METAANALYSE. Dezember Entwicklung des Energieverbrauchs in Deutschland

Transkript

1 Forschungsradar Energiewende METAANALYSE Dezember 2014 Entwicklung des Energieverbrauchs in Deutschland

2 Die Reduktion des Energieverbrauchs als Säule der Energiewende Mit der Energiewende werden in Deutschland verschiedene Zielsetzungen verfolgt, wobei die Verringerung des Treibhausgasausstoßes und der Atomausstieg im Zentrum stehen. Darüber hinaus gibt es jeweils eigene politische Ziele für die Erneuerbaren Energien und die Steigerung der Energieeffizienz. Die Ausbauziele für die Erneuerbaren Energien sind wiederum als Anteil am Energieverbrauch formuliert, so dass sie umso leichter zu erreichen sind, je geringer der Energiebedarf ausfällt. Sie lauten derzeit: 18 % am gesamten Endenergieverbrauch und mindestens 10 % am Endenergieverbrauch im Verkehrssektor im Jahr 2020 (EU-Richtlinie 2009/28/EG vom April 2009 zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen); 40 bis 45 % Anteil am Bruttostromverbrauch bis 2025, 55 bis 60 % bis 2035 und mindestens 80 % bis 2050 (Gesetz für den Ausbau Erneuerbarer Energien - EEG in der Fassung vom ); mindestens 30 % am Bruttoendenergieverbrauch bis 2030, 45 % bis 2040, 60 % bis 2050 (Energiekonzept der Bundesregierung vom ). Für die gesamte EU soll der Anteil der Erneuerbaren Energien bis 2020 auf 20 % und bis 2030 auf mindestens 27 % steigen. Länderspezifische Ziele für 2030 wurden bisher nicht festgelegt. Die im Jahr 2013 erreichten Anteile der Erneuerbaren Energien in Deutschland lagen nach Angaben der Arbeitsgruppe Erneuerbare-Energien-Statistik (AGEE-Stat) im Bundeswirtschaftsministerium bei: 10,4 % am Primärenergieverbrauch, 12,0 % am Endenergieverbrauch, 25,3 % am Bruttostromverbrauch, 9,1 % am Wärmeverbrauch und 5,5 % am Kraftstoffverbrauch. Damit der Beitrag der Erneuerbaren Energien weiter wächst, gibt es also zwei Stellschrauben: die verstärkte Nutzung Erneuerbarer Energien und die Verringerung des Energiebedarfs. Auch hierzu gibt es laut Energiekonzept der Bundesregierung vom September 2010 konkrete politische Zielsetzungen: Der Primärenergieverbrauch soll bis zum Jahr 2020 gegenüber dem Referenzjahr 2008 um 20 % und bis 2050 um 50 % sinken. Der Stromverbrauch soll im gleichen Zeitraum um etwa 10 % und bis 2050 um etwa 25 % vermindert werden. Der Endenergieverbrauch im Verkehr soll bis 2020 um rund 10 % und bis 2050 um rund 40 % gegenüber 2005 zurückgehen. Vor diesem Hintergrund vergleicht die vorliegende Metaanalyse die Aussagen verschiedener Studien zur Entwicklung des Bedarfs an Primärenergie, Strom und Endenergie (inklusive Details zu Haushalten und Verkehr) in Deutschland. Dargestellt werden Szenarien für die Jahre 2020, 2030 und 2050 aus insgesamt 15 Studien mit Veröffentlichungsdatum ab Dezember 2014 Seite 2

