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1 Forum Energie Roland Berger Strategy Consultans Der Beitrag des Maschinenund Anlagenbaus zur Energieeffizienz

2 VDMA Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau, Roland Berger Strategy Consultants (Hrsg.) Dr. Torsten Henzelmann, Ralph Büchele Der Beitrag des Maschinen- und Anlagenbaus zur Energieeffizienz Ergebnisse der Studie vom Oktober 2009

3 Inhalt Vorwort...3 Rahmen der Studie Zusammenfassung Aktualität und Bedeutung der Energieeffizienz Design der Studie Zielsetzung und Umfang Ausgangsdaten Methodisches Vorgehen Struktur der Befragungsstichprobe Energieeffizienz durch den Maschinen- und Anlagenbau Technologieentwicklung Industrie Umwandlungssektor Technologieeinsatz Industrie Umwandlungssektor Beitrag der Anwenderseite zur weiteren Energieeinsparung Ökonomische und ökologische Effekte Einsparungen Energiebedarf und Energiekosten Einsparpotenziale Endenergie in der Industrie Einsparpotenziale Primärenergie Umwandlungssektor Ökonomische und ökologische Effekte...55 Anhang Detailinformationen und Berechnungsmethodiken Glossar wichtiger Begriffe

4 Vorwort Sehr geehrte Damen und Herren, liebe Leserinnen und Leser, der Maschinen- und Anlagenbau ist seit jeher der Effizienz auf der Spur. Die Frage, die wir lange Zeit nicht beantworten konnten, lautete: Wie groß ist der Schatz? Lohnt es sich für Maschinenbauunternehmen, auch und gerade in Zeiten der Krise auf das Thema Effizienz zu setzen? Und lohnt es sich auf der anderen Seite für Abnehmer unserer Branche, egal ob in der Industrie, im Energie-, im Verkehrs- oder im Dienstleistungssektor, effiziente Maschinen- und Anlagen einzusetzen, um sich damit Wettbewerbsvorteile zu erschließen? Und schließlich mit politischer Brille betrachtet welchen Beitrag kann der Maschinenbau leisten, die ambitionierten klima- und energiepolitischen Ziele auf nationaler, europäischer und internationaler Ebene zu erreichen? Um Antworten auf diese Fragen zu finden, hat der VDMA zwei Institute die Prognos AG und Roland Berger Strategy Consultants in die Spur geschickt, die ganz unterschiedliche Wege zu deren Beantwortung gegangen sind. Zwei Institute, um die gesamte Breite des Maschinenbaus wirklich zu erfassen, aber auch, um mit methodisch völlig verschiedenen Ansätzen eine wechselseitige Validierung der Untersuchungsergebnisse zu ermöglichen. Ob sich beide Ansätze ergänzen oder widersprechen war zu Beginn des Projekts offen. Umso mehr freut es uns, dass beide Institute die eingangs gestellten Fragen klar bejahen und die Schlüsselrolle des Maschinenbaus in Energie(effizienz)fragen erstmals auch quantifizieren können. Den Endbericht von Roland Berger Strategy Consultants halten Sie nun in der Hand. Durch eine Befragung unter Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus hat Roland Berger ermittelt, welchen Beitrag die Branche in der Vergangenheit zur Energieeinsparung bei ihren Anwendern in Industrie, Verkehr, Energiesektor und Gewerbe, Handel, Dienstleistungen geleistet hat, mit welchen Technologien diese Einsparungen erzielt worden sind und welche technologischen und prozessualen Optimierungshebel dabei zum Einsatz gekommen sind. Die Ergebnisse beeindrucken: Die durch Technologien des Maschinen- und Anlagenbaus in den vergangenen 10 Jahren bereits realisierten Energieeinsparungen und die in den nächsten 10 Jahren möglichen Einsparpotenziale belaufen sich auf knapp 1800 PJ. Mit dieser Energiemenge können etwa 138 Millionen Haushalte das entspricht 80 Prozent aller Haushalte in Westeuropa Jahr für Jahr mit Strom versorgt werden! 3

5 Mit diesem ersten Vorgeschmack entlasse ich Sie in die weitere, aufschlussreiche Lektüre. Zur Ergänzung empfehle ich Ihnen den Bericht der Prognos AG, die mit einem methodisch einzigartigen top-down-analyseansatz, der in ähnlicher Form auch zur Validierung der Effizienzziele der EU zum Einsatz kommen soll, ermittelt, welche Energieeinsparungen ausgewählte Anwenderbranchen der Industrie durch den Einsatz neuester Maschinen und Anlagen und durch Veränderungen im Produktionsprozess in den vergangenen 10 Jahren erzielt haben und welche technologiebasierten Einsparungen unterstellt, dass Deutschland das EU- Effizienzziel bis 2020 erfüllt künftig noch erreicht werden. Ihr Thorsten Herdan VDMA Energiepolitischer Sprecher 4

