Erneuerbare Energie und Klimawandel

Transkript

1 Erneuerbare Energie und Klimawandel Herausforderungen an eine globale und nationale Energiewende Veranstaltungsreihe der Klima-Allianz-Oldenburg Oldenburg, 10. November 2011 Prof. Dr. Ottmar Edenhofer

2 Was sind die Effekte auf das Klima?

3 Kippschalter im Erdsystem Kippprozesse des Klimasystems zeigen eine starke Reaktion bereits auf kleine Klimaveränderungen Schellnhuber, 1996; Lenton et al., 2008

4 Das Ampeldiagramm Prognose für 2100 (IPCC 2007) 2 C über dem vor-industriellen Niveau T. M. Lenton & H. J. Schellnhuber (Nature Reports Climate Change, 2007)

5 Klimaschutz als Versicherung In diesem Fall bricht das Kosten-Nutzen Kalkül zusammen, da Risikoaversion dazu führt, dass praktisch das gesamte Einkommen aufgewendet würde, um die Möglichkeit katastrophaler Schäden auszuschalten Klimapolitik als Versicherung gegen katastrophalen Klimawandel! Wahrscheinlichkeit (in Prozent) den jeweiligen globalen Temperaturanstieg zu überschreiten Stabilisationsniveau (in ppm CO2-Äquivalent) 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C Stern 2008

6 Das vorindustrielle Erdsystem ein Sketch Atmosphäre Fossile Ressourcen (Kohle, Öl, Gas) Land Ozean Nach Lenton (2011) 6

7 Von der Sonnenstrom- zur fossilen Bestandsökonomie Atmosphäre Fossile Ressourcen Gesellschaft Ressourcenextraktion Interaktion Governance Land Ozean Nach Lenton (2011) und Ostrom (2011) 7

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9 IMF International Commodities Database Renaissance der Kohle?

10 Wir sind nicht auf dem richtigen Weg SRREN, Edenhofer et al. (2011)

11 Weltkarte des Vermögens Source: Füssel (2007)

12 Ablagerungen in der Atmosphäre Source: Füssel (2007)

13 P: Fossile CO 2 -Emissionen (kg C pro Person und Jahr) Kohlenstoff und Vermögen 10 4 United States Germany 10 3 Russia South Africa France Japan China Mexico 10 2 India Egypt Brazil Bangladesh 10 1 Ethiopia Fitting-Gerade: ln P=0.987 ln K+c K: Kapitalbestand (US$2000 pro Person) Füssel 2007

14 Welcher Zukunft zugewandt? Atmosphere Atmosphäre Fossile Resources Resourcen Gesellschaft Resourcenextraktion Interaktion Governance Land Ozean Nach Lenton (2011) und Ostrom (2011) 14

15 Welcher Zukunft zugewandt? Unrealistisch!!! Atmosphere Atmosphäre Fossile Resources Resourcen Gesellschaft Resourcenextraktion Interaktion Governance Land Ozean Nach Lenton (2011) und Ostrom (2011) 15

16 Die BAU Szenarien könnten das Niveau der Treibhausgaskonzentration von 600ppm überschreiten (~4 C Temperaturanstieg) SRREN, Edenhofer et.al. (2011)

17 Ist eine Entkoppelung möglich? Luderer et al. (2011)

18 Atmosphäre als globales Gemeingut Ressourcen-Extraktion > GtC Atmosphäre als begrenzte Ressource ~ 230 GtC Wie bestimmt man einen Knappheitspreis? Durch die Definition von Eigentumsrechten Durch die Verteilung von Eigentumsrechten Durch die Handelbarkeit der Rechte

19 Das gegenwärtige Energiesystem ist durch die fossilen Energieträger dominiert Anteile von Energieträgern am globalen Primärenergieangebot in 2008

20 Das technische Potenzial der Erneuerbaren Energien

21 Die Kosten der Erneuerbaren sind meist noch höher als die der Nicht-Erneuerbaren, aber... SRREN, Edenhofer et al. (2011)

22 ...manche EE-Technologien sind bereits wettbewerbsfähig Kleine KWK Anlage (Dampfturbine) Binärkreislaufkraftwerk Heimischer Pelletheizkessel Palmöl-Biodiesel SRREN, Edenhofer et al. (2011)

23 Potenzial für die erneuerbaren Energien Edenhofer et al. (2011)

24 Makroökonomische Kosten Eingeschränkte Verfügbarkeit von Technologien SRREN, Edenhofer et al. (2011)

25 Preisbildung im liberalisierten Strommarkt Grenzkosten Stromnachfrage Preis ohne KKW Preis mit KKW Merit Order EE KKW BK SK GuD SK GT GuD GT BK Kernenergieausstieg Stromnachfrage Kapazität (Leistung) Preis ohne Ersatz Preis mit Ersatz EE EE BK SK GuD SK GT GuD GT BK

