9. Saudi Arabien ,0 10. Iran ,0 78

82 3.3.2 NRW-Klimaschutzziele vor dem Hintergrund internationaler und nationaler Vorgaben Der internationale Klimaschutz ist im Jahr 2012 nicht entscheidend vorangekommen. Auf der 18. UN-Klimakonferenz in Doha, Katar im Dezember 2012 hat nur eine Minderheit der internationalen Staatengemeinschaft um die EU-Staaten und Australien eine Fortsetzung des ausgelaufenen Kyoto-Protokolls vereinbart. Große CO 2 -Emittenten wie Russland, Japan oder Kanada sind dagegen aus dem Prozess ausgestiegen. China, die USA und Indien nehmen weiterhin nicht teil. Bis 2015 will die Staatengemeinschaft ein neues verbindliches Abkommen aushandeln, das dann 2020 in Kraft treten und für alle Staaten feste Emissionsbegrenzungen vorschreiben soll. Innerhalb der EU verfolgen die Mitgliedsstaaten seit 2008 das Ziel, die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2020 um 20 Prozent gegenüber 1990 zu senken. Die Umsetzung erfolgt vor allem über das Emissionshandelssystem, das 2013 in die dritte Handelsperiode startete. Die Preise für CO 2 -Emissionsberechtigungen am Spotmarkt der EEX sind 2013 allerdings auf neue Tiefststände gefallen, so dass eine Verknappung des Angebots durch die Zurückhaltung neuer Emissionszertifikate diskutiert wird, um so die Preise zu steigern ( Backloading ). Die deutsche Bundesregierung verfolgt das Ziel, die CO 2 -Emissionen bis zum Jahr 2020 um 40 Prozent gegenüber dem Basisjahr 1990 zu senken. Der NRW-Landtag hat am 23. Januar 2013 das erste deutsche Klimaschutzgesetz mit verbindlichen Klimaschutzzielen verabschiedet. 6 Das Gesetz sieht vor, die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2020 im Vergleich zu 1990 um mindestens 25 Prozent und bis 2050 um mindestens 80 Prozent zu senken. Die zur Erreichung der Klimaschutzziele notwendigen Maßnahmen werden in einem separaten Klimaschutzplan festgeschrieben, der derzeit erstellt wird (Stand: September 2013). Zusätzlich hat das Kabinett bereits Anfang Oktober 2011 das KlimaschutzStartProgramm beschlossen, durch das schon vor der Erstellung des Klimaschutzplans wichtige Klimaschutz-Maßnahmen auf den Weg gebracht wurden [3]. Vor dem Hintergrund der weiter steigender CO 2 -Emissionen und der nur geringen Beteiligung der Staaten an der Fortschreibung des Kyoto-Protokolls mit festen CO 2 -Minderungszielen stellt sich die Frage nach Alternativen. Vorstellbar ist, dass ein Modell Bewegung in die internationalen Verhandlungen bringen könnte, bei dem die CO 2 -Staaten nicht an den Pranger gestellt werden, sondern die CO 2 -Reduzierungen eines Landes verursachergerecht an Investitionen in CO 2 -freie Energietechniken gekoppelt werden. Der CERINA-Plan (CO 2 Emissions and Renewable Investment Action Plan) ist ein Beispiel für einen derartigen Ansatz. Die erforderlichen EE-Investitionen eines Landes richten sich dabei nach der Höhe des CO 2 -Ausstoßes. Je höher die CO 2 -Emissionen eines Landes ausfallen, umso größer ist auch der Investitionsbedarf in regenerative Techniken, so dass anhand der CO 2 -Emissionen, die spezifischen Investitionen für jedes Land bestimmt werden können. Zur Stabilisierung der globalen CO 2 -Emissionen 6 Die NRW-Landesregierung hatte das Klimaschutzgesetz bereits im Juni 2011 beschlossen. Aufgrund der Auflösung des Landtages und den folgenden Neuwahlen wurde der Entwurf Ende Juni 2012 erneut von der Landesregierung in den Landtag eingebracht (Landtags-Drucksache 16/127). 79

83 sind nach IWR-Berechnungen jährliche Investitionen zwischen 500 und 600 Mrd. Euro notwendig. Im Jahr 2012 kommen die Staaten global auf eine reale EE- Investitionssumme von 155 Mrd. Euro (2011: 170 Mrd. Euro). Der CERINA-Plan auf der Basis von CO 2 -abhängigen Investitionen bietet den Staaten im Vergleich zu bestehenden CO 2 -Begrenzungs-Modellen die Wahlmöglichkeit, über Emissionssenkungen oder EE-Investitionssteigerungen ihre Klimaschutzverpflichtungen zu erfüllen. Für Länder mit geringem CO 2 -Ausstoß entsteht zudem eine deutlich geringere Belastung als für Länder mit hohen Emissionen [61] Entwicklung der CO 2 -Emissionen in NRW Die Entwicklung der CO 2 -Emissionen in Nordrhein-Westfalen wird auf der Grundlage der von IT.NRW im Rahmen der Energie- und CO 2 -Bilanzen veröffentlichten Angaben bzw. darauf basierenden IWR-Berechnungen dargestellt. Die Ausgangsdaten sind aktuell bis zum Betrachtungsjahr 2010 publiziert (Stand: September 2013) [62]. Dabei werden von IT.NRW in der CO 2 -Bilanzierung ausschließlich die energiebedingten Emissionen betrachtet, die bei der Verbrennung fossiler Energieträger freiwerden. Die CO 2 -Mengen, die auf industrielle Prozesse zurückzuführen sind, werden nicht berücksichtigt. 7 Die landesspezifischen CO 2 - Emissionen werden als Quellen- bzw. Verursacherbilanz ausgewiesen. Die Quellenbilanz bildet dabei definitionsgemäß die Summe der in NRW freigewordenen CO 2 -Emissionen ab. In diesem Zusammenhang werden auch Emissionen, die z.b. bei der Stromerzeugung für die Nutzung außerhalb von NRW (Export) entstehen, berücksichtigt. Die Verursacherbilanz erfasst demgegenüber die mit dem Energieverbrauch verbundenen CO 2 -Emissionen nach Verbrauchergruppen. CO 2 -Emissionen in NRW nach Quellenbilanz Tabelle 3.30: Entwicklung der energiebedingten CO 2 -Emissionen in NRW nach Energieträgern (Quellenbilanz) (Quelle: IWR 2013, Daten: IT.NRW) Energieträger Steinkohlen 67,2 55,4 64,2 74,2 69,8 62,4 67,9 74,7 74,8 79, ,2 Braunkohlen 83,8 84,4 88,2 94,3 89,2 91,2 96,2 93,5 94,3 89, ,7 Mineralöle 56,3 57,4 58,2 55,1 60,9 62,3 63,6 63, , ,4 Gase 62,9 58,8 71,2 62,8 64,8 63,9 60,6 62,8 59,8 60, ,4 Sonstige 5,2 4,7 4,4 3,2 2,5 2,8 3,3 1,3 2,5 3,6... 0,4 Insgesamt 1 275,3 260,7 286,2 289,6 287,1 282,6 291,6 295,9 295,3 300, ,0 1 = Rundungsdifferenzen möglich Veränderung gegenüber 1990 in % - 7,9-12,8-4,3-3,2-4,0-5,5-2,5-1,0-1,2 0,3 X 7 Auf Emissionen im Zusammenhang mit den Industrieprozessen (u.a. Kalk- und Zementindustrie) entfielen 2010 nach Angaben von IT.NRW etwa 2,8 Prozent der gesamten CO 2-Emissionen in NRW 80

84 davon davon In NRW wurden der Quellenbilanz zufolge im Jahr 2010 rd. 275 Mio. t CO 2 emittiert. Gegenüber dem Vorjahr 2009 entspricht dies einem Anstieg um rd. 6 Prozent (2009: 260,7 Mio. t). Der Anstieg im Jahr 2010 ist auf die wirtschaftliche Erholung zurückzuführen, der Einbruch des Jahres 2009 resultierte vor allem aus den Folgen der Finanz- und Wirtschaftskrise. Im Vergleich zum Vorkrisenjahr 2008 sind die Emissionen 2010 um rd. 4 Prozent gesunken, während im Vergleich zum Kyoto-Basisjahr 1990 ein Rückgang von rd. 8 Prozent zu Buche steht. Die Braunkohle kommt bei der Differenzierung nach Energieträgern auf den höchsten Anteil an den CO 2 -Emissionen (83,8 Mio. t, 30,4 Prozent). Nachdem 2009 vor allem die Emissionen aus der Steinkohlenutzung konjunkturbedingt deutlich eingebrochen waren (55,4 Mio. t), steigen diese im Zuge der wirtschaftlichen Erholung 2010 auf 67,2 Mio. t CO 2 an. Auch bei den Gasen sind mit 62,9 Mio. t CO 2 (2008: 58,8 Mio. t) höhere Emissionen zu verzeichnen (Tabelle 3.30). Mit Blick auf die Emittentensektoren entfallen von rd. 275 Mio. t CO 2 mit etwa 166 Mio. t rd. 60 Prozent auf den Umwandlungsbereich. Der Großteil stammt aus der Stromerzeugung (rd. 92 Prozent). Auch hier schlägt sich die wirtschaftliche Erholung in einem deutlichen Anstieg der Emissionen im Vergleich zu 2009 nieder. Dies wirkt sich auch bei den Endenergieverbrauchern aus. So liegt die Industrie (sonstiger Bergbau und Verarbeitendes Gewerbe) mit 40 Mio. t CO 2 wieder vor dem Verkehrssektor (rd. 34,1 Mio. t) und den Haushalten (34,3 Mio. t). Abbildung 3.43 zeigt die sektorale Entwicklung der prozentualen Abweichung der CO 2 -Emissionen in NRW gemäß Quellenbilanz für den Zeitraum 2001 bis 2010 gegenüber dem Basisjahr Tabelle 3.31: Entwicklung der energiebedingten CO 2 -Emissionen in NRW nach Emittentensektoren (Quellenbilanz) (Quelle: IWR 2013, Daten: IT.NRW) Mio. t CO 2 Emissionen 1 275,3 260,7 286,2 289,6 287,1 282,6 291,6 295,9 295,3 300, ,0 gesamt Umwandlungsbereich 1 166,4 158,2 176,0 186,7 178,9 177,4 180,5 182,1 174,3 173,4 164,0 153,4 141,7 161,4 172,9 166,1 160,3 167,3 165,5 159,7 159, ,9 Fernwärme 2,5 1,7 2,1 2,2 1,4 1,8 3,1 6,1 6,8 5,9... 4,5 Sonstige Emittenten 10,5 14,8 12,5 11,6 11,4 15,3 10,0 10,5 7,9 8,0... 8,7 Mio. t CO 2 Stromerzeugung Endenergieverbraucher 1 108,9 102,5 110,1 102,9 108,3 105,2 111,2 113,7 121,0 126, ,0 Sonstiger Bergbau, Verarb. Gewerbe 40,4 32,3 38,5 38,1 34,9 33,5 40,3 41,6 44,6 43,8 61,1 Verkehr 34,1 34,4 33,1 34,2 34,5 35,0 36,7 35,7 37,2 37,5 35,5 Haushalte, GHD, übrig. Verbraucher 34,3 35,7 38,5 30,6 38,9 36,7 34,1 36,4 39,2 45,3 38,4 1 = Rundungsdifferenzen möglich 81

