Die Energiewende: Chance und Risiko für Deutschland

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1 Die Energiewende: Chance und Risiko für Deutschland Vortrag im Rahmen der Veranstaltung Facetten des Energiemanagements Hamm, Prof. Dr.-Ing. Olaf Goebel Nr. 1 Einige der Ziele der Energiewende Primärenergieverbrauch: 2020: 20% weniger als in : 50% weniger als in 2008 Anteil erneuerbarer Energie an der Stromerzeugung: 2011: 20,3 %(Istzustand) 2020: 35% 2050: 80% Sanierungsrate im Gebäudebestand: Ab sofort: Anstieg von 1% pro Jahr auf 2% pro Jahr Nr. 2 1

2 Energiesparmaßnahmen Primärenergie kann an verschiedenen Stellen eingespart werden. Oft kann durch Verbesserung der Effizienz der Umwandlungsschritte fossile Primärenergie kostengünstiger eingespart werden als durch den Einsatz Erneuerbarer Energien. Dabei gibt es ein Kostenoptimum. Vor dem Einsatz Erneuerbarer Energien sollte also geprüft werden, ob nicht andere Maßnahmen kostengünstiger sind (z.b. Haus isolieren statt solare Heizungsunterstützung) Die Energieeffizienz (von Primär-zur Nutzenergie) hat sich in Deutschland seit 1990 um ca. 1,8% pro Jahr verbessert. Nr. 3 Vergleich der Energiewende mit der Mondlandung (Apollo Projekt) Es gibt in der Tat Parallelen zwischen der Energiewende (EW) und dem Apolloprojekt der USA in den 1960er Jahren.: Beides sind nationale Großprojekte deren Realisierung Mittel bindet, die im Vergleich zum Staatshaushalt signifikant sind. Beides wurde durch ein bestimmtes Ereignis ausgelöst: Apollo: Juri Gagarin, Russlands erster Mensch im All ( ) Energiewende: (Zumindest Atomausstieg): Atomunfall in Fukushima ( ) Beides verlangt nach der Anwendung neuester Technologien Für das Apolloprogramm waren Technologien nötig, die es bei Projektbeginn noch nicht gab. Dies ist für die EW nicht der Fall. Es müssen aber Technologien angewendet werden, die sich nach den Gesetzen des Marktes nicht von allein durchsetzen würden. (Gefahr von Marktverzerrungen durch Subventionen) Nr. 4 2

3 Exkurs: Erneuerbare Energien und der Markt Die folgende Betrachtung zeigt, warum erneuerbare Energien (EE) sich am Markt nicht von allein durchsetzen: Ein Produkt ist erfolgreich, wenn es eines der folgenden Kriterien erfüllt: Es ist etwas Neues (Beispiel: Handy in der 90er Jahren) Es ist besser als das bisherige Produkt (Beispiel: Digitalkamera) Es ist billiger als das bisherige Produkt (Beispiel: Plastik statt Metall) Strom* aus erneuerbaren Energien ist: Nicht neu (Strom ist seit gut 100 Jahren kommerziell verfügbar) Nicht besser als konventionell erzeugter Strom (für den Verbraucher) Nicht billiger als konventionell erzeugter Strom (er ist sogar teurer!) Deshalb: Wenn man möchte, dass Strom aus EE trotzdem zur Anwendung kommt, dann muss die Politik steuernd eingreifen. * Das Gleiche gilt auch für EE allgemein, nicht nur für Strom Nr. 5 Vergleich der Energiewende mit der Mondlandung (Apollo Projekt) Es gibt aber auch Unterschiedezwischen der Energiewende (EW) und dem Apolloprojekt: Das Apolloprojekt zielte auf ein einziges Ereignis hin (die Mondlandung), das keinen direkten Einfluss auf Alltags- und Wirtschaftsabläufe hatte. Die Energiewende bewirkt Eingriffe in die Energiewirtschaft und rüttelt somit an einem der Eckpfeiler einer modernen Industriegesellschaft. Das Ziel des Apolloprojektes war völlig klar: Die Mondlandung Die Zieleder EW sind nicht alle quantitativ definiert (das ist auch ok, um flexibel auf sich ändernde Rahmenbedingungen reagieren zu können.) Der Weg zum Ziel war beim Apolloprojekt relativ eng eingegrenzt Der Weg zum Zielist bei der EW am Beginn des Projektes nicht für die gesamte Wegstrecke festzulegen. (Technologische Entwicklungen und sich ändernde ökonomische Rahmenbedingungen werden unterwegs Reaktionen und Anpassungen des Weges verlangen.) Nr. 6 3