6 Rahmen der Studie Projektpartner Die vorliegende Studie wurde vom Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) an die Unternehmensberatung Roland Berger Strategy Consultants beauftragt. Leitfragen Welchen Beitrag zur Energieeinsparung hat der deutsche Maschinen- und Anlagenbau in der Vergangenheit geleistet? Welchen kann er künftig beisteuern? Wie hat sich der Einsatz der effizientesten Technologien bei den Anwenderbranchen bisher entwickelt? Wie wird sich hier das Ausschöpfen von Energieeinsparpotenzialen in der Zukunft gestalten? Welche technologischen und prozessualen Optimierungshebel treiben Energieeffizienzsteigerungen an? Welche ökologischen und ökonomischen Effekte ergeben sich aus der Energieeffizienzsteigerung? Vorgehen Neben der Analyse relevanter Studien und Marktreports wurde eine online-gestützte Breitenbefragung von Anbieterunternehmen des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus durchgeführt. Diese wurden zu Energieeffizienzsteigerungen ihrer Produkte und den relevanten technologischen Optimierungshebeln befragt. Dabei wurde zwischen den verschiedenen Einsatzbereichen der Produkte auf Anwenderseite entlang der Wertschöpfungskette detailliert unterschieden. Bei den Produktportfolien erfolgte zudem eine klare Abgrenzung zwischen der Energieeffizienzsteigerung bei Subsystemen und Endprodukten. Experten- und Fokusinterviews auf Anwenderseite dienten neben der Reflexion der Online-Befragungsergebnisse hauptsächlich dazu, weitere Energieeinsparpotenziale durch mögliche Maßnahmen der Anwender im Zusammenhang mit dem Einsatz der Maschinen und Anlagen zu eruieren. Projektion und Ableitung des künftigen Energieeinsparpotenzials wurden f vorgenommen, wesentliche Treiber identifiziert sowie gesamtwirtschaftliche und ökologische Effekte berechnet. 5

7 1 Zusammenfassung Energieeffizienz ist ein aus politischer wie aus wirtschaftlicher Sicht hochaktuelles und bedeutendes Thema: zum einen wegen ihres Potenzials, den Bedarf an Energie zu senken und somit Ressourcen schonen und CO 2 -Emissionen reduzieren zu können und zum anderen zur Senkung der Energiekosten im Unternehmen. Ökologische und ökonomische Effekte werden also in gleichem Maße adressiert. Der deutsche Maschinen- und Anlagenbau nimmt dabei eine Schlüsselrolle ein. Der geografische Bezugsrahmen der Studie ist die Bundesrepublik Deutschland. Gleichwohl lassen sich die Ergebnisse auf alle anderen Länder beziehen, in welchen der deutsche Maschinen- und Anlagenbau seine Produkte anbietet. Ein Weltmarktanteil von 20 Prozent und die starke Exportorientierung sind eine sehr gute Voraussetzung dafür. Bei der Untersuchung werden die Perspektiven der Anbieter von Maschinen und Anlagen sowie der Anwenderunternehmen im Produzierenden Gewerbe, Verkehr, Handel und Dienstleistungen betrachtet. Daneben wird untersucht, welche Potenziale zur Energieeffizienzsteigerung im Umwandlungssektor (Energieerzeuger, Raffinerien) vorhanden sind. Die Studie erzielt damit eine Abdeckung von 60 Prozent des Primärenergiebedarfs in Deutschland. Basis für die Berechnung der Energieeinsparungen bilden Verluste und Substitutionseffekte im Umwandlungssektor bzw. der Ist-Energieverbrauch von Sektoren bzw. Anwenderbranchen, in denen die Produkte des Maschinen- und Anlagenbaus zum Einsatz kommen. Mehrere Treiber tragen zur Reduzierung des Energiebedarfes bei: Die Entwicklung von energieeffizienteren Maschinen und Anlagen durch die Anbieterunternehmen, deren verstärkter Einsatz bei den Kunden sowie die effizientere Nutzung durch den Endanwender. In allen Anwenderbranchen werden die realisierbaren Energieeffizienzsteigerungen der kommenden 10 Jahre im Vergleich zu den bereits realisierten Einsparungen der vergangenen 10 Jahre durch Produkte des Maschinen- und Anlagenbaus zunehmen. Dies ist neben der gesteigerten Effizienz der Maschinen und Anlagen im Wesentlichen auf einen verstärkten Einsatz auf der Anwenderseite zurückzuführen. So wird sich der Einsatz effizienter Technologien (Realisierungsgrad) in den Anwenderbranchen der Industrie übergreifend in den kommenden 10 Jahren deutlich von durchschnittlich 40 Prozent auf 67 Prozent erhöhen. Die Energieeffizienzsteigerungen werden in den nächsten 10 Jahren etwa je zur Hälfte auf Basis bestehender Technologien sowie durch neue Technologien realisiert. Die drei wichtigsten technologischen Hebel des Maschinen- und Anlagenbaus werden wie in der Vergangenheit auch zukünftig die Verfahrensoptimierung, die Optimierung der Systemsteuerung und die Konstruktionsoptimierung bleiben. Die Energieeinsparungen im Umwandlungssektor werden sich im Vergleich der vergangenen mit den kommenden 10 Jahren mehr als verdoppeln. Dies ist nur zum Teil mit Effizienzsteigerungen der Produkte, vor allem durch 6

