Energiewende in Deutschland Roadmap bis 2020/2050.

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1 Stephan Kohler Energiewende in Deutschland Roadmap bis 2020/ März 2013, Salzburg 1

2 Die Gesellschafter der Deutschen Energie-Agentur. dena Bundesrepublik Deutschland 50 % KfW Bankengruppe 26 % Vertreten durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Einvernehmen mit: Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung Allianz SE Deutsche Bank AG DZ BANK AG 8 % 8 % 8 % Geschäftsführung Stephan Kohler Vorsitzender Andreas Jung 2

3 Die Kompetenz- und Handlungsfelder der dena. 3

4 Energiepolitische Rahmenbedingungen. 4

5 Globale Entwicklung der energiebedingten CO 2 -Emissionen in den klimapolitischen Szenarien. Reduktion der CO 2 -Emissionen im 450 Szenario durch: Energieeffizienz REG Energieeffizienzsteigerungen sowie der Einsatz regenerativer Energien mittel- und langfristig wichtigste Faktoren für Emissionsreduktionen. Flankierend weiterer technologischer Fortschritt notwendig. Quelle: IEA, World Energy Outlook

6 Die energiepolitischen Ziele der Dt. Bundesregierung (I). Mit ihrem Energiekonzept formuliert die Bundesregierung Leitlinien für eine bis 2050 reichende Gesamtstrategie, die den Weg in das Zeitalter der erneuerbaren Energien beschreibt. Zentrale Zielsetzungen und Maßnahmen: Reduktion der Treibhausgasemissionen bis 2020 um 40 %, bis 2050 um 80 % (ggü. 1990). Senkung des Primärenergieverbrauchs um 20 % bis 2020 und um 50 % bis 2050 (ggü. 2008) sowie Ausschöpfung der Effizienzpotenziale in privaten Haushalten und im öffentlichen Bereich. Steigerung der Energieproduktivität um durchschnittlich 2,1 %. Reduktion des Wärmebedarfs in Gebäuden um 20 % bis 2020 und 80 % bis 2050 (ggü. 2008). Verdopplung der energetischen Sanierungsrate auf 2 % zur Erreichung eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestands bis

7 Die energiepolitischen Ziele der Dt. Bundesregierung (II). Reduktion des Stromverbrauchs um 10 % bis 2020 und um 25 % bis 2050 (ggü. 2008). Elektrofahrzeuge in Deutschland: 1 Million bis 2020, 5 Millionen bis Steigerung des Anteils der erneuerbaren Energien am Bruttoendenergieverbrauch auf 18 % bis 2020 und auf 60 % bis Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch: mindestens 35 % bis 2020 und 80 % bis Bildquelle: BMWi 2011 Ausbau der Offshore-Windnutzung auf 10 GW bis 2020 und 25 GW bis 2030 sowie beschleunigter Ausbau der Netzinfrastruktur (Nord-Süd-Trassen). Gesetzgebung 2011: Beschleunigung des Ausbaus der Stromnetzinfrastruktur. Gesetzgebung 2011: Ausstieg aus der Kernenergienutzung in Deutschland bis

8 Energieeffizienz Der Schlüssel für Kostendämpfung und das Gelingen der Energiewende. 8

9 Energieeffizienz Der Schlüssel für eine sichere und nachhaltige Energieversorgung. Rationelle Energienutzung (Nachfrageseite) Effiziente Wandlung von Primärenergie in Endenergie (Angebotsseite) 1. Klimaschutz: Erreichung der nationalen und europäischen Klimaschutzziele 2020 und der G8-Ziele bis Kostenreduktion: Ausgleich zu schwankenden Energiekosten. 3. Versorgungssicherheit: Reduktion der Energieimporte, Senkung der Risiken der Energieversorgung. 4. Zukunftsmarkt: Vorteile für Wettbewerbsfähigkeit und Innovation, Chancen für Spitzentechnologie. 5. Ein hoher Anteil an regenerativer Energieversorgung ist nur mit der Realisierung der Effizienzpotenziale möglich. 9

10 Wirtschaftliches Endenergieeinsparpotenzial bis 2020 Beispiel Deutschland. Industrie Gesamt 79 TWh // 11 % 120 TWh // 17 % 65 TWh // 16 % 122 TWh // 17 % Verkehr Gesamt Haushalte Gesamt Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD) Gesamt Summe: 386 TWh (= 15 % des Gesamtverbrauchs von 2008 von TWh). Einsparung von 37,5 Mrd. in 2020 (nach heutigen Energiepreisen, Gesamtenergiekosten 2008: 263,93 Mrd. ). Angaben gerundet, Vergleichsbasis 2008 Quelle: dena-studie Energieeffizienz-Verpflichtungssysteme (EnEffVSys), 02/

