Aktuelle Strategien und Szenarien für die Energiewende

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1 Aktuelle Strategien und Szenarien für die Energiewende Ulmer Forum 212 des Bildungswerk ver.di Neu-Ulm, 2. Oktober 212 Dr. Joachim Nitsch Gutachter und Berater für innovative Energiesysteme; bis Ende 25 Leiter der Abteilung: Systemanalyse und Technikbewertung am DLR-Institut für Technische Thermodynamik, Stuttgart

2 Gliederung Grenzen der heutigen Energieversorgung; Handlungsnotwendigkeiten Ziele und Geschichte der deutschen Energiewende Transformationsprozess des Energiesystems auf der Bundesebene Zielsetzungen auf Landesebene (Beispiel: Baden-Württemberg) Was kostet und bringt die Energiewende? Was muss getan werden von Politik, Wirtschaft und Gesellschaft?

3 Primärenergieverbrauch, EJ/a Die derzeitige Energieversorgung stößt an Grenzen! 5 - Globaler Energieverbrauch seit Die Folgen des sorglosen und meist verschwenderischen Umgangs mit Energie: Trad. Nutzung von Biomasse "Neue" erneuerbare Energien Wasserkraft Kernenergie Erdgas Mineralöl Kohlen Bevölkerung: 4-fach Pro-Kopf-Verbrauch: 7-fach Energieverbrauch: 28-fach Pro-Kopf-Verbrauch Industrieländer: 2 - fach Institut für Technische Thermodynamik c:\global\weltpev.pre; Öl- und Gasressourcen schwinden, die noch vorhanden Ressourcen sind höchst ungleich verteilt. Öl- und Gaspreise werden stetig steigen Das globale Klima ändert sich bereits und gerät zunehmend aus dem Gleichgewicht; Klimaschäden nehmen zu Die Welt ist aufgeteilt in Energieverschwender und Energiehabenichtse; noch steigt die Nachfrage unaufhörlich Die Risiken der Kernenergie sind auf Dauer nicht beherrschbar; ihr globaler Rückbau ist zwingend notwendig

4 Globale Emissionspfade 21-25, um die 2 - Leitplanke einhalten zu können Fossile Energieträger müssen rasch und vollständig ersetzt werden. Dies erfordert einen massiven Umbau des globalen Energiesystems bezogen auf 28 Je später die Reduktion einsetzt, desto steiler wird die erforderliche maximale jährliche Minderungsrate und desto früher müssen die Gesamtemissionen auf Null gebracht werden. Noch maximal zulässige globale Emissionsmenge: 75 Mrd. t CO 2

5 Energiepolitische Zielsetzungen im Energiekonzept der Bundesregierung Minderung der THG-Emissionen: -4% -55% -7% -8 bis - 95% (bezogen auf 199) Energiebedingte CO 2 -Emissionen - 85% bis - 1% Effizienzstrategie: Minderung des Primärenergie- Verbrauchs (bezog. auf 28) - 2% - 5% Minderung des Stromverbrauchs: - 1% - 25% Minderung des Endenergieverbrauchs Verkehr: -1% - 4% Reduzierung des Wärmebedarfs (22) bzw. des Energiebedarfs (25) von Gebäuden: -2% - 8% EE Ausbaustrategie: Anteil der EE am (Brutto-) Endenergieverbrauch: 18% 3% 45% 6% Anteil der EE am Bruttostromverbrauch: 35% 5% 65% 8% Kernenergieabbau: -6% (222: -1%)

6 Eine kleine Chronologie 33 Jahre Energiewende 1979 Enquete-Kommission Zukünftige Kernenergiepolitik : Vier Pfade zur Energieversorgung, zwei mit wachsendem Energieverbrauch und extremen Kernenergieausbau (12 bzw. 165 GW in 2) zwei mit deutlicher Effizienzsteigerung und Kernenergieausstieg bis 2; Ausbau erneuerbare Energien 198 Studie des Öko-Instituts Energiewende Wachstum und Wohlstand ohne Erdöl und Uran bis ~ 2 zahlreiche weitere Studien zu einer Energieversorgung mit EE und EFF und ohne Kernenergie; 1986 Reaktorunfall von Tschernobyl; 1989 Buch Nitsch/Luther: Energieversorgung der Zukunft (bis 25) 1994 Abschlussbericht der Enquete-Kommission Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphäre Kommission sei 1989; ~ 8 Seiten; detaillierte Blaupausen für zukünftige Gestaltung der Energieversorgung 2 Energiewende 1. der rot-grünen Bundesregierung Februar: Einsetzung Enquete-Kommission Nachhaltige Energieversorgung unter den Bedingungen der Globalisierung und Liberalisierung ; März: EEG verabschiedet; Juni: Konsenspapier mit der Industrie zur Befristung der Kernenergienutzung bis Festlegung von EU-Zielen; Regierungsklausur der Großen Koalition in Meseberg Konkrete Ziele für THG-Minderung, Effizienzsteigerung und EE-Ausbau sowohl EU-weit wie national; Integriertes Energie- und Klimaprogramm (IKEP) einschl. detaillierter Unterziele für EE-Ausbau 21 Energiekonzept der schwarz-gelben Bundesregierung im September Beibehaltung der Ziele (z.b. -8% THG-Emissionen bis 25); Kernenergie wird Brückentechnologie mit Laufzeiten bis ca Energiewende 2. im März Reaktorunglück von Fukushima; 3. Juni: Bundestagsbeschluss zum Ausstieg aus der Kernenergie bis 222; Bekräftigung der Ziele des Energiekonzepts; Bestätigung und Novellierung des EEG 212 Zahlreiche Untersuchungen und Empfehlungen zur Durchführung der Energiewende 2.