4 Ist die Energiewende technisch machbar? Die Antwort auf diese Frage ist ein klares ja! Die Technologien, die man für die EW braucht sind die folgenden: 1. Technologien, die den Endenergieverbrauch senken (Wärmedämmung, Leichtbau, intelligente Steuerungen) 2. Technologien, die die Umwandlungvon Primärenergie in Endenergie möglichst effizient erreichen (Kraftwerke mit hohem Wirkungsgrad, energieeffiziente Motoren in Fahrzeugen) 3. Technologien zur Nutzung natürlicher Energieressourcen (Solar, Wind, Wasser, Erdwärme, Biomasse) Alle genannten Technologien stehen heute marktreif zur Verfügung. Bei allen genannten Technologien ist Deutschland weltweit sehr gut aufgestellt und bei einigen sogar führend. Nr. 7 Ist die Energiewende bezahlbar? Diese Frage ist weitaus schwieriger zu beantworten. Hier muss unterschieden werden zwischen der Betrachtung für den einzelnen Marktteilnehmer und der volkswirtschaftlichen Betrachtung. Beispiel: Anlage zur solaren Warmwasserbereitung (SWW) Für den privaten Nutzer rechnet sich die Anlage erst nach vielen Jahren. Er spart Heizöl, aber muss den Kredit für die hohe Investition bezahlen (finanzielle Einsparung für den Nutzer ist ca. +/- Null). Volkswirtschaftlich lohnt sich SWW, weil das Geld der Verbraucher im Land bleibt (es verdient der SWW Anlagenfabrikant und -Installateur) statt für Ölimporte ausgegeben zu werden. Für die Umwelt lohnt sich SWW auf jeden Fall (weniger Öl verbrannt) Nr. 8 4

5 Ist die Energiewende bezahlbar? Bei den verschiedenen Marktteilnehmern wird die Energiewende unterschiedliche Auswirkungen haben. Vorab muss festgestellt werden: Energie wird für die Verbraucher teurer werden, weil die Infrastruktur zu deren Bereitstellung aufwändiger wird. Langfristig wäre die Energie für die Verbraucher ohne Energiewende aber noch teurer, weil die fossilen Brennstoffe ab 2030 sich dramatisch verknappen werden, und die EW die Abhängigkeit von diesen Brennstoffen verringert. Beispiele für Branchen, die durch die Energiewende Nachteile haben werden: Energieintensive Branchen haben mehr Ausgaben für die Energiebeschaffung. Beispiele für Branchen, die durch die Energiewende Vorteile haben werden: Anlagenbauer im Energiesektor werden durch die EW starkes Wachstum erleben. Nr. 9 Exkurs: Die Endlichkeit der fossilen Energieträger am Beispiel Erdöl Nr. 10 5

6 Die Chance der Energiewende für die Deutsche Wirtschaft Volkswirtschaftlich wird insgesamt eine positive Bilanz erwartet, weil im Analgenbau sehr viel Wachstum generiert wird. Den benachteiligten Branchen muss entsprechend geholfen werden (bei den Hilfen müssen Wettbewerbsverzerrungen beachtet werden!) Die Umwelt wird auf jeden Fall profitieren. Die richtig große Chance liegt aber langfristig in folgendem Effekt: Durch das Vorantreiben der EW im eigenen Land wird Deutschland die bisher schon gute Stellung im Energieanlagenbau zu einer Spitzenposition ausbauen. Wenn dann mit einigen Jahren Verzögerung andere Länder auch die Abkehr von den fossilen Energieträgern beschreiten müssen (wegen deren Endlichkeit kommt dies zwangsläufig), dann werden Deutsche Anlagenbauer für viele Jahre die erste Wahl sein, bei der Einführung der entsprechenden Technologien in diese Länder. (engl. firstmoveradvantage ) Nr. 11 Die Chance der Energiewende für die Deutsche Wirtschaft Es gibt viele Beispiele dafür, wie vorgegebene Rahmenbedingungenbestimmte Industriezweige fördern, und die betreffenden Länder zu Weltmarktführern in diesen Industriezweigen machen: Hollandist durch seine Geographie gezwungen mit Wasserbau umzugehen. Holländische Firmen sind weltweit die erste Wahl im Wasserbau. Deutschlanddurfte gemäß Versailler Vertrag nach dem 1. Weltkrieg keine Motorflugzeuge bauen. In der Not wurden Segelflugzeuge entwickelt, die von dem Verbot nicht betroffen waren. Segelflugzeuge fliegen nur mit bester Aerodynamik. Das dabei erworbene aerodynamische Wissen war die Grundlage für den Erfolg der Deutschen Flugzeugindustriein den folgenden Jahren. In Ländern mit hohen Energiepreisen sind Energieeffizienztechnologien am weitesten entwickelt (z.b. Japan und Deutschland). Nr. 12 6