3 Hinweise zur Einordnung und Bewertung des Studienvergleichs Die dargestellten Werte sind nur bedingt vergleichbar, denn die aufgeführten Studien unterscheiden sich in den Zielsetzungen, der Methodik und dem zeitlichen Betrachtungshorizont. Unterschiedliche Aussagen zur Entwicklung des Energieverbrauchs sind eine logische Konsequenz der verschiedenen Herangehensweisen. Methodisch von Bedeutung ist vor allem die Unterscheidung zwischen Referenzprognosen und Zielszenarien. Erstere treffen Aussagen zur wahrscheinlichen Entwicklung der Energieversorgung unter Annahme bestimmter politischer, ökonomischer und technologischer Randbedingungen. Demgegenüber werden bei den Zielszenarien bestimmte Parameter vorgegeben, zum Beispiel die maximal erlaubten Treibhausgasemissionen (THG) oder der Anteil der Erneuerbaren Energien am Energieverbrauch. Auf dieser Basis wird dann analysiert, unter welchen Voraussetzungen die angestrebten Ziele erreicht werden können. Die hier untersuchten Zielszenarien beziehen sich in der Regel auf die im Energiekonzept der Bundesregierung von 2010 dargelegten energie- und klimapolitischen Zielsetzungen. Wesentliche Unterschiede zwischen den betrachteten Studien bestehen zudem im Hinblick auf: Annahmen zur Entwicklung des Wirtschaftswachstums bzw. des Bruttoinlandsprodukts, Annahmen zur Kosten- und Preisentwicklung bei den Erneuerbaren Energien und fossilen Brennstoffen, Annahmen zur Weiterentwicklung von Klimaschutzinstrumenten wie dem Emissionshandel und den damit verbundenen CO2-Zertifikatspreisen sowie Annahmen zu weiteren energie- und klimapolitischen Rahmenbedingungen. Entwicklung des Primärenergiebedarfs 1 Zwischen dem Jahr 2000 und 2013 ist der Primärenergieverbrauch (PEV) in Deutschland von Petajoule (PJ) um etwa vier Prozent auf rund PJ gefallen. Den untersuchten Szenarien zufolge wird sich der Rückgang in den kommenden Jahren erheblich verstärken. Im Jahr 2020 liegt der Mittelwert für den PEV in den betrachteten Studien bei PJ. Trotz der im Vergleich zum Status quo starken Minderung des Energiebedarfs sehen die Trendprognosen dabei deutlich höhere Werte als die Szenarien, die sich an der für die Erreichung der energiepolitischen Ziele notwendigen Entwicklung orientieren (Zielszenarien). Demnach würde eine Fortschreibung der aktuellen Rahmenbedingungen zu einer Verfehlung der politischen Zielsetzung im Hinblick auf den Energieverbrauch führen. Den höchsten Wert nennt das Szenario GROKO-II (Nitsch 2014: GROKO-II) mit einem PEV von rund PJ. Das wäre gegenüber dem Wert von 2008 nur eine Minderung um etwa 10 % und somit eine erhebliche Abweichung gegenüber dem Reduktionsziel von 20 %. Am anderen Ende des Spektrums liegt das Energiewendeszenario der Studie Politikszenarien Klimaschutz VI (UBA/Öko-Institut 2013) mit einem Primärenergieverbrauch von PJ im Jahr 2020, was einer Minderung um 22 % entspricht. Zum Erreichen der politischen Ziele zum Energieverbrauch sind also wesentlich stärkere Anstrengungen erforderlich als bisher. 1 Mit Primärenergie wird der Energiegehalt jener Energieträger bezeichnet, die noch nicht technisch umgewandelt wurden (z.b. Kohle, Erdgas, Erdöl, Sonnenenergie). Nach Umwandlung der Primärenergieträger kann die Energie zum Beispiel in Form von Strom und Wärme genutzt werden (Endenergie). Primär- und Endenergieverbrauch werden in Deutschland in der Regel in Petajoule angegeben. Dezember 2014 Seite 3

4 Im Jahr 2030 weisen die Werte zum PEV in den analysierten Studien eine Bandbreite von etwa PJ (UBA/Öko-Institut 2013: Energiewendeszenario) bis PJ (Nitsch 2014: Szenario GROKO-II) auf. Im Mittel liegt der PEV rund PJ unter den Werten eine Dekade zuvor. Bis zum Jahr 2050 soll der PEV gemäß der Zielsetzung der Bundesregierung auf 50 % des Bedarfs im Jahr 2008 sinken. Diese Entwicklung kann nur unter den Rahmenbedingungen der untersuchten Zielszenarien erreicht werden. Im Trendszenario der Energiereferenzprognose 2014 (Prognos/EWI/GWS 2014) sowie im Szenario GROKO-II (Nitsch 2014) liegt der PEV 2050 jeweils deutlich über dem rechnerischen Zielwert von etwa PJ. Das Verfehlen der Zielsetzung Reduktion des Primärenergiebedarfs um 50 % bedeutet allerdings nicht notwendigerweise ein Scheitern der Energiewende. Um das Klimaschutzziel und den Atomausstieg trotzdem zu erreichen, müsste jedoch der Ausbau der Erneuerbaren Energien entsprechend forciert werden. Eine Besonderheit unter den untersuchten Veröffentlichungen stellt die Studie Treibhausgasneutrales Deutschland 2050 des Umweltbundesamtes dar. Sie weist einen grundsätzlich anderen Ansatz in der Szenariostruktur auf, da die Studie nicht nur die drastische Reduktion der Treibhausgase im Energiesektor vorsieht, sondern auch in Industrie und Landwirtschaft. Das Szenario geht davon aus, dass die Energieversorgung 2050 zu 100 % auf Erneuerbaren Energien, und zwar überwiegend in Form von Strom, beruhen kann. Strom würde auch genutzt, um synthetische Brenn- und Kraftstoffe zu erzeugen, die in Industrie und Verkehr eingesetzt würden. Dadurch weist diese Studie vor allem beim Strombedarf einen drastisch höheren Wert als alle anderen auf. Zur Berechnung des PEV wird in der Studie die Nettostromerzeugung zugrunde gelegt (vgl. UBA 2014, S.31). Dezember 2014 Seite 4

