Energiekonzept 2050 Beitrag der verschiedenen Energiequellen

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1 Energiekonzept 2050 Beitrag der verschiedenen Energiequellen Prof. Dr.-Ing. A. Voß Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung Universität Stuttgart EnergieMix 2050 Konferenz, April 2010, Berlin Prof. Dr.-Ing. A. Voß Energiekonzept

2 Energiesituation - Ausgangslage Energieversorgung

3 Entwicklung des Primärenergieverbrauchs und der Energieintensität in Deutschland Primärenergieverbrauch [EJ/a] Entwicklung der Energieintensität [1990=100] Quelle: BMWi (2010), eigene Berechnungen Jahr Steinkohle Braunkohle Kernenergie Mineralöle Erdgas Wasser/Wind Sonstige PEV/BIP

4 Bruttostromerzeugung in Deutschland Heizöl / Sonstige 5.7% Erdgas 6.5% Erneuerbare Energien 3.4% Steinkohle 25.6% Erdgas 13.5% Erneuerbare Energien 15.0% Steinkohle 19.5% Kernenergie 27.7% Braunkohle 31.1% Heizöl / Sonstige 5.0% Kernenergie 23.3% Braunkohle 23.6% Gesamt: 550 TWh Gesamt: 638 TWh Quelle: AG Energiebilanzen (2009)

5 Energiesituation - Ausgangslage CO 2 -Emissionen und Klimaschutz

6 CO 2 -Emissionen in Deutschland Steinkohle Braunkohle Mineralöle Gase Energiebedingte CO2-Emissionen in Deutschland [Mill. t CO2/a] Quelle: UNFCCC (2008), BMWI (2010), UBA (2008), AGEB (2007), eigene Berechnungen Prof. Dr.-Ing. A. Voß Herausforderung Energiekonzept Energie 2050 und Klima

7 CO 2 -Emissionen in Europa: Ausgewählte Länder (2007) CO2 je Einwohner [t/capita] ,4 9,2 4,1 4,2 energiebedingte CO2-Emissionen je Einwohner CO2-Emissionen der Stromerzeugung je Einwohner 7,8 Quelle: Eigene Berechnungen nach UNFCCC (2010) und EUROSTAT (2010). CO 2 der Stromerzeugung umfasst hier jeweils Emissionen aus öffentlicher Strom- u. Wärmeerzeugung 2, ,0 5,1 0,8 0,9 Dänemark Deutschland EU-27 Frankreich Schweden Schweiz 5,5 0,3

8 Energiesituation - Ausgangslage Energiepreise

9 Industrie-Strompreise in der EU in 2009 (1. Hj) Dänemark 19,73 Deutschland 11,85 Niederlande 11,80 Ungarn 11,69 Großbritannien 11,24 Tschech. Rep. 10,35 Belgien 10,27 Österreich 10,21 Irland 9,76 EU-27 9,67 Polen 8,97 Spanien 8,44 Frankreich Portugal Finnland Schweden 4,95 7,25 6,74 6,63 Strompreis ohne Steuern / Abgaben Steuern / Abgaben Quelle: Eurostat (2010), neue Erhebungsmethodik cent/kwh MWh < Jahresverbrauch < MWh

10 Erneuerbare Energien

11 Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland im Jahr 2008 (1990) Wasserkraft Wind Biomasse inkl. Deponie- u. Klärgas Geothermie Primärenergie [PJ/a] Elektrizität [GWh/a] ,1 150 k.a. solare Strahlung < 0,1 Gesamt 209,2 (2,2 % * ) 76,7 145,4 718,0 9,7 29,3 979,1 (7,0 % * ) (3,4 % ** ) , (15,1 % ** ) * Anteil am Primärenergieverbrauch ** Anteil am Bruttostromverbrauch Quelle: BMU

12 Entwicklung der installierten Windleistung und der spezifischen Investitionskosten von Windenergieanlagen Kumulierte Leistung [MW] / Stromerzeugung [GWh] Kumulierte Leistung Stromerzeugung Spezifische Investitionskosten Spez. Investitionskosten [ 08/kW] Quellen: Bundesverband Windenergie e.v.; Staiß et al

13 Kosten des Windstroms Onshore Erzeugungskosten (je nach Standort) 8,3 bis 11,9 ct / kwh Back-up-Kosten für gesicherte Leistung 1,0 bis 2,0 ct / kwh Netzausbau und Netzverluste ca. 0,2 ct / kwh ca. 9,5 bis 14 ct / kwh

14 Lerninvestitionen Windenergie Spez. Investitionskosten [ 08/kW] Wirtschaftlichkeitsgrenze ca /kw rd Mrd. global Empirische Daten Lernkurve (PR = 0,920) ca GW ca GW Kumulierte Windenergie-Leistung weltweit [GW] GW Kraftwerksleistung weltweit (2006)

15 Gestehungskosten von Strom, Wärme und Kraftstoffen aus erneuerbaren Energien Kraftstoffe Strom Wärme Gestehungskosten (EURct/kWh) Referenz: Diesel u. Benzin RME BTL Ethanol Wind (Onshore) Referenz: Fossile Kraftwerke PV Holz HKW (1-5 MW) Referenz: Zentralheizung Öl u. Erdgas Biogas Gülle BHKW Ztr.-Hzg. 15kW Solarkoll. (5-100m2) (0,1-0,5 MW) (Scheitholz- Pellets) Prof. Dr.-Ing. A. Voß Energiekonzept Solarkoll. mit sais. Speicher (2000m2) Quelle: FNR 2006, MWV 2009, Staiß /09