8 Konstruktionsoptimierung, und einer erhöhten Durchdringung zu begründen. Daneben sorgen Substitutionseffekte für beträchtliche Einsparungen. Neben der verbesserten Effizienz der Maschinen und Anlagen werden durch Maßnahmen auf Anwenderseite weitere Effekte erwartet. Für alle Anwenderbranchen der Industrie werden insgesamt durchschnittlich 9 Prozent weitere Energieeinsparpotenziale genannt. Die wesentlichen Verbesserungshebel hierbei sind die Anpassung der installierten Leistung, die Prozessoptimierung in der Produktion, die Optimierung der maschinenübergreifenden Systemsteuerung in Zusammenarbeit mit dem Maschinen- und Anlagenbau sowie eine Verhaltensänderung von Mitarbeitern. Im Umwandlungssektor können nach der Anlageninstallation hingegen keine zusätzlichen Einsparungen auf Anwenderseite erzielt werden. Im Vergleich zu vor 10 Jahren werden heute in allen betrachteten Sektoren in Deutschland durch effizientere Maschinen und Anlagen bereits 629 PJ (175 TWh) Endenergie pro Jahr eingespart. Zum Vergleich: Dies entspricht dem Strombedarf von rund 48 Millionen privaten Haushalten und einer Energiekosteneinsparung von 6,7 Mrd. Euro. Insgesamt können durch Produkte des Maschinen- und Anlagenbaus in 10 Jahren Endenergieeinsparungen in Höhe von 1169 PJ (325 TWh) jährlich erzielt werden. Dies entspricht dem Strombedarf von rund 90 Millionen privaten Haushalten und einer Energiekosteneinsparung von 12,5 Milliarden Euro bzw. fast 40 Prozent der Energiekosten der im Rahmen dieser Studie betrachteten Branchen des Produzierenden Gewerbes im Jahr In der Gesamtbetrachtung könnten mit den bis heute bereits realisierten Einsparungen und dem Einsparpotenzial bis in 10 Jahren über 80 Prozent aller privaten Haushalte in Westeuropa mit Strom versorgt werden. Die Energieeinsparung leistet parallel auch einen Beitrag zur Reduktion der CO 2 - Emissionen. Im Vergleich zu vor 10 Jahren werden heute in allen betrachteten Sektoren in Deutschland bereits 71 Millionen Tonnen CO 2 eingespart. In 10 Jahren können darüber hinaus jährlich 198 Millionen Tonnen CO 2, d.h. rund 25 Prozent der gesamten jährlichen CO 2 -Emissionen Deutschlands (Basisjahr 2007), zusätzlich eingespart werden. Den größten Anteil steuert mit rund 60 Prozent der Energieerzeugungssektor bei, in dem neben Effizienzfortschritten vor allem Substitutionseffekte zum Tragen kommen. 7

9 2 Aktualität und Bedeutung der Energieeffizienz Energieeffizienz, die kluge Gewinnung, Umwandlung und intelligente Nutzung von Energie, wird immer wichtiger: Steigende Energiekosten, wachsendes öffentliches Bewusstsein und zunehmende Sensibilität für Umwelt- und Klimaschutz im Allgemeinen sowie notwendige Reduzierung von Kohlendioxid (CO 2 ) und schonenderer Umgang mit Ressourcen im Besonderen bringen das Thema ganz nach oben auf die energie- und umweltpolitische Agenda von Unternehmen und Politik. Interessanter wird Energieeffizienz jedoch nicht nur wegen ihres Potenzials, den Bedarf an Energie senken und somit auch entsprechende Kosten und CO 2 - Emissionen reduzieren zu können. Für den deutschen Maschinen- und Anlagenbau rückt sie darüber hinaus als Unterscheidungskriterium im internationalen Wettbewerb in den Vordergrund. Die Ergebnisse der Befragung zeigen deutlich, dass Energieeffizienz künftig für den Technologieanbieter eine viel größere Rolle spielen wird, wenn es darum geht, sich in besonders positivem Maße vom Wettbewerb abzugrenzen und Wettbewerbsvorteile zu realisieren. Energieeffi zienzsteigerung als zentraler Differen zierungsfaktor (USP 1) ) bei ihren Kunden Life-Cycle-Costing als Entscheidungskriterium bei Neuanschaffungen der Anwender Energieeffi zienz als wesentliche Markteintrittsbarriere für neue Anbieter 2,5 2,8 2,8 3,5 4,1 4,1 Heute In 10 Jahren Auf einer Bewertungsskala von 1 bis 5: 1 = sehr gering bis 5 = sehr hoch 1) Unique Selling Proposition Abbildung 1: Bedeutung Energieeffizienz als Differenzierungsfaktor Im Vergleich zu heute gewinnt die Steigerung der Energieeffizienz bei den Kunden deutlich an Relevanz. Dieses Thema wird sich aus Sicht der Anbieter in 10 Jahren zu einem zentralen Differenzierungsfaktor (Unique Selling Proposition, USP) des Unternehmens entwickelt haben. Ebenso steigt in Zukunft die Bedeutung von Life-Cycle-Costing massiv an: Immer häufiger werden Kunden bei ihrer Kaufentscheidung neben dem Anschaffungspreis auch sämtliche über die Laufzeit anfallenden Kosten berücksichtigen. Somit werden 8