85 CO2-Emissionen(Quellenbilanz) nach Emittentensektoren NRW 2010, Abweichung [%] Haushalte, GHD Industrie Verkehr Umwandlung Quelle: IWR, Daten: IT.NRW, eigene Berechnung IWR, 2013 Abbildung 3.43: Jährliche prozentuale Abweichung der CO 2 -Emissionen in NRW (Quellenbilanz) vom Basisjahr 1990 (1990 = 0) in den verschiedenen Sektoren (Quelle: IWR, 2013, Daten: IT.NRW) CO 2 -Emissionen nach Verursacherbilanz Tabelle 3.32: Entwicklung der energiebedingten CO 2 -Emissionen in NRW nach Sektoren (Verursacherbilanz) (Quelle: IWR 2013, Daten: IT.NRW) Emittentensektoren Verarbeitendes Gewerbe, Gewinnung von Steinen u. Erden [Mio. t] Veränderung gegenüber 1990 [%] 96,1 87,3 98,5 100,3 91,8 96,9 103,1 100,6 99,9 99, ,8-23,6-30,6-21,7-20,2-26, ,6-20,6... X Verkehr [Mio. t] 35,0 35,4 34,0 35,5 35,8 37, ,2 38,7 39, ,2 Veränderung gegenüber 1990 [%] Haushalte, Gewerbe, Handel, Dienstleistungen u. übrige Verbraucher [Mio. t] Veränderung gegenüber 1990 [%] -4,9-4,8-8,5-4,6-3,8 0,5 2, ,1... X 68,9 69,1 87,6 74,4 83,1 79, ,4 86,8 86, ,8-13,7-13,4 +9,7-6,8 4,1-0,3 1,5 0,8 8,8 8,9... X Insgesamt [Mio. t] 1 200,0 191,8 220,1 210,2 210,8 213,9 222,1 218,1 225,4 225, ,8 Veränderung gegenüber 1990 [%] -17,6-21,0-9,4-13,4-13,2-8,5-10,2-7, X 1 = Rundungsdifferenzen möglich 82

86 In der verbrauchsabhängigen Betrachtung im Rahmen der Verursacherbilanz steigen die CO 2 -Emissionen 2010 gegenüber dem Vorjahr (2009: 192 Mio. t) um rd. 4 Prozent auf 200 Mio. t an (Tabelle 3.32). Im Vergleich zum Basisjahr 1990 ergibt sich ein Emissionsrückgang um rd. 18 Prozent. In der Verursacherbilanz zeigt sich somit das gleiche Bild wie in der Quellenbilanz. Trotz der wirtschaftlichen Erholung liegen die Emissionen im Jahr 2010 jedoch noch deutlich unter denen im Jahr 2008 (220 Mio. t). Der Industriesektor (Verarbeitendes Gewerbe, Gewinnung von Steinen u. Erden) ist mit rd. 96 Mio. t CO 2 der größte CO 2 -Emittent vor dem Bereich GHD, Haushalte und übrige Verbraucher mit knapp 69 Mio. t CO 2. Der Verkehrssektor kommt auf Emissionen von rd. 35 Mio. t CO 2. Im Vergleich zum Bezugsjahr 1990 ergibt sich in allen Sektoren eine Emissionsreduktion. Mit einem Minus von rd. 24 Prozent fällt diese im Industriesektor am deutlichsten aus Beitrag regenerativer Energien zum Klimaschutz in NRW NRW-Klimaschutz: EE-Beitrag zur CO 2 -Minderung Tabelle 3.33: CO 2 -Minderung durch die Nutzung regenerativer Energien und Grubengas in NRW im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR-Referenzwerte z.t. eig. Berechnung) Menge [Mio. t] Menge [Mio. t] regenerative Energien 14,5 14,3 Grubengas 2 3,8 3,3 Klimaschutz gesamt 18,3 17,6 1 = Werte vorläufig, 2 = Bezirksregierung Arnsberg / DMT Die CO 2 -Minderung durch die Nutzung erneuerbarer Energien in NRW (Strom, Wärme und Treibstoffe) hat im Jahr 2012 nur leicht auf etwa 14,5 Mio. t zugenommen (2011: 14,3 Mio. t). Dieser Anstieg ist v.a. auf das Wachstum auf dem Gebiet der regenerativen Stromerzeugung zurückzuführen. Insbesondere in den regenerativen Teilsektoren Biogasverstromung und Photovoltaik sowie Wasserkraftnutzung hat der Beitrag der Erzeugung zum Klimaschutz zugenommen. Aus statistisch-methodischen Gründen, die aus Anpassungen der zugrundeliegenden Bundesstatistiken basieren, ist der Beitrag der regenerativen Wärmeerzeugung zum Klimaschutz 2012 im Vergleich zum Vorjahr per Saldo allerdings rückläufig. Bedingt durch einen starken Einbruch der Produktion biogener Treibstoffe ist 2012 auch in diesem Teilsegment ein geringerer Beitrag zur CO 2 -Minderung zu verzeichnen. Per Saldo bleibt die Entwicklung über alle drei Teilbereiche (Strom, Wärme, Treibstoffe) im Jahresvergleich aber positiv. Der zusätzliche Beitrag zur Emissionsminderung (CO 2 -Äquivalente), der aus der energetischen Nutzung von Grubengas resultiert, steigt 2012 aufgrund einer höheren Stromerzeugung als im Vorjahr 2011 um etwa 15 Prozent auf 3,8 Mio. t an (2011: ca. 3,3 Mio. t, 2010: 3,8 Mio. t). Aufgrund der insgesamt rückläufigen bzw. 83

87 stagnierenden Grubengasvorkommen ist allerdings davon auszugehen, dass der Maximalbeitrag von Grubengas zum Klimaschutz erreicht ist. In den nächsten Jahren muss daher mit einem Rückgang des CO 2 -Minderungsbeitrags von Grubengas gerechnet werden. Insgesamt ergibt sich in NRW im Jahr 2012 im Bereich Klimaschutz (regenerative Energien und Grubengas) ein Beitrag zur Emissionsminderung von 18,3 Mio. t CO 2 (2011: 17,6 Mio. t). Gegenüber dem Vorjahr entspricht das einer Erhöhung Entwicklung des CO 2 CO2-Minderung, Minderungsbeitrages um etwa 4 Prozent (Tabelle 3.33, Abbildung 3.44) CO 2 -Minderung [Mio. t] * Quelle: IWR, Daten: IWR, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 3.44: Entwicklung der CO 2 -Minderung durch regenerative Energien und Grubengas in NRW (Quelle: IWR, 2013) 84

88 3.4 Gesamtüberblick regenerative Energien und Klimaschutz 2012 in NRW und EE-Ausbautrends im Überblick Tabelle 3.34: Regenerative Energieerzeugung (inkl. Grubengas) in NRW und der Beitrag zum Klimaschutz 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR-Referenzwerte auf Basis von BAFA, Bezreg. Arnsberg, BNetzA, Büro für Wasserkraft, BWP, DBFZ, FNR, ITAD, IT.NRW, IWR, LANUV NRW, LWK NRW, MKULNV, z.t. eig. Berechnung / Schätzung) NRW Bund 2012 Strom [Mrd. kwh] Anteil [%] Anteil [%] Bioenergie Biomasse fest Biogas biogener Abfall ) flüssige Biomasse Klärgas Deponiegas 5,43 1,50 1,91 1,40 0,14 0,32 0,15 38,5 12,5 Windenergie 5,16 36,6 10,2 Photovoltaik 2,92 20,7 11,1 Wasserkraft 0,58 4,1 2,7 Summe Strom regenerativ 14,09 100,0 9,9 Grubengas 0,81 70,2 Summe Strom Klimaschutz 14,9 10,4 Wärme Nutzenergie Endenergie Anteil Endenergie [Mrd. kwh] Anteil [%] [Mrd. kwh] Anteil [%] [%] Bioenergie Biomasse fest (HKW und HW) Biomasse fest (Holzheizungen / Einzelfeuerstätten) Biogas biogener Abfall flüssige Biomasse Klärgas Deponiegas 9,77 1,80 4,20 0,95 2,30 0,33 0,16 0,03 84,5 13,8 3,5 5,99 1,0 2,30 0,5 0,44 0,03 88,2 10,9 Geoenergie 1,23 10,6 1,23 7,9 18,3 Solarthermie 0,56 4,8 0,61 3,9 9,1 Summe Wärme regenerativ 11,56 100,0 15,64 100,0 11,1 Grubengas 0,11 0,44 n.b. Summe Wärme Klimaschutz 11,67 16,08 n.b. Treibstoffe [t] bzw. [Mrd. kwh] Anteil [%] Anteil [%] Biodieselproduktion / 2,61 100,0 9,7 Pflanzenölproduktion n.b. n.b. - Bioethanol 0 0,0 n.b. Summe biogene Treibstoffe / 2,61 100,0 7,9 Klimaschutz (CO 2-Minderung) Menge [Mio. t] Anteil [%] Anteil [%] regenerative Energien 14,5 79,2 10,1 Grubengas 2 3,8 20,8 n.b. Gesamt CO 2-Minderung 18,3 100,0 n.b. 1 = Werte vorläufig, 2 = Bezirksregierung Arnsberg / DMT Rundungsdifferenzen möglich 85

89 Die nachfolgende Tabelle gibt einen Überblick über den Ausbaustand der regenerativen Erzeugung in NRW bezogen auf den gesamten Energieverbrauch bzw. die Erzeugung in NRW. Dargestellt sind im Teilbereich Strom die Anteile der einzelnen regenerativen Teilsparten am NRW-Brutto- und Nettostromverbrauch (jeweils Prognosewerte) sowie an der Bruttostromerzeugung (Tabelle 3.35). Tabelle 3.35: EE-Beiträge zum Energieverbrauch und zur -Produktion in NRW in den Bereichen Strom, Wärme und Treibstoffe im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Stand: September 2013) Strom [Mrd. kwh] EE-Anteil Bruttostromverbrauch (rd. 150 Mrd. kwh) Bioenergie 5,43 3,6 % Windenergie 5,16 3,5 % Photovoltaik 2,92 2,0 % Wasserkraft 0,58 0,4 % Summe Strom regenerativ 14,09 9,4 % Grubengas 0,81 0,5 % Summe Strom Klimaschutz 14,90 10,0 % Wärme 2 Endenergie [Mrd. kwh] EE-Anteil Wärmeverbrauch Bioenergie 13,8 n.b. Geoenergie 1,23 n.b. Solarthermie 0,61 n.b. Summe Wärme regenerativ 15,64 n.b. Grubengas 0,44 n.b. Summe Wärme Klimaschutz 16,08 n.b. Treibstoffe 3 [t] EE-Anteil Treibstoffverbrauch Biodieselproduktion n.b. Pflanzenölproduktion n.b. n.b. Bioethanol 0 0,0 Summe biogene Treibstoffe n.b. 1 = Schätzung 2 = Zahlen zum Gesamtwärmeverbrauch sowie zur -wärmeerzeugung werden von der amtlichen Statistik nicht ausgewiesen 3 = Daten für 2012 noch nicht vorliegend Rundungsdifferenzen möglich 86

90 Abbildung 3.45 zeigt die Entwicklung der EE-Anteile am Bruttostromverbrauch nach regenerativen Energieträgern seit Erkennbar wird neben der Bedeutung der Windenergie und Bioenergie für das Gesamtaufkommen der in den letzten Jahren deutlich gewachsene Beitrag der Photovoltaik. Insgesamt beläuft sich der Beitrag der erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch 2012 bei einem prognostizierten Bruttostromverbrauch von etwa 150 Mrd. kwh bei einer EE- Entwicklung Anteil Strom Klimaschutz am Strommenge (inkl. Grubengas) auf etwa 10 Prozent. Bruttostromverbrauch in NRW, EE-Strom-Anteil (inkl. Grubengas) am Bruttostromverbrauch [%] Grubengas Photovoltaik Wasserkraft Biomasse Windenergie * Quelle: IWR, Daten (vorläufig): IWR, IT.NRW, eigene Berechnung, * = vorläufig / Schätzung IWR, 2013 Abbildung 3.45: EE-Stromanteil (inkl. Grubengas) in NRW nach Energieträgern am Bruttostromverbrauch in NRW (Quelle: IWR, 2013) 87

