Die Entwicklung der Energiemärkte bis 2030

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1 Die Entwicklung der Energiemärkte bis 2030 Eine Übersicht über Prognosen Prof. Dr. Andreas Löschel Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung (ZEW) und Universität Heidelberg 31. Neu-Ulm Energietag, 19. Januar

2 Wasser 4.8 (2.3%) Biomasse 3.5 (1.7%) Geothermie 1.2 (0.6%) Wind 0.1 (0.05%) Solar.01 (0.005%) Kernkraft 12.8 (6.2%) Energieflüsse global 2006 Stromerzeugung 76.0 Haushalte 23.5 GHD 12.0 nicht genutzte Energy Kohle 52.1 (25.2%) Industrie 78.7 Gas 51.0 (24.7%) Öl 81.1 (35.2%) PKW 18.4 LKW 18.8 Flugverkehr genutzte Energy Source: EIA IEO MMBOED Million barrels of oil equivalent /day 2

3 Wasser 4.8 (2.3%) Biomasse 3.5 (1.7%) Geothermie 1.2 (0.6%) Wind 0.1 (0.05%) Solar.01 (0.005%) Kernkraft 12.8 (6.2%) Energieflüsse global 2006 Stromerzeugung 76.0 Haushalte 23.5 GHD 12.0 nicht genutzte Energy Kohle 52.1 (25.2%) Industrie 78.7 Gas 51.0 (24.7%) Öl 81.1 (35.2%) PKW 18.4 LKW 18.8 Flugverkehr 5.6 genutzte Energy Source: EIA IEO MMBOED 3 3

4 Wasser 7.8 (2.4%) Biomasse 9.0 (2.8%) Geothermie 2.9 (0.9%) Wind 2.1 (0.6%) Solar 0.31 (0.1%) Kernkraft 18.6 (5.8%) globaler Energiemix 2030 Electricity Stromerzeugung Generation Erneuerbare wachsen, aber ~7% Kohle und Gas bleiben wichtigste Quellen bei Wärme und Strom Kernkraft steigt Energieeffizienz global niedrig ~50% Haushalte 31.9 GHD 18.7 nicht genutzte Energie Kohle 95.5 (29.6%) Industrie Erdgas 77.9 (24.1%) Öl bleibt wichtigster Energeträger im Transport PKW 27.6 LKW 27.3 Fliugverkehr 10.6 genutzte Energie Öl (33.6%) Source: EIA IEO 2008 reference case 322 MMBOED Million barrels of oil equivalent /day 4 4

5 Energie und Klimapolitik und 2 Grad Ziel Quelle: IEA (2010), Global Energy Outlook - saubere Energietechnologien sind entscheidend, Effizienz leistet 2/3 (v.a. OME) - technologischer Fortschritt erforderlich, aber Energieeffizienzsteigerung und Einsatz bestehender kohlenstoffarmer Technologien verspricht größte Reduktion 5

6 Energiekonzept Energiekonzept vom : Die Sicherstellung einer zuverlässigen, wirtschaftlichen und umweltverträglichen Energieversorgung ist eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. [ ] Die Bundesregierung wird auf Grundlage eines wissenschaftlich fundierten Monitoring ermitteln, ob sich der tatsächliche Fortschritt im Korridor des oben beschriebenen Entwicklungspfads bewegt. 6

7 Kernenergieausstieg nach Fukushima Netto-Stromerzeugung deutscher Kernkraftwerke Rot-grüner Ausstiegsbeschluß (AtG 2002) Energiekonzept der Bundesregierung (11. AtG-Novelle) Quelle: Oeko-Institut (2011) 7 7

8 Kernenergieausstieg Installierte Leistung deutscher Kernkraftwerke 2011 Quelle: Oeko-Institut (2011) 8 8

9 Energiewende Wichtigste Bestandteile Ausstieg aus der Kernenergie bis 2022 zügiger Ausbau der Erneuerbaren Energien Steigerung der Energieeffizienz (insbesondere energetische Gebäudesanierung) Ausbau der Stromnetze und Speicherkapazitäten 9 9