10 auch jene Kosten verstärkt in Betracht gezogen, die für den Energieverbrauch anfallen. Darüber hinaus wird sich das Thema Energieeffizienz zunehmend als wesentliche und nachhaltige Markteintrittsbarriere für potenzielle Wettbewerber etablieren. Technologischer Fortschritt im Sinne höherer Energieeffizienz ist nur schwer nachzuahmen, so dass sich damit ein weiterer Baustein zur Bekämpfung der Produktpiraterie ergibt. Mit der wachsenden Bedeutung der Energieeffizienz in der Produktentwicklung wachsen jedoch auch die Anforderungen an die Qualifizierung der Mitarbeiter. Fähigkeit der Mitarbeiter, Beiträge zu leisten Qualifizierung der Mitarbeiter 3,1 3,2 4,0 4,0 Ausbildung an Hochschulen 3,0 3,7 Innerbetriebliche Weiterbildung 3,3 3,9 Heute In 10 Jahren Auf einer Bewertungsskala von 1 bis 5: 1= sehr gering bis 5 = sehr hoch Abbildung 2: Bedeutung Mitarbeiterqualifikation für Energieeffizienzsteigerung Um sicherzustellen, dass auch in Zukunft ausreichend kompetente Mitarbeiter für das Unternehmen zur Verfügung stehen, wird deren Qualifizierung noch stärkere Aufmerksamkeit geschenkt. Zwar werden die Hochschulen künftig hier eine größere Rolle spielen, noch stärker als heute ist jedoch die innerbetriebliche Weiterbildung gefordert. Vor allem hier besteht die Möglichkeit einer spezifischen Ausbildung, die von den Hochschulen häufig nicht ausreichend geleistet werden kann. Gelingt es den Unternehmen, sich am Markt beim Thema Energieeffizienz mit innovativen Produkten zu positionieren, so erwarten die Unternehmen sehr positive Effekte auf Umsatz und Beschäftigung. Durch stärkere Betonung des Themas werden im deutschen Maschinen- und Anlagenbau in 10 Jahren zusätzliche Arbeitsplätze entstehen. Energieeffizienz wird damit zunehmend zum Job-Motor und steigert so auch die Attraktivität der gesamten Branche. 9

11 Entstehung Arbeitsplätze im Maschinenbau Entstehung Arbeitsplätze im Unternehmen Attraktivitätsgewinn Maschinenbau 3,0 3,2 2,5 3,0 3,9 3,8 Attraktivitätsgewinn Unternehmen 2,7 3,3 Heute In 10 Jahren Auf einer Bewertungsskala von 1 bis 5: 1= sehr gering bis 5 = sehr hoch Abbildung 3: Bedeutung Energieeffizienz als Beschäftigungs- und Attraktivitätsfaktor Das Interesse an energieeffizienten Produkten und Leistungen wächst ebenso jenseits der Grenzen Deutschlands, vor allem bei Kunden in Ländern, die sich hier bisher nicht besonders hervorgetan haben. Nordamerika Asien Osteuropa Lateinamerika Westeuropa Deutschland 1,8 1,8 1,8 1,6 2,9 2,8 2,8 2,4 2,7 3,1 3,7 4,3 Heute In 10 Jahren Auf einer Bewertungsskala von 1 bis 5: 1= sehr gering bis 5 = sehr hoch Abbildung 4: Bedeutung Energieeffizienz nach Regionen Zwar führt im internationalen Vergleich Deutschland als Hochburg des Maschinenund Anlagenbaus vor dem restlichen Westeuropa mit Abstand die Liste jener Länder an, die Energieeffizienz als sehr wichtig erachten. Andere Regionen wie Nordamerika und Asien werden in Zukunft jedoch nachziehen und dem Thema größere Aufmerksamkeit widmen wird doch hier ein besonderer Druck, nicht zuletzt auf Grund veränderter politischer Einstellungen und vermehrter globaler Verpflichtungen, spürbar. 10

12 Es zeigt sich sehr deutlich, dass Energieeffizienz für den deutschen Maschinen- und Anlagenbau und gesamtgesellschaftlich enorm an Bedeutung gewinnt, da das Thema aus vielen energie- wie umweltpolitischen, unternehmensstrategischen sowie arbeitsmarktrelevanten Überlegungen und Diskussionen nicht mehr wegzudenken ist. Wichtig ist in diesem Zusammenhang daher auch die Frage nach der umgekehrten Bedeutung, das heißt, welche Rolle der deutsche Maschinen- und Anlagenbau beim Thema Energieeffizienz spielt und welchen Beitrag die Branche selbst zur Energieeffizienz leisten kann. 11