7 Strategie I: Mit moderner Technik und intelligenterer Nutzung die Energieeffizienz beträchtlich steigern und den Energieverbrauch deutlich senken Technische Effizienzpotenziale in Industrieländern (Beispiel Deutschland) Industrie (Prozesswärme, Strom) 2-25% Handel, Gewerbe, Dienstleistungen (Strom, Wärme) 3-35% Private Haushalte (Strom) 35-4% Wohngebäude, andere G. (Raumwärme) bis zu 7% Verkehr bis zu 5% Strombereitstellung (Kraft-Wärme-Kopplung) bis zu 7% Quelle: Enquete-Kommission zur zukünftigen Energieversorgung, Beispiel: Das derzeit wirtschaftliche Stromeffizienzpotenzial beträgt rund 2% (= 11 TWh/a); dabei lassen sich knapp 1 Mrd. /a sparen (UBA 27) Der Energieverbrauch in Deutschland (und anderen Industrieländern) kann bis 25 - bei gleichbleibendem Komfort, gleicher Mobilität und noch wachsendem Bruttosozialprodukt - mindestens halbiert werden. Neben dem unmittelbarem Nutzen an Ressourcen- und Umweltschonung kann dadurch auch der zukünftige Anstieg der (spezifischen) Energiekosten In beherrschbaren Grenzen gehalten werden.

8 Nettostromverbrauch, TWh/a Wirtschaftliche Stromeinsparpotenziale: 11 TWh/a = 2% Stromverbrauch 21, = 8% Stromerzeugung Kernenergie - Wirtschaftliche Stromeinsparpotenziale % (u. a. Prozesswärme; eff. Pumpen u. Antriebe) 28% (u.a. Stromheizung; WW, Kühlgeräte, Heizungspumpen; Leerlaufverluste) 23% (u.a. Beleuchtung, Kühlung, Pumpen) Mögliche Einsparungen Inform. + Kommunik. Beleuchtung Raumheizung Prozesswärme Mechanische Energie LEIT8/STR-EFF; Kosteneinsparung je Jahr: 9,6 Mrd. -Industrie: 3,2 -Haushalte: 4,4 -GHD 2, Industrie Haushalte GHD Verkehr Quelle: Stromsparen ist wichtig für den Klimaschutz. UBA, August 27

9 Energieverbrauch, PJ/a Mit EFF-Strategie ist deutliche Reduktion des Energieverbrauchs in allen Sektoren erreichbar - Szenario 211 A Übrige Verluste Umwandl. verluste Strom NE-Verbrauch Verkehr Industrie GHD Private Haushalte Reduktion PEV : -,3%/a Die Umsetzung der Effizienzstrategie stockt derzeit in allen Bereichen (Gebäude, Strom, Verkehr) SZEN11/ENDSTRUK; Reduktionsziele 21 bis 25 Industrie : - 33% GHD: - 5% Haushalte: - 5% Verkehr: - 4% Endenergie: - 42% - 1,%/a Umwandl. Sektor: - 73% - 1,8%/a Primärenergie: - 48% - 1,2%/a

10 Spielräume für persönlichen Umgang mit Energie und Wirkungen auf die CO 2 -Bilanz Ein etwas verschwenderischer Tag Licht, 9 h am Tag, 6 Watt-Lampen 38 g 9 m² Wohnung beheizen 9 56 g 1 l Wasser auf Herd kochen 138 g Mit 8 PS-Auto zur Arbeit (8 km) 3 6 g 9 Std. Computer, Mittagspause und nachts Standby, DSL-Modem dauernd an 874 g Ein sparsamer Tag Licht, 9h am Tag, Energiesparlampen Ein Grad geringere Raumtemperatur 53 g 8 99 g 1 l Wasser im Wasserkocher 48 g Mit U-Bahn zur Arbeit 67 g 9 Std. Computer, Mittagspause und nachts abgeschaltet, ebenso DSL-Modem 56 g Mittagessen: 2g Rindfleisch, Obst aus Neuseeland 1 8 g Mittagessen: 2 g Schweinefleisch, Obst aus Region 44 g 45 min Sport auf Laufband (1,5 kw) 596 g 3 min Duschen mit normalem Duschkopf (54 l) Wäsche waschen (9 ), mittlere Effizienz, elektrischer Trockner Geschirrspülen und Kühlschrank (15 l) Effizienzklasse D bzw. alt g 3 39 g g 1 h Fernsehen, immer Standby 11 g 45 min. Sport zu Fuß g 3 min Duschen mit sparsamen Duschkopf (24 l) Wäsche waschen (6 ), sehr gute Effizienz, Trocknung an der Leine Geschirrspülen, Effizienzklasse A, g 53 g 15 l Kühlschrank, Effizienzklasse A g 1 h Fernsehen, sonst immer abgeschaltet 38 g Bilanz: g CO 2 Bilanz: g CO 2