5 Entwicklung des Endenergieverbrauchs Im Jahr 2013 betrug der Endenergieverbrauch (EEV) PJ und lag somit auf dem gleichen Niveau wie im Jahr Gemäß dem Energiekonzept der Bundesregierung von 2010 soll die Endenergieproduktivität zwischen 2008 und 2050 um durchschnittlich 2,1 % pro Jahr gesteigert werden. Da die Endenergieproduktivität sich aus dem Bruttoinlandsprodukt und dem Endenergieverbrauch berechnet (Produktivität = BIP/Energieverbrauch), hängt die Realisierung dieses Ziels sowohl von der Entwicklung des EEVs als auch des Bruttoinlandsprodukts ab. Eine explizite politische Zielsetzung zur absoluten Höhe des EEVs gibt es nicht. Die weitere wahrscheinliche Entwicklung des EEVs in Deutschland wird in den betrachteten Studien und Szenarien sehr unterschiedlich eingeschätzt. Alle Veröffentlichungen beinhalten jedoch ein Szenario, das eine Reduktion des EEVs um ca. 40 % bis 2050 berücksichtigt. Diese Entwicklung kann als zielführend für das Erreichen der Energiewendeziele betrachtet werden. Für das Jahr 2020 legen die verschiedenen Studien für den EEV Werte zwischen etwa PJ und PJ zugrunde. Mit zunehmendem Zeithorizont wird die Bandbreite der Erwartungen größer, bis 2050 soll der gesamte EEV in Deutschland absinken auf bis PJ. Die ehrgeizigste Entwicklung und damit niedrigsten Werte weisen dabei das Zielszenario der Energiereferenzprognose 2014 (Prognos/EWI/GWS 2014) sowie die Langfristszenarien 2011 (DLR/IWES/IfnE 2012) auf. Die höchsten Werte zum EEV finden sich wiederum in den Szenarien, die den aktuellen Trend beschreiben (Prognos/EWI/GWS 2014: Trendszenario; Nitsch 2014: Szenario GROKO-II; Öko-Institut/Fh ISI 2014: Aktuelle-Maßnahmen-Szenario). Hier zeigt sich also ein Bedarf für weitere Maßnahmen, wenn der Energieverbrauch wie politisch angestrebt sinken soll. Dezember 2014 Seite 5

6 Endenergieverbrauch im Verkehr Für den Verkehrssektor strebt die Bundesregierung laut Energiekonzept eine Reduktion des EEVs um 10 % bis 2020 und 40 % bis 2050 gegenüber 2005 an. Die Zielwerte liegen somit bei rund PJ im Jahr 2020 bzw PJ im Jahr Da sich ein Großteil der hier untersuchten Szenarien am Energiekonzept von 2010 orientiert, liegen die meisten angegebenen Werte etwa auf dem Niveau der politischen Zielsetzung. Für das Jahr 2020 liegt der höchste angenommene Wert für den EEV im Verkehrssektor bei knapp PJ (Nitsch 2014: Szenario GROKO-II), der niedrigste bei PJ (UBA/Öko-Institut 2013: Energiewendeszenario). Aufgrund des längeren Zeithorizonts variieren die Werte für das Jahr 2030 etwas stärker. Sie liegen zwischen rund PJ (UBA/Öko-Institut 2013: Energiewendeszenario) und etwa PJ (Nitsch 2014: Szenario GROKO-II). Im Jahr 2050 liegen die in den verschiedenen Studien dargestellten Endenergieverbräuche im Verkehrssektor zwischen ca PJ (DLR/IWES/IfnE 2012: Szenario THG95) und ca PJ (Öko-Institut/Fh ISI 2014: Aktuelle-Maßnahmen-Szenario). Wie beim Primärenergieverbrauch und dem gesamten Endenergieverbrauch sind die geringsten Reduktionen des Energiebedarfs im Verkehr bei solchen Szenarien zu erkennen, die sich auf den aktuellen Stand umgesetzter bzw. konkret absehbarer politischer Maßnahmen konzentrieren. Der relativ hohe Endenergieverbrauch im Verkehr in der Studie THG-neutrales Deutschland lässt sich hingegen dadurch erklären, dass hier ein nennenswerter Teil des Energiebedarfs durch synthetisch erzeugte Kraftstoffe gedeckt wird, deren strombasierte Produktion Umwandlungs- und Speicherverluste mit sich bringt. Dezember 2014 Seite 6