11 Stromeffizienz im Haushalt: Macht sich bezahlt. Stromkosten reduzieren durch: Einsatz energieeffizienter Produkte und energieeffizientes Nutzerverhalten. Strompreis: 26 Ct/kWh; Quelle: dena. 11

12 Einsparpotenziale in Industrie und Gewerbe. Energieeinsparpotenziale bei branchenübergreifenden Querschnittstechnologien in Prozent: Quelle: Initiative EnergieEffizienz/ dena 12

13 Harting KGaA Ganzheitliche Unternehmensstrategie zur systematischen Senkung des Energieverbrauchs. Energieeffizienzmaßnahmen: Unternehmensweites Energiemanagementsystem Runderneuerung der Wärmeversorgung Systematische Optimierung der Drucklufterzeugung Bedarfsorientierte, energieeffiziente Kälteversorgung und Einsatz eines Freiluftkühlers Energetische Optimierung des Mittelspannungsnetzes Tageslichtabhängige Steuerung der Beleuchtung, Bewegungsmelder Energieeinsparung: 3,3 GWh/a Prozentuale Energieeinsparung: 29 % Investitionen: 1,1 Mio. Kapitalrendite: 30 % 1. Preisträger 2012 des Energy Efficiency Award der Deutschen Energie-Agentur GmbH (dena) 13

14 Energieeffizienz im Gebäudebereich ein zentraler Bestandteil der Energiewende. 14

15 Energieeffizienz im Gebäudebereich von zentraler Bedeutung für das Gelingen die Energiewende. Quelle: BMWi-Energiedaten, Stand

16 Ziele des Energiekonzeptes der dt. Bundesregierung für den Gebäudebereich. 1. Gebäudebestand soll 2050 nahezu klimaneutral sein. 2. Wärmebedarf des Gebäudebestandes soll bis 2020 um 20% und Primärenergiebedarf bis 2050 um 80% reduziert werden. 3. Gebäudesanierungsrate soll von 1% auf 2% verdoppelt werden. 4. Anteil erneuerbaren Energie am Wärmebedarf soll deutlich erhöht werden. Energiekonzept der Bundesregierung Wärme- und Primärenergiebedarf in Prozent bezogen auf 2008 [%] Wärmebedarf Primärenergiebedarf

17 Neubau und Bestand von Wohngebäuden Anteile am Energiebedarf (Szenario). Energiebedarf Neubau Energiebedarf sanierter Bestand Energiebedarf unsanierter Bestand Quelle: Öko-Institut e.v. Den größten Anteil zur Senkung des Energiebedarfs liefert die Sanierung von Bestandsgebäuden. 17

18 dena-pilotprojekte energetische Sanierung: mehr als 400 Niedrigenergiehäuser im Bestand bundesweit. Beispiele aller Gebäudetypen und Baualtersklassen vertreten Mehrfamilienhaus Pforzheim Baujahr 1951 Einfamilienhaus Oldenburg Baujahr 1890 Denkmalgeschütztes Gebäude Eichstetten Baujahr 1750 Vorher: Nachher: 358 kwh/ m² / a 31 kwh/ m² /a 462 kwh/ m² / a 21 kwh/ m² /a 202 kwh/ m² / a 22 kwh/ m² /a Einsparung: (Primärenergie) 92 % 95 % 89 % 18

19 Wesentliche Instrumente für Energieeffizienzmärkte. Energieeffizienz Ordnungspolitik Förderung Marktinstrumente - gesetzliche Anforderungen an Gebäudequalität und Energieverbrauch für Neubauten und Sanierungen (EnEV) - EDL-Gesetz - Energieverbrauchskennzeichnung (EU) - KfW-CO 2 - Gebäudesanierungsprogramm - Marktanreizprogramm - Steuererleichterungen - Technologieförderung z. B. erneuerbare Energien - Schaffung von Markttransparenz - Energieausweis - Pilotprojekte - Information & Motivation - Qualifizierung von Fachleuten 19

20 Herausforderung der Energiewende - Systemintegration der erneuerbaren Energien. 20

21 Stromverbrauch nach Verbrauchergruppen Beispiel Deutschland (2011). 3 % Industrie 47 % 25 % Verkehr 23 % Private Haushalte 2 % Gewerbe, Handel, Dienstleistungen Landwirtschaft Bruttostromverbrauch in 2011: 602,6 TWh (2010: 611,9 TWh). Industrie und Gewerbe haben mit ~ 70 % den größten Anteil am Gesamtstromverbrauch. Quelle: BDEW 2012, BMWi Energiedaten Stand 10/

