Die heimlichen ( externen ) Kosten der Stromerzeugung - Umweltschäden in Euro und Cent

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1 Die heimlichen ( externen ) Kosten der Stromerzeugung - Umweltschäden in Euro und Cent Wolfram Krewitt Abteilung Systemanalyse und Technikbewertung Institut für Technische Thermodynamik, DLR Stuttgart Studium Generale Universität Freiburg 11. Juni 2008 Folie 1 > Vortrag > Autor

2 = 50? = 5 000? = ? Folie 2 > Vortrag > Autor

3 externe Kosten als Motivation für Politikmaßnahmen der Umwelt einen Preis geben ist ein weit verbreitetes Ziel energie- und umweltpolitischer Konzepte die Kosten von Umweltschäden sollen in Entscheidungsprozessen berücksichtigt werden Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG): Zweck dieses Gesetzes ist es, die volkswirtschaftlichen Kosten der Energieversorgung auch durch die Einbeziehung langfristiger externer Effekte zu verringern, Folie 3 > Vortrag > Autor

4 externe Kosten - Definition Externe Effekte sind Auswirkungen der ökonomischen Aktivitäten eines Wirtschaftssubjekts auf die Produktionsoder Konsummöglichkeiten anderer Wirtschaftssubjekte, ohne dass ein adäquate Kompensation erfolgt. Folie 4 > Vortrag > Autor

5 externe Kosten zu Zeiten von Arthur Pigou (1912) Folie 5 > Vortrag > Autor

6 externe Kosten zu Zeiten von Sir Nicholas Stern (2006) Climate change presents a unique challenge for economics: it is the greatest and widest-ranging market failure ever seen. Folie 6 > Vortrag > Autor

7 das optimale Verschmutzungsniveau in der neoklassischen Wohlfahrtstheorie Schäden/ Kosten Summe der Schadenskosten und Vermeidungskosten Schadenskosten Vermeidungskosten Optimum Emissionen Folie 7 > Vortrag > Autor

8 mögliche externe Effekte durch Stromerzeugung durch Luftverschmutzung: Schäden an Pflanzen- und Tierwelt, an Materialien, Gesundheitsschäden bei Menschen Klimaveränderung und deren Folgewirkungen durch Treibhausgasemissionen Schäden durch Gewässerverschmutzung, Bodenbelastung, Abfälle, Lärmbelastung, Landnutzung Versorgungssicherheit, Proliferation, Folie 8 > Vortrag > Autor

9 Der Wirkungspfad- Ansatz Emissionen Ausbreitung & Umwandlung Konzentration & Deposition Wirkung auf Rezeptoren physischer Schaden e.g. EXPOSURE -RESPONSE FUNCTION Effect of ozone on crop yield Änderung Changedes in Utility Nutzens Wohlfahrtsverlust Normalized yield Concentration Kosten Folie 9 > Vortrag > Autor

10 Quantifizierung physischer Schäden Dosis-Wirkungsbeziehungen aus Experimenten, z.b. Ernteverluste (Gerste) %Ertragsänderung = Änderung der jährlichen SO 2 Konzentration [ppb] Materialschäden, z.b. Naturstein Materialabtrag [µm/jahr] = (1.56 Benetzungsdauer Änderung der jährlichen SO 2 Konzentration [µg/m3] Änderung der jährlichen nassen sauren Deposition [meq/m2/year]) / Natursteindichte [kg/dm3] Folie 10 > Vortrag > Autor

11 Wirkung von Luftschadstoffen auf Ökosysteme Critical Loads Quelle: CCE Folie Progress 11 > Vortrag Report > Autor2007

12 Quantifizierung von Gesundheitsschäden epidemiologische Studien geben Hinweise auf Zusammenhänge zwischen Schadstoffbelastung und Gesundheitseffekten große Bandbreite verschiedener Effekte von Tagen mit Atemwegsbeschwerden bis zu erhöhtem Todesfallrisiko epidemiologische Studien aus den 1990er Jahren unterstreichen Gesundheitsgefährdung durch Feinstaubbelastung Folie 12 > Vortrag > Autor

13 Monetarisierung von Umweltschäden für marktfähige Güter: Marktpreise für nicht marktfähige Güter: indirekte Methoden z.b. Häuserpreise.. direkte Methoden: Ermittlung der Zahlungsbereitschaft Willingness-to-pay oder Willingness-to-accept bei einer Änderung der Umweltqualität Folie 13 > Vortrag > Autor

14 Wert eines statistischen Lebens Value of a Statistical Life (VSL) = Zahlungsbereitschaft für Risikoänderung Risikoänderung Folie 14 > Vortrag > Autor

15 Wert eines statistischen Lebens - Beispiel Kostenaufschlag für Sicherheits-Extras beim Kauf eines Autos (Airbag, EPS, ): 1000 Verminderung des Risikos eines tödlichen Unfalls: 1/1000 Wert des statistischen Lebens: VSL = /1000 = Folie 15 > Vortrag > Autor

16 monetäre Bewertung von Gesundheitsschäden (Beispiele) Wert eines statistischen Lebens Chronische Bronchitis Atemwegssymptome bei Asthmatikern - Erwachsene - Kinder Tag mit eingeschränkter Aktivität Hustentag 38 Quelle: Externe, Folie IER 16 > Univ. Vortrag Stuttgart > Autor

17 Auswirkungen des globalen Klimawandels Anstieg des Meeresspiegels Nahrungsmittelproduktion und Landwirtschaft Wasserverfügbarkeit Gesundheitsschäden Ökosysteme und biologische Vielfalt extreme Wetterereignisse singuläre nicht lineare Ereignisse Folie 17 > Vortrag > Autor

