Treibende Kräfte für einen Wandel

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1 1 Nachhaltigkeit trotzt Krise, Stuttgart, 24. September 29 Vor uns die Energieverknappung und was dann? Dr. Werner Zittel Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH Ottobrunn Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung

2 2 Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung Weltenergieverbrauch 26 Kohle 3.9 Mtoe Öl 3.89 Mtoe 27,6 % 34,8 % 1,6 % 2,2 % 2,3 % 22,1 % Biomasse ~1.2 Mtoe Gas Mtoe Nuklear 241 Mtoe*) (Strom) Wasser 261 Mtoe *) (Strom) sonstige Erneuerbare ca.,5% *) bei Umrechnung in Primärenergie erhöht sich der Beitrag von Kernenergie auf 635 Mtoe und von Wasserkraft auf 688 Mtoe 1 Mtoe = 1 Mio. Tonnen Öläquivalent Quelle: BP Statistical Review of World Energy 27 Renewables: WEO 26

3 3 Motivation - Energiesicherheit Wir erleben jetzt eine globale Energiekrise. Ich weiß, das haben Sie schon einmal gehört, aber diesmal ist es ernst ("We are now facing a global energy crisis. I know you ve heard this before, but this time it s for real. ) Hiroyuki Yoshino, Präsident von Honda Dezember 1998 Wir sollten das Öl verlassen bevor das Öl uns verlässt Fatih Birol, Internationale Energieagentur 28 World Energy Outlook 28 der Internationalen Energieagentur The world s energy system is at crossroads. Current global trends in energy supply and consumption are patently unsustainable environmentally, economically, socially. But that can and must be altered; there s still time to change the road we re on. Preventing catastrophic and irreversible damage to the global climate ultimately requires a major decarbonisation of the world energy sources. For all the uncertainties highlighted in this report, we can be certain that the energy world will look a lot different in 23 than it does today.

4 4 World Energy Outlook 28 (Internationale Energieagentur) Mtoe *) 6 Erdöl 5 Kohle 4 Gas Der Energieverbrauch ist Quelle: Historische Daten - BP Statistical Review of World Energy Outlook - International Energy Agency 28 Biomasse Atomenergie **) Solar/Wind/Geothermie Wasserkraft Jahr - fossil dominiert - räumlich und zeitlich ungerecht verteilt - lässt keinen Spielraum für künftige Entwicklung benachteiligter Regionen *) Mtoe = Mio. Tonnen Öläquivalent **) Wirkungsgrad 38% Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel - limitierte Senken (Treibhauseffekt) - limitierte Quellen (Ressourcen) - Innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz) Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung Innovations-Push/-Pull

5 5 Unaufgelöster Widerspruch der Industriegesellschaft bezüglich einer klimaneutralen Energiepolitik Mtoe/a (Mio Tonnen Öläquivalent/Jahr) 2 15 Business-as-usual: notwendig für Wachstum 1 Sonst. Kohle 5 Gas Öl Emissionsreduktion: notwendig für Klimaschutz Jahr Datenquelle: BP Statistical Review of World Energy Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel - limitierte Senken (Treibhauseffekt) - limitierte Quellen (Öl, Kohle, Gas, Uran) - innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz) Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung Innovations-Push/-Pull

6 6 Bücher zum Thema: Mai Auflage 22; Neuauflage 28 Autoren: Colin J. Campbell Frauke Liesenborghs Jörg Schindler Werner Zittel Ölfunde und Ölförderung (192-25) Mrd Barrel/a Ölfunde Ölförderung Quelle: IHS Energy/ASPO Jahr

7 7 Entwicklung der Ölförderung: Typisches Förderprofil eines Ölfeldes Ölförderung 1.tes Feld Zeit Entwicklung der Ölförderung: Ausweitung der Förderung Ölförderung 2.tes Feld 1.tes Feld Zeit