22 Bruttostromerzeugung in Deutschland 2012 nach Energieträgern: 617 TWh*. Der Kohle-Anteil am Strommix wächst Veränderung der Energieträgerstruktur ggü. 2011: Erneuerbare Energien: + 9,3 %. Braunkohle: + 5,5 %. Steinkohle: + 4,7 % Kernenergie: - 8,3 %. Erdgas: - 15,8 %. *vorläufig, teilweise geschätzt. Quellen: BDEW; AG Energiebilanzen, Stand: 12/

23 Erwartete Entwicklung der erneuerbaren Energien für die Stromversorgung in Deutschland. Installierte Erzeugungsleistung [GW] 200,00 180,00 160,00 140,00 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 Referenz 2010 (Leit-)Szenario B Summe 56,3 129,8 174,7 andere EE 1,7 2,2 2,9 Biomasse 5 8,4 9,4 Photovoltaik Wind (offshore) 0, Wind (onshore) 27,1 47,5 64,5 Wasserkraft 4,4 4,7 4,9 Szenario B andere EE Biomasse Photovoltaik Wind (offshore) Wind (onshore) Wasserkraft Verdreifachung der installierten Leistung bis 2032 ggü. dem Referenzjahr Wind und PV werden tragende Säulen der Stromversorgung. Quelle: Szenariorahmen der Bundesnetzagentur (2011) Szenario B. 23

24 Installierte Leistung, gesicherte Leistung und Last (2022) in Verbindung mit Szenario B des NEP Strom 2012 für das Jahr Sonstige Erneuerbare 125,1 130,9 Nicht einsetzbare Leistung Revisionen Ausfälle Reserve für System-DL Verbleibende Leistung: 5,1 GW Wasserkraft Sonstige Erdgas Steinkohle Braunkohle 4,7 14,2 31,3 gesicherte Leistung 88,1 GW 12,7 7,9 26,9 25,1 21,6 18,6 17,1 1, Höchstlast Schwachlast installierte Leistung gesicherte Leistung Last 219,0 GW 88,1 GW Quellen: Szenario B aus dem Szenariorahmen für den Netzentwicklungsplan 2012; dena Netzstudie I; eigene Berechnungen 24

25 Grenzüberschreitender Stromaustausch Deutschlands Januar Oktober 2012, Saldo in Terawattstunden. Stromflüsse marktgetrieben UND bedingt durch fluktuierende EE-Einspeisung. Bei Schwachlast in Frankreich und Tschechien Export des dort zu niedrigen Grenzkosten produzierten Atomstroms, u.a. nach Deutschland. Stromflüsse folgen der Zielsetzung eines integrierten europäischen Strommarkts. Quellen: BDEW, Grafik: FAZ 25

26 Herausforderung Systemoptimierung. Nachfrage Erzeugung Energiespeicher Energienetze Energieeffizienzpotenziale nutzen Energiedienstleistungen Einführung von Smart Metering Demand-Side- Management (DSM) Ausbau erneuerbarer Energien Ausbau und Flexibilisierung KWK Flexibilisierung effizienter, konventioneller Erzeugung Ausbau von Energiespeichern im System Evaluierung neuer Speichermöglichkeiten Ausbau der Stromnetze Entwicklung von energieeffizienten Transport- und Verteilsystemen Entwicklung intelligenter Netze (Smart Grids) Energieeffizienz entlang der gesamten Versorgungskette steigern Nutzung intelligenter Technologien und innovativer Strategien Weiterentwicklung der Märkte 26

27 Notwendiger Netzausbau auf Höchstspannungsebene und dena-verteilnetzstudie. 27

28 Kraftwerke in Deutschland ab 100 MW und Windleistung. Bestehende fossile und nukleare Erzeugungskapazitäten befinden sich vor allem nahe der Lastzentren im Westen und Süden Deutschlands. Der Ausbau erneuerbarer Energien (vor allem der Wind- Energie) führt zu regionaler Verlagerung der Erzeugungs- Kapazitäten in den Norden Deutschlands. Dieser Trend wird sich durch die bereits geplanten Offshore Anlagen noch verstärken. Quelle: Umweltbundesamt (UBA) 2012, Stand Bestehende Übertragungsnetze stoßen auf Nord-Süd- und Ost- West-Trassen an ihre Kapazitätsgrenze, wenn erneuerbare Energien effizient integriert werden sollen. 28