91 Tabelle 3.36: Gesamtüberblick: Trends Marktentwicklung in Nordrhein- Westfalen im Jahr 2012 (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR) Stromerzeugung 2012 Reg. Technik Kapazität Energieerzeugung Bemerkung Windenergie Biomasseheiz(kraft)werke Biogas Zubauniveau niedrig, durchschnittliches Windjahr Marktstagnation, Null- Wachstum Markteinbruch 2012, Anstieg Strom durch Vorjahreszubau Deponiegas Ausgasung Deponiekörper => sukzessiver Rückgang Klärgas Marktstagnation biog. Abfall flüssige Biomasse Photovoltaik Wasserkraft Grubengas Marktstagnation kein Zubaumarkt, leichte Erholung im Bestand weiterhin hoher Anlagenzubau Geringes Marktvolumen, gutes Wasserjahr Marktstagnation, verbesserte Exploration Wärmebereitstellung 2012 Reg. Technik Kapazität Energieerzeugung Bemerkung Biomasseheiz(kraft)werke Einzelfeuerungen (Hafö, MAP) Sonstige Einzelfeuerungen Biogas biog. Abfall Klärgas geringe Marktdynamik Markt 2012 positiv geringe Marktdynamik Markteinbruch 2012, Anstieg Wärme durch Vorjahreszubau Marktstagnation Marktstagnation Deponiegas Ausgasung Deponiekörper => sukzessiver Rückgang flüssige Biomasse Solarthermie Erholung Rohstoffpreise, aber keine Neuanlagen mehr geringe Markdynamik Geothermie Grubengas Markt 2012 positiv Rückgang / Stagnation Biogene Treibstoffproduktion 2012 Reg. Technik Kapazität Treibstofferzeugung Biodiesel Bioethanol Bemerkung Produktionsrückgang Produktion eingestellt 88

92 3.5 Stand Netzausbau, Speichertechniken und Elektromobilität Status quo des Netzausbaus und Perspektiven in NRW Energieleitungsausbaugesetz (EnLAG) Der Ausbau des Stromnetzes in Nordrhein-Westfalen ist auf der Höchstspannungsebene eng mit den im Energieleitungsausbaugesetz (EnLAG) erfassten bundeslandübergreifenden Netzausbauvorhaben verknüpft. Von den mittlerweile 23 EnLAG-Projekten, die bis 2020 geplant sind, verlaufen zehn Vorhaben mit rd. 430 km ganz oder abschnittsweise durch NRW (Gesamttrassenlänge: rd km) (Abbildung 3.46). Abbildung 3.46: Stand der vordringlichen Stromtrassen gemäß Energieleitungsausbaugesetz in NRW (Quelle: BNetzA, Kartenausschnitt, Stand: 30. Juni 2013) 89

93 Beim überwiegenden Teil der EnLAG-Projekte in Deutschland und NRW findet jedoch kein Neubau von 380 kv-leitungen statt. Vielmehr ist nach jetzigem Planungsstand zu erwarten, dass neue Leitungen überwiegend in den bestehenden 220-kV-Trassen errichtetet werden. Dabei werden die alten Masten ausgetauscht und durch eine neue leistungsfähigere Variante ersetzt. Von den bislang geplanten Trassen in NRW mit einer Länge von rd. 430 km sind nach den Daten des ÜNB Amprion lediglich 13 km als tatsächlicher Neubau mit neuer Trassenführung geplant [63], [64]. Die EnLAG-Projekte, die in NRW realisiert werden sollen, erstrecken sich fast ausschließlich in Nord-Süd-Richtung. Im Vordergrund des Ausbaus steht somit vor allem der Transport der in Zukunft erwarteten Strommengen aus norddeutschen Offshore-Windparks in die Lastzentren in Süd- und Westdeutschland. Bislang wurde von den zehn EnLAG-Vorhaben in NRW nur das Projekt Bergkamen Gersteinwerk (10 km) komplett realisiert, zwei weitere Teilabschnitte sind fertiggestellt. Daneben ist bei zwei weiteren Teilprojekten das Planfeststellungsverfahren abgeschlossen. Bei drei Projekten hat zudem der Bau begonnen (Stand: September 2013). Der überwiegende Teil der NRW-Vorhaben befindet sich jedoch noch im Planfeststellungsverfahren. Aufgrund der langwierigen Verfahren ist eine Fertigstellung der Abschnitte erst mittel- bis langfristig vorgesehen. Für sechs der 10 EnLAG-Projekte in NRW liegt der geplante Fertigstellungstermin nach heutigem Stand zwischen 2016 und 2020 (Tabelle 3.37) [65]. Tabelle 3.37: Stand des EnLAG-Netzausbaus in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: BNetzA, ÜNB, Stand: September 2013 [63], [64], [65]) EnLAG -Nr. Leitungsvorhaben nach EnLAG NRW- Trassenlänge Art Trasse geplante Fertigstellung 1 Status (September 2013) 2 Ganderkesee Wehrendorf 3 km Bestand: 3 km 2015 im Planfeststellungsverfahren 5 Diele Niederrhein 84 km Bestand: 74 km Zu-/Umbeseilung: 10 km 2017 im Planfeststellungsverfahren 7 Bergkamen Gersteinwerk 10 km Zu-/Umbeseilung: 10 km 2011 in Betrieb 13 Wesel - Landesgrenze NL 40 km Neubau: 2 km Bestand: 13 km Zu-/Umbeseilung: 25 km 2016 im Planfeststellungsverfahren 14 Niederrhein - Utfort - Osterath 48 km Neubau: 5 km Bestand: 43 km 2014 / 2017 im Planfeststellungsverfahren / im Bau 15 Osterrath Weißenthurm 90 km Neubau: 6 km Bestand: 84 km 2016 Planfeststellungsverfahren / im Bau 16 Wehrendorf Gütersloh 28 km Bestand: 28 km 2017 im Planfeststellungsverfahren 17 Gütersloh Bechterdissen 30 km Bestand: 10 km Zu-/Umbeseilung: 20 km 2014 in Betrieb / planfestgestellt / im Bau 18 Lüstringen Westerkappeln 6 km Zu-/Umbeseilung: 6 km 2009 / 2014 in Betrieb / planfestgestellt 19 Kruckel Dauersberg 98 km Bestand: 98 km 2020 im Planfeststellungsverfahren Bestand = Neubau in bestehender Trasse Zu-/Umbeseilung = Ausstattung / Ergänzung mit neuen Leiterseilen Neubau = Neubau in neuer Trasse 1 = geplante Fertigstellung des Teilabschnitts 90

94 Netzentwicklungsplan und Bundesbedarfsplan Die Übertragungsnetzbetreiber haben auf der Basis eines von der Bundesnetzagentur genehmigten Szenariorahmens für den Stromnetzausbau den Netzentwicklungsplan Strom 2012 erarbeitet, der dann wiederum von der Bundesnetzagentur bestätigt wurde. Auf dieser Grundlage wurde das Bundesbedarfsplangesetz formuliert, das am 25. April 2013 vom Deutschen Bundestag verabschiedet wurde und Ende Juli 2013 in Kraft getreten ist. Der Bundesbedarfsplan enthält 36 Vorhaben, die auf der Basis der Ergebnisse des Netzentwicklungsplans 2012 mittelfristig als energiewirtschaftlich notwendig und vordringlich zur Gewährleistung eines sicheren und zuverlässigen Netzbetriebes angesehen werden [66]. Die zugrundeliegenden Szenarien für den Netzentwicklungsplan erstrecken sich bis zum Jahr 2022 bzw Von den 36 BBPlG-Vorhaben verlaufen fünf durch Nordrhein-Westfalen. Hervorzuheben sind dabei die Vorhaben 1 und 2 zum Abtransport von Windstrom aus Offshore-Windparks aus der deutschen Nordsee. Die beiden Vorhaben sollen zusammen als Korridor A bis nach Süddeutschland geführt werden und so die Lastzentren in West- und Süddeutschland an die Offshore-Winderzeugung in der Nordsee anbinden. Dementsprechend ist eine Errichtung als Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) geplant, da so größere Leitungsverluste vermieden werden können. Während für Vorhaben 1 noch keine Planungen bezüglich der Errichtung vorliegen, soll Vorhaben 2 größtenteils in bestehenden Trassen geführt werden (Tabelle 3.38, Abbildung 3.47). Tabelle 3.38: Vorhaben nach dem Bundesbedarfsplangesetz in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: BNetzA, Stand: September 2013 [66]) BBPlG- Nr. Leitungsvorhaben nach BBPlG 1 Emden/Borßum Osterath 2 Osterath Philippsburg 6 Conneforde Cloppenburg Westerkappeln 9 Hamm/Uentrop Kruckel 30 Oberzier Bundesgrenze (Belgien) Zweck Transport von Strom aus Offshore-Windparks in der Nordsee in den Westen Deutschlands, zudem Abtransport von Onshore-Windenergie Transport von Strom aus Offshore-Windparks in der Nordsee in den Süden Deutschlands, zudem Abtransport von Onshore-Windenergie und Versorgungssicherung in Süddeutschland Erhöhung der Übertragungskapazität im nordwestlichen Niedersachsen und Abtransport stark steigender Onshore- und Offshore- Windenergie Vermeidung von Leitungsüberlastungen im östlichen Ruhrgebiet/Westfalen erste Verbindung auf Übertragungsnetzebene zwischen den Ländern Belgien und Deutschland ÜNB TenneT, Amprion Amprion, TransnetBW TenneT Amprion Amprion 91

95 Abbildung 3.47: Leitungsvorhaben aus dem Bundesbedarfsplangesetz (BBPlG) (Quelle: BNetzA, Kartenausschnitt, Stand: August 2013) Netzentwicklungsplan 2013 Die Übertragungsnetzbetreiber haben im Juli 2013 den zweiten Entwurf des Netzentwicklungsplans 2013 vorgelegt und der Bundesnetzagentur übergeben. Der NEP 2013 legt den aktualisierten Netzausbaubedarf im Höchstspannungsnetz mit Blick auf die nächsten 10 bzw. 20 Jahre bis 2023 bzw fest. Im Vergleich zum Netzentwicklungsplan 2012 werden die Ergebnisse weitestgehend bestätigt. Im Unterschied zum NEP 2012 haben die ÜNB in den aktuellen Entwurf jedoch zusätzliche Maßnahmen aufgenommen. So müssen nach Einschätzung der ÜNB aufgrund der Erhöhung der Erzeugungsleistung aus Onshore- und Offshore-Windenergieanlagen sowie der Verminderung von Lastflüssen in Nach- 92