7 Die Risiken der Energiewende für die Deutsche Wirtschaft 1. Beim Umbau der Energieinfrastruktur könnten Phasen auftreten, in denen die Energieversorgung nicht voll gesichert ist (hauptsächlich Strom). 2. Die durch die Energiewende steigenden Energiepreise könnten das Wachstum bremsen und im Extremfall sogar in eine Rezession führen. Durch diese Rezession könnte Deutschland in einigen Wirtschaftszweigen international zurückfallen, und die Stärkung des Energieanlagenbaus durch die Energiewende könnte diesen Rückfall gesamtwirtschaftlich betrachtet nicht ausgleichen. Nr. 13 Die Risiken der Energiewende für die Deutsche Wirtschaft Welche Fehler könnten diese Risiken Realität werden lassen? 1. Unsichere Energieversorgung: Ausbau der fluktuierenden Energien (Photovoltaik und Wind) nicht koordiniert mit: Ausbau der Stromnetze Erhaltung von fossilen Reservekapazitäten Ausbau von Energiespeichern Nachfragemanagement 2. Zu stark steigende Energiepreise: Förderung der falschen (teuren) Technologien Nicht koordinierte Bereitstellung von fossilen Reservekapazitäten (zu viel => zu teuer; zu wenig => unsichere Energieversorgung) Zu viel PV und Wind: => Häufiges Abschalten der Parks bei weiterlaufenden Kosten. Zu viel Reservekapazität: => Kosten ohne Gegenleistung Subventionierung von teuren und nicht bedarfsgerechten Speichern Nr. 14 7

8 Die Risiken der Energiewende für die Deutsche Wirtschaft Welche Faktoren müssen also für einen Erfolg der Energiewende beachtet werden? Weiterer Zubau von PV und Wind in Abstimmung mit Stromnetzplanung bzw. Nähe zu Stromnutzern Stromspeicher im Netz ausbauen (Kosten beachten!) Auch Ersetzen von fossilen Brennstoffen durch überschüssigen PV-und Windstrom ist Energiespeicherung! Die nichtverbrauchte kwh Öl oder Gas ist dann gespeicherte Energie. Stärkere Netzanbindung an Nachbarländer ( Verschmieren von Last-und Erzeugungsspitzen) Nachfragemanagement ermöglichen durch smart gridund einführendurch variable Tarife beim Endverbraucher Nr. 15 Alte Binsenweisheiten hinterfragen Von der Umweltbewegung in den 1970er Jahren haben wir gelernt: Wärme aus Strom ist schlecht. Heute werden aber oft Windparks abgeschaltet, weil der Strom nicht abtransportiert werden kann. Diesen Strom könnte man z.b. dafür nutzen um Warmwasserspeicher elektrisch zu erwärmen. 1 kwh Strom ersetzt dann z.b. 1 kwh Erdgas. Diese eingesparte kwh Erdgas wird dann bei Bedarf im Gaskraftwerk zu ca. 0,55 kwh Strom verwandelt. Das ist ein besserer Wirkungsgrad als bei der oft zitierten Technologie Power togas, bei der aus überschüssigem Strom mit Elektrolyse Wasserstoff gewonnen wird, und dieser dann später zurückverstromt wird. Dabei kommt am Ende nur noch 0,4 kwh Strom heraus. Allerdings: Die kwh Strom muss in der Überschussphase so billig angeboten werden, dass sie für den Nutzer billiger ist als Gas, sonst kauft er sie nicht. Nr. 16 8