11 Endenergie erneuerbare Energien, PJ/a Strategie II: Erheblicher weiterer EE-Ausbau in allen Bereichen Geothermie Solarstrahlung Windkraft Biomasse, biog. Abfälle Wasserkraft : 182 PJ/a 1822 Szenario 211A Szenario 211THG95 Biomasse: 1,5 1,5 Wachstums- Windenergie: 6 8 faktoren: Solarstrahlung: 1 17 (bez. auf 21) Geothermie: Gesamt: 3,1 4, SZEN 11; EE-END2; EE-Ausbau nach Verwendung Szenario 211A (Basisfall) 21 23/ 25/ (PJ/a) Strom*) 37 2,9 3,3 Wärme 49 2, 2,7 Kraftstoffe 13 2,8 4,2 Gesamt 99 2,5 3,1 Szenario 211THG95 (Obergrenze) 21 23/ 25/ (PJ/a) Strom*) 37 3,3 5,2 Wärme 49 2,1 2,9 Kraftstoffe 13 2,8 4,2 Gesamt 99 2,7 4, *) einschl. Wärmeerzeugung und Elektromobilität

12 Neue Solar- Techniken: schon lange entdeckt - heute verfügbar

13 Solare Technologien große Vielfalt, breit einsetzbar; große Entwicklungs- und Kostensenkungspotenziale

14 Stromgestehungskosten, EUR(29)/kWh Stromkostenentwicklung von EE-Technologien bei weiter anhaltender Marktdynamik.25 Fotovoltaik 2:,7 /kwh Wasser Wind Onshore Wind Offshore Fotovoltaik.2 Feste Biomasse Biogase, Deponiegas Mittelwert alle EE Mittelwert ohne PV EE - Neuanlagen.15 Mittelwert 212: 13,5 ct/kwh 22: 9 ct/kwh 25: 6 ct/kwh (ohne Fotovoltaik): 1 ct/kwh Quellen: BMU 212; ISE 212 Szen11/STR-KOS2;

15 mittlere Stromgestehungskosten, EUR/kWh Installierte Leistung, MW Bei kontinuierlichem Markwachstum sind beträchtliche Kostensenkungen möglich Erfahrung: Windenergie Onshore, Reduktion in 27 Jahren (1985 bis 212) um 7%! Extrapolation: Windenergie Offshore, Reduktion in 27 Jahren (28 bis 235) um 6%? 25 - Windenergie in Deutschand - 5 Leistung Onshore Kosten Onshore Leistung Offshore Kosten Offshore Quellen: : AGEE AGEB-Energiebilanzen Energiebilanzen; 212; ARES BMU 212 (BMU ) Leit12/windkos;

16 Art und Größe der Landbeanspruchung durch erneuerbare Energien In 25 benötigte Flächen Flächennutzung in Deutschland (Gesamtfläche km²; Anteile in %) Fotovoltaik Kollektoren Dächer ,8 4,9 Verkehr Fassaden 4 - Siedlungen Solarenergie (max.) Versiegelte Freiflächen 2 3 2,3 2,9 14,6 Ackerland Energiepflanzen (max Andere Freiflächen 15 2 (,7) 4,9 Dauergrünland Übrige landw. Fläche Wald Insges , (11,8) Wasser Sonstige *) *) Erholung,Betriebsflächen, Militär u.a. 33,6 LEIT/Fläche; Potenzial = 2 3 km²; in 21 genutzt: 165 km² 42 km², in 21 genutzt: ~ 2 km² Windenergie: Flächenbeanspruchung (2 MW/km²) 21: 14 km²; 25: ~ 3 km² Anlagenanzahl: 22 je 1,3 MW (21); ~ 15 je 4 MW (25)

17 Primärenergie, PJ/a Nur in einer abgestimmten Kombination von EFF und EE kann der Umbau gelingen (Energieversorgungsstrukturen bei Umsetzung der Ziele des Energiekonzepts) Alle Szenarien Primärenergieverbrauch*) 25 in den Szenarien 211 der Leitstudie 5,3 9, EE Anteil (%) Wasserkraft, Geothermie Solarstrahlung 12 19, EFF Windenergie Biomasse, biogener Abfall ,8 54,5 53,6 53, 66,8 83, Erdgas Mineralöl Steinkohle, Sonstige Braunkohle Kernenergie SZEN11/PRIM-SZE; Wirkungsgradmethode A 25 A' 25 B 25 C 25 THG95 26 THG95 THG-Minderung: - 8% (bis 25) -95% (bis 26) *) einschließlich nichtenergetischem Verbrauch

18 StromerzeugungerneuerbareEnergien, TWh/a Strom aus EE wird zur Schlüsselenergie in der zukünftigen Energieversorgung 1 8 EE- Vollversorgung aller Sektoren (THG 95%) SzenA 6 SzenA' SzenB THG - 8% 4 SzenC SzenTHG95 41% 2 17% SZEN1/ STR-VGL;

19 Stromerzeugung erneuerbare Energien, TWh/a Ein stetiges, dynamisches Wachstum der EE-Stromerzeugung ist erforderlich 5 - Szenario 211 A - 85% 49 Wasser Wind Onshore Wind Offshore Biomasse, biog. Abfälle 4 Fotovoltaik Geothermie Europäischer Verbund 63% : 123 TWh/a 41% ,5% 37 17% SZEN11/ STR-23;