96 barländer zusätzlich eine Leistungskapazität von 5 GW in Nord-Süd-Richtung übertragen werden. Insgesamt ist nach den aktuellen Entwurfsplänen der ÜNB davon auszugehen, dass Netzverstärkungen und -optimierungen in vorhandenen Trassen auf einer Länge von rd km (EnLAG-Startnetz + Zubaunetz) vorgenommen werden sollen. Zusätzlich ergibt sich nach ÜNB-Angaben für den Ausbau des Netzes in neuen Trassen ein Bedarf von km. Insgesamt umfasst das Start- und Zubaunetz nach dem aktuellen Stand demnach eine Gesamtlänge von fast km. NRW: Erdkabel als Alternative zu Freileitungen In ihrem Koalitionsvertrag strebt die NRW-Landesregierung eine Novellierung des EnLAG an, um zusätzliche Pilotstrecken für Erdkabelleitungen in NRW zu ermöglichen. Dadurch soll die Akzeptanz der Bürger für den weiteren Netzausbau gesteigert werden. Bundesweit sind derzeit auf vier Pilotstrecken entsprechende Leitungen in Planung. Eine dieser Pilotstrecken, die im Rahmen des EnLAG-Projektes Nr. 5 Diele-Niederrhein vorgesehen sind, befindet sich auch in Nordrhein-Westfalen. Im Rahmen des Pilotvorhabens sollen insgesamt drei Teilabschnitte bei Raesfeld, Borken und Legden realisiert werden. Derzeit läuft das Planfeststellungsverfahren für das ca. 3,5 km Teilstück nordöstlich von Raesfeld, das nach Angaben des Übertragungsnetzbetreibers Amprion in den nächsten Monaten abgeschlossen werden soll. Nach den Verhandlungen mit den Landwirten, deren Flächen für den Leitungsbau in Anspruch genommen werden sollen, ist es geplant 2014 mit den Arbeiten zur Verlegung des Erdkabels zu beginnen (Stand: September 2013) [67]. Es ist vorgesehen, den Bau der Pilotstrecken durch ein umfangreiches wissenschaftliches Monitoringkonzept zu begleiten. Dabei sollen u.a. Erkenntnisse über die weitere technische Optimierung von Erdkabelleitungen und die Umweltauswirkungen verschiedener Erdkabelsysteme auf unterschiedliche Flächennutzungen (Wald, Feuchtgebiete, Siedlungsflächen, landwirtschaftliche Nutzflächen etc.) untersucht werden. Nach Angaben von Amprion soll sich das Monitoring über einen Zeitraum von neun Jahren erstrecken, alle drei Jahre soll ein Erfahrungsbericht vorgelegt werden. Des Weiteren plant Amprion zusammen mit dem belgischen Übertragungsnetzbetreiber Elia im Rahmen des Projektes ALEGrO den Bau einer weiteren Erdkabeltrasse mit der modernen Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) zwischen Deutschland und Belgien (Projekt Nr. 30 Bundesbedarfsplangesetz). Dieses Projekt verläuft auf deutscher Seite auf einer Länge von 45 km durch NRW und umfasst den Abschnitt Oberzier bis Bundesgrenze. Das Projekt wird von der EU als Vorhaben innerhalb des trans-european energy networks unterstützt. Der genaue Trassenverlauf ist derzeit noch nicht geklärt. Amprion führt aktuell Gespräche mit den Gemeinden und Landkreisen, die von dem Projekt voraussichtlich tangiert werden. Ab 2015 soll in Oberzier mit dem vorbereitenden Umbau der Konverter für die HGÜ-Technik begonnen werden. Auch der Entwurf des neuen Landesentwicklungsplanes räumt dem Bau von Erdkabelleitungen im Zuge des Netzausbaus in NRW eine hohe Bedeutung ein. Im Abschnitt zu den Transportleitungen (Kapitel 8.2) ist für Hochspannungsleitungen der Spannungsebene bis 110 kv die Zielvorgabe verankert, diese soweit wirtschaftlich darstellbar, künftig in Erdkabelbauweise zu realisieren. Für Höchstspannungsleitungen sowie HGÜ-Trassen soll die unterirdische Verlegung auf 93

97 Teilabschnitten sowie über größere Distanzen als Planungsgrundsatz geprüft und erprobt werden. Zudem enthält der LEP-Entwurf Ausführungen zur planerischen Konfliktbewältigung beim Bau von Höchstspannungsleitungen ab 220 kv, indem Vorgaben zum Abstand zwischen Trassen und Wohngebäuden und Gebäuden vergleichbarer Sensibilität gemacht werden [68]. 94

98 3.5.2 Status quo Speichertechniken und Planungen in NRW Die (Weiter-)Entwicklung und der Bau von Strom-Speicherkapazitäten ist ein weiterer Baustein für die Integration der Erneuerbaren Energien. Derzeit existieren verschiedene technologische Ansätze zur Stromspeicherung, darunter Wasserspeicher, Druckluftspeicher, Wärmespeicher oder chemische Speicher. Darüber hinaus kommen auch Elektroautos in einem intelligenten Stromnetz als Strom- Zwischenspeicher in Frage. Beim aktuellen Ausbaustand und Beitrag der regenerativen Energien zur Stromerzeugung ist der konkrete Aufbau neuer Speicherkapazitäten noch keine unmittelbare Voraussetzung für die Sicherung der Energieversorgung. Dies wird z.b. durch das gemittelte Lastprofil der Stromerzeugung in Deutschland im Juli 2013 deutlich (Abbildung 3.48). Im Tagesgang nimmt die Stromproduktion aus Photovoltaik (gelb) parallel mit dem Strombedarf von Privathaushalten, Industrie und Gewerbe bis auf ein Maximum zur Mittagszeit zu. Die zusätzliche Stromnachfrage am Tag wird so durch die PV-Anlagen abgedeckt. Die Notwendigkeit, konventionelle Spitzenlastkraftwerke zuzuschalten, entfällt. Am Nachmittag und am Abend sinken die Stromnachfrage und die PV- Leistung dann parallel wieder ab. Der Ausbau von Speicherkapazitäten in Deutschland dürfte vor allem akut werden, wenn die regenerative Kraftwerksleistung am Netz kontinuierlich das Niveau der Grundlast ( MW) erreicht und bestehende Grundlastkraftwerken (noch) nicht kurzfristig regelbar sind. Lastprofil Stromerzeugung in Deutschland vom Juli Leistung in MW :00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Quelle: IWR, Daten: IWR, Amprion, TenneT TSO, Transnet BW, 50 Hertz konv. Wind Solar IWR, 2013 Abbildung 3.48: Mittleres Lastprofil der Stromerzeugung in Deutschland im Juli 2013 (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR, Amprion, TenneT TSO, Transnet BW, 50 Hertz) Trotz des derzeit noch nicht bestehenden Planungs- und Ausbaudrucks ist im Sinne einer vorausschauenden Planung zu berücksichtigen, dass es sinnvoll ist, bereits jetzt die rechtlichen, technischen und wirtschaftlichen Grundlagen zu schaffen, um rechtzeitig die künftig benötigten Speicherinfrastrukturen aufzubauen. 95

99 Status quo Pumpspeicherkraftwerke Die meisten neuen Speichertechniken sind derzeit noch in einem frühen Entwicklungsstadium und stehen somit noch nicht in größerem Maßstab zur Verfügung. Dagegen sind Pumpspeicherkraftwerke technisch weitestgehend ausgereift und stellen somit den Großteil der großtechnischen Speicherkapazitäten in Deutschland. Insgesamt summiert sich die Leistung der in Deutschland installierten Pumpspeicherkraftwerke auf rd MW. Baden-Württemberg (rd MW), Thüringen (1.500 MW) und Sachsen (1.200 MW) verfügen dabei im Bundesländervergleich über die größten Kapazitäten. In Nordrhein-Westfalen bestehen Pumpspeicherkraftwerke mit einer Gesamtleistung von 300 MW (Koepchenwerk Herdecke: 150 MW, Rönckhausen: 140 MW, Sorpetalsperre: 10 MW). Im bundesweiten Vergleich belegt NRW damit Rang Kapazitäten Pumpspeicherkraftwerke in den sechs (Abbildung 3.49). Bundesländern Kapazitäten [MW] BW TH SN HE BY NRW NDS HH SAH Quelle: IWR, Daten: Trianel (Stand Download: Juli 2012) IWR, 2013 Abbildung 3.49: Kapazitäten von Pumpspeicherkraftwerken in den Bundesländern (Quelle: IWR, 2012, Daten: Trianel, Datenstand: August 2013) Perspektiven von Speichersystemen in NRW In NRW wird vor dem Hintergrund des fortschreitenden Ausbaus der erneuerbaren Energien der weitere Aufbau von Speicherkapazitäten vorbereitet. Derzeit bestehen Planungen für den Bau von bis zu vier neuen Pumpspeicherkraftwerken. Die Gesamtleistung der Vorhaben beläuft sich auf knapp MW. Das Stadtwerkenetzwerk Trianel plant derzeit den Bau des Pumpspeicherkraftwerks Nethe auf dem Gebiet der Städte Beverungen und Höxter. Das Projekt umfasst eine Leistung von 390 MW bei einem Speichervolumen von rd. 4,2 Mio. m 3 Wasser. Das Speicherkraftwerk soll 2020 in Betrieb gehen und könnte dann mit einer Fallhöhe von über 220 m bis zu 6 Stunden im Dauervolllastbetrieb laufen und etwa 2,3 Mio. kwh Strom erzeugen (Tabelle 3.39). 96

100 Tabelle 3.39: Eckdaten bestehender und geplanter Pumpspeicherkraftwerke in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: RWE, Trianel, Kreis Lippe, Stand: August 2013) Standort Leistung [MW] Speichervolumen Wasser [Mio. m 3 ] Fallhöhe [m] Status Koepchenwerk, Herdecke 150 1, in Betrieb Rönckhausen 140 1,0 266 in Betrieb Sorpetalsperre (Stauraum Talsperre) 56 in Betrieb Gesamt Bestand Pumpspeicherkraftwerk Nethe Pumpspeicherkraftwerk Lügde/Mörth Pumpspeicherkraftwerk Sorpeberg-Glinge Pumpspeicherkraftwerk Hoher Eimberg-Itter 390 4,2 220 geplant 320 n.b. 300 geplant 340 3,2 264 geplant 320 2,7 323,5 geplant Gesamt Planungen Der Baukonzern Hochtief plant derzeit den Bau eines neuen Pumpspeicherkraftwerks auf dem ehemaligen NATO-Gelände Mörth im Kreis Lippe. Auf dem Gebiet der Stadt Lügde soll bis zum Jahr 2020 das Projekt mit einer Leistung von 320 MW realisiert werden. Dabei eignet sich nach derzeit vorliegenden Informationen die ehemalige NATO-Luftabwehrstellung Mörth für die Anlage des Oberbeckens. Für das Unterbecken wird derzeit ein Standort zwischen Schiedersee und Elbrinxen gesucht. Die Fläche beider Becken soll 22 Hektar umfassen, als Fallhöhe werden 300 Meter anvisiert. Bei erfolgreichem Planungsverfahren könnte der Bau im Jahr 2016 beginnen. Zudem prüfen die ENERVIE - Südwestfalen Energie und Wasser AG und die Grünwerke, ein Tochterunternehmen der Stadtwerke Düsseldorf, Standorte für die Errichtung eines Pumpspeicherkraftwerkes im Sauerland. Derzeit sind nach ENERVIE-Angaben mit den Vorhaben Sorpeberg-Glinge und Hoher Eimberg- Itter zwei Standorte in der Planung. Der Standort Sorpeberg-Glinge befindet sich auf dem Gebiet der Gemeinde Finnentrop und der Stadt Sundern. Die Leistung des Kraftwerks soll bei etwa 340 MW, das Speichervolumen des Oberbeckens bei rd. 3,2 Mio. m 3 liegen. Der Standort des Projektes Hoher Eimberg- Itter liegt östlich von Sorpeberg-Glinge im Bereich der Gemeinde Willingen und der Stadt Brilon. An diesem Standort soll die Leistung des Kraftwerks etwa 320 MW betragen, geplant ist ein Speichervolumen von rd. 2,7 Mio. m 3. Offen ist nach ENERVIE-Angaben derzeit allerdings, ob ein Projekt oder ggf. auch beide realisiert werden können. Die Inbetriebnahme der Standorte ist nach aktuellem Planungsstand nicht vor dem Jahr 2022 zu erwarten. Beide Vorhaben befinden sich noch in einem frühen Planungsstadium, ENERVIE und die Grünwerke stufen den Planungsprozess als ergebnisoffen ein. Bei beiden Projekten wollen ENER- VIE und die Stadtwerketochter durch eine frühzeitige Information und Einbeziehung von Politik und Verwaltung sowie Beteiligungs- und Partizipationsmöglichkeiten vor Ort für Transparenz sorgen und die Akzeptanz sicherstellen [69], [70]. 97