13 3 Design der Studie 3.1 Zielsetzung und Umfang Generelles Ziel der Studie ist es, den Beitrag der Maschinen- und Anlagenbaubranche zur Energieeffizienz in Deutschland herauszuarbeiten und zu quantifizieren. Energieeffizienz ist eine prozentuale Reduktion des Energieverbrauchs, durch die gleichzeitig Ressourcen geschont, Kosten gesenkt und CO 2 -Emissionen verringert werden. Möglichkeiten zur Energieeinsparung wiederum ergeben sich vor allem durch bessere Technologien und deren verstärkten sowie intelligenten Einsatz. Daher beschäftigt sich die Studie in erster Linie mit den Einsparpotenzialen durch Produkte des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus und untersucht, in welchem Umfang die Abnehmerunternehmen künftig Energieeffizienzsteigerungen realisieren können. Besonders deutlich wird diese Steigerung der Energieeffizienz, wenn man zum Vergleich die jeweiligen Entwicklungen in der Vergangenheit heranzieht. Hieraus lassen sich folgende inhaltliche Ziele ableiten: Detaillierte Ermittlung des zukünftigen Gesamtenergieeinsparpotenzials in verschiedenen Anwenderbranchen, Identifikation der technologischen Hebel und Ableitung des Innovationsbedarfs, Aufzeigen der gesamtwirtschaftlichen Bedeutung von Energieeffizienztechnologien, Ableiten der ökologischen und ökonomischen Effekte. Geografischer Bezugsrahmen der Studie ist die Bundesrepublik Deutschland. Gleichwohl lassen sich die Ergebnisse auf alle anderen Länder beziehen, in welchen der deutsche Maschinen- und Anlagenbau seine Produkte anbietet. Im Rahmen der Studie werden der industrielle Bereich und der Umwandlungssektor analysiert. Dabei werden im industriellen Bereich die Perspektiven der Anbieter- und der Anwenderunternehmen betrachtet. Im Umwandlungssektor spielt die Anwenderbetrachtung hingegen keine Rolle, da die Effizienzsteigerung unmittelbar durch die Technologien der Anbieter realisiert wird. Anbieterunternehmen: Dies sind alle Unternehmen des deutschen Maschinenund Anlagenbaus, die Maschinen bzw. Anlagen her- und bereitstellen, welche auf Seiten der Anwender in einem Produktionsprozess direkt oder in einem die Produktion unterstützenden Prozess zur Herstellung von Wirtschaftsgütern zum Einsatz kommen. Im Umwandlungssektor gehören hierzu u.a. die Anbieter von Energieerzeugungstechnologien. Für die vorliegende Studie orientierte man sich an den 25 Fachzweigen des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus, die energieverbrauchsrelevante 12

14 Subsysteme oder Endprodukte herstellen. Die ausgewählten Fachzweige decken damit die relevante Anbieterlandschaft ab. Abfalltechnik Allgemeine Lufttechnik Antriebs- und Fluidtechnik Armaturen Aufzüge und Fahrtreppen Bau-, Baustoff-f und Bergbaumaschinen Bekleidungs- und Ledertechnik Druck- und Papiertechnik Fördertechnik und Logistiksysteme Gebäudeautomation Gießereimaschinen Holzbearbeitungsmaschinen Hütten und Walzwerkeinrichtungen Kompressoren, Druckluft - und Vaku umtechnik Kunststoff f- und Gummimaschinen Motoren und Systeme Nahrungsmittel- und Verpacku ngsmaschinen Power Systems Präzisionswerkzeuge Pumpen und Systeme Robotik Tex tilmaschinen Thermoprozesstechnik Verfah renstechnische Maschinen/ Apparate Werkzeugmaschinen Abbildung 5: Teilnehmende Fachzweige des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus Anwenderunternehmen: Hier wiederum sind alle Unternehmen in Deutschland aus den verschiedensten Branchen gemeint, welche die Maschinen bzw. Anlagen deutscher Maschinen- und Anlagenbauer entsprechend zum Einsatz bringen. Produzierendes Gewerbe Glas- und Keramikerzeugnisse Nahrungs- und Genussmittel/Getränke/ Ta bakwaren Papier-/Pappeherstellung und Ve rlag-/ Druckerzeugnisse Erzbergbau/Gewinnung von Steinen und Erden Kohlebergbau, Torf- gewinnung und Gewinnung Erdöl/ Erdgas Fahrzeugbau Grundstoffchemie Holzverarbeitung Kokerei Kunststoff-f und Gummiwaren Lederwaren Maschinenbau Mineralöl- und petrochemische Erzeugnisse Metallbearbeitung (Eisen- und Nicht-Eisen-Metalle) Metallerzeugung (Eisen- und Nicht- Eisen-Metalle) Sonstige Chemie/Pharma Te xtil und Bekleidung Ve rarbeitung von Steinen und Erden Logistik/ Handel Logistik/Handel Baugewerbe Baugewerbe Verkehr Verkehr Umwandlungssektor Energieerzeugung Raff inerien Abbildung 6: Struktur der Anwenderbranchen in der Studie Diese Unternehmen gehören zu den drei Wirtschaftssektoren Verkehr, Produzierendes Gewerbe und Gewerbe/Handel/Dienstleistungen und wurden in 13

