Probleme der Stromversorgung in Deutschland

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1 Probleme der Stromversorgung in Deutschland 1. Einleitung 2. Ökologische Aspekte 3. Ökonomische Aspekte 4. Lösungsansätze 1

2 1. Einleitung Struktur des Primärenergieverbrauchs 2004 in Deutschland Kohle 13% 2% 2% Mineralöl 25% Naturgase 22% Kernkraft 36% Erneuerbare Energien Sonstige 2

3 1. Einleitung Entwicklung der Anteile der Energieträger an der Stromerzeugung in TWh Braunkohle 500 Steinkohle 400 Kernenergie 300 Erdgas 200 Sonstige 100 EEQ

4 2. Ökologische Aspekte - Klimaproblematik 4

5 2. Ökologische Aspekte - Klimaproblematik Treibhausgas Relatives Treibhaus- potenzial Chemisches Formel- zeichen Lebensdauer in der Atmosphäre Entstehung Kohlendioxid CO Jahre Verbrennung fossiler Brennstoffe, Waldrodung Methan CH ,4-12 Jahre Landwirtschaft, Verbrennung fossiler Energieträger, Abfallwirtschaft Distickstoffoxid N 2 O Jahre Landwirtschaft, Verbrennung fossiler Energieträger, Verkehrsabgase Teilhalogenierte Fluorkohlen wasserstoffe Perfluorierte Kohlenwasserstoffe Schwefelhexalfluorid H-FKW FKW SF ,3 260 Jahre > Jahre Jahre Herstellung von Produkten und Produktbestandteilen, oft als Ersatz für ozonschädigende Stoffe wie FCKW 5

6 2. Ökologische Aspekte - Klimaproblematik Großteil der Treibhausgase entsteht durch Verbrennung fossiler Brennstoffe CO 2 Emissionen nach Energieträgern (in kg CO 2 / kwh) Braunkohle 0,396 Steinkohle 0,338 Heizöl 0,262 Erdgas 0,197 6

7 2. Ökologische Aspekte - Klimaproblematik Sektorale Verteilung der Treibhausgasemissionen (THGE) Öffentliche Energieversorgung (Strom und Wärme) Industrie (einschl. Eigenenergieerzeugung) Straßenverkehr Sonst. Verkehr Haushalte Gewerbe J a hr 7

8 2. Ökologische Aspekte - Klimaproblematik In Deutschland waren im Jahre % der THGE auf Energie zurückzuführen In der Hauptsache war dies Kohlendioxid aus der Energieproduktion Die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre lag vor der Industrialisierung bei 280 parts per milion (ppm) Sie stieg bis 1999 auf 367 ppm Die jährliche Anstiegrate der Kohlendioxidkonzentration beträgt ca. 1,5 ppm 8

9 2. Ökologische Aspekte - Klimaproblematik Folgen: Einen Anstieg der global gemittelten Lufttemperatur um 0,2 0,6 ºC. Einen Anstieg des Meeresspiegels um cm. Aussterben bzw. Verschiebung von Ökosystemen (Palmen am Bodensee) Ein Absinken der Schneebedeckung in der Nordhemisphäre um 10% seit Zunahme extremer Wetter Erscheinungen (Jahrhundertsommer, El Niño) Trinkwassermangel 9

10 2. Ökologische Aspekte - Klimaproblematik Kyoto Protokoll: Senkung der Treibhausgasemissionen der Industrieländer um 5,2% bis im Vergleich zu Reduktion in Prozent EU USA Kanada Japan -1 RestlichesEuropa Neuseeland Russische Förderation Australien Land/ Ländergruppe 10

11 2. Ökologische Aspekte - Klimaproblematik Burden Sharing: Verteilung der EU-15 Reduktionsverpflichtung auf die einzelnen Länder Reduktion in Prozent Luxemburg Deutschland ,5 Belgien -7,5-6,5-6 Italien Niederlande Finland 0 0 Frankreich Schw eden 4 Irland Spanien Griechenland Portugal Land 11

12 2. Ökologische Aspekte - Klimaproblematik Für Deutschland ergibt sich folgendes Bild Emissionen der Treibhausgase in Deutschland (in Tonnen) Basisjahr Emissionen laut EU im Zeitraum CO CH N 2 O H-FKW FKW SF Gesamt

13 2. Ökologische Aspekte - Klimaproblematik EU-weites THGE-Zertifikatehandelssystem ab 2005 nur Kohlendioxid in der Energiewirtschaft und in energieintensiven Industrien Jährlich sinkende zulässige Emissionsmenge für die betroffenen Unternehmen die mit Zertifikaten belegt werden muss Fehlende Zertifikate können europaweit beschafft werden Aber auch durch Joint Implementation und Clean Development Mechanism 13

14 2. Ökologische Aspekte - Klimaproblematik Ziele: EU will Temperaturanstieg auf 2 ºC gegenüber vorindustriellen Niveau begrenzen Dies entspräche einer maximalen Kohlendioxidkonzentration von ppm Dies würde eine globale Reduktion der Treibhausgasemissionen von mindestens 50% gegenüber dem Niveau von 1990 bedeuten Da die Wirtschaft in den Entwicklungsländern in Zukunft weiter wachsen wird, müssten die Industrieländer zusammen ihre THGE um 80% senken Die Verhandlungen für die Zeit nach 2012 beginnen im November dieses Jahres 14

15 2. Ökologische Aspekte Sonstige Problematik Luftverschmutzung durch Verbrennen fossiler Energieträger: Gesundheitsschäden Waldschäden Bodenversauerung Zerstörung von Natur- und Kulturdenkmälern 15