7 Endenergieverbrauch der privaten Haushalte Die Daten der AG Energiebilanzen zeigen, dass der Endenergieverbrauch der privaten Haushalte in Deutschland seit Jahren relativ stabil ist. Eine konkrete politische Zielvorgabe für den EEV der Privathaushalte gibt es nicht. Laut Energiekonzept der Bundesregierung von 2010 sollen jedoch der Wärmebedarf von Gebäuden bis 2020 um 20 % und der Primärenergiebedarf um 80 % bis 2050 verringert werden. Da der Energiebedarf privater Haushalte hauptsächlich über den Raumwärmebedarf der Wohngebäude bestimmt wird (traditionell ca. 70 % des EEV der privaten Haushalte, Tendenz eher sinkend), steht dieses Ziel mit dem gesamten EEV privater Haushalte in Verbindung, auch wenn es nicht direkt korreliert. Da die beiden genannten politischen Ziele sich nicht direkt auf den Endenergiebedarf beziehen, gibt die Expertenkommission in ihrer Stellungnahme zum Monitoringbericht der Bundesregierung als Näherungswerte EEVReduktionsziele von 20 % bis 2020 und 80 % bis 2050 an. Daraus ergeben sich als Zielwerte in absoluten Zahlen 428 TWh bzw PJ im Jahr 2020 und 107 TWh bzw. 385 PJ Die in den aufgeführten Szenarien enthaltenen Werte für das Jahr 2020 beziehen sich alle auf den gesamten EEV privater Haushalte. Ausnahmen sind der von der Expertenkommission genannte Zielwert von PJ, der nur die Raumwärme betrifft (Expertenkommission 2014) und der im Klimaschutzszenario 2050 (Öko-Institut/Fh ISI 2014) genannte Wert, der den Wärmebedarf von Wohn- und Gewerbegebäuden umfasst. Insgesamt liegen die in den verschiedenen Szenarien für 2020 angenommenen Werte auf einem ähnlichen Niveau, nämlich zwischen etwa PJ (Öko-Institut/Fh ISI 2014) und PJ (UBA/Öko-Institut 2013: Aktuelle-Politik-Szenario). Für das Jahr 2030 liegt die Bandbreite der Berechnungen zwischen ca PJ im ehrgeizigsten Klimaschutzszenario (Öko-Institut/Fh ISI Dezember 2014 Seite 7

8 2014) und knapp PJ (UBA/Öko-Institut 2013: Aktuelle-Politik-Szenario). Auch für das Jahr 2050 geben die Szenarien, die den derzeitigen Stand umgesetzter bzw. geplanter Maßnahmen im Fokus haben, die höchsten Werte für den Endenergieverbrauch von Privathaushalten an. Ein Ausreißer im Hinblick auf eine besonders ehrgeizige Entwicklung ist das Szenario des UBA für ein treibhausgasneutrales Deutschland (UBA 2014), in dem der EEV der Haushalte mit 537 PJ im Jahr 2050 nur knapp halb so hoch ausfällt wie in anderen Klimaschutzszenarien. Entwicklung des Bruttostromverbrauchs Ziel der Bundesregierung ist es, den Bruttostrombedarf gegenüber dem Niveau von 2008 (618 TWh) bis zum Jahr 2020 um 10 % und bis 2050 um 25 % zu reduzieren. Der Status quo zeigt eine leicht abnehmende Tendenz, die sich zur Zielerreichung aber noch verstärken müsste. Als Zielwert weist die Energiereferenzprognose 2014 von Prognos/EWI/GWS einen Verbrauch von 553 TWh im Jahr 2020 aus. Der Mittelwert der betrachteten Szenarien liegt hingegen bei 572 TWh und die pessimistischsten Annahmen gehen von einer Stagnation auf dem heutigen Niveau aus (rund 600 TWh im Jahr 2020). Im Hinblick auf die langfristige Entwicklung des Stromverbrauchs zeigt die Auswertung eine besonders große Bandbreite der Aussagen. Hintergrund sind zwei gegenläufige Entwicklungstrends: Auf der einen Seite steigt die Energieeffizienz, auf der anderen wird Strom zunehmend auch im Verkehr, bei der Wärmebereitstellung und für Industrieprozesse eingesetzt. Vor allem die Annahme einer umfangreichen Nutzung von elektrischem Strom zur Erzeugung von synthetischen Brennstoffen wie Wasserstoff und Methan lassen den Strombedarf in einigen Dezember 2014 Seite 8