9 Wirtschaftlichkeit ändert sich Oben haben wir gelernt, dass es technisch sinnvoll ist, überschüssigen Strom in Wärme zu verwandeln, bevor man ihn verwirft. Kommerziell gibt es ein Problem: Die kwh Strom muss in der Überschussphase so billig angeboten werden, dass sie für den Nutzer billiger ist als Gas. Konkret bei Gas: Der Strom muss billiger sein als 6 cent/ kwh (Stichwort Gas Parity oder Öl Parity ) Bisher bekommen Windparkbesitzer einen garantierten Tarif von 8 cent/kwh. Würde weiterhin in Windparks investiert, wenn in Zukunft immer öfter nur ein Ramsch-Tarif bezahlt wird? Wenn nicht, dann gerät das angepeilte Wachstum beim Wind in Gefahr. Bleibt der Stromversorger auf der (negativen) Preisdifferenz sitzen, so muss er sich das Geld an anderer Stelle von den Verbrauchern zurückholen. => Der Strom wird für alle teurer. Nr. 17 Veränderliche Rahmenbedingungen Obiges Beispiel zeigt, dass wirtschaftliches und naturwissenschaftliches Wissen gefragt ist, um die richtigen Antworten zu finden auf die Fragen die entlang des Weges der Energiewende auftauchen. Weitere Beispiele für Fragen, die gerade auftauchen, und auf die es noch keine abschließenden Antworten gibt: Machen Solare Warmwasseranlagen (SWW) noch Sinn, oder soll man den Warmwasserspeicher an sonnigen Tagen besser mit billigem PV- Überschuss-Strom beheizen? Führt der (primärenergetisch sinnvolle) Weg des massiven Ausbaus von Wärmepumpenzur Raumheizung zu Lastspitzenan kalten und windarmen Wintertagen, die dann der wesentliche Grund sind für das Vorhalten großer fossilen Leistungsreserven, die den Strom insgesamt massiv verteuern? Pelletofen oder Wärmepumpe? Nr. 18 9

10 Erfolgsfaktoren Der Erfolg der Energiewende hängt entscheidend ab von den richtigen Weichenstellungen. Fährt der Zug zu lange auf einem nicht optimalen Pfad, werden die finanziellen Lasten für die Marktteilnehmer zu hoch. Der Weg zu den Zielen der EW wird sich noch mehrmals ändern. Es bleibt zu hoffen, dass die Entscheider im richtigen Moment die richtigen Weichen stellen. Hier ist zielorientiertes Management verlangt, und kein effekthaschender Aktionismus, der oftmals vor Wahlterminen zu beobachten ist (siehe Atomausstieg vor Baden-Württemberg Landtagswahl in 2011). Nr. 19 Zwei grundlegende Fragen Zwei Fragen, die bisher noch recht selten gestellt wurden: 1. In wessen Verantwortung sollte das Management der Energiewende eigentlich liegen? Das Apolloprogramm wurde von der NASA und nicht von einem Ministerium gemanagt. Während der Laufzeit des Apolloprojektes amtierten 3 Präsidenten (Kennedy, Johnson, Nixon), und störten die NASA bei ihrer Arbeit weniger als sie ein Ministerium hätten stören können. 2. Sollte man evtl. die Bevölkerung in einem Referendum befragen, ob sie die Energiewende überhaupt will? Die Energiewende birgt Chancen und Risiken. Will die Bevölkerung dieses Risiko überhaupt eingehen. Die Energiewende spielt mit einem Eckpfeiler unserer Industriegesellschaft. Sollte sich die Politik sich nicht ein klares Mandat für dieses Spiel holen? Nr

11 Zusammenfassung Die Energiewende bietet für Deutschland die Chance in dem voraussichtlich wichtigsten Wirtschaftszweig des 21. Jahrhunderts die Führungsrolle zu übernehmen ( first mover advantage ). Die Energiewende kann Deutschland durch zu hohe Energiepreise und unsichere Stromversorgung in eine Krise stürzen. Die für die Energiewende benötigten Technologien werden in Deutschland bereits heute beherrscht. Entscheidend für Erfolg oder Misserfolg werden die Weichenstellungen sein, die von den Entscheidern an den jeweiligen Punkten vorzunehmen sind. Es gibt keinen Fahrplan bis zum Zielbahnhof. Wichtig ist, dass die Entscheider ein klares Mandat haben. Nr. 21 Danke für Ihr Interesse. Nr

12 Welche EE Technologien haben heute bereits grid parity erreicht? Stromgestehungskosten verschiedener EE technologien in D.: PV: Wind: ct/ kwh el 6 12 ct/ kwh el Wasserkraft: 3 20 ct/ kwh el Geothermie: ct/ kwh el Biomasse: 5 20 ct/ kwh el (sinnvoll nur bei > 2 MW) Solares WW: 8 10 ct/ kwh th (0,80 1,00 / Liter Öl) Aufgrund dieser Liste kann man prüfen, welche Technologien evtl. Strom billiger bereitstellen als der Stromversorger. Nr