20 Bandbreite des Wachstums der EE-Stromleistungen in den Szenarien Installierte Leistungen, GW Untergrenze (Szenario C) Obergrenze (Szenario THG95) Wasser 4,4 4,7 4,9 5,1 5,2 5,3 4,9 5,1 5,2 5,3 Biomasse 6,9 9, 1, 1,4 1,4 1,4 1, 1,4 1,4 1,4 Wind 28,8 49, 7,2 77,5 81, 86, 77,8 97,7 115,3 141,8 Fotovoltaik 24,8 53,5 61, 63,3 67,2 72, 67,9 75,2 81,8 86,4 Geothermie,1,3 1, 1,8 2,7 3,9 1, 2,2 4,9 8,6 EE-Importsaldo,4 3,6 6,8 9, 12,9 5,4 14, 29, 44, Summe 65, 116,8 15,7 164,8 175,5 19,5 167, 24,5 246,5 296,4 Summe Inland 65, 116,4 147,1 158, 166,5 177,6 161,6 19,5 217,5 252,4 Die (längerfristige) Struktur des Ausbaukorridors stellt einen Ausblick auf empfehlenswerte Beiträge der einzelnen EE-Technologien aus heutiger Sicht dar. Sie wird stetig neu anzupassen sein. Die eigentliche Botschaft lauten: EE sind in einer intelligenten Kombination aller Einzeltechnologien und Energiequellen in der Lage, innerhalb eines absehbaren Zeitraums die energetische Vollversorgung moderner Industriegesellschaften sicher zu stellen.

21 GW (1) Lastverlauf in Deutschland und Stromerzeugung der Fotovoltaik im Jahr 22 (Leitstudie 21; Basisszenario) 9 8 MAX MIN h -1 Berechnungen von Fraunhofer IWES, Kassel Last Photovoltaik

22 GW (2) Verbleibende Last nach Abzug der Stromerzeugung aus Fotovoltaik (22) 9 8 MAX MIN h Restlast (PV)

23 GW (3) Verbleibende Last und Stromerzeugung aus Windenergie im Jahr MAX MIN h Restlast (PV) Wind (on- + offshore)

24 GW (4) Verbleibende Last nach Abzug von Fotovoltaik- und Windstrom (22) MAX MIN h Restlast (PV, Wind)

25 Leistung (GW) Leistung (GW) Erneuerbare Erzeugung und Last, 22, Meteo-Jahr 26 Geothermie Wasserkraft Onshore-Wind Offshore-Wind Photovoltaik Last Die Leistungsbereitstellung konventioneller Kraftwerke muss zukünftig wesentlich flexibler werden Beispiel: 2-Wochen -Verlauf im Mai Last ungesteuert; ohne Ausgleich durch Speicher und Lastmanagement 1 8/5 8/5 9/5 1/5 11/5 12/5 13/5 14/5 15/5 16/5 17/5 18/5 19/5 2/5 21/ Tag/Monat Erneuerbare Erzeugung und Last, BasisA, 25, Meteo-Jahr 26 FhG IWES Der Leistungsbedarf konventioneller Kraftwerke schwankt in 22 zwischen 6 und ~ GW, die Anforderungen an konvent. 8 therm.kraftwerke wachsen enorm (Lastwechsel, Leistungsgradienten, An- und Abfahrt; Ökonomie); sie können durch gut 6 ausgebaute Netze und durch Kurzeitspeicher gemildert werden 4 2 Geothermie Wasserkraft Onshore-Wind Offshore-Wind Photovoltaik Last Jahr 22: EE Jahresanteil = 4% Jahr 25: EE-Jahresanteil = ~ 85% Wachsende EE-Überschüsse erfordern neben leistungsfähigen Netzen auch eine Langzeitspeicherung. Dafür kommen Wasserstoff oder EE-Methan in Frage. 8/5 8/5 9/5 1/5 11/5 12/5 13/5 14/5 15/5 16/5 17/5 18/5 19/5 2/5 21/5 Tag/Monat FhG IWES

26 Bruttoleistung Kraftwerke, GW Entwicklung der Gesamtleistung stromerzeugender Anlagen im Szenario 211 A Szenario 211 A Europ. Verbund EE Photovoltaik Wind Offshore Wind an Land Andere Speicher EE-Wasserstoff Geothermie Laufwasser Gesicherte Leistung (GW) Biomasse KWK fossil Erdgas, Öl Kond. Braunkohle Kond. Steinkohle Kond. Kernenergie SZEN11/ S-LEIS-A; Höchstlast: ~ 6 GW*) *) unter Berücksichtigung von Effizienz und Lastmanagement

27 Derzeit vorgeschlagener Stromnetzausbau auf der Höchstspannungsebene Neubaumaßnahmen Ausbau bis zum Jahr 222: Neubau: 1 7 km Wechselstrom 2 1 km Gleichstrom (HGÜ) Umbau/Ertüchtigung: 4 4 km Wechselstrom Gesamte derzeitige Trassenlänge: 35 km (Neubau ~ 11%) Investitionskosten: ~ 2 Mrd. noch offene Fragen bzw. Defizite: HGÜ Keine Stromverbrauchsreduktion; Flexibilität von Verteilnetzen nicht untersucht ( smart grids ); regionale Zuordnung der EE nicht optimal; stromgeführter Einsatz von KWK und dezentrale Speicher nicht betrachtet; keine Lastmanagementmaßnahmen; Quelle: Netzentwicklungsplan Mai 212 Aktuelle Ausbaupläne stellen Obergrenze dar