9 Szenarien bis 2050 sehr stark wachsen. Das widerspricht jedoch nicht dem Klimaschutz, da der Strom in diesen Szenarien vollständig oder fast vollständig aus Erneuerbaren Energien gewonnen wird. Die zunehmende Verzahnung mit den anderen Anwendungsbereichen dient dabei vor allem auch der Integration der fluktuierenden Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenenergie. Die bereits angesprochene Sonderrolle der UBA-Studie Treibhausgasneutrales Deutschland macht sich hier besonders bemerkbar: Demnach würde sich der Strombedarf vervielfachen und im Jahr 2050 zwischen bis TWh liegen. Die Studie geht von einer sehr umfangreichen strombasierten Erzeugung synthetischer Kraft- und Brennstoffe wie Wasserstoff und Methan aus. Auf diese Weise würde auch der Energiebedarf im Verkehrssektor, für Wärme, Kälte und Industrieprozesse überwiegend durch Strom abgedeckt. Da der Strom vollständig aus Erneuerbaren Energien gewonnen würde, würde der Ausstoß von Treibhausgasen trotzdem um 95 % gegenüber 1990 sinken. Erläuterungen zu den untersuchten Studien und Quellen AG Energiebilanzen (2014): Auswertungstabellen zur Energiebilanz Deutschland bis Die Veröffentlichung umfasst die wichtigsten Energiedaten für Deutschland, so auch die Werte zum Primär- und Endenergieverbrauch in den verschiedenen Sektoren. Die Statistik umfasst die Jahre 1990 bis Agora Energiewende (2014): Stromspeicher in der Energiewende. Die Studie untersucht den Bedarf an neuen Stromspeichern in Deutschland für den Ausgleich zwischen der fluktuierenden Erzeugung aus Erneuerbaren Energien und der Verbraucherlast sowie für Systemdienstleistungen im Verteilnetz. Der zugrundegelegte Stromverbrauch ist eine wesentliche Rahmenannahme für die Berechnungen. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) / Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) / Ingenieurbüro für neue Energien (IfnE) (2012): Langfristszenarien und Strategien für den Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland bei Berücksichtigung der Entwicklung in Europa und global. Wie ihre Vorgängerversionen auch stellt diese Studie keine Prognose der zukünftigen Entwicklung dar, sondern zeigt mittels verschiedener Szenarien unterschiedliche, in sich konsistente Wege auf, um die deutschen Energie- und Klimaschutzziele zu erfüllen. Obwohl sich die Szenarien primär am 80 %-THG-Reduktionsziel bis 2050 orientieren, erfüllen sie auch weitgehend die Unterziele in Bezug auf den Ausbau der Erneuerbaren Energien sowie die Steigerung der Energieeffizienz. Den unterschiedlichen Szenarien der Studie liegen dabei jeweils bestimmte Annahmen bezüglich des Anteils der elektrischen Fahrleistung im Verkehrssektor und der Nutzung von erneuerbar erzeugtem Methan zugrunde. Das Szenario THG95 zeigt auf, wie die obere Grenze des Zielkorridors (Minderung der Treibhausgase um 95%) erreicht werden kann. In diesem Szenario nehmen Wasserstoff bzw. Methan als chemische Speicher zentrale Rollen ein für die Energieversorgung des Wärme- und Verkehrssektors. Dezember 2014 Seite 9