101 Des Weiteren hatte Trianel auch den Bau des Pumpspeicherkraftwerks Rur an der Rurtalsperre in der Städteregion Aachen mit einer Leistung von 640 MW und einem Speichervolumen von 7,6 Mio. m 3 Wasser geplant. Angesichts von Verschiebungen im Projektablauf seitens der Regionalverwaltung haben sich die beteiligten Stadtwerke jedoch im Juni 2013 aus dem Projekt zurückgezogen. Das Kraftwerk wäre mit einem Investitionsvolumen von rd. 700 Mio. Euro das viertgrößte seiner Art in Deutschland gewesen (Stand: August 2013) [71]. Zusätzliches Potenzial: Pumpspeicherkraftwerke unter Tage Neben den klassischen Pumpspeicherkraftwerken existieren neue Konzepte für die Energiespeicherung. Derzeit prüft die Landesregierung die Entwicklung und Realisierung von Unterflur-Pumpspeicherwerken (UPSW) an Bergwerksstandorten. Dazu arbeiten Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE), der Ruhr-Universität Bochum (RUB), der RAG Deutsche Steinkohle AG sowie des Mercator Research Center Ruhr (MERCUR) und weitere Partner im Rahmen eines interdisziplinär besetzten Forschungsprojektes an einer Untersuchung des Potenzials und der technischen Machbarkeit von Unterflur-Pumpspeicherwerken in NRW. Das Konzept setzt dabei auf die Nutzung der Höhenunterschiede zwischen oberirdischen Speicherbecken und untertage verfügbaren Speichervolumina. Diese resultieren aus den Schachtsystemen des Steinkohlenbergbaus in NRW. Die Fallhöhen, die dabei erreicht werden können, liegen zwischen bis m, so dass die Anlagen relativ klein dimensioniert werden können. Aus technischer Sicht stellen die Konzeption der Maschinentechnik, die Bemessung der Kraftkaverne sowie der Generatorenbau besondere bauliche Herausforderungen dar: Neben bautechnischen Reduktionen sind die Sicherstellung der Revisionsfähigkeit und komplexe Arbeitsschutzanforderungen zu beachten. Die Potenzialuntersuchung des Projektkonsortiums für den exemplarisch betrachteten Standort des Bergwerks Prosper Haniel in Bottrop hat bislang gezeigt, dass auf der Grundlage der Infrastruktur (Sohle 6: 994 m Fallhöhe, m 3 Speichervolumen, über MWh Strom pro Speicherzyklus) eine Anlage mit einer Leistung von bis zu 800 MW realisierbar wäre (Stand: September 2013). Bis Mitte 2014 sollen die Ergebnisse der ergebnisoffen angelegten Untersuchung zur Machbarkeit untertägiger Pumpspeicherwerke an Standorten des Ruhrreviers vorliegen [72]. Die RAG hat neben der Beteiligung an der Machbarkeitsanalyse in NRW bereits im Saarland eine eigenständige UPSW-Machbarkeitsstudie abgeschlossen, die Entscheidung über den Bau der Anlage steht allerdings noch aus [73]. Die Möglichkeit zur Errichtung von Unterflur-Pumpspeicherkraftwerken wird auch im Zusammenhang mit dem Braunkohletagebau geprüft. Konkrete Projekte sind momentan aber weder dort noch in den alten Steinkohle-Schachtsystemen geplant. Sowohl die technische Entwicklung als auch die entsprechenden Erkundungsprozesse befinden sich noch in einem frühen Stadium. Auch international wird das Konzept der Unterflur-Pumpspeicherwerke vorangetrieben. So soll z.b. am Riverbank Wiscasset Energy Center im US-Bundesstaat Maine 2015 ein UPSW mit einer Leistung von etwa 1 GW Leistung fertiggestellt werden (4,7 Mio. m 3 Speichervolumen, 610 m Fallhöhe, ca. 2 Mrd. Dollar Kosten). 98

102 3.5.3 Elektromobilität In Deutschland bildet der 2009 von der Bundesregierung verabschiedete Nationale Entwicklungsplan Elektromobilität (NEPE) die Grundlage für die Initiierung und Entwicklung des Marktes für Elektrofahrzeuge. Der Plan zielt darauf ab, die Forschung und Entwicklung sowie die Markteinführung von Elektromobilen bundesweit zu beschleunigen. Zur Beratung der Bundesregierung zu diesem Thema wurde 2010 die Nationale Plattform Elektromobilität (NPE) ins Leben gerufen. Die NPE besteht aus sieben Arbeitsgruppen (u.a. Antriebstechnik, Batterietechnologie sowie Ladeinfrastruktur und Netzintegration), in denen die wichtigsten Themengebiete der Elektromobilität bearbeitet und geeignete Rahmenbedingungen für ihren Ausbau entwickelt werden sollen. Bis 2020 plant die Bundesregierung mit mindestens einer Million Elektrofahrzeugen, sechs Millionen sollen bis 2030 in Deutschland unterwegs sein. Anfang 2013 lag die Zahl der in Deutschland zugelassenen Elektroahrzeuge nach Angaben des Kraftfahrt-Bundesamtes bei Elektroautos. Dies entspricht im Vergleich zum Vorjahreszeitpunkt einer Steigerung um rd. 57 Prozent (Stand: 01. Januar 2012: Elektrofahrzeuge). Damit ist der aktuelle Bestand von Elektrofahrzeugen weit von der anvisierten Zielmarke des Jahres 2020 entfernt. Die Nationale Plattform Elektromobilität hat in ihrem letzten Fortschrittsbericht die Ausbauzahlen für 2020 bereits auf Fahrzeuge als realistische Zielmarke reduziert [74]. Die derzeit noch langsam verlaufende Marktentwicklung ist aus Sicht der NEPE vor allem auf die fehlende Versorgungsinfrastruktur, die geringe Reichweite der Autos und die im Vergleich zu Pkw mit konventionellen Verbrennungsmotoren noch deutlich höheren Kosten zurückzuführen. Elektroautos in den Bundesländern Status quo, Zielsetzungen und Perspektiven in NRW Bestand Elektrofahrzeuge Quelle: IWR, Daten: Kraftfahrtbundesamt Anfang 2013 Anfang 2012 IWR, 2013 Abbildung 3.50: Bestand an zugelassenen Elektrofahrzeugen nach Bundesländern (Quelle: IWR, 2013, Daten: Kraftfahrtbundesamt) NRW hat sich beim Thema Elektromobilität das Ziel gesetzt, dass im Jahr 2020 bis zu Elektroautos im Bundesland zugelassen sind. Noch Anfang 2011 waren in NRW 500 Elektrofahrzeuge zugelassen, bis Anfang 2012 kamen weite- 99

103 re rd. 330 Fahrzeuge hinzu. Bis zum Jahresbeginn 2013 erhöhte sich Bestand noch einmal um rd. 450 Fahrzeuge, so dass sich ein Gesamtbestand von rd Elektrofahrzeugen ergibt (+54 Prozent). Im Vergleich der Bundesländer rangiert NRW damit hinter Bayern (1.407 Fahrzeuge) und Baden-Württemberg (1.377), vor Niedersachsen (705) und Hessen (598) auf dem dritten Rang (Abbildung 3.50). Die NRW-Ausbaustrategie zur Elektromobilität setzt vor allem aus industriepolitischen Gründen darauf, dass ein Großteil der benötigten Komponenten auch in NRW produziert wird. Langfristig soll NRW ein zentraler Innovations- und Produktionsstandort für die Elektromobilität werden. Mit Blick auf die verschiedenen Arbeitsgruppen innerhalb der Nationalen Plattform Elektromobilität besetzt NRW derzeit die FuE-Schwerpunkte Batterietechnik, Fahrzeugtechnik sowie Infrastruktur und Netze. Dazu wurde jeweils ein eigenes NRW-Kompetenzzentrum gegründet: Kompetenzzentrum Batterie in Münster - Münster Electrochemical Energy Technology (MEET) Kompetenzzentrum Fahrzeugtechnik in Aachen Kompetenzzentrum Infrastruktur & Netze am Standort Dortmund - Technologie- und Prüfplattform für ein Kompetenzzentrum für interoperable Elektromobilität, Infrastruktur und Netze (TIE-IN) Neben den technischen Bereichen sollen in NRW auch die wirtschaftlichen und stadtplanerischen Rahmenbedingungen in den Fokus gerückt werden, gleiches gilt für Aspekte der Gestaltung der zukünftigen Verkehrsträger. Das Projekt Modellregion Rhein-Ruhr liefert dabei Erkenntnisse über den praktischen Einsatz von Elektromobilen. Dabei wurden bis zur Beendigung der ersten Phase des Feldtests im Jahr 2011 acht verschiedene Projekte mit einem Gesamtvolumen von rd. 40 Mio. Euro durchgeführt. Um ein breites Spektrum an Themen abzudecken, waren dabei etwa 200 Fahrzeuge aus unterschiedlichen Bereichen im Einsatz. Insgesamt 500 Ladepunkte wurden installiert. So sollten das Nutzerverhalten und die Anforderungen an den Elektroantrieb analysiert und getestet werden. Die zweite Phase des Projekts läuft seit 2012 und setzt auf den bisherigen Ergebnissen des ersten Feldtests auf. Insgesamt sollen bis 2015 in der zweiten Phase des Projektes Modellregion Rhein-Ruhr mit 50 Partnern 11 weitere Projekte umgesetzt werden. Das Gesamtvolumen beläuft sich wiederum auf etwa 40 Mio. Euro. Im Rahmen der zweiten Phase sollen knapp 500 weitere Elektrofahrzeuge zum Einsatz kommen und rd. 400 weitere Ladepunkte installiert werden. Die Schwerpunkte der zweiten Projektephase liegen in den Teilbereichen Gewerbliche Anwendungen, ÖPNV, Wohnen und Mobilität sowie internationale Kooperationen [75]. 100

104 3.6 Ziele und Maßnahmen der NRW-Landesregierung im Bereich Energie & Umwelt Die Landesregierung hat die Minderung der Treibhausgasemissionen in NRW um mindestens 25 Prozent bis 2020 und um mindestens 80 Prozent bis zum Jahr 2050 als zentrales Klimaschutzziel festgelegt. Mit der Verabschiedung des NRW- Klimaschutzgesetzes durch den Landtag am 23. Januar 2013 wurde dieses Ziel auch gesetzlich verankert [1]. Die Maßnahmen zur Erreichung der Klimaschutzziele werden unter breiter gesellschaftlicher Beteiligung in einem begleitenden Klimaschutzplan konkretisiert. Derzeit läuft ein komplexes Beteiligungs- und Erarbeitungsverfahren. Der Klimaschutzplan soll im Jahr 2014 fertiggestellt und in Zukunft alle fünf Jahre fortgeschrieben werden (Stand: September 2013). Zudem wird ein Klimaschutzrat in Leben gerufen, der auf die Einhaltung der Klimaschutzziele achtet und die Landesregierung bei der Umsetzung der Maßnahmen des Klimaschutzplans und dessen Weiterentwicklung berät. Vor der Verabschiedung des Klimaschutzgesetzes und dem Start der Erarbeitungsphase des Klimaschutzplans wurde Anfang Oktober 2011 das KlimaschutzStartProgramm beschlossen, mit dem wichtige Klimaschutz-Maßnahmen vorab auf den Weg gebracht werden [3]. Das Programm umfasst zentrale Klimaschutzmaßnahmen in 10 Themengebieten und ein Volumen von mehreren hundert Millionen Euro. Im Bereich erneuerbare Energien zählt u.a. der Ausbau des Windenergieanteils an der NRW-Stromversorgung auf 15 Prozent bis zum Jahr 2020 zu den aufgeführten Maßnahmen. Dieser Ausbau soll durch verschiedene Instrumente erreicht werden. Neben dem Windenergieerlass der Landesregierung setzt das Programm auf einen speziellen Leitfaden für die Windenergienutzung in Waldgebieten sowie eine Repowering-Initiative für NRW-Kommunen. Das KlimaschutzStartProgramm beinhaltet im Bereich der Erneuerbaren Energien zudem die Initiierung des Informations- und Beratungszentrums Energie- Dialog.NRW [3]. Ziel ist es, die Kommunen in Nordrhein-Westfalen zum Thema Erneuerbare Energien zu beraten und gleichzeitig im Bereich der Konfliktlösung und Mediation aktiv zu werden. Ein weiterer Bestandteil des Programms ist zudem die Erstellung von regionalen Potenzialstudien zu den verschiedenen regenerativen Energieträgern. Tabelle 3.40 gibt einen Überblick über die von der Landesregierung im Rahmen des KlimaschutzStartProgramms beschlossenen Maßnahmen [3]. 101