15 21 Anwenderbranchen detailliert aufgeschlüsselt, wobei das Produzierende Gewerbe hier den Schwerpunkt bildet. Der ebenso untersuchte Umwandlungssektor wurde bei der Betrachtung in den Erzeugungsbereich und die Raffinerien untergliedert. Grundlage für die Berechnung bilden die Energieverbrauchszahlen für Deutschland, Ausgangspunkt der Studie wiederum ist der Gesamtenergieverbrauch der deutschen Wirtschaft des Jahres Diese Zahlen bildeten zum Zeitpunkt der Untersuchung den aktuellsten und umfassendsten Stand und waren in Abstimmung mit dem Auftraggeber VDMA und der Prognos AG ausgewählt und für die Studie aufbereitet worden. Mit der vorliegenden Energieeffizienzstudie werden die bereits in den vergangenen 10 Jahren realisierten Energieeinsparungen und die in 10 Jahren möglichen Einsparpotenziale an Primär- und Endenergie betrachtet. Die Basis hierfür bildet der Ist-Energieverbrauch in den einzelnen Sektoren und Anwenderbranchen. Um die Einsparpotenziale im Umwandlungssektor vollständig abbilden zu können, müssen Substitutionseffekte in die Berechnung einbezogen werden. Hierfür wurde ein entsprechendes Energiemix-Szenario für die Zeit in 10 Jahren zugrunde gelegt (vgl. Kapitel 4.2.2). Primärenergie, wie Stein- und Braunkohle, Erdgas, Erdöl, und Erneuerbare Energien, wie Wasser- und Windkraft, Bio- und Sonnenenergie, werden von Raffinerien und Energieerzeugern wie Wärmekraftwerken, Kernkraftwerken, Heizkraftwerken, Wasser- und Windkraftanlagen o.ä. in vom Endverbraucher nutzbare Sekundärenergieträger, wie Strom, Wärme, Mineralölprodukte oder Briketts, umgewandelt. Hierbei kommt es nicht nur zu Umwandlungs- sowie Leitungsverlusten, auch die Energieerzeuger und Raffinerien selbst verbrauchen einen Teil der Energie. Somit mussten im Erzeugungssektor und in Raffinerien in Petajoule (PJ) Primärenergie aufgewendet werden, damit PJ bzw. 68 Prozent als Endenergie in industriellen, öffentlichen wie privaten Bereichen genutzt werden konnten. Im Fokus der Studie stehen jene Sektoren bzw. Anwenderbranchen, in denen schwerpunktmäßig Produkte des Maschinen- und Anlagenbaus zum Einsatz kommen. Neben dem Sektor Verkehr liegt ein besonderer Fokus auf 18 ausgewählten Wirtschaftszweigen des Produzierenden Gewerbes. Aus dem Wirtschaftssektor Gewerbe/Handel/Dienstleistungen werden die Bedarfsstrukturen der Logistik, des (Einzel-)Handels und des Baugewerbes beleuchtet. Im Umwandlungssektor werden der Erzeugungsbereich und die Raffinerien untersucht. 14

16 100% 28% 4% 68% % 29% 27% 15% 29% (60%) (48%) ) ) ) Primärenergiebedarf 1) Umwandlungsverluste 2) Verbrau ch Umw. Sektor Endenergiebedarf Verkehr Produz. Gewerbe Gewerbe/ Handel/ Dienstleistungen Private Haushalte ersuchungsbereich der Studie Außerhalb Untersuchungsbereich der Studie 1) Inklusive Erneuerbare Energien und exklusive nicht-energetischem Verbrauch (Verw endung von Energieträgern als Rohstoff in chemischen Prozessen) 2) Inklusive Leitungsverluste 3) Privater Straßenverkehr 4) Sonstige Wirt schaft szweige 5) Landwirtschaft, Gesundheitswesen, öffentl. Verw altung, sonst. private Dienstleistungen Abbildung 7: Energiebedarf nach Sektoren 2005 [PJ], Untersuchungsbereich der Studie Quelle: AG Energiebilanzen, Prognos, BMWi Insgesamt wird im Industriebereich ein Endenergiebedarf von PJ bzw. rund 50 Prozent des gesamten jährlichen Endenergiebedarfs in Deutschland einer genauen Betrachtung unterzogen. Hierbei schlagen die Sektoren Verkehr mit PJ und Gewerbe/Handel/Dienstleistungen mit 336 PJ zu Buche, den Löwenanteil jedoch trägt das Produzierende Gewerbe mit PJ bei. Da die Studie auch alle wesentlichen Teile des Umwandlungssektors mit Ausnahme von Geothermie und Photovoltaik betrachtet, wird eine Abdeckung von 60 Prozent des Primärenergiebedarfs erreicht. Nicht näher untersucht wird der Energiebedarf r des privaten (Straßen-)Verkehrs sowie der privaten Haushalte. Ebenso bleiben jene Teile des Energiebedarfs unberücksichtigt, die auf Landwirtschaft, Gastgewerbe, Gesundheitswesen, öffentliche Verwaltung und sonstige private Dienstleistungen, wie z.b. Finanzdienstleistungen oder das Vermietungs- und Grundstücksgewerbe, entfallen. 3.2 Ausgangsdaten Um Energieeffizienzsteigerungen sowie die künftigen Einspareffekte bei Energiebedarf, Kosten und CO 2 -Emissionen berechnen zu können, ist es erforderlich, den Ist-Energiebedarf in den zu untersuchenden Sektoren Verkehr, Produzierendes Gewerbe und Gewerbe/Handel/Dienstleistungen detailliert zu erfassen. Insbesondere für das Produzierende Gewerbe ist eine Einzelbetrachtung der verschiedenen 15