10 Energiekonzept Energie- und klimapolitische Ziele und Indikatoren Energiekonzept und beschleunigte Umsetzung Minderung der Treibhausgasemissionen um 40% bis 2020, um 55% bis 2030, um 70% bis 2040, um 80% - 95% bis 2050 Anteil der Stromerzeugung aus EE mindestens 35% bis 2020, 50 % bis 2030, 65 % bis 2040, 80% bis 2050 Primärenergieverbrauch soll bis um 20 Prozent bis 2020 sinken (50% 2050) Einsparung beim Stromverbrauch um 10% bis 2020 geg (25% bis 2050) Reduzierung des Wärmebedarfs um 20% bis 2020 (80% bis 2050) 10 10

11 Überblick Studien Zielszenarien: -PIK & IIRM (2011) für Friedrich-Ebert-Stiftung, 27. Juni Energieszenarien 2011 von EWI, GWS, Prognos AG für BMWi, Juli 2011 Kein Zielszenario: -Energieprognose 2009 von IER, RWI, ZEW für BMWi, März 2010 Andere (Zielszenario mit anderer Ausrichtung): - Leitstudie 2010 für BMU, Dezember

12 Modellierung in den Studien Energieszenarien 2011: - Stromnachfrage - für EU-27 Strommarktmodell DIME - Model Potentiale & Kosten Erneuerbarer Energien in Europa - PANTA RHEI: Makro-Effekte Energieprognose 2009: - Strommarktmodell E2M2s - Kern: Energiesystemmodell TIMES PanEU -CGE Modell NEWAGE PIK (2011): - MICOES zur Kraftwerkseinsatzplanung 12

13 Energieszenarien für Deutschland Energieprognose IER/RWI/ZEW für das BMWi (2009) Darstellung der wahrscheinlichsten Entwicklung von Angebot und Nachfrage nach Energie in Deutschland Alternative Zukunftspfade: Kernenergieausstieg und Laufzeitverlängerung (Referenzentwicklung vs. 40 Jahre Laufzeit) 13 13

14 Annahmen in den Studien (i) In Energieszenarien 2011, Grenzübergangspreise für Gas und Steinkohle deutlich niedriger als in PIK (2011), EP niedrig Strompreise niedriger in Energieszenarien 115 USD/bbl 75 USD/bbl IEA Ölpreis 2004: : : : : : : : 120 * 1 Barrel entspricht etwa 6,1 GJ, 1 EUR (2010) entspricht etwa 1,35 USD (2010), 1 EUR(2007) = 1,07 EUR (2010) 14

15 Annahmen in den Studien (i) Crucial 15

16 Annahmen in den Studien (ii) PIK (2011) geht auch von deutlich höheren Preisen für CO ² -Zertifikate aus PIK-Studie (from Lead Study 2010) Energieszenarien (Ra) Energieprognose (Rb) Energieprognose Lead Study: Low Prices

17 Emissionsmärkte EU EHS EU-Emissionshandelssystem (EU-EHS) ist seit 2005 zentrales Klimaschutzinstrument der EU und Deutschlands. Es umfasst rund 40% der europaweiten und rund 50% der deutschen CO 2 -Emissionen. KfW/ZEW CO 2 Barometer: Umfangreiche jährliche Befragung aller am Emissionshandel teilnehmenden deutschen Unternehmen (Vollerhebung). Die Umfrage erfolgt auf Unternehmens-, nicht auf Anlageebene. Parallele internationale Befragung von Emissionshandelsexperten. Diesjährige Schwerpunktthemen: CO 2 -Minderungsmaßnahmen Handelsaktivitäten Carbon-Management-Strategien Zukunft projektbasierter Mechanismen KfW & ZEW KfW/ZEW CO 2 Barometer

18 Preiserwartungen für EU-Emissionsrechte Aktuelle Preiserwartungen (blau) unter EUR 10 in 2012 Preiserwartungen deutlich geringer als noch im März 2010 (grau) Gründe: große Menge an Restzertifikaten im Zusammenspiel mit negativem Konjunkturausblick für die EU27 CERs/ERUs sehr günstig wegen Aktuellem Stand der int. Klimaverhandlungen Erwartungen vom März 2011 Erwartungen vom Dez

19 Energieprognose IER / RWI / ZEW (2009) Energie- und klimapolitische Ziele und Indikatoren Quelle: Energieprognose

20 Energieprognose IER / RWI / ZEW (2009) Energie- und klimapolitische Ziele und Indikatoren Quelle: Energieprognose

21 Energieprognose IER / RWI / ZEW (2009) deutscher Strommix 2020 heute und in der Zukunft Quelle: Energieprognose 2009, F.A.Z

22 Anteil der Erneuerbaren Energien an der Stromproduktion ASSUMPTION Modelling Results 22

23 Energieprognose IER / RWI / ZEW (2009) Strombereitsstellung im Vergleich Nettostrombereitstellung [TWh] Sonstige Biomassen Photovoltaik Wind Wasserkraft Kernenergie Erdgas Mineralöl Braunkohle Steinkohle Stromimportsaldo Referenz (Ra) 40a (Rb) 60a (Rc) Referenz (Ra) 40a (Rb) 60a (Rc) Referenz (Ra) 40a (Rb) a (Rc) 42% 39% 36% 33% 30% 27% 24% 21% 18% 15% 12% 9% 6% 3% 0% -3% Anteil Erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch Referenz: Leicht rückläufige Stromerzeugung bei gleichzeitig steigenden Stromimporten Starker Anstieg der Stromerzeugung aus Windkraft (Offshore) und Erdgas Konstanter Anteil von Braunkohle an der Stromerzeugung (22 %) (CCS) Anteil der Erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch steigt bis 2020 auf 27 %, bis 2030 auf 36 % Laufzeitverlängerung Aus niedrigeren Strompreisen resultiert etwas höhere Stromnachfrage Zunahme inländischer Stromerzeugung bei niedrigerem Stromimportniveau Keine Beeinträchtigung des Ausbaus Erneuerbarer Energien in der Stromerzeugung Mittelfristig geringerer Zubaubedarf bei Laufzeitverlängerung, insbesondere für Erdgaskraftwerke Quelle: Energieprognose

24 Energieprognose IER / RWI / ZEW (2009) Nutzung Erneuerbarer Energien 5,8% biogen fest biogen flüssig/ gasförmig 2,2% PJ 550 Geothermie + Umgebungswärme 1,5% Solarthermie 0,6% 161 Photovoltaik ,6% 88 0,8% Wasserkraft 5,0% Windkraft Bedeutende Rolle der biogenen Rohstoffe und der Windkraft Wichtigster Einsatzort der Erneuerbaren Energien ist die Stromerzeugung Verstärkte Nutzung der Erneuerbaren Energien auf dem Wärmemarkt (Erneuerbare Energien Wärmegesetz) Einsatz von Biokraftstof-fen im Verkehrssektor entsprechend den gesetzlichen Mindestquoten Primärenergieverbrauch (PEV) Erneuerbare Energien 2030 (absolute Werte in PJ und Anteil am gesamten PEV) Quelle: Energieprognose

25 Strompreise Quelle: BDEW 2011 Aktueller Strompreis (Haushalt mit 3500 kwh/jahr) 2012: 3,59 Zukünftige Entwicklung Großhandelspreise Merit Order Brennstoff-/CO2-Kosten Umlagen: EEG Netz-Ausbau Reserven Quelle: BDEW, BNetzA, F.A.Z

26 Strompreise Energieprognose Referenzprognose mit Ausstieg Großhandelspreis Strom ohne MwSt. 2007/MWh 111, ,9 Haushaltspreis Strom inkl. MwSt. 2007/MWh Anteil Erneuerbarer an Brutto-Stromverbrauch 18,1 27,1 36,4 Mit Verlängerung 40 Jahre: Großhandelspreis Strom ohne MwSt. 2007/MWh ,9 Haushaltspreis Strom inkl MwSt. 2007/MWh Anteil Erneuerbarer an Brutto-Stromverbrauch 17, ,6 Quelle: Energieprognose

27 Ergebnisse: Strompreise im Großhandel (Base Load) Partly Due to higher Gas Prices 27

28 Ergebnisse: Strompreise für Haushalte 28

29 Strompreise Merit Order Residuale Nachfrage = Nachfrage Ern. Energien KWK konv. Kraftwerk mit niedrigsten Grenzkosten: Grenzkraftwerk Schematische Darstellung der Merit Order 2008 nach van Roon und Huck (2010) Merit-Order-Kurven der thermischen Erzeugungskapazitäten in Deutschland an einem repräsentativen Wintertag in 2020 für Referenzprognose (Ra) und Laufzeitverlängerung (Rb) Quelle: Energieprognose