28 Endenergieeinsatz für Wärme, PJ/a Die Verbrauchsstruktur im Wärmesektor muss sich ebenfalls deutlich verändern - Szenario 211 A Wasserstoff via KWK Geothermie, Umweltwärme Solarkollektoren Biomasse Kohle direkt Heizöl direkt Erdgas direkt Industrielle KWK, fossil Fern- und Nahwärme, fossil 2 Strom SZEN11/WAERM-GE; Wärmebedarf = 58% der gesamten Endenergie Anteil Netze/KWK: 13% 15% 19% 23% 25% 27% 32% 37% Anteil EE: 7% 11% 16% 23% 29% 36% 47% 59%

29 EndenergieinsatzfürRaumwärme[PJ/a] Bis 25 beträchtliche Strukturveränderungen erforderlich - Beispiel: Struktur des Energieverbrauchs für Raumwärme - - Basiszenario21A- 3, 2,5 2, 1, *) 268 *) 12% *) temperaturbereinigt Anteil netzgebundener Wärme 23% % Umweltwärme, Geothermie Solarwärme Biomase, Fern- Nahwärme; direkt Fern- Nahwärme fosil Erdgas direkt Kohle direkt Heizöl direkt Strom direkt, WP BASIS1/lRAUMHEIZ; , 5 Spez. Wärmebedarf: PH: kwh/m²a KV: kwh/m²a

30 Edwärme Biomasse Sonne Eine umfassende Nutzung von EE verlangt eine beträchtliche Veränderungen der Versorgungsstrukturen im Wärmebereich (insbesondere den Ausbau kleiner Netze) Beispiel: Nahwärmenetze sind in vielen Fällen die günstigste Wärmeversorgung IEP-Pullach Erdgas

31 Integration großer Solarkollektorfelder Solarsiedlung Hirtenwiesen in Crailsheim; Baden-Württemberg Gesamter Wärmebedarf zu 5-6% durch Solarkollektoren gedeckt

32 Endenergieverbrauch Verkehr, PJ/a Verkehr: Trotz massiver Veränderungen sind in 25 noch 5% der Kraftstoffe fossil - Szenario 211 A Verkehr = 28% der Endenergie Wasserstoff Biokraftstoffe Strom Erdgas Kerosin Benzin Diesel SZEN11/VERKEHR; Verkehrsleistung: 25/21: PV =,93 GV = 1, Anteil Güterverkehr: 28% 35% 4% 43% 45% Anteil EE: 5,4% 14% 25% 37% 49% GV-Schiene = 2,1

33 EE-Endergie für Verkehr; PJ/a Alle Optionen erneuerbarer Energien werden im Verkehr benötigt - Biokraftstoffe - Elektroantriebe - Chem. Energieträger aus EE-Strom - - Szenario 211A Biodiesel Pflanzenöl Bioethanol BTL EE-Wasserstoff EE-Strom für Elektro-PKW EE-Anteil an Strom Schiene Jahr 25 Fossil Biokraftstoffe EE- Wasserstoff EE- Methan Strom EEV Verkehr Szenario 211 A Szenario 211 B Szenario 211 C WWF Innovation Szenario I B [EWI 21] Jahr SZEN11/KRAFT-EE;

34 Primärenergie, PJ/a Angestrebter Umbau der Energieversorgung Baden-Württembergs EE = 9% Szenario BaWü 25 - EFF = - 21% EE = 22% EFF = - 36% EE = 38% EE, Offshore + EU-Verbund EE -Inland Nettostromimport; foss. Erdgas Mineralöl Kohlen Kernenergie 6 4 Ba-Wü-neu/PEV; EFF = - 55% EE = 71% (+7) 73(+9) 56(+6) 4(+3) 23(+1) 11 CO 2 - Emissionen, Mio. t/a Emissionen des Stromimports

35 Bruttostromverbrauch, TWh/a Baden-Württemberg: Umbau der Stromversorgung bis 25 - Stromerzeugung in BaWü und Nettoimport Szenario BaWü Nettoimport fossil/nuk. Offshore, EE-Verbund Fotovoltaik Bis 22: Anstieg des EE-Anteils auf 36% (bis 25 auf 89%); insbesondere ~ 3 MW Wind und 6 MW Fotovoltaik 6 5 Wind Wasser, Geothermie Biomasse Reduktion des Stromverbrauchs um 5% (Anstieg zwischen 2 und 212 um 17%!!) KWK fossil Kond-KW Gas Kond-KW Kohle BaWü/strstruk Kernenergie Bis 22: Nettozubau von Gaskraftwerken: 11 MW Leistung; Nettozubau von Kohlekraftwerken 5 MW ( ) ,9 15,4 14, 9,4 4,5 2,3 (+6,6) (+8,9) (+5,9) (+2,6) (+,8) Stromimport CO 2 - Emissionen der Strombereitstellung, Mio. t/a Zubau KWK (MW) Kohle: 5 Gas, groß: 6 Gas, klein: 5 Biomasse: 3 Gesamt: 19