29 Ausbaustand Stromtrassen nach EnLAG (24). Realisierungsstand Ende 2012: 268 km von km (ca. 15 %). Vorauss. Neubau 2013: 96 km ÜNB erwarten die Fertigstellung der ersten Hälfte der Leitungsvorhaben bis 2016 (963 km von 1855 km). Noch keines der Vorhaben mit Pilotstrecken für Erdkabel ist in Betrieb. 16 der 24 Vorhaben im Zeitverzug, Verzögerung zwischen 1-7 Jahren! Quellen: Bundesnetzagentur, ÜNB, GeoBasis DE/ BKG 2011, Stand 02/

30 Netzentwicklungsplan Strom 2012 (NEP 2012). NEP 2012 enthält Maßnahmen im Höchstspannungsnetz, die bis 2022 für eine sichere und zuverlässige Energieversorgung notwendig sind. Optimierung in bestehenden Trassen: km Netzausbau in neuen Trassen: km NEP 2012 dient als Grundlage für den Bundesbedarfsplan (Beschluss als Gesetz noch 2013 durch den Bundestag geplant). Abgeschätzter Investitionsbedarf: ~ 20 Mrd. bis 2022 Legende: ~ 27 Mrd. bis 2032 Quellen: BNetzA, GeoBasis-DE/ BKG 2011, Datenbasis: ÜNB, Stand

31 Prozentuale Aufteilung der elektrischen Anschlussleistung von erneuerbaren Energien auf die Netzebenen. Prozentualer Anteil der Anschlussleistung von Windenergie. Prozentualer Anteil der Anschlussleistung von Photovoltaik. 4,5% 100,0% 95,5% Übertragunsnetz Verteilnetz Übertragunsnetz Verteilnetz Erneuerbare Energien sind zu ca. 97 Prozent auf den Verteilnetzebenen angeschlossen. Quelle: BNetzA Monitoringbericht

32 Ausbaubedarf der deutschen Stromverteilnetze bis Ausbaubedarf auf den verschiedenen Spannungsebenen bis 2030: Niederspannung: bis km Mittelspannung: bis km Hochspannung: bis km Quelle: dena-verteilnetzstudie 12/

33 Bildgröße 9,74 cm x 24,56 cm an den Hilfslinien ausrichten und weiße Linie in den Vordergrund bringen Flexibilisierungsinstrumente. 33

34 Flexibilisierungsoption: Demand-Side-Management. Technisches Potenzial Wirtschaftliches Potenzial Nutzbarmachung durch geänderte Rahmenbedingungen (Modell) Quelle: dena-netzstudie II,

35 Klassifizierung von Energiespeichern nach Einsatzbereich und Leistungsbereitstellung. Derzeit nur Pumpspeicher, Druckluftspeicher und Wasserstoffanwendungen als Speichertechnologien mit hohem Leistungspotenzial einsetzbar. Weitere Energiespeicherkapazitäten und -technologien werden benötigt. Quelle: dena 35

36 Übersicht Prozess Power to Gas. Erneuerbaren Strom erzeugen und in das Stromnetz einspeisen Wasserstoff mithilfe von Strom erzeugen und in das Gasnetz einspeisen; ggf. aus Wasserstoff und Kohlendioxid synthetisches Erdgas erzeugen und in das Gasnetz einspeisen. Wasserstoff oder synthetisches Erdgas im Erdgasnetz und den dazugehörigen Erdgasspeichern speichern Das Gas zur Stromerzeugung oder für Endkundenanwendungen nutzen, z.b. zur Wärmeerzeugung oder als Kraftstoff 36

37 Fazit. 37

38 Energieeffizienz muss Grundlage der Energiewende werden. Effizienz auf allen Wertschöpfungsstufen. Effizienter Zubau von REG-Technologien, hierzu Harmonisierung der Ausbauplanungen der Bundesländer notwendig. Synchronisierung des weiteren REG-Ausbaus mit dem Ausbau der Infrastrukturen und von Energiespeichern. Grundlegende Reform der Förderung erneuerbarer Energien. Energieeffiziente Gebäudesanierungen. Erneuerung des fossilen Kraftwerksparks. Abstimmung der Energiewende mit den europäischen Nachbarn. Wir alle tragen Mitverantwortung für das Gelingen der Energiewende. 38

39 Effizienz entscheidet. Vielen Dank. b2b.dena.de 39