10 Expertenkommission Energie der Zukunft : Stellungnahme zum zweiten MonitoringBericht der Bundesregierung für das Berichtsjahr März Im Rahmen des Monitoring-Berichts Energie der Zukunft überprüft die Bundesregierung regelmäßig die Fortschritte bei der Erreichung der deutschen Energie- und Klimaschutzziele. Die Stellungnahme der Expertenkommission dient wiederum der wissenschaftlichen Einordnung und Bewertung des Berichts der Bundesregierung. Auftragsgemäß verzichtet die Kommission auf Modellrechnungen, sondern schätzt anhand der bisherigen Entwicklung und den politisch definierten Zielgrößen ab, inwieweit die deutschen Energie- und Klimaschutzziele erreicht werden. Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (Fh ISE) (2013): Energiesystem Deutschland Die Studie beinhaltet eine sektor- und energieträgerübergreifende Untersuchung zur langfristigen Reduktion energiebedingter CO2-Emissionen durch Energieeffizienz und Erneuerbare Energien. Sie basiert auf dem Modell REMod-D des Fraunhofer ISE, das bereits in der Vorgängerstudie 100 % Erneuerbare Energie für Strom und Wärme in Deutschland von 2012 genutzt wurde. Das überarbeitete und weiterentwickelte Modell umfasst nun die Sektoren Strom, Wärme, Mobilität sowie Prozesse aus Gewerbe und Industrie. Im Fokus steht ein kostenoptimales Energiesystem mit der Zielsetzung einer CO2-Minderung um 80 % bis Im Ergebnis übernähmen die fluktuierenden Erneuerbaren Energien (FEE) nicht nur eine tragende Rolle bei der Deckung des Strombedarfs, sondern auch zunehmend im Wärme- und Verkehrssektor. Eine Voraussetzung für einen hohen Anteil von FEE sei die Erschließung von Flexibilitätsoptionen in allen Sektoren. Hierfür sieht die Studie zum Beispiel einen moderaten Ausbau von Wärmenetzen mit großen Wärmespeichern vor, die durch KWK-Anlagen mit Wärme versorgt werden. Nach erfolgtem Umbau der Energieversorgungsstruktur ergäben sich jährliche Gesamtkosten in vergleichbarer Größenordnung wie für die heutige Energieversorgung. Eine weitergehende Senkung des CO2-Ausstoßes mache die verstärkte Erzeugung synthetischer Brennstoffe wie Wasserstoff und Methan für verschiedene Anwendungsbereiche erforderlich. Fh ISE (2012): 100 % Erneuerbare Energie für Strom und Wärme in Deutschland. Im Zentrum der Studie steht die Fragestellung, ob eine vollständige Strom- und Wärmeversorgung mit Erneuerbaren Energien möglich ist, welche Techniken dafür erforderlich sind und was der Betrieb eines solchen Systems kosten würde. Im Ergebnis halten die Autoren eine hundertprozentige regenerative Strom- und Wärmeversorgung in Deutschland ohne Energieimporte für möglich. Die Kosten für ein solches System seien nicht höher als für die bestehende Versorgung und für verschiedene Ausgestaltungsvarianten vergleichbar. Im skizzierten Szenario stehen erzeugungsseitig On- und Offshore-Windenergie, Photovoltaik und Solarthermie im Vordergrund. Pumpspeicherkraftwerke, Batterien sowie Wasserwärmespeicher trügen zum Ausgleich bei. Auf der Seite des Verbrauchs bildete die Senkung des Heizwärmebedarfs durch Gebäudesanierung den zentralen Baustein. Weitere Flexibilität würde durch die synthetische Brennstofferzeugung (Power-to-Gas) gewonnen. Dezember 2014 Seite 10

11 Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen (MKULNV NRW) / Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie (2014): Klimaschutzplan NRW. Im Rahmen des Klimaschutzplans NRW wurde unter umfassender Beteiligung von gesellschaftlichen Gruppen und kommunalen Spitzenverbänden diskutiert, mit welchen Strategien und Maßnahmen die im Klimaschutzgesetz des Landes formulierten Ziele umgesetzt werden können. Im Bereich Klimaschutz wurden sechs sektorale Arbeitsgruppen gebildet, die in ihrem jeweiligen Themenbereich zentrale Handlungsfelder, spezifische Strategien sowie konkrete Maßnahmenvorschläge erarbeiteten. Mit Hilfe eines Energiesystemmodells wurde die Wirkung der jeweils entwickelten Strategien und Maßnahmen quantifiziert und entsprechende Szenarien für die zukünftige Entwicklung des Energiesystems in Deutschland und Nordrhein-Westfalen entwickelt. Die Szenarien unterscheiden sich z.b. in ihren Annahmen bzgl. des weiteren Ausbaus der Erneuerbaren Energien, der Nutzung von low-carbon -Technologien, der Entwicklung des Wirtschaftswachstums sowie der energetischen Sanierungsrate des Gebäudebestands. Nitsch, Joachim (2014): GROKO II Szenarien der deutschen Energieversorgung auf der Basis des EEG-Gesetzentwurfs insbesondere Auswirkungen auf den Wärmesektor. Die im Auftrag des Bundesverbands Erneuerbare Energie (BEE) erstellte Studie setzt sich im Szenario GROKO-II mit der Frage auseinander, wie sich die Energieversorgung in Deutschland vor dem Hintergrund des Koalitionsvertrags und der EEG-Novelle weiter entwickeln wird. Das Szenario GROKO-II bildet die im neuen EEG-Entwurf vorgesehenen Zubauraten für Wind, PV und Biomasse ab. Zudem sind die bisherigen Impulse zur Energieeffizienzsteigerung und den Einsatz von Biomasse in der Wärmeversorgung berücksichtigt. Den Ergebnissen zufolge seien die langfristigen Klimaziele mit dem aktuellen energiepolitischen Kurs nicht zu erreichen. Das Szenario 100-II bildet die Zielsetzung des ursprünglichen Energiekonzepts der Bundesregierung aus dem Jahr 2010 ab. Der Anteil fossiler Brennstoffe an der Endenergiemenge sinke bis 2050 auf 25 % und der Treibhausgasausstoß gehe um 85 % zurück. Auch die Energieimporte gingen drastisch zurück. Ein Anteil Erneuerbarer Energien von 40 bis 45 % am Stromverbrauch sei bis 2025 erreichbar, allerdings unter den bestehenden Rahmenbedingungen (reduzierte Vergütung und Ausschreibungsverfahren) sehr unwahrscheinlich. Insgesamt seien die im Szenario 100-II vorgesehenen Maßnahmen Mindestanforderungen für eine zielführende Energiewendestrategie. Öko-Institut / Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung (Fh ISI) (2014): Klimaschutzszenario Die Zielszenarien dieser Studie sehen eine prozentige THG-Minderung bis 2050 vor. Dazu sei es erforderlich, den Einsatz fossiler Energieträger um bis zu 85 % zu reduzieren. Da die Vermeidung von anderen Treibhausgasen als CO2 zum Beispiel in der Landwirtschaft an Grenzen stoße, komme der Stromerzeugung eine tragende Rolle zu. Hier müsse der Anteil der Erneuerbaren Energien bis 2050 auf etwa 95 % steigen, wobei Wind- und Solarenergie den größten Stellenwert einnähmen. Zudem sei eine Verbesserung der Energieeffizienz in allen Sektoren erforderlich. Die Strategie des Szenarios liegt darin, zunächst die Energieerzeugung zu dekarbonisieren und die Effizienzpotenziale auszuschöpfen, erst danach strombasierte Alternativen und Biomasse zu nutzen. Biomasse wird im Szenario nach 2030 nur noch in Nischenbereichen genutzt. Dezember 2014 Seite 11