36 Entwicklung der erneuerbaren Energien insgesamt in Baden-Württemberg Endenergieanteile EE für 9%ige THG-Minderung D: 21 = 11%; 22 = 23%; 25 = 76% BW: 21 = 1%; 22 = 25%; 25 = 78% Strom (TWh/a) -Laufwasser 5,2 5,5 6, -Biomasse 3,3 4,9 6, -Wind,6 6,3 18, -PV 2, 7,6 16,8 -Geothermie,1,3 2, Gesamt BW 11,2 24,6 48,8 - Import - 2,8 14, Wärme (TWh/a) -Biomasse 14, 17,9 2, -Kollektoren 1,1 3,2 14,1 -WP, Geother.,4 1,6 9,8 Gesamt 15,5 22,7 43,9 Biokraftstoffe(TWh/a) 5, 11,1 13,3 Gesamte Endenergie EE (TWh/a) 31,7 61,2 12

37 flächenspezifische Windleistung, kw/km² Jährl. Umsatz, MW/a; Anzahl Neuanlagen 6 - Windenergie in Baden - Württemberg - Windenergie in Baden-Württemberg Jährlicher Zubau (MW) Neuanlagen je Jahr Jährlicher Zubau RP 211 Zubau mittlere Größe (MW) Bestand 211: 376 1,3 Neuanlagen: 118 2,8 Abbau: 1 < 1 Bestand 22: , WindBW2; Ungefähre Standorte: 4-45 ~ 33 kw/km² Aufstelldichte ( kw je km²); % Fläche*) NRW 211: 9,4 RP 211: 84,5 Thür. 211: 5,2 Saarl. 211: 49,3 BW 211: 13,5,7 RP 22: 33 2, BW 22: 1,5 *) bei Aufstelldichte 2 MW je km² Rheinland- Pfalz Thüringen Saarland NRW BaWü 367 MW 1663 MW 81 MW 127 MW 35 MW 486 MW BaWü-neu\Wind1;

38 Landschaftsbeanspruchung durch Windkraftanlagen CO 2 -Vermeidung während Lebensdauer (2a): ~ 4 t Windpark Haupersweiler, Saarland, 6 x 2,5 MW; Quelle: EnBW

39 CO2 - Emissionen, Mio. t/a Nutzen der Energiewende : Massive Reduktion der CO 2 Emissionen; deutliche Verringerung von fossilen Energieimporten; Wertschöpfung im Land - Szenario BaWÜ ,4 (76,7) 72,4 (81,3) Verbrauchssektoren nur Brenn- und Kraftstoffe Stromimport Übriger Umwandl. sektor Stromerzeugung Verkehr GHD Private Haushalte Industrie BW/STR-CO2BW--B; ,

40 Verminderung der CO2-Emissionen in der deutschen Energieversorgung (Minderungsbeiträge von EE und EFF in den Segmenten Strom, Wärme, Kraftstoffe) - Szenario21A- Strom *) (387) Wärme Kraftstofe *)Kompensationder Kernenergie Gesamtemisionen21=79; 25=154Mio. t CO2/a; Netominderung=625Mio. t CO2/a, davonef=343, E= CO2-Minderungspotenziale21bis25, Mio. t/a CO2-Emisionen 25 Minderung durchef Minderung durche Szen1/CO2-POT3; 5.1.1

41 Investitionen, Mio. EUR(29)/a Jährliche Investitionen in strom- und wärmeerzeugende Anlagen in Deutschland Mittelwerte von 5-Jahresabschnitten 2 - Szenario 211 A - Fotovoltaik Wind Übrige EE Fossil Kraftwerke*) Stromseitig 21 23: 15 Biomasse Kollektoren Erd- und Umweltwärme Fossile Heizanlagen Fossil: 4 Mrd. EE: 24 Mrd. Ges.: 28 Mrd. 1 5 Wärmeseitig 21 23: Fossil: 15 Mrd. EE: 13 Mrd. Ges.: 28 Mrd *) einschl. 2,5 GW Pumpspeicher bis SZEN11/INV-GES2; EE-Investitionen bis 21 (Strom + Wärme): 15 Mrd. ; davon ~ 75% von privat

42 Jährliche Ausgaben für Energie, Mrd. EUR 21/a Vergleich der Gesamtausgaben der deutschen Energieverbraucher 2 und 211 (Haushalte, Gewerbe, Industrie, Verkehr) Insgesamt (197) Mehrausgaben 211 gegenüber 2 (Mrd. /a Strom: 29 Brennstoffe: 2 Kraftstoffe: 13 Insgesamt: 62 EE-Wärme, Kraftstoffe EE-Strom Import Andere Import Öl Steuern 15 (135) Steuern: 18 9 Importe: 49 Förderung EE: 12 Kraftstoffe Brennstoffe Strom 1 5 Import Erneuerbare Energien 2 14 GESKOS; Quelle: BMWi Energiedaten Zahlen und Fakten, April 212; BMU 212: Leitstudie 211.

