Voraussichtliche Auswirkungen der geplanten EEG-Novellierung auf die Entwicklung der Regenerativen Energien aus systemwissenschaftlicher Sicht.

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1 Voraussichtliche Auswirkungen der geplanten EEG-Novellierung auf die Entwicklung der Regenerativen Energien aus systemwissenschaftlicher Sicht. 4. Solartagung Umwelt-Campus Birkenfeld Dr.-Ing. Peter Kosack Nr.1

2 Ziel des Vortrags Intergovernmental Panel on Climate Change Klimaschutz ng u t u fl r be Regenerative Energien ü s CO2-Bilanz n o i t a m r fo n I t Globale Erwärmung stat Treibhausgas Qualitative Orientierung und Überblick zum Thema: Die Rolle der EEG-Novellierung bei Entwicklung der regenerativen Energien Nr.2

3 Drei Gründe für den Umstieg auf Regenerative Energien: 1 - Globale Klima-Erwärmung 2 - Schnell zur Neige gehende fossile und atomare Energieträger 3 - Stark steigende Preise für fossile und atomare Energieträger => Umstieg so schnell wie möglich bewerkstelligen! => Zweck des EEG Nr.3

4 Modelle für Entwicklungs-Prozesse 1 Prognosen zu a) Entwicklung fossiler und atomarer Energieträger b) Entwicklung der Anwendung regenerativer Energien 2 (Gewünschte) Szenarien 3 - Systemwissenschaftliche Hochrechnungen Nr.4

5 Prognosen aus bisherigen Studien (Shell) Prognosen beruhen auf vielen Annahmen und unvollständigen Detailinformationen Nr.5

6 Prognosen aus bisherigen Studien (Wiss. Beirat Bundesregierung) Nr.6

7 Reichweiten nichtregenerativer Energieträger nach offiziellen Zahlen der OECD Nr.7

8 Grenzen der Prognosen Feststellung 1: Prognosen für die Entwicklung der zukünftigen Anteile fossiler und atomarer Energieträger stehen im Widerspruch zu den Studien über Reichweiten von fossilen und atomaren Energieträgern die Entwicklungs-Prognosen sind sehr wahrscheinlich falsch! Nr.8

9 Szenario des BMU zur Energieerzeugung in Deutschland aus regenerativen Energien Nr.9

10 Szenario des BMU zur Stromerzeugung in Deutschland aus regenerativen Energien Bis 2050 ca. 50% der Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien Nr.10

11 Grenzen der Szenarien zu regenerativen Energien Feststellung 2: Diskrepanz zwischen Reichweiten fossiler und Umstiegsszenarien zu regenerativen Energien es entsteht scheinbar eine Energielücke! Nr.11

12 Energiesparen gemäß EU-Szenario, um die Lücke zu schließen Nr.12

13 Die bisherige Verbrauchsentwicklung Alle Energiesparbemühungen der letzten 30 Jahre wurden durch Verbrauchssteigerungen zunichte gemacht! Nr.13

14 Grenzen der Energieeinspar-Szenarien Feststellung 3: Widerspruch zwischen Verbrauchsentwicklung und Einspar-Potenzialen fossiler Energien Einsparszenarien sind wahrscheinlich unrealistisch und schwer oder nicht umsetzbar! Szenarien sind ebenfalls sehr wahrscheinlich falsch. Nr.14

15 Fragestellung Die Prognosen und Szenarien sind wegen der großen Abhängigkeit der gemachten Annahmen sehr wahrscheinlich falsch! Gibt es eine Methode oder ein Instrumentarium, um künftige Entwicklungen wenigstens qualitativ vorauszusagen? Nr.15

16 IIASA-Studien (1976 bis 1981) (IIASA = International Institute for Applied Systems Analysis) Die logistische Funktion Die logistische Funktion beschreibt die Dynamik von Entwicklungs- oder Wachstumsvorgängen in einem begrenzten Territorium, Anwendungsgebiet oder Markt in den unterschiedlichsten komplexen Systemen wie z.b. biologischen, wirtschaftlichen, physikalischen, sozialen Systemen und selbstverständlich auch Energieversorgungssystemen, ohne dass man ein System in seinen Details kennen muß. Nr.16

