Energiesystementwicklung in Deutschland, Europa und weltweit Aktuelle Modell- und Szenariostudien im Vergleich

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1 Energiesystementwicklung in Deutschland, Europa und weltweit Aktuelle Modell- und Szenariostudien im Vergleich Dipl.-Volkswirt Robert Küster Dipl.-Volkswirt Ingo Ellersdorfer Dr. rer. pol. Ulrich Fahl Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER) Workshop von BDI und Prognoseforum GmbH 17. April 28 in Berlin

2 Analyse von 44 Szenarien basierend auf 15 Studien 1. Greenpeace Energy Revolution 2. World Energy, Technology and Climate Policy Outlook - 23 WETO 3. World Energy Technology Outlook - 25 WETO H2 4. World Energy Outlook WEO Assessing Climate Response Options: POLIcy Simulations ACROPOLIS 6. The Vision Scenario for the European Union 7. European energy and transport Trends to European energy and transport Scenarios on Key Drivers 9. European energy and transport Trends to 23 Update DLR / IFEU / WI Langfristszenario 11. DLR Leitstudie 12. Esso Energieprognose 13. EWI / Prognos 25 / 6 Referenzprognose / Ölpreisvariante 14. EWI / Prognos 27 Energieszenarien für den Energiegipfel IER Referenz- und Klimaschutzszenarien Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April 28 2

3 Ergebnisse der Weltstudien (Primärenergieverbrauch) Primärenergieverbrauch steigt in allen Szenarien um +1,2 %/a bis +1,7 %/a (außer Greenpeace Szenario,5 %/a) Struktureller Wandel des Primärenergieverbrauchs: i. Konstanter Ölverbrauch (außer Greenpeace Szenario) ii. Rückgang des Kohleverbrauchs bei Annahme von CO 2 -Preisen iii. Absolute Zunahme Gasverbrauch in allen Szenarien (selbst Greenp.) iv. Relative Zunahme von EE nur bei Politikunterstützung v. Absolute Zunahme der Kernenergie bei hohen CO 2 - und Energiepreisen vi. CCS in keinem Szenario relevant Statistics 24 GREEN REF GREEN ALT WETO REF WETO LOW WETO HIGH WETO-H2 REF WETO-H2 CARB WETO-H2 H2 GREEN REF GREEN ALT WETO REF WETO LOW WETO HIGH WETO-H2 REF WETO-H2 CARB WETO-H2 H2 GREEN REF GREEN ALT WETO REF WETO LOW WETO HIGH WETO-H2 REF WETO-H2 CARB WETO-H2 H Non Fossil [NUC+RES in CERA] Renewables Nuclear Natural Gas Oil Primary Energy Consumption [EJ] Solids Stromerzeugung steigt in allen Szenarien (selbst Greenpeace) um ca. +1,1 %/a bis +2,9 / a Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April 28 3

4 Ergebnisse der Weltstudien (CO 2 -Emissionen) Energiebedingte CO 2 -Emissionen steigen in allen Szenarien außer Greenpeace Große Bandbreite der möglichen Emissionsentwicklung von 32 % bis +87 % in 23 In Szenarien mit Klimaschutzpolitik kann der Emissionsanstieg deutlich verlangsamt, aber bis 22 keine Trendumkehr erzielt werden, wie es der IPCC fordert Absolute CO 2 Emissions [Gt CO 2 ] Relative Changes in CO 2 Emissions Base Year - 23 [%] GREEN REF 49% Grundsätzlich kommen die Unterschiede in den Szenarien insbesondere langfristig zum Tragen GREEN ALT -32% WETO REF 87% WETO LOW 84% WETO HIGH 87% WETO-H2 REF 64% WETO-H2 CARB 25% WETO-H2 H2 35% 55% Growth base year % Statistics 199 (WEO26) Statistics 24 (WEO26) Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April 28 4

5 Ergebnisse der EU-Szenarien (Primärenergieverbrauch) Entwicklung des Primärenergieverbrauchs in den einzelnen Szenarien sehr unterschiedlich im Bereich von,8 % / a bis +,5 % /a Veränderungen im Energieträgermix vor allem relevant in Bezug auf Kohle, da der Kohleverbrauch am sensitivsten auf Politikmaßnahmen reagiert. Die Entwicklung im EE-Verbrauch ähnelt sich in den Szenarien recht stark (mit einer Ausnahme) EU-Energieeinsparziel von 2 % in 22 in keinem Szenario realisiert Statistics EU PRIMES TRENDS PRIMES KYO PRIMES KYO+ PRIMES FULL PRIMES LOW PRIMES PRICE VISION REF VISION ALT PRIMES TRENDS PRIMES KYO PRIMES KYO+ PRIMES FULL PRIMES LOW PRIMES PRICE VISION REF VISION ALT PRIMES TRENDS PRIMES KYO PRIMES KYO+ PRIMES FULL PRIMES LOW PRIMES PRICE VISION REF VISION ALT Renewables Nuclear Natural Gas Oil Primary Energy Consumption [PJ] Solids EU energy savings goal Die Elektrizitätserzeugung steigt in allen Fällen außer einem (VISION ALT) in unterschiedlichem Ausmaß (+17 % bis +42 % in 23 gegenüber 24) Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April 28 5