43 Ausgaben für Energieimport, Mrd. EUR Entwicklung der Ausgaben für Energieimporte seit Gesamter Import Rohöl Erdgas Steinkohle Kernenergie Anteil BIP: 3,5% 8 6 Ein Ölpreisanstieg um 1 $/bbl entspricht jährl. Mehrausgaben von 6,5 Mrd. /a 4 2 Anteil BIP: 1,3% Anteil BIP: 1,7% Quelle: BMWi Energiedaten Zahlen und Fakten;, April 212 preis12/import;

44 Energieausgaben privater Haushalte in /Monat (Durchschnittshaushalt; Stromverbrauch 3 5 kwh/a) 2 Strom 41 Brennstoffe 45 Kraftstoffe 82 Gesamt 168 Davon EEG,5 211 Anstieg % % % % 1,3 *) 9,8 Schätzung 222; ohne Effizienz 222 Anstieg % % % % ~ 1-12 **) - 2 Anteil Strom 24% Anteil EEG,3% 3% 43% 4,2% 13% 28% 23% 3,2% 2% *) 211: 292 kwh/monat x 3,53 ct/kwh = 1,3 /Monat; 213: 15,8 /Monat **) weitere Kostendegression EE; keine Ausweitung Industrieprivileg; Kostensenkung Börsenpreise berücksichtigt; Maximum 213 bis 215 mit ~ 16 /Monat Quellen für Ist-Daten: BDEW-Strompreisanalyse,Mai 212; BMWi Energiedaten, April 212 Quellen für 222: Leitstudie 211 (Nitsch, J. u.a: Langfristszenarien und Strategien für den Ausbau von EE DLR Stuttgart; Fraunhofer-IWES Kassel ; IFNE Teltow; im Auftrag des BMU, März 212)

45 StrompreiseHaushalte, ct/kwh Woher kommt der Anstieg der Stromkosten von Privatkunden? Erzeugungskosten stiegen seit 2 stärker als die EEG-Umlage Erzeugung, Transp., Vertrieb Konzesionsabgabe Mehrwertsteuer Stromsteuer Liberalisierter Strommarkt KWK-Gesetz 19-Umlage Str.EG/EG ,6 ct/kwh *) 1 6,5 ct/kwh Quelen:BDEW, Mai 212;BMWi-Energiedaten;Jan. 212 BMU/Preise/Strom-H; *) 212: EE-Förderung ~ 2,1; Absenkung Börsenpreise ~,5; Industrieprivileg ~ 1 ct/kwh 213: 5, 3 ct/kwh (EE ~ 2,6; Absenkung Börsenpreise ~,7; Industrieprivileg ~ 1,3; weitere ~,7)

46 Verborgene Kosten des heutigen (fossilen) Energiesystems in Mrd. /a Umweltschädliche Subventionen in fossile Energien, Jahr 28 *) Steuerentlastungen- und befreiungen Energiewirtschaft 5,2 Kohlesubventionen 2,8 Kostenfreie Zuteilung der CO 2 -Emissionsberechtigungen 7.8 Steuerbefreiungen und Vergünstigungen im Straßenverkehr 7,2 dto. Luftverkehr 11,4 Weitere (Wohnen, Landwirtschaft) 1,6 Summe 36 Mrd. /a Nicht sichtbare Schäden des Klimawandels **) CO 2 -Emisssionen 21: 78 Mio. t/a Mittelwert Schadenskosten: 75 /t CO 2 Differenz gegenüber derzeitigen Zertifikatskosten: 53 Mrd. /a *) OECD-Umweltprüfberichte: Deutschland 212, OECD Publishing. ; Seite 59 ff. **) Leitstudie 211 (BMU 212), dort Krewitt/Schlomann 26: Externe Kosten der Stromerzeugung; im Auftrag des BMU

47 Externe Kosten der Stromerzeugung, ct/kwh In der heutigen Energierechnung tauchen viele Kosten nicht oder kaum auf! Beispiel: Umwelt- und Klimaschäden der fossilen Stromerzeugung *) W. Krewitt, B. Schlomann: "Externe kosten der Stromerzeugung." Gutachten für das BMU, DLR Stuttgart, ISI Karlsruhe, März 26 Derzeit nur 7-8 /t Klimawandel (7 EUR/t) *) Luftschadstoffe 7,9 6,4 6,3 5,7 2,9 2 1 PV (heute) 1,1,6 PV (23) Geothermie,4,2,2,2,1 Solartherm. KW Laufwasser Wind Onshore Wind Offshore Braunkohle DK 4% Braunkohle GuD 48% Sterinkohle DK 43% Steinkohle GuD 46% Erdgas GuD 57% AK-25/EXTERN;

48 Ölpreis (Jahresmittelwert), $ 21/bbl Wie sieht die (Kosten-) Zukunft der fossilen Energieversorgung aus? Beispiel Ölpreisentwicklung: Der Korridor zukünftiger Ölpreise zeigt nach oben! Nominaler Preis 23: ~ 2 $/bbl Ist-Werte (Geldwert 21) Pfad A: "Deutlich" Pfad B:"Mäßig" WEO 211 NPS 8 6 Nominaler Preis 23: ~ 15 $/bbl Annahmen 28 WEO 211 CPS preis11/oelpr-12; Reale Ölpreise (Kaufkraft 21) Quellen: BMWi 212; BMU 212; WEO 211 (World Energy Qutlook, IEA 211)