17 Kleiner Exkurs zur logistischen Wachstums-Funktion - bis in halbe Höhe identisch mit der Exponentialfunktion - ab halber Höhe gespiegelte Exponentialfunktion - Formel: F = 1/1+e-a(t-t1/2) a = Wachstumskoeffizient, t = Zeit Reicht das zur Beschreibung des Gesamt- Bildes der Entwicklung, ohne technische, wirtschaftliche oder sonstige Details zu kennen? Nr.17

18 Praktische Bestätigung: Abnehmendes Wachstum fossiler Energien; Sättigung weltweit Nr.18

19 Praktische Bestätigung: Kein Wachstum der Kernenergie mehr; Sättigung weltweit erreicht! Nr.19

20 Praktische Bestätigung: Erdölförderung Sättigung weltweit erreicht! Nr.20

21 Systemwissenschaftliche Hochrechnung Erkenntnis der IIASA-Forschungen: Alle erfolgreich etablierten Energieträger gehorchen in der Entwicklung der logistischen Funktion. Annahme: Dies gilt auch für die regenerativen Energien Methode der Hochrechnung: - Überprüfung, ob eine logistische Entwicklung gegeben ist - Berechnung der zukünftigen Entwicklung Nr.21

22 Vereinfachte Anwendung für die Untersuchung der Entwicklung regenerativer Energien Reduzierung auf die Betrachtung der Exponentialfunktion (untere Hälfte). Ermittlung der logistischen Kurve aus der Exponential-Kurvenanpassung nach der mathematischen Methode der kleinsten Quadrate aus den tatsächlich beobachteten oder gemessenen Datenpaaren. Exponentialfunktion: Datenpaare: Bestimmheitsmaß Nr.22

23 Allgemeine Interpretation des Bestimmtheitsmaßes Das Bestimmheitsmaß r2 ist mathematisch gesehen ein Qualitätsmaß für die Annäherung der beobachteten oder gemessenen Werte an die ideale Exponentialfunktion. Systemwissenschaftlich hinsichtlich der logistischen Funktion interpretiert, ist es ein Qualitätskriterium dafür, wie stabil sich die logistische Funktion als Wachstumskurve bereits ausgebildet hat. Es gilt: - 0,95 < r2 < 1: Ausbildung als logistische Funktion sehr wahrscheinlich, d.h. stabiles Wachstum kann angenommen werden. - 0,90 < r2 < 0,95: Ausbildung als logistische Funktion wahrscheinlich, d.h. stabiles Wachstum kann noch angenommen werden. - 0,8 < r2 < 0,9: Ausbildung als logistische Funktion wenig wahrscheinlich, d.h. instabiles Wachstum muß angenommen werden. - r2 < 0,8: Ausbildung als logistische Funktion sehr unwahrscheinlich, d.h. es kann kein (stabiles) Wachstum angenommen werden. Alle zugehörigen Prozesse und Parameter sind noch in der Entscheidungsphase. Nr.23

24 Interpretation des Bestimmtheitsmaßes für reg. Energien (el. Strom) in Deutschland Regenerative Energien zur Stromerzeugung insgesamt: r2 = 0,95 ; => Grenzwert! Logistische Wachstumsfunktion noch sehr wahrscheinlich; es kann noch von stabilem Wachstum ausgegangen werden. (Datenbasis: Erzeugter Strom von 1990 bis 2006; Quelle: BMU) Nr.24

25 Gefahr für das logistische Wachstum reg. Energien in der Stromversorgung Deutschlands Grund: Problematische Novellierung des EEG wegen falscher Prognosen für die künftige Entwicklung. Nr.25

26 Interpretation des Bestimmtheitsmaßes für einzelne Energien für el. Strom in Deutschland Solarstrom (Photovoltaik): r2 = 0,99 ; => logistische Wachstumsfunktion sehr wahrscheinlich; es kann von stabilem Wachstum ausgegangen werden. (Datenbasis: Erzeugter Strom von 1990 bis 2006; Quelle: BMU) vorläufiges Ergebnis inklusive 2007: r2 = 0,98 => abnehmende Stabilität Nr.26

27 Interpretation des Bestimmtheitsmaßes für einzelne Energien für el. Strom in Deutschland Windenergie: r2 = 0,94 ; => logistische Wachstumsfunktion wahrscheinlich; noch stabiles Wachstum (bis 2002 noch r2 = 0,97). (Datenbasis: Erzeugter Strom von 1990 bis 2006; Quelle: BMU) vorläufiges Ergebnis inklusive 2007: r2 = 0,95 => zunehmende Stabilität Nr.27