105 Tabelle 3.40: Maßnahmen im Rahmen des KlimaschutzStartProgramms der NRW-Landesregierung (Quelle: IWR, 2013, Daten: Landesregierung NRW, [3]) Themenfeld Einzelmaßnahme 1. Vor Ort aktiv: Klimaschutzpaket für Kommunen 2. Klimaschützend Bauen und Wohnen 3. Energie sparen Geld sparen Klima schützen. Stromsparinitative für einkommensschwache Haushalte 4. Impulse für die KWK 5. Verbraucherinnen und Verbraucher im Blick Startschuss für die persönliche Energiewende Beratung / Mediation erneuerbare Energien (EnergieDialog.NRW) Ausbildung zum kommunalen Klimaschutzmanager Landes-Förderprogramm zur Umsetzung kommunaler Klimaschutzmaßnahmen Tools zur Erstellung kommunaler Klimaschutzkonzepte (u.a. Potenzialstudie für regenerative Energien) Klima-Netzwerker für die Regionen Nordrhein-Westfalens Wohnraumförderungsprogramm Bereitstellung von 200 Mio. Euro zur Verbesserung der Energieeffizienz Ausweitung der aufsuchenden Energieberatung Pilotprojekte zur Förderung energiesparender Geräte in Kooperation mit Energieversorgern Landesweite Machbarkeitsstudie zur Förderung energiesparender Haushaltsgeräte in NRW KWK als Brückentechnologie: Steigerung des KWK-Anteils an der Stromerzeugung auf über 25 % Auflegung eines mehrjährigen 250 Mio. Euro-Förderprogramms Informations- und Öffentlichkeitskampagne der Verbraucherzentrale im Bereich der privaten Haushalte zu Themen wie Einsatz von erneuerbaren Energien, richtiges Heizen und Lüften etc. 6. Frischer Wind für NRW Ausbau der Windkraft fördern 7. Immer besser werden: Energieund Ressourceneffizienz in Unternehmen Maßnahmen zum Ausbau des Anteils der Windenergienutzung auf 15 % an Stromversorgung bis 2020 durch: Überarbeitung des Windenergieerlasses Leitfaden Windenergie im Wald Repowering-Initiative Erschließung von Energieeffizienz-Potenzialen durch NRW.Bank.Effizienzkredit Energiemanagement: Ausweitung des Pilotprojektes mod.eem 8. Vernetzen für die Speicher und Netze 9. Klimaschutz als Zukunftsinvestition auch in finanzschwachen Kommunen 10. Mit gutem Beispiel vorangehen: Erste Schritte auf dem Weg zur klimaneutralen Landesverwaltung Aufbau eines virtuellen Instituts zum Thema Netze Stärkung der Themenfelder Speicher und Netze bei der EnergieAgentur.NRW Erleichterung von Investitionen in langfristig wirtschaftlichen Klimaschutz für Kommunen durch spezifische Maßnahmen wie Änderung der Gemeindeordnung oder das Gesetz zur Umsetzung des Stärkungspaktes Stadtfinanzen Datenerfassung Erstellung einer zentralen Übersicht zum Energieverbrauch der Landesgebäude Umstellung auf Ökostrom Verbindliche Umsetzung des Energiespar-Erlasses Energieeffizienzkampagne MissionE in Landesministerien Klimaneutrale Veranstaltungen Zum Stand der Maßnahmen-Umsetzung Die Ziele der Landesregierung zum Ausbau erneuerbarer Energien und zur Minderung von CO 2 -Emissionen im Bereich Energie & Umwelt können durch verschiedene Maßnahmen erreicht werden. Mit Blick auf die Steuerungsintensität 102

106 lassen sich die Maßnahmen und Instrumente des KlimaschutzStartProgramms in Informations-Maßnahmen und Handlungsaktive Maßnahmen unterscheiden [3]. Informations-Maßnahmen setzen vor allem in Form von Imagekampagnen durch Informationen auf eine gezielte und systematische Stärkung der Regenerativen Energiewirtschaft und streben dabei eine Stimulierung der Nutzungsnachfrage an. Eine Erfolgsmessung gestaltet sich jedoch schwierig. Bei Handlungsaktiven Maßnahmen kann die Marktstimulierung bzw. allgemein der Fortschritt in den einzelnen Teilbereichen dagegen direkter und konkreter nachvollzogen werden. Tabelle 3.41: Klimaschutzziel: CO 2 -Minderung Ausgewählte aktive Handlungsoptionen und Informationsmaßnahmen im Bereich Energie und Umwelt in NRW (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR) A. Bestehende aktive Handlungsmaßnahmen im Rahmen des KlimaschutzStartProgramms Sparte Art der Maßnahme Erläuterung Bereich EE allgemein 1. EnergieDialog.NRW Proaktive Beratung von Kommunen zu Fragen zum Thema erneuerbare Energien Unterstützung von Kommunen im Bereich Konfliktlösung / Mediation Windenergie 2. Windenergieerlass Windenergieerlass zur Planung und Genehmigung von Windenergieanlagen Windenergie EE allgemein EE allgemein 3. Repowering- Initiative 4. Tools zur Erstellung kommunaler Klimaschutzkonzepte 5. Netzkonzepte und Speichertechnologien Koordination, Begleitung und Unterstützung (inhaltlich und administrativ) von Kommunen beim WEA-Repowering (u.a. Beseitigung von Hemmnissen) Potenzialstudien für erneuerbare Energien - Analyse der Potenziale im Bereich EE auf regionaler Ebene und Aufbau eines Fachinformationssystems für kommunale Planungszwecke Aufbau eines virtuellen Instituts zum Thema Netze Stärkung der Themenfelder Speicher und Netze bei der EnergieAgentur.NRW B. Bestehende Informations-Angebote im Rahmen des KlimaschutzStartProgramms Strom, Wärme, Treibstoffe Strom Strom Strom, Wärme, Treibstoffe Strom Sparte Art der Maßnahme Erläuterung Bereich Windenergie 1. Leitfaden Windenergie im Wald Planungshilfe zur Prüfung der Optionen zur Nutzung der Windenergie auf Waldflächen C. Sonstige bestehende / geplante Informations-Angebote der Landesregierung Strom Sparte Art der Maßnahme Erläuterung Bereich Windenergie 1. Leitfaden Windenergie und Artenschutz / Habitatschutz Planungshilfe zur Standardisierung der Verwaltungspraxis und Absicherung der WEA-Planung und -Genehmigung in Bezug auf artenschutzrechtliche Anforderungen Strom A. Bestehende aktive Handlungsmaßnahmen im Bereich Energie & Umwelt 1. EnergieDialog.NRW Informations- und Beratungsplattform Das Klimaschutzministerium hat die Informations- und Beratungsplattform EnergieDialog.NRW ins Leben gerufen ( um den Informa- 103

107 tionsaustausch zwischen den beteiligten Akteuren bei Fragen zum Thema erneuerbare Energien zu stärken. Neben Informations- und Beratungsdienstleistungen, insbesondere auch im Rahmen regionaler Energiedialoge in Tagungsform, soll die Initiative bereits frühzeitig zur Schlichtung möglicher Streitfälle beitragen. Dazu werden auch Schlichtungsgespräche zwischen den beteiligten Konfliktparteien angeboten, die beim Internationalen Wirtschaftsforum Regenerative Energien (IWR) durchgeführt werden. Die Erfahrungen aus bisher stattgefundenen Gesprächen zeigen, dass auch im Falle schwieriger Ausgangslagen konsensfähige und gangbare Wege gefunden werden können. 2. Windenergieerlass NRW Der aktuelle "Windenergieerlass" ist am 11. Juni 2011 in Kraft getreten und hat damit den Erlass der Vorgängerregierung aus dem Jahr 2005 abgelöst. Durch die Novellierung sollten die Rahmenbedingungen für einen schnellen, aber umweltund naturverträglichen Ausbau der Windenergie in NRW schaffen, so dass das 15-Prozent-Ziel des Landes erreicht werden kann [24]. Aktuell wird der Erlass v.a. vor dem Hintergrund der aktuellen Rechtsprechungen des BVerwG und des OVG NRW und den daraus resultierenden Anforderungen an die kommunalen Planungskonzepte überarbeitet (Stand: September 2013) [25], [26]. 3. Ausbau der Windenergienutzung in NRW Repowering-Initiative Im Hinblick auf die Zielsetzung des Landes NRW, den Windenergieanteil an der Stromversorgung bis zum Jahr 2020 in Nordrhein-Westfalen auf 15 Prozent auszubauen, kommt dem WEA-Repowering neben dem Neubau von Windenergieanlagen eine zentrale Rolle zu. Um den Repowering-Prozess zu begleiten, hat die NRW-Landesregierung die Repowering-Initiative eingerichtet, die auch Bestandteil des KlimaschutzStartProgramms ist [3]. Ziele der Repowering-Initiative sind die Moderation und Unterstützung der Kommunen bei der Umsetzung des Repowering-Prozesses, die rechtzeitige Ermittlung und das Aufzeigen von Problemkreisen sowie darauf aufbauend die Entwicklung von Lösungsansätzen. Des Weiteren wird ein Repowering-Kataster mit wichtigen Daten zu NRW- Repowering-Projekten aufgebaut. Um einen möglichst engen Kontakt mit den NRW-Kommunen sicherzustellen, werden die Städte und Gemeinden von Anfang an über Befragungen in die Arbeit der Repowering-Initiative involviert. Durch das Feedback der Kommunen in einem frühen Stadium des Repowering- Prozesses wird es möglich, Schwierigkeiten rechtzeitig zu identifizieren und Lösungsansätze zu entwickeln. Im Juni 2013 wurde ein vom IWR erstellter Zwischenbericht zum WEA-Repowering im Umweltausschuss des NRW-Landtages vorgestellt [76]. Darin werden aufbauend auf den Angaben der NRW-Kommunen zu den Herausforderungen des WEA-Repowerings Handlungsoptionen für die systematische und gezielte Weiterentwicklung des WEA-Repowering-Prozesses in NRW vorgestellt. Zudem wird zur Unterstützung des kommunalen Austauschs die Durchführung von regionalen Repowering-Veranstaltungen vorgeschlagen. Die erste Veranstal- 104