12 Öko-Institut / Institut für Energie- und Klimaforschung, Systemforschung und Technologische Entwicklung (IEK-STE) / Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung (DIW Berlin) / Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (Fh ISI) (2013): Politikszenarien für den Klimaschutz VI. Die im Auftrag des Umweltbundesamts erstellte Studie modelliert die Entwicklung der deutschen Treibhausgasemissionen unter Zugrundelegung bestimmter energie- und klimapolitischer Instrumente. Das Aktuelle-Politik-Szenario berücksichtigt dabei alle Maßnahmen, die bis Juli 2011 ergriffen wurden. Darüber hinausgehende zusätzliche Maßnahmen werden im EnergiewendeSzenario berücksichtigt. Prognos / Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln (EWI) / Gesellschaft für wirtschaftliche Strukturforschung (GWS): Energieszenarien Juli Anlässlich des Beschlusses der Bundesregierung, bis 2022 aus der Kernenergie auszusteigen, untersucht die Studie anhand zweier Szenarien ( Laufzeitverlängerung und Ausstieg ), welche energie- und gesamtwirtschaftlichen Veränderungen sich bei diesem Ausstiegsdatum gegenüber den Energieszenarien 2010 (Szenario II B) ergeben können. Die Höhe des Energieverbrauchs ist in beiden Szenarien annähernd gleich. (2014): Prognos/EWI/GWS Energiereferenzprognose. Entwicklung der Energiemärkte Die im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie erstellte Prognose zur Energieversorgung in Deutschland berücksichtigt die aktuellen energieund klimaschutzpolitischen Vorgaben in Deutschland und der EU, die Situation auf den internationalen Rohstoffmärkten sowie die sozio-ökonomischen Rahmenbedingungen. Die Autoren erörtern die wahrscheinliche energiewirtschaftliche Entwicklung in Deutschland bis zum Jahr 2030 innerhalb eines konsistenten gesamtwirtschaftlichen Rahmens, ergänzt um ein Trendszenario bis zum Jahr In diesem Rahmen werden bestehende Hemmnisse für die Umsetzung einer verschärften Energie- und Klimaschutzpolitik berücksichtigt. Zusätzlich beinhaltet die Studie ein Szenario auf Basis der aktuellen energiepolitischen Zielsetzungen und Sensitivitätsrechnungen zu bestimmten Fragestellungen. Das Zielszenario zeigt, welche Entwicklungen zur Erreichung der von der Bundesregierung im Energiekonzept definierten Ziele nötig wären. Es unterstellt, dass die energie- und klimapolitischen Ziele in Deutschland vorrangig verfolgt werden und bestehende Hemmnisse mithilfe politischer Maßnahmen überwunden werden können. Wichtige Rollen spielen demnach die Steigerung der Energieeffizienz, neue und weiterentwickelte Technologien sowie die Reduktion der Erzeugung aus CO2-intensiven Kraftwerken. Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU): Wege zur 100% erneuerbaren Stromversorgung. Januar Das Sondergutachten des SRU untersucht die Möglichkeiten einer Umstellung des Stromversorgungssystems in Deutschland auf 100 % Erneuerbare Energien bis Es analysiert den Transformationsbedarf unter technischen, ökonomischen, rechtlichen und politischen Aspekten und formuliert Handlungsempfehlungen für das Erreichen dieses Ziels. Insgesamt erarbeitet der SRU acht Szenarien einer vollständig erneuerbaren Stromversorgung. Die Stromnachfrage beträgt dabei im Jahr 2050 in den a-szenarien 509 Terawattstunden (TWh) Dezember 2014 Seite 12