17 Anwenderbranchen notwendig, da sich diese in Art und Umfang der genutzten Energien stark unterscheiden. Sektor Anwenderbranche Endenergiebedarf [PJ] Verkehr Verkehr Metallerzeugung 677 Grundstoff chemie 362 Papier-/Pappeherstellung u. Verlags-/Druckerzeugnisse 1) 220 Nahrungs- und Genussmittel/Getränke/Tabakwaren 2) 201 Verarbeitung von Steinen und Erden 185 Fahrzeugbau 127 Metallbearbeitung 104 Produz. Glas- und Keramikerzeugnisse 3) 92 Gewerbe Maschinenbau 79 Kunststoff-f und Gummiwaren 77 Sonstige Chemie/Pharma 77 Holzverarbeitung 59 Kohlebergbau/Gewinnung von Erdöl, Erdgas 46 Textil und Bekleidung 30 Erzbergbau/Gewinnung von Steinen und Erden 17 Lederwaren 1 GHD 4) Logistik/Handel 283 Baugewerbe 53 1) Papier/ Pappe: 184 PJ, Druck/V erlag: 36 PJ 2) Nahrungs-/Genussmittel: 172 PJ, Getränke: 26 PJ, Tabak; 3 PJ 3) Glas: 58 PJ, Keramik: 34 PJ 4) Gewerbe/Handel/Dienstleistungen 5) Bezogen auf Endenergiebedarfr im Untersuchungsbereich = PJ Abbildung 8: Ausgangsdaten Endenergiebedarf je Anwenderbranche (2005) Quelle: AG Energiebilanzen, Prognos, Roland Berger (38% 5) ) (54%) 336 (8%) Bezogen auf den im Fokus stehenden Endenergiebedarf von PJ beträgt der Anteil der Anwenderbranche Verkehr 38 Prozent (1.622 PJ), die beiden Anwenderbranchen Logistik/Handel und Bau steuern insgesamt 8 Prozent (336 PJ) bei und 54 Prozent (2.354 PJ) entfallen auf das Produzierende Gewerbe, das sich aus zahlreichen Anwenderbranchen zusammensetzt. Vor dem Hintergrund kontinuierlich steigender Energiepreise in den letzten fünf Jahren rücken in vielen Branchen auch die Energiekosten immer stärker in die Wahrnehmung des Managements. In einigen Branchen, wie z.b. der Metallerzeugung oder der Papierindustrie, beschäftigt man sich schon seit Jahrzehnten intensiv mit diesem Thema Energie gehört hier quasi zum "Kerngeschäft". Eine erste Indikation, welche Bedeutung Energie in den einzelnen Anwenderbranchen einnimmt, zeigt der Energiekostenanteil hier definiert als Anteil der Energiekosten am Bruttoproduktionswert einer Branche, d.h. dem Wert aller Sachgüter und Dienstleistungen zu Marktpreisen, die während eines Jahres im Inland produziert wurden. 16

18 Anwenderbranche Energiekostenanteil 1) [%] Erzbergbr au/gew. v. Steinen u. Erden Verarbeitung Steine und Erde n Glas Keramik Papier Metallerzeugung Kohlebergb au/gew. v. Erdöl, Erdg as Grundstoff chemie Sonst. Chemie Pharma Holz Kunststoff Nahrung-/Genussmittel Getränke Textil Metallbearbeitung Druck-/Verlagserzeugnisse Maschinenbau Lederw aren Fahrzeugbau Tabak Produzierer ndes Gewerbe 1,1 0,9 0,8 0,7 0,2 1,7 1,6 2,1 2,0 2,0 3,0 3,0 2,9 3,3 6,0 6,0 6,0 5,7 5,5 5,1 8,6 1) Anteil Energiekosten am Bruttoprodukt ionswert (BPW) Abbildung 9: Energiekostenanteile im Produzierenden Gewerbe (2005) Quelle: BMWi, Roland Berger Den höchsten Energiekostenanteil im Produzierenden Gewerbe weist die Anwenderbranche Erzbergbau und Gewinnung von Steinen und Erden mit 8,6 Prozent auf, gefolgt von der Verarbeitung von Steinen und Erden sowie Glas und Keramik mit jeweils 6 Prozent. Ebenso relevant sind die Energiekosten in der Kostenstruktur der Papierindustrie (5,7 Prozent) sowie in der Metallerzeugung (5,5 Prozent). Für die hier betrachteten Branchen des Produzierenden Gewerbes ergibt sich ein durchschnittlicher Energiekostenanteil von 3,3 Prozent, bei Gesamtenergiekosten in Höhe von 24,5 Milliarden Euro im Jahr Im Erzeugungssektor erfolgen alle Berechnungen naturgemäß in Primärenergie. Den Ausgangspunkt für die Einsparberechnungen im Erzeugungssektor bilden die Umwandlungsverluste sowie der bestehende Energiemix in Deutschland Ende Methodisches Vorgehen Das Befragungsdesign erfüllte alle wesentlichen Anforderungen an empirische Studien, der zweistufige methodische Ansatz gewährleistete eine umfangreiche Untersuchung sowie Reflexion und Ergänzung der Ergebnisse. Zunächst wurden die Hersteller der Maschinen und Anlagen mittels eines Online- Fragebogens angesprochen, anschließend wurden Fokus- und Experteninterviews mit Anwenderunternehmen durchgeführt. Hierdurch konnte sichergestellt werden, 17