6 Ergebnisse der EU-Szenarien (Erneuerbare Energien) 12 %-Ziel der erneuerbaren Energien für 21 wird in den meisten Studien nicht erreicht, wie es auch in der EU Energy Road Map 27 zum Ausdruck kommt 2 %-Ziel für 22 ist für nahezu alle Szenarien außerhalb der Reichweite und dies auch noch mit zeitlicher Verzögerung in 23 Ausnahmen sind VISION ALT und in 21 PRIMES FULL EU Ziel für Erneuerbare Energien in % in 22 2 % des Verbrauchs sehr ambitioniert, da es in den meisten Szenarien verfehlt wird Target 21 EU-25 Target 22 EU-25 Statistics 24 EU-25 Target 22 EU-25 Target 21 EU-25 WETO Western Europe PRIMES ACRO EU-15 PRIMES TRENDS PRIMES KYO PRIMES KYO+ PRIMES FULL PRIMES LOW PRIMES PRICE VISION REF VISION ALT Share of RES in Primary Energy Consumption [%] Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April 28 6

7 Ergebnisse der EU-Szenarien (CO 2 -Emissionen) In den Referenzszenarien wird die bis 25 erzielte Verringerung der energiebedingten CO 2 -Emissionen bis 22/23 durch Emissionsanstiege überkompensiert Die Alternativszenarien zeigen Emissionsreduktionen. Dennoch sind die EU- Ziele von 2 % bzw. 3 % in 22 in den meisten Szenarien nicht zu erreichen EU-Ziel von 2 % bzw. 3 % in 22 ist in den Szenarien nur erreichbar mittels vollem Technologieportfolio und / oder mittels extremen Energieeinsparungen Energy Related CO 2 Emissions [Mill. t CO 2 ] PRIMES TRENDS PRIMES UPDATE PRIMES KYO Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April PRIMES KYO PRIMES FULL PRIMES LOW VISION REF VISION ALT EU-25 Statistics 199 EU-15 Kyoto Target 21 (-8%) applied to EU-25 EU target 22 (-2%) applied to EU-25

8 Annahmen der EU-Szenarien (Rohölpreis) Die Energiepreisannahmen spannen eine große Bandbreite auf Bereits die Ausgangswerte sind unterschiedlich, da von verschiedenen Systemgrenzen ausgegangen wird In laufenden Geldwerten wird für 23 ein Rohölpreis für Europa zwischen 7,7 und 19,1 /GJ unterstellt gegenüber 9,3 /GJ in 27 Energieträgerpreise [EUR2/GJ] Statistics fob GER MARKAL ACRO WETO PRIMES ACRO PRIMES LOW PRIMES PRICE VISION WEO Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April 28 8

9 Ergebnisse für Deutschland (Primärenergieverbrauch) Alle Studien erwarten bis 23 einen abnehmenden Primärenergieverbrauch im Umfang von,1 %/a bis 1,7 %/a Veränderung in der Energieträgerstruktur meist zu Lasten der Kohle Politikziel eines 17 %-Anteils von EE in 22 nur in zwei Szenarien erreichbar Politikziel einer Verdopplung der Energieproduktivität sehr ambitioniert Renewables Nuclear Natural Gas Oil Solids 25 Statistics DLR DLR SCEN ESSO EWI GES KV EWI GES EE EWI GES KKW DLR DLR SCEN ESSO EWI GES KV EWI GES EE EWI GES KKW DLR DLR SCEN Primary Energy Consumption [PJ] Total Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April 28 9

10 Ergebnissse für Deutschland (Erneuerbare Energien) Das Ziel für den Anteil der erneuerbaren Energien am Energieverbrauch für 21 ist bereits erreicht Bis auf zwei Szenarien wird das Meseberg-Ziel für 22 von 17 % nicht erreicht 8.4 Das EU-Ziel von 2 % in 22 wird für Deutschland in keinem der Szenarien erfüllt, was die Bedeutung eines EU burden sharing verdeutlicht Statistics % Target (21) 17% Target Meseberg (22) ESSO EWI KV EWI EE EWI KKW PRIMES UPDATE RES Share in Primary Energy Consumption [%] Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April 28 1