8 8 Entwicklung der Ölförderung: Regionales Fördermaximum Ölförderung Fördermaximum 3.tes Feld 2.tes Feld 1.tes Feld Zeit Entwicklung der Ölförderung: Verzögerung bei neuen Feldern Ölförderung Fördermaximum 3.tes Feld 2.tes Feld 1.tes Feld Zeit

9 9 UK - Rohölproduktion aller bis Ende 26 angeschlossenen Felder Förderrate [Mio m 3 ] Vergangenheit Zukunft EUR: 32 Gb Decline: 6-8% p.a Jahr Datenquelle: DTI April 27 Die Ölförderung ausserhalb Russland und der OPEC*) *) inkl. Indonesien und Venezuela Mb/Tag Denmark 4 Mexico 4 Yemen 1 Oman 1 Australia 2 Ecuador 99 Colombia 99 Venezuela 98/68 Norway Argentina 98 1 Malaysia 97 Gabon 97 UK 99 Syria 95 India 95 Egypt 93 Indonesia 77 Romania 76 Canada (conv.) 74 Alaska 89 NGL Germany 67 Rest-USA 71 Austria 55 Texas Vietnam Thailand Eq. Guinea Sudan, Chad Neutral Zone Brazil Angola China GoM Jahr Datenquelle: IHS 26; PEMEX, petrobras; NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, January 28 Analysis and 27 estimate: LBST

10 1 Blick auf ein altes kalifornisches Ölfeld California-Bild Ölförderplattformen im Golf von Mexiko nach dem Sturm Ivan 24 (links: Medusa oben: ENSCO 64)

11 11 Die Ölförderung außerhalb Russland und der OPEC *) *) inkl. Indonesien und Venezuela Mb/Tag Datenquelle: IHS 26; PEMEX, Petrobras; NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA, January 28 Forecast: LBST estimate, 18 January 28 Jahr Entwicklung des Rohölpreises bis August 29 $/bbl US First Purchase Price (nominal) US First Purchase Price (inflationsbereinigt) Nymex Monatsendwerte (nominal) 9 6 real($ 27 ) 3 nominal Quelle: Die Monatswerte des US First Purchase Price wurde den Internetseiten des US DoE entonommen. Die Daten vor 1974 wurden durch Anpassung der Datensätze für 1974 aus BP Statistical Review of World Energy errechnet. Die näherungsweise Umrechnung in reale Preise erfolgte durch die LBST anhand von jährlichen US-Inflationsraten aus Die Nymex Monatsendwerte wurden entnommen

12 12 Welterdölförderung: Analyse und Szenario Oil production [Mb/d] Peak WEO26 Middle East Africa Latin America South Asia East Asia China Transition Economies OECD Pacific OECD Europe OECD North America WEO Ölförderung Ölexporte Jahr WEO = World Energy Outlook Quelle: LBST/Energy Watch Group 27 Die Gasförderung in OECD Europa Mrd. m 3 /Jahr 8 6 Bedarf (WEO 28)? 4 Importe aus GUS, Nordafrika (bis 22 konst, Danach 3% p.a.) zusätzliches LNG? LNG Importe konstant 2 Sonst. Länder Deutschland Italien Niederlande UK Norwegen Jahr Historical data: OECD 28, DTI 29, NPD 29, BP 28; Forecast: LBST 29

13 13 Weltweite Kohleförderung - Szenario M toe 5 WEO 26: Reference scenario 4 East Asia 3 LA Africa FSU lignite 2 1 OECD Europe lignite bituminous subbituminous China bituminous bituminous bituminous OECD North America South Asia OECD Pacific subbituminous subbituminous bituminous bituminous Jahr 21 lignite lignite Wartende Kohleschiffe vor Newcastle Port, Australien