108 tung hat Anfang September 2013 in Aachen stattgefunden, eine weitere Veranstaltung ist im November in Witten geplant. 4. Potenzialstudie Erneuerbare Energien Der Klimaschutz vor Ort und in diesem Zusammenhang die Erstellung von kommunalen Klimaschutzkonzepten soll durch Erkenntnisse über die regionalen Potenziale der verschiedenen regenerativen Energieträger unterstützt werden. Die Landesregierung hat dazu den Auftrag für die Erstellung der Potenzialstudie Erneuerbare Energien erteilt. Die entsprechenden Daten werden energiespartenspezifisch im Fachinformationssystem Energieatlas Nordrhein-Westfalen aufbereitet und zur Nutzung im Internet veröffentlicht ( Im Jahr 2012 wurde die Potenzialstudie zur Windenergienutzung fertiggestellt und veröffentlicht, die Ergebnisse zum Solarenergiepotenzial (PV und Solarthermie) wurden im Juni 2013 vorgestellt. Im Herbst 2013 sollen die Ergebnisse der Potenzialuntersuchung Biomasse folgen. In den Bereichen Geothermie und Wasserkraft befinden sich die Potenzialuntersuchungen in der Erarbeitungs- bzw. Vorbereitungsphase (Stand: September 2013). 5. Netze, Speicher und EEG Vor dem Hintergrund des Ausbaus der erneuerbaren Energien und der Umstrukturierung der Energiewirtschaft stellen der Ausbau der Stromnetze und die Entwicklung von effizienten Speichertechnologien wichtige Bausteine dar. NRW übernimmt beim Netzausbau eine wichtige Funktion, da viele der als notwendig eingestuften Maßnahmen Netzabschnitte betreffen, die durch das Landesgebiet verlaufen (siehe Energieleitungsausbaugesetz EnLAG). Zur Stärkung der Themenfelder Speicher und Netze hat die Landesregierung diese Module in das KlimaschutzStartProgramm aufgenommen [3]. So erfolgt eine gezielte Stärkung dieser Themenfelder bei der EnergieAgentur.NRW. Zudem wird ein virtuelles Institut zum Thema Netze aufgebaut, welches Hochschulen und Kompetenzeinrichtungen aus Nordrhein-Westfalen umfasst, die sich mit den spezifischen Themen beschäftigen. Auf dem Gebiet der Speichertechnik wird derzeit eine flächendeckende NRW- Potenzialanalyse für den Bereich der Pumpspeicherkraftwerke vorbereitet. Die Ergebnisse der Untersuchung sollen bis etwa Mitte des Jahres 2014 vorliegen. Des Weiteren wird aktuell eine Machbarkeitsstudie für die Nutzung der Speicherräume an Bergbaustandorten durch die Errichtung von Unterflur- Pumpspeicherkraftwerken durchgeführt (vgl. Kap , S. 98). Zudem finden in regelmäßigen Abständen von der EnergieAgentur.NRW organisierte Expertengesprächskreise in den Bereichen Netze und Speicher sowie EEG zu aktuellen Themen statt. 6. Entwurf des Landesentwicklungsplanes (LEP) Am 25. Juni 2013 wurde von der Landesregierung der Entwurf des neuen Landesentwicklungsplans (LEP) beschlossen. Seit dem 30. August 2013 läuft die noch bis zum 28. Februar 2014 andauernde Offenlegungsphase von LEP und 105

109 LEP-Begründung sowie des Umweltberichtes. Während dieses Zeitraumes haben die Öffentlichkeit und die Träger öffentlicher Belange die Möglichkeit, zu den Planunterlagen Stellung zu beziehen. Besonderen Raum in dem neuen LEP erhalten die Ziele der Landesregierung zum Klimaschutz. In dem Entwurf werden vor diesem Hintergrund der Grundsatz einer nachhaltigen Energieversorgung auf der Basis von erneuerbaren Energien, der Erhöhung der Energieeffizienz sowie dem Energiesparen formuliert. Mit den Zielen der Energieversorgung und dem Umbau des Energiesystems in NRW auf erneuerbare Energien befasst sich in dem neuen LEP mit Kapitel 10 ein komplettes Kapitel Energieversorgung. Hier werden u.a. auch die Ziele und Grundsätze für Standorte zur Nutzung erneuerbarer Energien konkretisiert. In diesem Zusammenhang sind spezifische Angaben zu den Mindestflächengrößen angegeben, die von den Trägern der Regionalplanung jeweils als Vorranggebiete für die Windenergienutzung zeichnerisch festzusetzen sind. Zudem wird der Planungsgrundsatz des WEA-Repowerings erläutert. Kapitel 10 enthält zudem Ausführungen zu der Zielsetzung, für den Ausbau der Solarenergienutzung vornehmlich vorhandene bauliche Anlagen bzw. Freiflächen zu nutzen, die aus regionalplanerischer Sicht keine konkurrierenden Schutz- und Nutzfunktion aufweisen. Zudem werden Ziele zum Aufbau von Speicherkapazitäten unter Berücksichtigung von Standorten des Steinkohlenbergbaus formuliert. Bestandteil des LEP-Entwurfs sind in dem Unterpunkt 8.2 außerdem Vorgaben und Grundsätze für den Ausbau des Stromnetzes. In diesem Zusammenhang kommt der technischen Optionen zur Erdverkabelung ein hoher Stellenwert zu (vgl. Kap , S. 93). B. Bestehende Informations-Angebote im Bereich Energie & Umwelt 1. Leitfaden Windenergie im Wald Im Rahmen des Windenergieerlasses ist nach entsprechenden Prüfungsschritten die Errichtung von Windenergieanlagen auf Waldflächen möglich. Um die Entwicklung derartiger Projekte zu begleiten, hat das Umwelt- und Klimaschutzministerium NRW im April 2012 den Leitfaden Windenergie im Wald" veröffentlicht [27], [28]. Durch die Planungshilfe soll v.a. in waldreichen Regionen ein Beitrag zur zielgerichteten Erschließung der Potenziale zur Nutzung der Windenergie unter Berücksichtigung von Aspekten wie Natur- und Artenschutz geleistet werden. Um Schwierigkeiten rechtzeitig zu erkennen und ggf. eine Nachjustierung vornehmen zu können, erstattet der Landesbetrieb Wald und Holz im Zuge der Begleitung des Prozesses einmal jährlich Bericht über die Erfahrungen mit der Anwendung des Leitfadens gegenüber dem MKULNV NRW. 2. Leitfaden Windenergie und Artenschutz / Habitatschutz Angesichts der immer wieder auftretenden Konflikte zwischen der Windenergienutzung auf der einen und dem Artenschutz auf der anderen Seite hat die Landesregierung einen Leitfaden zur Umsetzung des Arten- und Habitatschutzes bei der Planung und Genehmigung von Windenergieanlagen in NRW erstellt. Ziel- 106

110 setzung des Leitfadens ist es, den Rahmen für eine rechtssichere Planung und Genehmigung von Windenergieanlagen aufzuzeigen. Zudem soll der Leitfaden zu einer Standardisierung der kommunalen Verwaltungspraxis führen und u.a. dabei helfen, endlose artenschutzrechtliche Prüfschleifen wie sie zum Teil in der Praxis auftreten, in Zukunft zu vermeiden. Durch den Leitfaden möchte die Landesregierung dazu beitragen, den angestrebten Ausbau erneuerbarer Energien (Energiewende) mit dem Erhalt der biologischen Vielfalt zu vereinbaren [29]. 107

111 4 Wirtschafts-, Standort- und Strukturanalyse: Unternehmen und Märkte 4.1 Zur konjunkturellen und strukturellen Entwicklung des Industriestandortes NRW im Bereich erneuerbare Energien Regenerative Kernmärkte 2012 Trends auf nationaler Ebene Marktentwicklung Windenergie national, Windenergie - nationaler Markt zieht wieder an installierte Leistung [MW] * Quelle: IWR, Daten: IWR, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 4.1: Entwicklung der jährlich installierten WEA-Leistung in Deutschland (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR) Der Windenergiemarkt in Deutschland zeigt sich im Jahr 2012 wieder dynamischer als in den Vorjahren. Gegenüber 2011 ist bei der neu installierten Windenergie-Leistung ein Wachstum um gut 20 Prozent auf MW zu verzeichnen (2011: MW). Im internationalen Vergleich kommt Deutschland damit beim Zubau auf einen Anteil von etwa 5 Prozent am Weltmarkt (rd MW) und belegt, allerdings mit großem Abstand, hinter den USA (rd MW) und China (rd MW) den dritten Platz. In Deutschland entfällt der Großteil des WEA-Marktes 2012 mit einer Leistung von MW weiterhin auf den Onshore-Sektor. Der Neubau erfolgte in diesem Marktsegment v.a. in den Küstenbundesländern Niedersachsen (rd. 360 MW), Schleswig-Holstein (rd. 310 MW) und Mecklenburg-Vorpommern (rd. 310 MW) sowie im Südwesten in Rheinland-Pfalz (rd. 290 MW). Nordrhein-Westfalen liegt im bundesweiten Vergleichsranking mit einer neu errichteten WEA-Leistung von etwa 140 MW auf dem achten Rang. Ein deutlicher Bedeutungsgewinn ist 2012 beim WEA-Repowering zu verzeichnen. In Summe wurden 2012 Windenergieanlagen mit einer Gesamtleistung von etwa 540 MW neu errichtet, im Gegenzug 108

112 wurden rd. 190 MW Windenergieleistung zurückgebaut [77]. Dabei profitieren mit Niedersachsen und Schleswig-Holstein v.a. die Bundesländer, in denen bereits früh mit der Windenergienutzung begonnen wurde. Auf See wurden in Deutschland Windenergieanlagen im Offshore- Windpark BARD Offshore 1 mit einer Gesamtleistung von 105 MW errichtet. Als Ausbau-Hemmnis haben sich 2012 v.a. Verzögerungen beim Netzausbau und der Netzanbindung von Offshore-Parks infolge von ungeklärten Haftungsfragen im Vorfeld der Novellierung des Energiewirtschaftsgesetzes erwiesen. Überkapazitäten und Margendruck belasten Hersteller und Zulieferindustrie Die Windenergiemärkte im Jahr waren 2012 weltweit etwas stabiler als im Vorjahr Als Belastung für den internationalen Gesamtmarkt erweist sich allerdings ein hoher Margendruck infolge der schwachen Weltwirtschaft, niedriger Energiepreise (Gas), hoher Fertigungskapazitäten und der harten Finanz- und Sparpolitik in Südeuropa. In diese gesamtwirtschaftliche Situation sind marktspezifische Besonderheiten einzelner Länder eingebettet, die sich in auffälligen konjunkturellen Entwicklungen widerspiegeln. So haben Vorzieheffekte in den USA wegen des erwarteten Auslaufens der PTC im Dezember 2012 der Branche ein Rekordwachstum geführt. Die Verlängerung der PTC um ein Jahr dürfte auch 2013 für eine stabile Entwicklung in den USA sorgen. Davon profitieren auch die in Deutschland und NRW ansässigen Hersteller und Zulieferbetriebe. In NRW sind das v.a. die exportorientierten Anbieter von WEA-Technik, die auf Komponenten des Antriebstrangs wie Getriebe, Generatoren oder Bremsen spezialisiert sind. Schwieriger ist es aufgrund der Marktabschottung für deutsche und NRW-Unternehmen dagegen; auf dem chinesischen Markt Fuß zu fassen. 109

113 Photovoltaik - PV-Markt in Deutschland stagniert 2012 In Deutschland wurden 2012 rd MW p PV-Leistung neu errichtet (2011: Photovoltaik: MW p ). Die Gesamtleistung neu installierte beläuft sich nunmehr Leistung auf über in MW p. Der nationale Solarstrommarktmarkt kann 2012 mit dem hohen Zubau weiter sein hohes Deutschland, Niveau halten (Abbildung ) installierte Leistung [MW] * Quelle: IWR, Daten: IWR, Solar-Verlag, BNetzA, * = vorläufig IWR, 2013 Abbildung 4.2: Entwicklung der jährlich installierten PV-Leistung in Deutschland (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR, Solar-Verlag, BNetzA, * = vorläufig) Im internationalen Vergleich (2012: rd MW p ) bleibt Deutschland weiterhin der weltweit größte Markt. Mit Blick auf die Entwicklung der PV-Märkte in den letzten Jahren zeigt sich aber eine Marktverlagerung weg von Europa und hin zu neuen Märkten in China, den USA oder Japan. Auf dem zweiten Platz hinter Deutschland rangiert China mit einem Zubau von etwa MW p, vor Italien (rd MW p ), den USA (rd MW p ) und Japan (rd MW p ). Wichtigster Regionalmarkt in Deutschland ist auch 2012 Bayern mit einem Zubau von etwa MW p (rd. 20 Prozent) vor Brandenburg mit 970 MW p (rd. 13 Prozent). Nordrhein-Westfalen liegt mit knapp 800 MW p (rd. 11 Prozent) auf Rang drei. Darauf folgen Niedersachsen (rd. 760 MW p / rd. 10 Prozent) auf dem vierten Platz und Baden-Württemberg (rd. 654 MW p / rd. 9 Prozent) an fünfter Stelle. Preisverfall infolge weltweiter Produktionsüberkapazitäten belastet Unternehmen an den Standorten Deutschland und Nordrhein-Westfalen Der Grund für die hohe Nachfrage nach Solarstromtechnik in Deutschland sind Vorzieheffekte als Reaktion auf die wiederholten Kürzungen der EEG-Vergütung. Gleichwohl kann die Branche nur bedingt von dem nationalen PV-Boom profitieren. Während Unternehmen des Installationsgewerbes mit ihrer konjunkturellen Situation vielfach noch weitgehend zufrieden sind, belastet 2012 der anhaltende Preisverfall bei der PV-Technik weiter die Unternehmen der Herstellerindustrie. Seit 1991 sind die PV-System-Kosten pro kw um fast 90 Prozent gefallen (Abbildung 4.3). 110