16 CO 2 -Vermeidungskosten 2008 der Stromerzeugung aus EE CO 2 -Vermeidung 2008 [Mio. t] EEG-Förderung 2008 [Mio. ] Windenergie 30, Biomasse 19, Photovoltaik 2, CO2- Vermeidungskosten [ / t CO2] Windenergie Biomasse Photovoltaik

17 Szenarien der Entwicklung der Energieversorgung

18 Charakterisierung der Szenarien Energiepolitik 2009 (EP) Steigende Beiträge erneuerbarer Energien (Anteil an der Stromerzeugung ca. 40 % in 2030) Auslaufen der Kernenergienutzung Kernenergie-Laufzeitverlängerung (KL60) Verlängerung der Laufzeit der Kernkraftwerke auf 60 Jahre sonstige Rahmenannahmen entsprechend EP Effizienter Klimaschutz (EFF_KLI) Kosteneffiziente Realisierung des Klimaschutzes weitere Nutzung der Kernenergie möglich

19 Rahmenannahmen für Deutschland Bevölkerung [Mio.] Bruttoinlandsprodukt [Mrd ] 82,3 81,4 79,7 - Rückgang in 2009 um 5,5 % - danach Anstieg um durchschnittlich 0,8 % p.a. bis 2030 Wohnfläche [Mio. m 2 ] Rohölpreis [US$ 2007 /bbl] EU-Klimaziele -CO 2 Reduktion um 20 % bis 2020 bezogen auf ETS-Bereich: -21 % in 2020 (ggü. 2005) -32 % in 2030 (ggü. 2005) -55 % in 2050 (ggü. 2005)

20 Primärenergieverbrauch in Deutschland (EP) Stromimport Müll (nicht-ern.) Primärenergieverbrauch [PJ] Energieproduktivität [ 2007 /GJ] Sonst. Erneuerbare Wasser, Wind, Solar Kernenergie Erdgas Mineralöl Braunkohle Steinkohle Energieproduktivität

21 Primärenergieverbrauch in Deutschland Stromimport Müll (nicht-ern.) Primärenergieverbrauch [PJ] Sonst. Erneuerbare Wasser, Wind, Solar Kernenergie Erdgas Mineralöl 2000 Braunkohle EP KL60 EFF_KLI EP KL60 EFF_KLI EP KL60 EFF_KLI Steinkohle

22 Endenergieverbrauch der Haushalte in Deutschland 3000 Sonstige (Methanol, Wasserstoff,DME) Endenergieverbrauch Haushalte [PJ] Müll Erneuerbare Fernwärme Strom Gas Mineralölprodukte EP KL60 EFF_KLI EP KL60 EFF_KLI EP KL60 EFF_KLI Kohlen

23 Strombereitstellung in Deutschland Nettostrombereitstellung [TWh] EP KL60 EFF_KLI EP KL60 Anteil erneuerbarer Energien EFF_KLI EP KL60 EFF_KLI 42% 39% 36% 33% 30% 27% 24% 21% 18% 15% 12% 9% 6% 3% 0% -3% Anteil erneuerbarer Energien an der Nettostromerzeugung Stromimportsaldo Sonstige / Müll nicht-ern. Sonstige Erneuerbare Biomasse / Müll ern. Solar Wind Wasserkraft Kernenergie Erdgas Mineralöl Braunkohle Steinkohle

24 Anteil der Importe fossiler Energieträger am Primärenergieverbrauch in Deutschland 70% Anteil fossiler Energieträgerimporte am PEV 65% 60% 55% 50% 45% EP KL60 EFF_KLI Statistik 40%

25 EU-ETS Zertifikatspreis und Strompreisentwicklung CO 2 Preis [EUR 2007 /tco 2 ] EP KL60 EFF_KLI statistische Jahresmittel EP 25 KL60 26 EFF_KLI 31 EP 18 KL60 0 EFF_KLI 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Mittlerer Strompreis ggü. EP in Deutschland

26 Energiewirtschaftliche und Gesamtwirtschaftliche Effekte Veränderungen gegenüber Energiepolitik 2009 (EP) Kernenergie- Laufzeitverlängerung (KL60) Effizienter Klimaschutz (EFF_KLI) Entlastung der Stromverbraucher in 2030 [Mrd ] 3,3 7,8 Energiesystemkosten in 2030 [Mrd ] Kumulierte Energiesystemkosten bis 2030 [Mrd ] Kumulierter BIP-Effekt bis 2030 [Mrd ] -6,5-14,

27 Wesentliche Elemente eines energiepolitischen Gesamtkonzepts 1. Schaffung und Sicherung funktionierender wettbewerblicher Energiemärkte, 2. eine am Verursacherprinzip orientierte Internalisierung externer Kosten der Nutzung von Umweltressourcen, 3. Sicherstellung ausreichend breit angelegter Energieforschung, um neue tragfähige Optionen für eine nachhaltige Energieversorgung verfügbar zu machen, 4. Unterstützung der Markteinführung neuer marktnaher Energietechniken, wenn Wettbewerbsfähigkeit mit vertretbarem Aufwand erreichbar ist

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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