18 Auswirkungen des globalen Klimawandels Schäden? Nutzen ΔT ΔT ΔT Landwirtschaft Forstwirtschaft Produktivität terrestrischer Ökosysteme Küstenschutz Gesundheitsschäden Marine Ökosysteme Biodiversität Wasserversorgung Energieversorgung Aggregierte Schadenskosten (Quelle: IEA 2004) Folie 18 > Vortrag > Autor

19 Soziale Kosten der Klimawandels Problem: - Aggregation von Schäden und Nutzen in verschiedenen Regionen mit unterschiedlichem Wohlstand zu einem Nettowert - abnehmende Grenznutzen bei steigendem Einkommen (ein zusätzlicher Euro besitzt für eine arme Person einen größeren Wert als für eine reiche Person) Ansatz: Berücksichtigung der Unterschiede im Wohlstand zwischen betroffenen Regionen durch Equity Weighting Folie 19 > Vortrag > Autor

20 Schadenskosten des Klimwandels (EU Projekt NEEDS) ohne Equity Weighting: 7 je Tonne CO 2 mit Equity Weighting: 98 je Tonne CO 2 Quelle: NEEDS, Anthoff Folie 20 > Vortrag > Autor

21 verschiedene Politikperspektiven auf Equity Weighting Empfehlungen aus dem EU-Projekt NEEDS (D. Anthoff, 2007): Ein regionaler Entscheidungsträger sollte keine Daten auf der Basis von Equity Weighting in einer Kosten-Nutzen Analyse verwenden. Kostenangaben mit Equity Weighting geben einen hilfreichen Hinweis auf das, was ein wohlwollender globaler Entscheidungsträger tun würde. Folie 21 > Vortrag > Autor

22 externe Kosten der Stromerzeugung in ct/kwh PV(2030) Wind 2,5 MW Braunkohle GuD 48% Erdgas GuD 57% Klimawandel 0,38 0,06 6,1 2,7 Gesundheit 0,2 0,03 0,27 0,17 Ökosysteme Materialschäden 0,006 0,001 0,008 0,005 Ernteverluste 0,004 0,0004 0,005 0,005 Große Risiken Proliferation Versorgungssicherheit Geo-pol. Effekte ~ 0,58 ~ 0,09 > 6,4 > 2,9 Quelle: BMU 2006 Folie 22 > Vortrag > Autor

23 externe Kosten der Stromerzeugung in ct/kwh PV(2030) Wind 2,5 MW Braunkohle GuD 48% Erdgas GuD 57% Kernenergie Klimawandel 0,38 0,06 6,1 2,7 Gesundheit 0,2 0,03 0,27 0,17 Ökosysteme Materialschäden 0,006 0,001 0,008 0,005 Ernteverluste 0,004 0,0004 0,005 0,005 Große Risiken Proliferation Versorgungssicherheit Geo-pol. Effekte ~ 0,58 ~ 0,09 > 6,4 > 2,9 Quelle: BMU 2006 Folie 23 > Vortrag > Autor

24 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 quantifizierbare externe Kosten der Stromerzeugung (unterer Schätzwert CO 2 Schadenskosten ohne Equity Weighting) IGCC Kohle IGCC Kohle CCS Gas GuD Gas GuD CCS Wind Offshore PV c-si, Mitteleuropa PV sc-si, Südeuropa solarthermische Kraftwerke Wellenkraftwerk Quelle: NEEDS, Folie 24 > Vortrag > Autor externe Kosten in ct/kwh

25 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 quantifizierbare externe Kosten der Stromerzeugung (oberer Schätzwert CO 2 Schadenskosten mit Equity Weighting) IGCC Kohle CCS Gas GuD Gas GuD CCS Wind Offshore PV c-si, Mitteleuropa PV sc-si, Südeuropa solarthermische Kraftwerke Wellenkraftwerk Quelle: NEEDS, Folie 25 > Vortrag > Autor IGCC Kohle externe Kosten in ct/kwh

26 vermiedene externe Kosten durch EEG-Strom (2006) 4 3,5 3 Mrd. /a 2,5 2 1,5 1 0,5 0 EEG Förderung vermiedene externe Kosten durch EEG-Strom Folie 26 > Vortrag > Autor

27 Ausblick Die Quantifizierung externer Kosten ist mit großen Unsicherheiten verbunden. Die Politik benötigt einen Richtwert zur Bewertung energie- und umweltpolitischer Maßnahmen. Die externen Effekte durch Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien sind klein im Vergleich zu den externen Effekten fossiler Kraftwerke. Aufwendungen für EEG-Förderung sind kleiner als die durch EEG-Strom vermiedenen externen Effekte Folie 27 > Vortrag > Autor

28 Auswirkungen des Klimawandels in einer Risiko-Matrix Uncertainty in Predicting Climate Change Projection Bounded Risk System change and surprise Uncertainty in Valuation Market Non Market Socially Contingent Coastal protection Loss of dryland Energy (heating/cooling) Agriculture Water Variability (drought, flood, storms) Above, plus Significant loss of land and resources Non-marginal effects Heat stress Loss of wetland Ecosystem change Biodiversity Loss of life Secondary social effects Higher order social effects Regional collapse Irreversible losses Regional costs Investment Comparative advantage and market structures Regional collapse Folie 28 > Vortrag > Autor (Quelle: Watkiss 2005)