14 14 EWG-Szenario der globalen Uranförderung (mit Datenbasis 28) kt Uranium Supply gap 26-22: kt Uranium Uranium Stocks: appr. 2 kt Uranium Fuel demand of reactors WEO 26-Alternative Policy Scenario WEO 26 Reference Scenario Constant Capacity as of 25 RAR+IR *) < 13 $/kgu : 4,743 ktu RAR< 13 $/kg: 3,296 ktu Reasonably Assured Resources (RAR) < 4 $/kg: 1,947 ktu *) IR = Inferred Resources Year For details on uranium resource/reserve analyses, see EWG Report No. 1/ 26 Uranium : e/26ewg-uranium e.html Notwendiger Reaktorneubau, um das gegenwärtige Niveau zu halten Neue Reaktoren [GW/Jahr] Installierte Leistung [GW] 5 Gegenwärtiger Trend (Neubau: 3 GW/Jahr) 5 Notwendiger Reaktorneubau, um 37 GW Leistung zu erhalten 4 3 Installierte Leistung Year Quelle: International Atomic Energy Agency (IAEA) Prognose: LBST, Oktober 26; Annahmen: Betriebsdauer 4 Jahre, Bauzeit 5 Jahre

15 15 Notwendiger Reaktorneubau, um das gegenwärtige Niveau zu halten Neue Reaktoren [GW/Jahr] Installierte Leistung [GW] 5 Gegenwärtiger Trend (Neubau: 3 GW/Jahr) 5 Notwendiger Reaktorneubau, um 37 GW Leistung zu erhalten 4 3 Installierte Leistung Year Quelle: International Atomic Energy Agency (IAEA) Prognose: LBST, Oktober 26; Annahmen: Betriebsdauer 4 Jahre, Bauzeit 5 Jahre Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel - limitierte Senken (Treibhauseffekt) - limitierte Quellen (Öl, Kohle, Gas, Uran) - innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz) Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung Innovations-Push/-Pull

16 16 [GWh] StrEG 1. Januar 1991 Beitrag der erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung in Deutschland Wasserkraft Windenergie Biomasse * Photovoltaik Novelle BauGB November 1997 EEG 1. April 2 neues EEG 1. August 24 EEG 29 ab 1. Januar 29 Anteil am EEV 15,1 % * feste, flüssige, gasförmige Biomasse, biogener Anteil des Abfalls, Deponie- und Klärgas; Strom aus Geothermie auf Grund geringer Strommengen nicht dargestellt; StrEG: Stromeinspeisungsgesetz; BauGB: Baugesetzbuch; EEG: Erneuerbare-Energien-Gesetz; EEV Endenergieverbrauch; Quelle: BMU Publikation "Erneuerbare Energien in Zahlen nationale und internationale Entw icklung", KI III 1; Stand: Juni 29; Angaben vorläufig Anteile erneuerbarer Energien an der Energiebereitstellung in Deutschland 35 3 mind.3 1) Endenergie Ziele der Bundesregierung [%] ) Strom Wärme Kraftstoffe 15,1 14 1) 12 4) 1 5 9,5 4,8 3,1 3,5 Anteile EE am gesamten Endenergieverbrauch (Strom, Wärme, Kraftstoffe) Anteile EE am gesamten Bruttostromverbrauch 7,4 Anteile EE an der gesamten Wärmebereitstellung,2 5,9 Anteile EE am gesamten Kraftstoffverbrauch 1) Quellen: Erneuerbare-Energien-Gesetz, (EEG 29) vom und Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) vom ; 2) Quelle: Neue EU-Richtlinie zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen 2,1 7, 3) Anteile EE am gesamten Primärenergieverbrauch 3) Anteil Primärenergieverbrauch berechnet nach (der offiziellen) Wirkungsgradmethode; nach Substitutionsmethode: 9,2 %; 4) Ziel: 12 % energetisch; Quelle: Nationaler Biomasseaktionsplan für Deutschland EE: Erneuerbare Energien; Quelle: BMU Publikation "Erneuerbare Energien in Zahlen nationale und internationale Entwicklung", KI III 1; Stand: Juni 29; Angaben vorläufig

17 17 Weltweit installierte Solarkollektorfläche Mio m² In China ca. 1% des Wärmebedarfs (5-7 TWh) US China Japan Europe Quelle: Datenbasis LBST 27 Weltgrößter Markt für Solaranlagen China Quelle: Auer, AEE INTEC 21