11 Ergebnisse für Deutschland (Energieproduktivität) Politikziel einer Verdopplung der Energieproduktivität zw. 199 und 22 (oder 3 %/a zw. 25 und 22) wird in den Szenarien, EWI KV, EWI EE, (EWI KKW) und erfüllt (Wirkungsgradmethode) Statistisch wurden zw. 199 und 26 ca. 1,7 %/a erreicht. Die selbe Rate bis 22 führt zu einem Wachstum um 65 % Energieproduktivitätswachstum (25-22) in %/a DLR REF DLR SCEN ESSO EWI GES KV EWI GES EE EWI GES KKW Energy Productivity [ 2 /GJ] DLR REF DLR SCEN 2 22 Statistics 199 Target 22 Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April EWI KV EWI EE EWI KKW PRIMES UPDATE

12 Ergebnisse für Deutschland (Elektrizitätserzeugung) Die Entwicklung der Elektrizitätserzeugung variiert in den einzelnen Studien stärker als die des PEV (von,15 %/a bis zu +,5 %/a) Die Zusammensetzung des Erzeugungsportfolios variiert deutlich Insbesondere der Ersatz der Kernenergiekapazitäten wird sehr unterschiedlich eingeschätzt (Kohle vs. Erdgas vs. EE) 1% 8% 6% 4% 2% % Statistics 25 EWI GES KV EWI GES EE EWI GES KKW EWI GES KV EWI GES EE EWI GES KKW Share of Electricity Generation 1 Renewables and other fuels Gas Hard Coal Lignite Thermal (PRIMES) Total Generation [TWh] Nuclear Total Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April 28 12

13 Ergebnisse für Deutschland (EE-Strom) Für den EE-Strom ist das 12,5 %-Ziel in 21 bereits heute erreicht Das Meseberg-Ziel von 25-3 % in 22 (hier 27 %) wird nur in 4 Szenarien realisiert (EWI GES und ) Das 34 %-Ziel für 22 aus der EU Energy Road Map wird in keinem der Szenarien erfüllt. Das 45 %-Ziel für 23 aus dem EEG- Erfahrungsbericht wird in allen Studien nicht erreicht. Meist hohe Bedeutung der Biomasseverstromung mit KWK Share of RES in Electricity Generation / Provision [%] Anmerkung: Abweichungen in den Anteilen durch die Einbeziehung der Biomassen und anderen Brennstoffen. Einige Studien weisen diese Energieträger nicht getrennt aus Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April EWI KV EWI EE EWI KKW RES Share Statistics 25 Target 21 Target 22 Target PRIMES UPDATE

14 Ergebnisse für Deutschland (CO 2 -Emissionen) Reduktion der CO 2 -Emissionen in allen Fällen außer einem Politikziel von -3 % in 22 kann über verschiedene Technologiepfade erreicht werden. Politikziel von -4 % in 22 wird in keinem Szenario realisiert außer in denen für den Energiegipfel 27 CO 2 emissions total [Mill. t CO 2 ] DLR EWI GES KV EWI GES EE EWI GES KKW PRIMES UPDATE Emissions in 21 Emissions in 22 Emissions in 23 Energy related CO2 emissions in 199 Kyoto Burden Sharing Target for Germany (21) 3% target for Germany (22) 4% target for Germany (22) Note: Here, Kyoto GHG targets are transferred directly to CO 2. Base year emissions vary between studies. Ein hohes Energieproduktivitätswachstum ist in nahezu allen Szenarien zu verzeichnen. Das Politikziel einer Verdopplung der Energieproduktivität wird in der Mehrzahl der Szenarien nicht realisiert (Ausnahmen sind die Energiegipfelszenarien und zwei weitere) Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April 28 14

15 Optionen zur Zielerreichung Reduktionsziele für Deutschland zu erreichen via Kohlenstoffintensität des PEV und / oder Energieintensität des BIP (Trade-Off) CO 2 -Intensität des Primärenergieverbrauchs [t CO 2 /TJ] Substitution DLR-Szenarien 22 EWI GES Szenarien 22 Verdopplung der Energieproduktivität Referenzszenarien 22 IER Szenarien 22 Statistik 25 Statistik 2 Effizienz Statistik % Reduktion 25 geg % Reduktion 22 geg % Reduktion 22 geg % Reduktion 22 geg Primärenergieintensität des BIP [GJ/tsd. 2 ] Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April 28 15

16 Schlussfolgerungen Evaluation der Methodik i. Erhebliche Unterschiede in den Methoden der einzelnen Studien ii. Einige Modellanalysen ungenügend zur Evaluation aktueller Politikziele iii. Zielkonformität und Ergebnisdeterminismus in der Modellierung iv. Kaum Analysen der Systemkosten, keine Analyse der volkswirtschaftlichen Effekte Fazit und Implikationen für Politik i. Größtenteils ambitionierte Ziele in der deutschen und europäischen Energie- und Klimaschutzpolitik ii. Anspruch und Modellergebnisse gehen deutlich auseinander iii. Verbindliche Politikziele sollten nicht auf den Ergebnissen eines einzelnen Modells beruhen Studie verfügbar unter Ulrich Fahl Studienvergleich 17. April 28 16