16 2. Ökologische Aspekte Sonstige Problematik Kernenergie: Gefahr der radioaktiven Verseuchung (Krebs, Tod... ) Jahrtausendelange Endlagerung von radiaktiven Abfällen Kohle: Zerstörung des Ökosystems im Tagebau Freisetzen von Methan im Untertagebau Erdgas und Erdöl: Gefahr der Explosion bei Erdgas Gefahr des Austretens von Öl in die Umwelt (Leckagen, Tankerunfall,..) 16

17 3. Ökonomische Aspekte Importabhängigkeit Großteil der benötigten Energieträger muss importiert werden Braunkohle 0,98 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 1 Steinkohle 23,54 26,53 31, ,99 47,29 56,06 58,61 Erdgas 71,2 79,85 79, ,31 80,01 80,53 81,2 Mineralöl Uran Anteile der importiertem Rohstoffe je Energieträger in % 17

18 3. Ökonomische Aspekte Endlichkeit der Energieträger Großteil der Reserven an Energieträger geht in absehbarer Zeit zu Ende Braunkohle 200 Steinkohle 165 Erdgas 67 Uran 60 Erdöl Statistische Reichweite der Energieträger in Jahren (nur Reserven) 18

19 3. Weitere Ökonomische Aspekte Arbeitsplätze Externe Kosten Subventionen 19

20 4. Lösungsansätze Verstärkter Einsatz regenerativ erzeugter Energie Vorteile: Heimische Ressource Weniger Schadstoffemissionen Probleme: Schwankendes Energieangebot (noch) Fehlende Wirtschaftlichkeit Fehlende Infrastruktur Teilweise ökologisch auch nicht ganz unbedenklich 20

21 4. Lösungsansätze Regenerative Energien Überblick über die regenerativen Energien 21

22 4. Lösungsansätze Regenerative Energien Durch staatliche Fördermaßnahmen konnten einige regenerative Energiequellen stark ausgebaut werden Stromerzeugung i Photovoltaik Deponiegas Biogas, Klärgas Bioabfall Biobrennstoffe Biomasse Wind Wasser Überblick über die Entwicklung der regenerativen Energien in Deutschland 22

23 4. Lösungsansätze Regenerative Energien Anteil an der Stromerzeugung Möglicher Beitrag (in GWh) zur Bemerkung Stromerzeugung (in GWh/a) Mögliche Restriktionen Wasserkraft Potenzial hauptsächlich nur noch durch Kleinanlagen und Modernisierung Umweltauflagen bzgl Natur- und Landschaftsschutz, rein technisches Potential dürfte höher sein Windkraft onshore Windkraft offshore Geeignete Standorte an Land weitestgehend verbraucht, Potenzial noch durch Repowering Potential richtet sich sich nach den Vorgaben des BMU, mit den enthaltenen Auflagen für Offshoranlagen Gesellschaftliche Anerkennung Anschlusskosten an das Stromnetz, Standhalten gegenüber den "Kräften des Meeres" (Salzgehalt, Sturm), Umweltauflagen Überblick über das technische Potential der regenerative Energien zur Stromerzeugung in Deutschland 23

24 4. Lösungsansätze Regenerative Energien Anteil an der Stromerzeugung (in GWh) Möglicher Beitrag zur Stromerzeugung (in GWh/a) Bemerkung Mögliche Restriktionen Biogas Stromerzeugung konkurriert mit Wärmeerzeugung Biobrennstoffe Deponiegas Laut Technischer Anleitung Siedlungsabfall dürfen ab nur noch vorbehandel-te Abfälle auf Deponien abgelagert werden, dadurch wird die Bildung von Deponiegas verhindert. Deponiegase entweichen bis zu 25 Jahre aus einer Abfalldeponie, so dass deren Nutzung noch bis ca, 2030 vollzogen werden kann. Derzeit wird bereits ca. 70% des Deponiegases genutzt Klärgas abhängig von anfallender Menge an Abwasser Überblick über das technische Potential der regenerative Energien zur Stromerzeugung in Deutschland 24

25 4. Lösungsansätze Regenerative Energien Anteil an der Stromerzeugung (in GWh) Möglicher Beitrag zur Stromerzeugung (in GWh/a) Bemerkung Mögliche Restriktionen Photovol Theoretisch vortaihandene geeignete Fläche von ca km 2, durch die zusammen ca. 250 TWh Strom erzeugt werden könnte Geothermie Potenzial bei reiner Stromerzeugung: 290 TWh; bei volllständiger Nutzung der Wärme durch KWK: 66 TWh Gesamt Diese Fläche konkurriert mit Wärmebereitstellung durch Solarthermie Hohe Investitionskosten, Fündigkeitsrisiko; Stromerzeugung aus Geothermie konkurriert mit Wärmeerzeugung aus Geothermie Überblick über das technische Potential der regenerative Energien zur Stromerzeugung in Deutschland 25

26 4. Weitere Lösungsansätze - Zukunft Atomausstieg bis 2025 Steuerbefreiung für Erdgas Erdgas als Zwischenlösung hin zur regenerativen Energieversorgung Bis 2020 müssen 40 MW an installierter Kraftwerkskapazität aus Altersgründen ersetzt werden Energieeffizienz GuD Kraftwerke KWK Höhere Wirkungsgrade Energiesuffizienz 26

27 Quellen BMU: BMWA: Energie Daten Bremer Energie Institut: Investitionen im liberalisierten Energiemarkt DLR/IFEU/WI: Ökologisch optimierter Ausbau der Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland Intergovernmental Panel on Climate Change: United Nations Framework Convention on Climate Change: Frithjof Staiß: Jahrbuch Erneuerbare Energien 27