13 und in den b-szenarien 700 TWh. Daneben unterscheiden sich die Szenarien vor allem durch die Bedeutung des Stromaustauschs mit dem Ausland bzw. den Anteil von Stromimporten sowie dem Verhältnis der verschiedenen Erneuerbaren Energien zueinander. Umweltbundesamt (2014): Treibhausgasneutrales Deutschland 2050 Die Studie zeigt eine Möglichkeit auf, wie Deutschland den Ausstoß von Treibhausgasen maximal reduzieren kann. Sie orientiert sich dabei am ehrgeizigsten Klimaschutzziel im Energiekonzept der Bundesregierung von 2010 (-95 % THG-Ausstoß bis 2050 gegenüber 1990, Pro-Kopf-Ausstoß von einer Tonne CO2-Äquivalent pro Jahr). Im Fokus steht eine hundertprozentige Stromversorgung aus erneuerbaren Energiequellen bei weitestgehender Ausnutzung der Energieeffizienzpotenziale. Die Erzeugung von regenerativem Wasserstoff und Methan nimmt eine zentrale Rolle ein. Damit könne der Bedarf an Brenn-, Kraftund Rohstoffen in Industrie, Verkehr und Wärme gedeckt werden. Unter Berücksichtigung von ökologischen und ökonomischen Grenzen wird davon ausgegangen, dass ein Teil des benötigten Stroms und der Energieträger im Ausland produziert werden. Neben der Energieversorgung (einschl. des Wärme- und Verkehrssektors) betrachtet die Studie auch die THG-Emissionen der Industrie, Abfall-, Land- und Forstwirtschaft sowie aus der Landnutzungsänderung. Das gewählte Szenario verzichtet weitestgehend auf die energetische Nutzung von Biomasse und gänzlich auf CO2-Abscheidung (Carbon Capture and Storage, CCS). Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen, Kostenprognosen sowie politische Instrumente sind nicht Gegenstand der Studie. Auch die Emissionen durch im Ausland erzeugte und nach Deutschland importierte Produkte werden nicht berücksichtigt. Das Szenario sieht jedoch vor, dass Deutschland im Jahr 2050 eine Exportökonomie ist mit einem durchschnittlichen jährlichen Wirtschaftswachstum von 0,7 % des BIP. Dabei behalte Deutschland seinen Status als hochentwickeltes Industrieland und mit vergleichbarem Lebensstil und Konsumverhalten bei. 50Hertz Transmission / Amprion / TenneT TSO / TransnetBW (2014): Netzentwicklungsplan Strom Entwurf der Übertragungsnetzbetreiber. Die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) sind seit 2012 gesetzlich dazu verpflichtet, jährlich einen Netzentwicklungsplan (NEP) vorzulegen. Dieser soll den Bedarf zum Aus- und Umbau der Stromübertragungsnetze zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit im Zuge der Energiewende darstellen. Hintergrund sind die erheblichen Veränderungen im Stromversorgungssystem durch die sukzessive Umstellung auf Erneuerbare Energien, die auch die Anforderungen an die Stromnetze verändern. Der Netzentwicklungsplan ist nach Konsultation der Öffentlichkeit, Überarbeitung und Bestätigung durch die Bundesnetzagentur Grundlage für die gesetzliche Bundesbedarfsplanung und insofern von entscheidender Bedeutung für die weitere Entwicklung des Stromversorgungssystems. Ausgangspunkt für die Netzentwicklungsplanung ist die Simulation von drei Szenarien mit einem Zeithorizont von zehn Jahren sowie eines Szenarios mit einem Ausblick auf die nächsten 20 Jahre. Der Szenariorahmen bildet die Grundlage für die Ermittlung des Stromübertragungsbedarfs in Deutschland. Er beinhaltet unter Berücksichtigung der energiepolitischen Rahmenbedingungen Annahmen zur voraussichtlichen Entwicklung der Erneuerbaren Energien, der konventionellen Stromerzeugung, des Stromverbrauchs und der Last in Deutschland. Wesentliche Eingangsdaten sind auch die CO2- und Brennstoffpreise. Die Annahmen zum Stromverbrauch sind in allen Szenarien gleich. Dezember 2014 Seite 13

14 Weitere Informationen und. Grafiken finden Sie im Forschungsradar Energiewende: Bearbeiter: Sascha Eckstein, Katharina Hillebrandt (Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie) / Claudia Kunz (AEE) Kontakt: Agentur für Erneuerbare Energien e.v. Claudia Kunz Projektleiterin Tel: c.kunz@unendlich-viel-energie.de Dezember 2014 Seite 14