19 dass es sich bei den jeweils aufgeführten Energieeinspareffekten nicht um Doppelzählungen handelt, sondern um echte Effekte, die klar einer von beiden Seiten zugeordnet werden können. Online-gestützte Befragung der Anbieterseite Die online-gestützte Breitenbefragung von Anbieterunternehmen des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus diente zur detaillierten Ermittlung der Primärdaten, um den bisher erzielten Beitrag zur Energieeinsparung und das zukünftige Einsparpotenzial errechnen zu können. Darüber hinaus wurde die Bedeutung von Energieeffizienz als Differenzierungsfaktor ermittelt sowie untersucht, wie sich Energieeffizienz im Maschinen- und Anlagenbau in makroökonomische Effekte niederschlägt. Insgesamt äußerten sich 264 Teilnehmer in der Online-Befragung darüber, wie sich die Energieeffizienzsteigerung des Produktportfolios ihres Anbieterunternehmens in den letzten Jahren entwickelt hat und welche weiteren Potenziale sie hier in Zukunft erwarten. Die Unternehmen gehören zu den 25 untersuchten Fachzweigen des Maschinen- und Anlagenbaus. Ausgehend von ihrem spezifischen Produktportfolio wurden die Hersteller nach konkret möglichen Energieeffizienzsteigerungen gefragt. Hierbei galt es zu berücksichtigen, dass die Steigerung der Energieeffizienz eine prozentuale Reduktion des Energieverbrauchs der angebotenen Produkte bezeichnet. Energieeffizienz bezieht sich auf das Verhältnis zwischen dem erzielten Nutzen und dem dafür notwendigen Energiebedarf. Energieeffizienzsteigerung (im Sinne einer Wirkungsgradverbesserung) bedeutet also die prozentuale Reduktion des Energieeinsatzes, ohne den erzielten Nutzen zu verändern. Dies ist insofern wichtig, da damit verhindert wird, Energieeffizienzsteigerungen zu Lasten der Ausbringungsleistung einzukalkulieren. Basierend auf dem Energieeffizienzniveau ihrer heutigen Endprodukte sollten die Anbieter von Maschinen und Anlagen zunächst einschätzen, welche Energieeffizienzsteigerungen durch Technologieentwicklung in den vergangenen 10 Jahren erreicht wurden bzw. welche weiteren Effizienzpotenziale in der kommenden Dekade bestehen. Die Effizienzeffekte durch veränderten Einsatz auf Anwenderseite blieben hierbei unberücksichtigt, sie wurden später abgefragt. 18

20 AUSGANGSPUNKT METHODIK Energieeffi zienzniveau der Endprodukte 2) eines Unternehmens des Maschinen- und Anlagenbaus vor 10 Jahren Einschätzung Energieeffizienzsteigerung bei Endprodukten in den vergangenen 10 Jahren 1) Heutiges Energieeffi zienzniveau der Endprodukte eines Unternehmens des Maschinen- und Anlagenbaus Einschätzung Energieeffizienzpotenzial bei Endprodukten in den kommenden 10 Jahren 1) Energieeffi zienzniveau der Endprodukte 2) eines Unternehmens des Maschinen- und Anlagenbaus in 10 Jahren BEISPIEL- ZAHLEN (nur Methodik) % 10% 1) Ohne Berücksichtigung von Effizienzefff ektendurch veränderten Einsatz auf der Anwenderseite 2) Auch OEM-Produkte genannt, sind Maschinen und Anlagen, die der Nutzer direkt (d.h. ohne weitere Verarbeitung) verw enden kann Abbildung 10: Methodik Einschätzung Energieeffizienzsteigerung durch Technologieentwicklung Auf Grund der eher langfristigen Entwicklungszyklen war es notwendig, bei der Einschätzung von Effizienzen eine Zeitraumbetrachtung vorzugeben, die sich dann auf die erzielbaren Effekte nach Ablauf der hier gewählten Zeitspanne von 10 Jahren bezieht. Für den Umwandlungssektor wurde wegen der sehr langen Investitionszyklen ein Energiemixszenario für die Zeit in 10 Jahren hinterlegt, auf dessen Grundlage die zu erwartenden Effizienzsteigerungen und Substitutionseffekte gespiegelt wurden. Um die Methodik zu illustrieren, hier ein Beispiel: Konnte bei einem Produkt in den letzten 10 Jahren bei konstantem Nutzen der Energieverbrauch von 240 auf 200 Energieeinheiten gesenkt werden, so entspricht dies einer bisherigen Energieeffizienzsteigerung von 20 Prozent bezogen auf den heutigen Verbrauch. Wurde angenommen, dass bei einem Produkt in den nächsten 10 Jahren bei konstantem Nutzen der Energieverbrauch von 200 auf 180 Energieeinheiten reduziert werden kann, so ergibt dies eine künftige Energieeffizienzsteigerung von 10 Prozent. Um Energieeinsparpotenziale identifizieren zu können, gaben die Anbieterunternehmen als erstes ihr Produktportfolio an. Dabei sollten sie soweit wie möglich zwischen Endprodukten und Subsystemen unterscheiden und sich hier jeweils auf die fünf energieintensivsten Produkte in der Anwendung beim Abnehmer beschränken. Als Endprodukte (auch OEM-Produkte genannt) gelten alle Maschinen und Anlagen, die der Nutzer direkt, d.h. ohne weitere Verarbeitung, verwenden kann, z.b. Werkzeugmaschinen in seinem Produktionsprozess. Subsysteme (auch 19

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