49 Gesamtausgaben Energieverbraucher *), Mrd. EUR (21)/a Die heutigen Vorleistungen in EE und EFF-Technologien sind die entscheidende Voraussetzung für eine zukünftig nachhaltige und erschwingliche Energieversorgung 4 Entwicklung der Gesamtausgaben der deutschen Energieverbraucher - Leitstudie 211; Preispfad A - Ohne EFF- und EE-Investitionen 3 Mit Kapitaldienst für EFF- Investitionen 2 Mit Kapitaldienst für EFF- und EE- Investitionen 1 Gleiche Energierechnung bei ~ 2 -fachem Energiepreis mit emissionsfreien Energien *) ohne Steuern Quelle: BMU 212 ( Leitstudie 211 ), S. 24, aktualisiert mit 211er Daten SZEN12/KOSGES-A;

50 Stromkosten;ct/kWh(29) Stromerzeugungskosten ohne und mit Ausbau erneuerbarer Energien 15 - PreispfadA ,1 ct/kwh 3 Konventionele Kraftwerke E-Anlagen E-Anlagen+ Bestand konv. KW Die heutigen Vorleistungen in EE (EEG Umlage) garantieren ein zukünftig stabiles Preisniveau der gesamten Stromversorgung BMU/Preise/Strokos2;

51 Aufgaben für die deutsche Klimaschutz- und Energiepolitik Stromsektor: Der konventionelle KW-Zubau muss sich ausschließlich an der flexiblen, effizienten Deckung der Residuallast orientieren. Stromnetze müssen auf Transport- und Verteilungsebene mit Augenmaß ausgebaut werden, ein darauf abgestimmter Speicherzubau muss folgen. EE-Strom als zukünftig wichtigste Energiequelle verlangt intelligenten, effizienten Einsatz in Prozesswärme, in Kühlung, im Verkehr, in Überschuss- Nutzung in Wärmespeichern und schließlich Überführung in chemische Energieträger. EE- Strom kann so auch im Wärme- und Verkehrssektor fossile Energieträger substituieren. Wärmesektor: Solarkollektor- und Geothermiemarkt muss sehr viel dynamischer wachsen. Dafür ist Instrumentenausweitung unumgänglich. Eine verbesserte Langfristplanung von Wärmeversorgungen durch die verbindliche Einführung flächendeckender und einheitlich strukturierter kommunaler Wärmenutzungs- bzw. Energiekonzepte sind unerlässlich. Im Verkehr müssen deutliche Effizienzsteigerungen und wesentlich wirksamere Verlagerung- und Vermeidungskonzepte mit Ausbaustrategien für Biokraftstoffe und E- Mobilität ausbalanciert werden; derzeit besteht hier ein großes Ungleichgewicht. Technologieoffenheit bei neuen Antrieben und Kraftstoffen ist empfehlenswert; vorschnelle Festlegung ist derzeit nicht notwendig. Instrumente/Politik: EEG ist stetig anzupassen, es ist aber weiterhin unverzichtbar; mittelfristig ist eine vollkostenbasierte Preisbildung am Strommarkt erforderlich. Nur mit effektivem Emissionshandel ist eine marktgetriebene Klimaschutzpolitik möglich. Der Nutzen und die Notwendigkeit nachhaltig korrekter Energiepreise muss von der Energiepolitik stärker vertreten werden. Nur dann gibt es wirkungsvolle Anreize für verstärkte Effizienz; für faire Marktbedingungen für EE und für die Bereitstellung von Energie mit nachhaltigen Eigenschaften.

52 Was Bürger zur Energiewende beitragen können: Im Haushalt stets sorgfältig mit Energie umgehen (Strom, Heizung, PKW) Mobilitäts- und Konsumverhalten überdenken (Auto öfter stehen lassen, Flüge reduzieren; regionale Lebensmittel, langlebige Güter kaufen.) Bei Neuanschaffung von Geräten, Renovierung von Heizungen, Gebäuden an Lebenszykluskosten denken ( durch Mehrinvestition längerfristig Geld sparen) Stromanbieter vor allem nach ökologischen Kriterien wählen; regionale Anbieter oder Stadtwerke bevorzugen Beteiligung an Bürger- Gemeinschaftsanlagen (Wind, PV, BHKW.) Kommunale Energieplanungen anstoßen/unterstützen/begleiten; z.b. längerfristige kommunale Energiekonzepte, Nahwärmenetze, Stadtwerksgründungen, Netzrückkauf Berichterstattung über Energiewende kritisch verfolgen, sich gründlich informieren, in Diskussion eingreifen; ressourcen- und klimaschonende Politik unterstützen (Verbände, kommunal, Land, Bund)

53 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Weiterführende Literatur: J. Nitsch, T. Pregger, T. Naegler, N Gerhardt, M. Sterner, B. Wenzel u.a: Langfristszenarien und Strategien für den Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland. DLR Stuttgart, Fraunhofer-IWES Kassel; IFNE Teltow im Auftrag des BMU, Abschlussbericht Projekt FKZ 3MAP146; März 212; M. Schmidt, J. Nitsch, F. Staiss: Energieszenario 25 - Gutachten zur Vorbereitung eines Klimaschutzgesetzes für Baden-Württemberg im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Klimaschutz und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, Nov. 211 Dr. Joachim Nitsch, bis Ende 25 Abteilungsleiter Systemanalyse und Technikbewertung im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Stuttgart, Gutachter und Berater für innovative Energiesysteme, Energiereferent des Landesnaturschutzverbandes Baden-Württemberg; jo.nitsch@t-online.de