Bioenergie als Element der Energiewende -

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1 Bioenergie als Element der Energiewende - aktuelle und zukünftige Bedeutung Dr. Mario Ragwitz 30. Freiburger Winterkolloquium Forst und Holz Bioenergie Chance oder Bedrohung für die Forst- und Holzwirtschaft? Freiburg, 28. Januar 2010

2 Inhalt Aktueller und künftiger Beitrag der Bioenergie in Deutschland und Europa Nachhaltige Nutzungspotenziale und Kosten der Bioenergie in Europa Erwarteter Sektor- und Technologiemix der Bioenergienutzung Beitrag der Bioenergie i zu Emissionsminderung, i i Versorgungssicherheit und Beschäftigung Bioenergie und Systemintegration erneuerbarer Energien

3 Bioenergie in Deutschland

4 Anteil der Bioenergie an der Endenergie in Deutschland 2007 [Quelle: BMU auf Basis AGEE-Stat]

5 Entwicklung der Endenergie aus EE in Deutschland bis 2007 [Quelle: DLR]

6 Anteil der Bioenergie an der CO 2 Minderung durch EE in 2007 [Quelle: BMU auf Basis AGEE-Stat]

7 Entwicklung der Bruttostromerzeugung in Deutschland bis 2050 [Quelle: Leitszenario, BMU]

8 Entwicklung der Endenergie im Wärmesektor in Deutschland bis 2050 [Quelle: Leitszenario, BMU]

9 Bioenergie in der EU

10 Entwicklung der Stromerzeugung in der EU-27 bis 2050 Electricity Ge eneration [TW Wh/year] CO 2 Minderung > 90% bis 2050 Anteil EE 75% in 2050 Sol, Geo Bio Wind Hydro Oil Gas/DC/WC Gas Nuclear/DC/WC Nuclear Coal/DC/WC Coal Baseline Adaptation 450ppm 400ppm Baseline Adaptation 450ppm 400ppm Baseline Adaptation 450ppm 400ppm [Quelle: ADAM project Reiter U., Held A. (2009)]

11 Entwicklung erneuerbarer Energien in der EU-27 bis RES-E - en nergy output [T TWh/year] Historical development Future development Wind offshore Wind onshore Tide & wave Solar thermal electricity Photovoltaics Hydro large-scale Hydro small-scale Geothermal electricity Biowaste Solid biomass Biogas Renewable Energy Roadmap (European Commission, 2007) European Union 20% erneuerbare Energie an der Endenergie bis RES-H - en nergy output [Mtoe/ye ear] Historical development Future development Solar thermal heat Geothermal - heat pumps Geothermal - non heat pumps Biomass heat rgy output [Mtoe/yea ar] RES-T - ene Historical development Future development Biofuels

12 Nachhaltige Nutzungspotenziale von Bioenergie in der EU Bioenergie hat derzeit einen Anteil von etwa 2/3 an der gesamten Nutzung erneuerbarer Energien in der EU und wird auch in der Zukunft bedeutende Beiträge leisten. Das künftige Potenzial von Bioenergie ist limitiert durch Nutzungskonkurrenzen zur Nahrungsmittelproduktion Nachhaltigkeitsanforderungen in der Erzeugung How much bioenergy can Europe produce without harming the environment? EEA Report No 7/2006: eu

13 Nachhaltige Nutzungspotenziale und Kosten von Bioenergie in der EU Aktuelle und künftige Potenziale für Bioenergie in der EU-27 sowie durchschnittliche Brennstoffkosten cost (on Euro pean average e fuel cluster) [ /MWh primary ] Fuel by f Agricultural l products Agricultural residues Forestry products Forestry residues Biodegradable waste Forestry imports International oil price (reference) iomass - potent ial in terms of imary energy [M Mtoe/year] Solid b pri Forestry imports Biodegradable waste Forestry residues Forestry products Agricultural residues Agricultural products ~ 20% der Endenergienachfrage der EU in 2020 [Quelle: EEA, Green-X]

14 Internationaler Handel mit Biomasse Canada W. Europe E. Europe & CIS USA Jap an Ethanol Wood pellets Brazil S. Africa Malaysia & Indonesia Australia Ve g. o ils & biodiesel Internationaler Handel mit Bioethanol, Biodiesel und Pellets > 4 Millionen Tonnen in 2009mit steigender Tendenz