30 EEG-Umlage einheitlichen Aufschlag auf den Strompreis, der von allen Endverbrauchern getragen wird: Differenz von EEG-Vergütung und den durchschnittlichen Strombeschaffungskosten an der Strombörse Ausstieg Strompreis EEG Umlage Merit order Effekt Strompreis EEG Umlage 30

31 Stromimport Energieprognose 2009 (28 TWh entspricht 3 % Stromerzeugung) Quelle: Energieprognose 2009 Quelle: Energieprognose

32 Erzeugungskapazitäten Reservekapazitäten im deutschen Kraftwerkspark zur Kompensation möglicher Abschaltungen Installierte Leistung 133 GW (2008) nicht einsetzbar, Ausfälle, Revision gesicherte Leistung von 90,5 GW Jahreshöchstlast von 80 GW (zuletzt 2002) 5 % der installierten Netto-Leistung als langfristige Reserve Kaltreserve kann bei Bedarf wieder angefahren werden Quelle: Oeko Institut

33 Erzeugungskapazitäten In Bau befindliche Anlagen (April 2009) darüber hinaus sind Neubauprojekte mit einer Kapazität von weiteren 19,6 GW angekündigt, hierzu gehören konkrete Planungsvorhaben wie etwa der Umbau in RDK 6S in Karlsruhe, die Errichtung von GKM 9 in Mannheim Neubau zusätzlicher Kraftwerke in Höhe von ca. 5 GW nach 2015 bietet signifikante Option zur sicheren Lastdeckung. keine Stromlücke zu erwarten, aber Netzprobleme Quelle: Energieprognose

34 Netzausbau Volatile Erzeugung: Einspeisung von Wind und PV (2010) Januar 2010 Juli 2010 Pumpspeicher nicht ausreichend Ausbau Quelle: RWE Netzausbau (1-4 Mrd Euro jährlich) i) N-S: ca 850 km und ii) Kuppelstellenausbau, ÜNB (40 tkm) aber aktuell 38 von 159 Projekten hinter Plan; 90 von 850 km 34 34

35 Haushalte 35 35

36 Haushalte Endenergieverbrauch nimmt trotz Zunahme der Wohnfläche um 17 % in der Referenzprognose von PJ um 23,7 % auf etwa PJ ab Gründe: Bestimmungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) für Neuund Altbauten für verstärkten Wärmeschutz 36 36

37 Haushalte 37 37

38 Akzeptanz bei den Haushalten Energiemarktbarometer halbjährlichen Befragung von rund 200 Experten aus der Energiewirtschaft steigende Umlagekosten für Haushaltsstrom durch das EEG in den nächsten fünf Jahren: rund 45 Prozent der Befragten sehen die Höhe der EEG-Umlage in fünf Jahren bei vier bis sechs Cent pro kwh damit erreichen die Kosten ein Niveau, das aus Sicht der Mehrheit der Experten die Akzeptanz der Förderung in der Bevölkerung gefährdet etwa 30 Prozent sehen die kritische Höhe der Umlage bei vier bis sechs Cent pro kwh

39 Akzeptanz bei den Haushalten Zahlunsbereitschaftsanalyse (Löschel, Sturm, Vogt 2010) Experiment mit Mannheimer Bürgern im Durchschnitt geringe, aber positive Zahlungsbereitschaft für Klimaschutz: mittlere Zahlungsbereitschaft ist ca. 12 Euro je Tonne CO 2 für mehr als 60% der Entscheidungen lag die individuelle Zahlungsbereitschaft bei 0 Euro, d.h., in mehr als der Hälfte der Fälle wurden überhaupt keine Zertifikate gekauft Akzeptanz von Infrastrukturprojekten 39 39

40 Auf dem Weg in eine nachhaltige Energieversorgung International wenig umsteuern zu beobachten Europäische Dimension stärker zu beachten Strompreise werden moderat ansteigen, Stromimporte steigen Energie- und Klimaziele sind ambitioniert keine Gefahr einer kfr. Stromlücke insb. Netzausbau und Speicher unklar Wettbewerbseffekte sind zu beachten Akzeptanz der Energiewende offen 40