18 18 Installierte Windenergieleistung Welt GW entspricht ca. 1,3% der Stromerzeugung Zubaurate 3% pro Jahr Welt EU Jahr Quelle: EWEA 28 Installierte PV Leistung Welt GW MW/yr Produktionskapazität Japan Europe USA Asia/Aus Japan Germany USA Rest Europe Rest of World Quelle: EPIA, Photon, 27

19 19 Energieversorgung heute Treibende Kräfte für einen Wandel - limitierte Senken (Treibhauseffekt) - limitierte Quellen (Öl, Kohle, Gas, Uran) - Innovative Energietechnologien (Regenerative Energien, Effizienz) Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung Innovations-Push/-Pull Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung These 1: Aussitzen ist keine Lösung Wir stehen am Beginn eines Strukturwandels der Energieversorgung, der zu einer Neuorientierung der gesamten Wirtschaft führen wird Energieverbrauch + Erdgas Kohle Erneuerbare Energie Erdöl Quelle: AWEO 26, LBST Erneuerbare Energie nach der Neujustierung des Energiekompasses wird jede Investition in richtige Technologie gehen Energieeffizienz wird wichtig

20 2 Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung These 2: Wir müssen runter vom Energieverbrauch Der energieintensive Lebensstil der Bewohner der Industrienationen ist nicht auf alle Menschen übertragbar Energieverbrauch/Einwohner USA Deutschland China Nepal Quelle: LBST 27 Konsequenz: Nachdenken über gerechtere Verteilung /effizientere Nutzung der Ressourcen Bedarf an effizienten Technologien wird schnell zunehmen (Effizient auf allen Ebenen von Energieerzeugung,Transport, Verteilung, Endanwendung / Verkehr / Industrie / Gebäude) Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung These 3: Die Energiezukunft ist Strom dominiert Erneuerbare Kohle Erdgas Erdöl Erneuerbare Strom als Primärenergie (Sonne, Wind, Wasser) Biomasse, Geothermie Kraftstoff Fossile Energieträger Quelle: AWEO 26, LBST Strom Regenerativer Strom hat andere Eigenschaften als fossile Energieträger: schwerer speicherbar starrere Kopplung zwischen Erzeugung und Verbrauch

21 21 Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung These 3: Die Energiezukunft ist Strom dominiert (2) Konsequenzen - Umbau der Energieinfrastruktur - mehr dezentrale Element - Reduktion der Energietransportoptionen - Ferntransport wird materialintensiver (respektive die Leistungsdichte geringer) Beispiel: Pipeline 3-7 GW; Stromleitung (HGÜ) ~ 5-6 GW Engere Kopplung von Energieerzeuger und Energieverbraucher => Innovationspotenzial: Netzregelung, Demand Side Management (DSM), Datenfernübertragung, Regelungstechnik, Auslastungsplanung, Optimierung etc. Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung These 4: Biomasse ist keine Lösung - Das Potenzial der Biomasse ist begrenzt Jahresertrag an Kraftstoff je Hektar Fläche Ertrag [GJ KS /(ha a)] Quelle: LBST Kraftstoffe aus Biomasse Wasserstoff aus PV / Wind Nutzungskonkurrenz (Nahrung, Baumaterial, unterschiedliche energetische Nutzung) Klimaveränderung (Reduktion landwirtschaftliche Nutzflächen) Wasserbedarf (Mensch, Nahrungsmittel, Industrie, Energiepflanzen) Düngemitteleinsatz ist Energie- und Ressourcen-intensiv (Phosphorkreislauf) => vor allem im effizienten stationären Einsatz (Wärme; Strom-/Wärmekopplung) kaum im verlustträchtigen mobilen Bereich [evtl. regional/lokal bedeutsam, aber nicht global (z.b. Brasilien, Indonesien)]