28 Interpretation des Bestimmtheitsmaßes für einzelne Energien für el. Strom in Deutschland Biomasse und Biogas: r2 = 0,83 ; => logistische Funktion wenig wahrscheinlich, d.h. instabiles Wachstum muß angenommen werden. Wasserkraft: r2 = 0,49 ; => logistische Funktion sehr unwahrscheinlich, d.h. es kann kein (stabiles) Wachstum angenommen werden. Geothermie: r2 = 0,44 ; => logistische Funktion sehr unwahrscheinlich, d.h. es kann kein (stabiles) Wachstum angenommen werden. (Datenbasis: Erzeugter Strom von 1990 bis 2006; Quelle: BMU) Schlußfolgerung: Die logistische Entwicklung wird bisher hauptsächlich von Solarenergie und Windenergie getragen! Nr.28

29 Entwicklung Photovoltaik: international stabile Kostendegression; langjährig ca. - 7% p.a. Nr.29

30 Gefahr für das logistische Wachstum der Photovoltaik in Deutschland In der Photovoltaik beginnt sich die logistische Funktion dank des bisherigen EEG bereits auszubilden, ist jedoch noch nicht als stabil anzusehen. Gefahr des Abwürgens der Entwicklung wegen zu großer Vergütungsdegression (mehr als die 7% internationale Degression). Vorreiterrolle, Technologie- und Marktführerschaft gehen verloren! 5% EEG-Degression < = > 40 bis 70% Wachstum 7% weltweite Degression < = > 25 bis 30% Wachstum 8% bzw. 9% EEG-Degression (Novellierung) < = > unter 25% Wachstum Nr.30

31 Voraussichtliche Entwicklung für andere reg. Energien für el. Strom in Deutschland Windenergie: r2 ( ) = 0,95 (vorläufig); Erhöhung der Vergütung ab 2009 (z.b. Anfangsvergütung 9,2 Cent statt 7,87 Cent pro kwh an Land; Anfangsvergütung 13,0 Cent statt 8,74 Cent pro kwh Offshore) => weitere Stabilisierung zu erwarten Biomasse und Biogas: r2 ( ) = 0,85 (vorläufig); kleine Erhöhung der Vergütung für Anlagen bis 150 kw ab 2009 (Vergütung 11,67 Cent statt 10,67 Cent pro kwh und teilweise verbesserung bei den Boni) => weitere Entwicklung Richtung log. Wachstum wahrscheinlich Nr.31

32 Voraussichtliche Entwicklung für andere reg. Energien für el. Strom in Deutschland Wasserkraft: Keine wesentliche Veränderung gegenüber den Jahren zuvor in Entwicklung und Bedingungen des EEG => Erreichen einer logistischen Funktion weiterhin sehr unwahrscheinlich, d.h. es kann kein (stabiles) Wachstum angenommen werden. Geothermie: Keine wesentliche Veränderung gegenüber den Jahren zuvor in Entwicklung und nur geringe Verbesserungen in den Bedingungen des EEG => Erreichen einer logistischen Funktion weiterhin sehr unwahrscheinlich, d.h. es kann kein (stabiles) Wachstum angenommen werden. Nr.32

33 Hochrechnung mit logistischer Funktion in der Stromversorgung Deutschlands Etablierung der logistischen WachstumsFunktion für die Stromversorgung mit regenerativen Energien in Deutschland durch das EEG. Trotz einer angenommenen, durchschnittlichen Steigerung des Stromverbrauchs von 2% pro Jahr erreicht man die 100%-Abdeckung durch regenerative Energien schon ca. im Jahr MindestPotenzial Fortschreibung der bisherigen Steigerung Kernkraftwerke und neue Kohlekraftwerke sind sehr wahrscheinlich überflüssig. Nr.33

34 Zusammenfassung Die Auswirkungen der Änderungen im EEG lassen sich durch relativ einfache systemwissenschaftliche Betrachtungen mittels logistischer Funktion qualitativ beschreiben. Danach sind die Auswirkungen auf die Solarstromerzeugung wahrscheinlich negativ, auf Stromerzeugung aus Windenergie und Biomasse wahrscheinlich positiv und auf Stromerzeugung aus Wasserenergie und Geothermie wahrscheinlich neutral. => Option als Instrument zur Dynamisierung der Förderbedingungen Nr.34

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