26 Großhandelspreise bei Kohle und Gas Knopf et al. 2011

27 Auswirkungen eines hohen Anteils EEen auf die Preisbildung Stromnachfrage Preis mit niedrigem Anteil EEen Preis mit mittlerem Anteil EEen EE EE SK GuD GT BK

28 Auswirkungen eines hohen Anteils EEen auf die Preisbildung Stromnachfrage Preis mit niedrigem Anteil EEen Preis mit mittlerem Anteil EEen Preis mit hohem Anteil EEen EE EE EE SK GuD GT BK Merit-Order Effekt: Sinkende Preise Negative langfristige Wirkungen: Weniger Investitionen in die Kapazitäten Risiko von Unterkapazitäten steigt

29 Optionen der Integration Nachfragemanagement Netzausbau Verbesserung der Wettervorhersage Flexible Kraftwerke Energiespeicher

30 CCX X = Cycling, Storage, Utilitization Abscheidung und Speicherung von CO 2 (CCS) Atmosphärisches CO 2 Carbon Capture and Cycling (CCC) Atmosphärisches CO 2 Verbrennung fossiles CCS BioCCS/ Air capture Verbrennung C x H y z.b. Methanisierung BioCCS/ Air capture EE Strom Biologischer CO 2 Speicher Fossile Ressourcen Geologischer CO 2 Speicher

31 Fall 1: Emissionshandel ist notwendig und hinreichend MC Black Electricity MC Green Electricity MC Black Electricity MC Green Electricity Social Costs of Carbon PE 2 PE 1 PE 1 Black Energy Green Energy Black Energy Green Energy Edenhofer et. al. (2007)

32 Erneuerbare Energien haben Potenzial zur Kostensenkung SRREN, Edenhofer et. al. 2011

33 Fall 2: Eine zusätzliche Förderung der Erneuerbaren ist nicht sinnvoll 33 MC Black Electricity PE 3 PE 2 PE 1 MC Green Electricity Mehrere stabile Gleichgewichtspunkte sind möglich (PE 3 und PE 1 ), sofern die Angebotskurven durch Nicht- Konvexitäten gekennzeichnet sind (PE 2 ist nicht stabil). Black Energy Green Energy Ohne politische Intervention wird das System nicht zum benachbarten Gleichgewichtspunkt PE 3 steuern. Kalkuhl/Edenhofer/Lessmann, Resource and Energy Economics, Volume 34, Issue 1, January 2012, p PE 3 > PE 1 : das System ist effizient.

34 Förderung der Erneuerbaren Energien lohnt sich! 34 MK Kohle PE 3 Soziale Kosten des Kohlenstoffs MK Wind Die Internalisierung der sozialen Kosten des Energieangebots (z.b. durch ein Emissionshandelssystem) verbessert die Wettberwerbsfähigkeit EEen PE 2 PE 1 Solange der Kreuzungspunkt PE 3 nicht verschwindet, führt dies jedoch immer noch zu einem ineffizienten Zustand. Kohle Wind Kalkuhl/Edenhofer/Lessmann, Resource and Energy Economics, Volume 34, Issue 1, January 2012, p Trio infernale: a) Externe Lerneffekte, b) Hohe Substituierbarkeit zwischen CO 2 - freien Technologien, c) steigende Skalenerträge

35 Effiziente Technologiepolitik Kalkuhl und Edenhofer 2011

36 Internationaler Handel und Kohlenstoffzölle CO 2 -Handelsbilanzen der verschiedenen Weltregionen (EU-27) 3.1 (EU-27) Blautöne: CO 2 -Exportdefizit, Rottöne: CO 2 -Exportüberschuss Die Pfeile beschreiben die größten CO 2 -Handelsströme zwischen den Weltregionen Peters, Minx, Weber und Edenhofer (2009) 36

37 Internationale Kooperation und Politikinstrumente Klimapolitiken jenseits der UNFCCC USA 6Gt WCI 1.1Gt Kalifornien 0.4Gt MGGA 0.83Gt Mexiko 0.64Gt Kanada 0.74Gt RGGI 0.17Gt EU ETS 2Gt Schweiz 0.003Gt Indien 1.5 Gt China 6Gt Japan 1.4Gt Tokio 0.012Gt Südkorea 0.6Gt Chile Gt Brasilien 1 Gt Australien 0.45Gt Neuseeland 0.098Gt

38 Empfehlenswerte Literatur 38

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