22 22 Fünf Thesen zur künftigen Energieversorgung These 5: Der Verkehrsbereich wird stromabhängig E-motor Akku Electric Cars Electricity from Photovoltaics H H2 from PV H 2 from Photovoltaics 2 H2 from Wind H 2 from Wind CG H 2 Ethanol H2 from Biomass Land for Ethanol H 2 from Biomass Ethanol from Biomass Quelle: LBST 27 Entwicklungslinien: Verbrennungsmotor Hybridfahrzeug Plug-in Hybrid Fahrzeug Brennstoffzellen-Fahrzeug mit Wasserstoff hybridisiert ? Elektrofahrzeug Fuel production [GJ/ha] Die Umstrukturierung der Wirtschaft hat bereits begonnen Mineralölwirtschaft Shell BP ExxonMobil Produktion (Mb/Tag) (1 Fz Pro Quartal) Autofirmen Toyota Ford 2 GM 1 GM-USA III/ Shell 2 15 Mineralölindustrie BP 1 5 ExxonMobil Mitarbeiter (1) Toyota FahrzeugindustrieFord GM Shell 6 5 BP ExxonMobil Gewinne (Mrd $) GM Toyota Ford

23 23 Reaktionen auf die hohen Ölpreise Entwicklung der Getreideanbauflächen 25/6 27/8 Mio ha Weizen Mais Welt +8% Gerste Hafer Roggen Hirse Reis Ölsaaten Soja Mio ha Weizen USA +15% -14% -12% Mais Gerste Hafer Roggen Hirse Reis Ölsaaten Soja Erhöhter Maisbedarf für steigende Fleischproduktion (Tierfutter) und steigenden Kraftstoffbedarf (Ethanol aus Biomasse) Quelle: FAOSTAT 28 Weltweite Getreideanbaufläche und pro-kopf Verbrauch

24 24 Welt: Landflächennutzung und Bedarf für Ernährung/Energieerzeugung m²/cap Landnutzung Nahrung/Veg Siedlungsfläche Wasserfläche Eiswüste Steinwüste Steppe, Grasland Woodland Wald Mosaik (mit teilweise Anbaufläche) Mosaik (mit hauptsächlich Anbaufläche) Ackerboden Nahrung/meat-Schwein Nahrung /meat/rind 1 kwh PV-Strom 1 m² 5 kwh Biosprit 25 m² Konsequenzen von Peak Oil - Strukturbruch (BAU ist keine Option): Herausforderung: Energie wird weniger und teurer Veränderung wirtschaftlicher Strukturen: Transition in eine postfossile Welt Chance für neue Geschäfte Nachhaltige Innovationen werden wichtig - Regionale Verschiebung der Gewichte Ölexportierende Regionen Ölimportierende Regionen - Weitere Randbedingungen Klimaveränderung Wachsende Bevölkerung Ernährung / Agrarpotenzial Finanzkrise Geopolitische Verschiebungen (BRIC)

25 25 Die Aufgaben für die Zukunft Umbau der Energieversorgung Energiedienstleistungen effizienter bereitstellen Erneuerbare Energiepotenziale intensiv nutzen Postfossile Mobilität: die Dominanz des Autos beenden Gestaltung des Wandels statt Verlängerung des Status Quo Es gibt viele Optionen Es gibt viele Optimierungsmöglichkeiten Wir müssen zu einem nachhaltigen Lebensstil finden! Zusammenfassung Die Weltölförderung ist am Fördermaximum (zunächst Öl, bald Kohle, Gas) Kein anderer fossiler oder nuklearer Energieträger wird das ausgleichen können Das Fördermaximum wird einen Strukturbruch einleiten Der breite Einsatz neuer Ressourcen sparender Technologien wird schnell an Bedeutung gewinnen Steigende Energiepreise werden neue Marktbedingungen (= Anreize) schaffen Innovationen müssen umfassend auf ihre Sustainability hin bewertet werden Andere Regionen werden diesen Markt besetzen wollen (z.b. China, Indien Leapfrogging )

26 26 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Werner Zittel Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH Daimlerstr München-Ottobrunn