114 Kosten [Euro/kW p ] Konjunktur reg. Teilsparten Fassung Original Quelle: IWR, Daten: Photon, IWR IWR, 2013 Abbildung 4.3: Entwicklung der System-Kosten für PV-Anlagen 1991 bis 2013 (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR, Photon) Die Hauptursache für den Preisdruck sind Überkapazitäten und staatliche Solarsubventionen in China. Daraus resultiert eine z.t. existenzbedrohende Situation für viele Herstellerunternehmen in Deutschland. Die Folge: Selbst renommierte Technologieunternehmen wie Bosch stoßen ihre Solarsparte ab. Viele Herstellerunternehmen sind zunehmend von Insolvenz bedroht. Einstige Vorzeigeunternehmen wie die in Bonn ansässige SolarWorld AG schreiben in der jetzigen Situation tiefrote Zahlen und müssen ihr Geschäftsmodell überdenken und ihr Unternehmen im Rahmen eines Konsolidierungskurses umstrukturieren. 111

115 Biogas Deutschland Bioenergie Biogas-Markt bricht 2012 ein Ausbau im Wärmesektor schreitet fort Anlagenzubau pro Jahr Quelle: IWR, Daten: Fachverband Biogas IWR, 2013 Abbildung 4.4: Entwicklung des jährlichen Anlagenzubaus im Biogas-Sektor in Deutschland (Quelle: IWR, 2013, Daten: IWR, Fachverband Biogas) Im Bioenergiesektor zeigen sich technologiespezifisch unterschiedliche Entwicklungen in den einzelnen Teilmärkten. So ist der Biogasmarkt in Deutschland 2012 deutlich um etwa 70 Prozent eingebrochen. Im Jahr 2012 wurden nur noch 340 Anlagen mit einer Leistung von 255 MW el installiert (2011: Anlagen mit rd. 800 MW el ). Der Marktrückgang ist vor allem auf die Neuregelungen im EEG 2012 zurückzuführen. Die Novelle hatte zudem 2011 zu Vorzieheffekten geführt. Vor diesem Hintergrund versuchen die Hersteller-Unternehmen verstärkt auf Auslandsmärkte auszuweichen. Der internationale Biogasmarkt verzeichnete 2012 ersten Einschätzungen zufolge ein Wachstum von rd. 12 Prozent. Nach Deutschland verfügen die USA und Großbritannien über die größte installierte Biogasleistung, Auslandsmärkte für deutsche Hersteller finden sich derzeit vor allem in Mittel- und Osteuropa. Für 2013 ist in Deutschland mit einer Stagnation des Marktes auf niedrigem Niveau zu rechnen, weshalb sich die Ausweichbewegungen auf die Exportmärkte verstärken dürften. Im Segment der Biomasseheizkraftwerke ist der internationale Markt weiterhin auf die USA fokussiert. Beim Zubau neuer Kapazitäten ist der US-Markt führend vor BRICS-Staaten wie China oder Brasilien. Auf nationaler Ebene ergibt sich für das Jahr 2012 ein Marktwachstum gegenüber dem Vorjahr. Für das Jahr 2013 ist aufgrund längerer Planungsvorläufe dagegen kein weiterer Anstieg der Zubauzahlen zu erwarten. International hält der Trend zur Co-Feuerung von Biomasse in Kohle- oder Gaskraftwerken weiter an. Hier ist ein deutlicher Ausbau der Nutzung auch in bestehenden Anlagen zu erwarten. Auch die Nutzung von Biomasse zu Heizzwecken schreitet voran. Im Jahr 2012 wurde die Pelletproduktion weltweit deutlich ausgebaut. Insbesondere die USA und Kanada, aber auch Deutschland zählen zu den großen Produzenten. Auf na- 112

116 tionaler Ebene hat sich zudem der Ausbau der Nutzung fortgesetzt, so wurden 2012 rd Pelletheizungen neu installiert. Insgesamt sind damit Stand Ende 2012 rd Anlagen in Betrieb (Ende 2011: ). Insbesondere die Förderung über das Marktanreizprogramm sorgt derzeit für stabile Investitionsbedingungen. Vor diesem Hintergrund geht die Branche auch für das Jahr 2013 von einem weiteren Zubau aus. International rücken neben den traditionellen Kernmärkten neue Regionen in den Fokus, so will bspw. Südkorea die Pelletnutzung deutlich ausbauen. Solarthermie Rückgang des nationalen Marktvolumens Der nationale Solarthermiemarkt ist im Jahr 2012 geschrumpft. Im Vergleich zum Vorjahr ging der Zubau um fast 10 Prozent auf rd. 1,15 Mio. m 2 Kollektorfläche zurück (Zubau 2011: 1,27 Mio. m 2 ). Die neu installierte Leistung 2012 erreicht damit eine Größenordnung von 805 MW th. Insgesamt sind in Deutschland nunmehr MW th installiert. Im internationalen Vergleich entfallen damit rd. 2,5 Prozent des weltweiten Zubaus von rd MW th auf den nationalen Markt. Weltweit bleibt China der zentrale Markt und kommt ersten Schätzungen zufolge auf rd. zwei Drittel der Neuinstallationen. Deutschland zählt innerhalb Europas zu den Kernmärkten. Unsicherheiten belasten 2012 Rahmenbedingungen für 2013 verbessert Der nationale Solarthermiemarkt war 2012 vor allem von den Unsicherheiten rund um die Ausgestaltung des Marktanreizprogramms beeinflusst. Zudem verunsicherte die Diskussion um die Ausgestaltung der PV-Vergütung nach Brancheneinschätzung auch potentielle Kunden auf dem Solarthermiemarkt. Für 2013 zeigen sich zum Umfragezeitpunkt (März/April 2013) noch keine Tendenzen für eine verbesserte Marktentwicklung. Die Rahmenbedingungen haben sich mit dem MAP und der Einführung des neuen KfW-Förderprogramms Energieeffizient Sanieren Ergänzungskredit jedoch verbessert. Geoenergie Stabile Entwicklung auf dem Wärmepumpenmarkt Auf internationaler Ebene verzeichnet der Markt für tiefe Geothermie zur Stromerzeugung 2012 einen Zubau von rd. 300 MW auf rd MW weltweite Gesamtleistung. Die Kernmärkte liegen dabei vor allem in den geologisch aktiven Regionen der Erde. Dazu zählen für 2012 vor allem die USA sowie Indonesien, Nicaragua und Kenia. In Deutschland existieren Ende 2012 erst 21 tiefe Geothermieanlagen mit einer Leistung von 193 MW, davon 6 Anlagen mit 12,1 MW zur Stromerzeugung. Primär werden bislang Pilotprojekte umgesetzt. Der Markt für oberflächennahe Geothermie ist dagegen deutlich dynamischer. So wurden 2012 rd Heizungswärmepumpen zugebaut. Gegenüber dem Vorjahr entspricht dies einem Plus von rd. 5 Prozent (Zubau 2011: Anlagen). Das Geschäft dominieren dabei vor allem Luft-Wasser-Wärmepumpen. Auf inter- 113

117 nationaler Ebene gehört Deutschland zu den größten Wärmepumpenmärkten. In Europa sind zudem Skandinavien und weitere mitteleuropäische Länder führend. Allerdings sind die Exportperspektiven der NRW-Wärmepumpenunternehmen leicht eingetrübt. Für den nationalen Markt erwartet die Branche angesichts der stabilen MAP-Bedingungen dagegen eine stabile Entwicklung. Im Sektor Tiefe Geothermie stehen national weiterhin lediglich Pilotprojekte im Fokus. Die Schwerpunkte auf dem Markt für tiefe Geothermie liegen auf internationaler Ebene, insbesondere in Afrika, Mittelamerika und auch in Japan. 114

118 4.1.2 Regenerative Industriestruktur am Standort NRW Durch die Analyse der regenerativen Industriestruktur in Nordrhein-Westfalen entlang der Wertschöpfungskette auf der Grundlage des IWR-Analyserasters für regenerative Anlagentechniken und Dienstleistungen können die Stärken und Schwächen des regenerativen Industriestandortes NRW aufgezeigt werden [4] (Abbildung 4.5). Auf dieser Basis lassen sich anschließend Optionen für eine gezielte industriepolitische Stärkung der Regenerativen Energiewirtschaft in NRW ableiten. Abbildung 4.5: Bewertungsschema auf der Grundlage des IWR-Klassifizierungs- und Zerlegungsansatzes für regenerative Anlagentechniken (Kategorie I) (Quelle: IWR, 2007) In die Analyse der regenerativen Industriestrukturen am Standort NRW werden die wichtigen NRW-Industriebetriebe des Regenerativen Anlagen- und Systembaus einbezogen. Nach dem IWR-Analyseraster handelt es sich um Industrieunternehmen der Kategorie I (Hersteller von Komplettanlagen und Kernkomponenten). Des Weiteren werden größere Dienstleistungsunternehmen erfasst, die Kategorie II des Analyserasters (u.a. Projektentwicklung und Planung) zugeordnet werden können. Zusammen mit den an der Schnittstelle zwischen Industrie und Forschung stehenden NRW-Forschungs- und Kompetenzeinrichtungen weisen die zentralen NRW-Unternehmen eine hohe Bedeutung als Innovations- und Kompetenzträger für die Weiterentwicklung des regenerativen Industrie- Standortes NRW auf (vgl. Kap. 4.1, S. 108, ff.). Stagnation und Marktrückgange hemmen Entwicklung des regenerativen Industriestandortes NRW Der Vergleich der industriellen Strukturen am EE-Standort mit dem Status quo des Vorjahres zeigt, dass es insbesondere im Solarenergiesektor zum Abbau von Produktionskapazitäten kommt, die mit einem Bedeutungsverlust des Standortes NRW einhergehen. Auch auf den übrigen regenerativen Sektoren sorgt eine nachlassende Marktdynamik für einen Rückgang der Bereitschaft der Unterneh- 115

119 men, in die Expansion zu investieren. Im Windenergiesektor haben einige Unternehmen im Vergleich zum Vorjahr durch ihre Aktivitäten im Bereich der Offshore- Windenergie an Bedeutung gewonnen. Insgesamt beläuft sich der Bestand an wichtigen EE-Industrieunternehmen in NRW aktuell auf etwa 175 Betriebe. Des Weiteren gehören knapp 40 Dienstleistungsunternehmen zu den zentralen NRW- Unternehmen des Regenerativen Anlagen- und Systembaus. In Summe ergibt sich damit ein Pool von rd. 215 wichtigen NRW-Unternehmen. Darunter befinden sich einige, die in ihren jeweiligen Sparten zu den internationalen Playern gezählt werden können (Abbildung 4.6). Abbildung 4.6: Industrie- und Dienstleistungsstandorte für regenerative Anlagentechniken in NRW (Quelle: IWR, 2013, Datengrundlage: Unternehmensumfrage, - informationen der Hauptkategorie I und II, Peer-Review-Gespräche) Der energiespartenspezifische Schwerpunkt der wichtigen NRW-Unternehmen liegt im Windenergiesektor, in den rd. 30 Prozent der ansässigen Industrie- und Dienstleistungsunternehmen tätig sind. 8 Darauf folgt der Bioenergie-Sektor mit 8 Einige Unternehmen sind auf mehreren Energiesparten aktiv, daher sind in den Prozentanteilen Doppelnennungen enthalten. 116