15 Bioenergienutzung nach Sektoren in der EU 200 own of tation Sect ctoral breakd bio omass exploi (in te erms of primary energy) [Mtoe] Biofuel imports (abroad) 2nd generation biofuels 1st generation biofuels RES-H - non grid RES-H - district heat RES-E&H - CHP RES-E - pure power Sektorale Anteile der Bioenergie primärenergetisch von 2006 bis 2020 in der EU-27 bei Erreichung des EU-Ziels von 20% EE in 2020 Wärmesektor dominiert auch mittelfristig [Quelle: Green-X]

16 Technologieportfolio im Bereich Biomasse Eine verstärkte Nutzung der Biomasse erfordert ein breites Portfolio an Umwandlungstechnologien in den verschiedenen Sektoren Fuel input (primary) by technology cluster [TWh/y year] Cofiring ELE (coal) ELE large CHP small 0,1MW CHP medium 0,5-1 MW CHP large >1MW Cofiring CHP (coal) MSW incinerat. MSW landfilling District heating small District heating large Heating small Heating large Biofuel 1st generat. Bioethan. (ligno.) BtL Biofuel imports [Quelle: Green-X]

17 Lebenszyklusanalyse der vermiedenen Emissionen in der EU Vermiedene Lebenszyklus-Emissionen für Luftschadstoffe verglichen zu konventionellen Referenzsystemen - starke Reduktionen bei CO 2 und Staub SO 2 und NO x Emissionen können ansteigen ns e emissions e] LCA emission nal reference n to reference Net avoided L N as share o of convention [% - deviation 100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60% GHG emissions - CO2-eq. Air polutants - SO2 Air pollutants - Particulate matter Air pollutants - NOX [Quelle: Green-X]

18 Beitrag von Bioenergie zur Versorgungssicherheit in der EU Die künftige Nutzung der Bioenergie kann starke Beiträge zur Energie-Versorgungssicherheit in der EU leisten Supply security - avoided fossil fuels Avoided fossil fuels in energetic terms - by sector [Unit] Electricity TWh/a ,073 Heat (grid-connected) TWh/a ,016 Decentralised heat TWh/a Transport TWh/a TOTAL TWh/a ,315 1,725 2,168 2,691 Avoided fossil fuels in monetary terms - by Supply security - avoided fossil fuels sector [Unit] Electricity M /a 2,313 6,044 8,718 11,055 13,605 15,959 Heat (grid-connected) M /a 1,632 2,761 5,067 8,727 13,782 19,086 Decentralised heat M /a ,008 3,383 5,908 Transport M /a ,815 3,073 4,486 5,771 TOTAL M /a 4,116 9,501 16,476 24,863 35,256 46,724 [Quelle: Green-X]

19 Beschäftigungswirkungen durch die Nutzung von Bioenergie (Brutto) Brutto-Beschäftigungswirkungen in der EU-27 in einem No-Policy, BAU und Policy Szenario No-Policy BAU-ME ADP-ME RES fuel use RES investment RES O&M year Employees (Thousand) [Quelle: Employ-RES]

20 Bioenergie und Systemintegration EE

21 Entwicklung der installierten Leistung erneuerbarer Energien in Deutschland 40,000 Wasserkraft Wind PV Biomasse 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 Installierte Leistung in MW 5, Jahre

22 Einspeisung der Windenergie 2007 (VDN)

23 Analyse der Restnachfrage (Last minus EE Einspeisung) für das Jahr 2020 Reserveenergie g und Dispatch durch Bioenergie!

24 Schlussfolgerungen Sowohl EU-weit als auch national ist aus Gründen der Klimaverträglichkeit und der Versorgungssicherheit ein deutlicher Anstieg des Anteils erneuerbarer Energien im Energiemix zu erwarten - EE dominieren die Stromerzeugung in 2050 Hierbei werden die Windenergie, Bioenergie, Wasserkraft und Solarenergie die wesentlichen Beiträge liefern Auch unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeitsanforderungen und Nutzungskonkurrenzen besitzt Bioenergie hohe künftige Potenziale Bioenergie kann signifikante Beiträge zu Minderung von CO 2 Emissionen und teilweise bei weiteren Luftschadstoffen leisten Hohe Beschäftigungsintensität in der Land- und Forstwirtschaft liefert überproportionale Beiträge zu Beschäftigung im EE Sektor Für Energieversorgungssicherheit und Systemintegration erneuerbarer Energien Für Energieversorgungssicherheit und Systemintegration erneuerbarer Energien wird der Beitrag der Bioenergie essentiell sein.

25 Kontakt Dr. Mario Ragwitz Tel: +49 (0) 721 / Fax: +49 (0) 721 / Mail: mario.ragwitz@isi.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) Breslauer Straße Karlsruhe Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit!