Langfristige Szenarien der globalen Energieversorgung und Nachhaltige Entwicklung

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1 Langfristige Szenarien der globalen Energieversorgung und Nachhaltige Entwicklung Dr. Leo Schrattenholzer Environmentally Compatible Energy Strategies (ECS) Internationales Institut für Angewandte Sysemanalyse (IIASA) Energieversorgung der Zukunft Bayreuther Forum Kirche und Universität 15. November /21

2 Das Internationale Institut für Angewandte Systemanalyse Forschungsgebiete: Weltweite Veränderungen der Umwelt Weltweiter wirtschaftlicher und technischer Wandel Methoden zur Analyse globaler Probleme 2/21

3 ECSForschungsthemen Zusammengefasst: Analyse langjähriger Trends und Erstellung zukünftiger Szenarien des globalen Energie WirtschaftsUmweltSystems, englisch: Energyeconomyenvironment ( E3 ) Schwerpunkte: KlimaWandel, Nachhaltige Entwicklung Technologiebewertung, Lernkurven, Nutzen von Forschung und Entwicklung (F&E) Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Organisationen ( Netzwerke : IEW, EMF) 3/21

4 Fragestellungen Wie werden sich Energiebereitstellung und verbrauch auf globaler, regionaler und lokaler Ebene verändern? Wie hoch werden die zukünftigen Treibhausgasemissionen sein? Was sind die zu erwarteten Kosten und der zu erwartende Nutzen einer Minderung von Treibhausgasemissionen? Welche Maßnahmen können der Verwirklichung angestrebter Ziele dienen? 4/21

5 Sichtbarer ECSOutput Special Report on Emissions Scenarios (2000) Mit dem Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) koordinierte ECS die Erstellung von EmissionsSzenarien ECSBeiträge (Minderungsszenarien) auch zum Third Assessment Report des IPCC Climate Change 2001: Mitigation Mitarbeit am Kapitel 2 Greenhouse Gas Emission Mitigation Scenarios and Implications 5/21

6 Szenarien Definition: Szenarien sind in sich konsistente nicht notwendig plausible Beschreibungen zukünftiger Entwicklungen 6/21

7 IIASASRESSzenarien im Überblick Cumulative CO2 Emissions, Energy [GtC] 2500 SRES median SRES max SRES min Cumulative CO2 Emissions, Landuse [GtC] CO2/PE [tc/tj] A1B A1C A1G A1T A2 B1 POP [billion] 15.1 FE/GDP [MJ/$] 7.3 B1G B1T 550 GDP (mex) [T$] B2 7/21

8 Szenarien Nachhaltiger Entwicklung Vorschlag einer Definition (IIASAECS, 2001) Nachhaltiges Wirtschaftswachstum Verminderung der globalen wirtschaftlichen Ungleichheit Stabiles Verhältnis von Abbau zu Reserven Geringe Umweltbelastung Konsistent mit der BrundtlandDefinition (1987) Entwicklung, die die Bedürfnisse der gegenwärtigen Generation erfüllt ohne die Möglichkeiten zukünftiger Generationen zu beeinträchtigen, ihre eigenen Bedürfnisse zu erfüllen 8/21

9 Nachhaltiges Wirtschaftswachstum ProKopfEinkommen wächst im gesamten Betrachtungszeitraum 80,000 US$(1990) per capita 70,000 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 Population (billion) 21,000 18,000 15,000 12,000 9,000 6,000 3, ,000 40,000 60,000 80,000 GWP per capita ('90US$) SRES database maximum Median 10, SRES database scenarios All IIASA scenarios Sustainable development scenarios 9/21

10 Verminderung der globalen wirtschaftlichen Ungleichheit Developing regions WEC SRES All IIASA scenarios Sustainable development scenarios OECD GDP per capita in the region [1990US$] 10/21 10 year average of GDP per capita growth, (percent) Range of all IIASA scenarios

11 ProKopfEinkommen in Asien Wachstum % Per capita economic growth (% per year) 8% 6% 4% 2% 0% 2% 4% Singapore Korea Hong ko ng China Th aila nd Mala y s ia Indones ia India Philip pines Nepal Banglades h Japan 6% ,000 10, ,000 GDP per capita in beginning of 20 year period (1995US$) 11/21

12 Rechnerische Reichweite der Energiereserven 1990 und 2100 (in vier Szenarien Nachhaltiger Entwicklung) SRESA1T SRESB1 SRESB1G SRESB1T GAS OIL 12/21

13 Globale Öl und Gasreserven 250 Entwicklung der weltweiten Ölreserven Entwicklung der weltweiten Gasreserven 70 Mrd. Tonnen Öläquivalent Verbleibende Reserven/ Jahresproduktion Verbleibende Reserven Gesamt Kumulativer Verbrauch Jahre Mrd. Tonnen Öläquivalent Verbleibende Reserven/ Jahresproduktion Gesamt Verbleibende Reserven Kumulativer Verbrauch Jahre /21

14 Globale Energieressourcen Mrd. Tonnen Öläquivalent Verbrauch Reserven Ressourcen Verfügbare Ressourcen Zusätzliche Vorkommen Konventionelles Öl 90 3, Unkonventionelles Öl Konventionelles Gas 41 1, Unkonventionelles Gas Gashydrate Kohle 125 2, Fossile Energie, gesamt Uran 17 0, in Brutreaktoren /21

15 Globale Potentiale erneuerbarer Energie Mrd. Tonnen Öläquivalent Verbrauch 1990 Potential Langfristiges technisches Potential Jährlicher Fluß Wasserkraft 0,5 ~1 > 3 > 10 Erdwärme < 0, > 0,5 > 20 Wind ~0,2 > 3 > Ozean 0,05 > 0.5 > 8 Solarenergie ~0,5 > 60 > Biomasse 1,3 23 > 30 Gesamt 1,8 35 > 100 > /21

16 Kohlenstoffintensität (Primärenergie) Global CO 2 Intensity (tc/tj) Median 5 0 SRES database scenarios All IIASA scenarios Sustainable development scenarios /21

17 TreibhausgasKonzentration und Temperaturanstieg in zwei Szenarien ppmv C 2.8 C 900 Nonsustainable 800 Sustainable C /21

18 Welche Technologien dominieren in Szenarien Nachhaltiger Entwicklung? Kernenergie Brennstoffzellen Photozellen Wasserstoff Brennstoffzellen Solar Photovoltaik Wasserstoff Solar Dominante Techniken Dominante Infrastrukturen 18/21

19 Szenarioabhängige Kosten der Treibhausgasminderung Cumulative Discounted System Costs ( ), [trillion US$] ppmv CO 2 stabilization 450ppmv 450ppmv 450ppmv 550ppmv 650ppmv 550ppmv 550ppmv 550ppmv A1T 750ppmv 750ppmv A1B Cumulative CO 2 Emissions [GtC] A1G A1C Baselines 19/21

20 Politik und Nachhaltige Entwicklung Politische Zielsetzungen: Stabilisierung der Weltbevölkerung Wirtschaftlicher Aufschwung der Entwicklungsländer Erhöhung der Effizienz der Energieumwandlung Entwicklung kohlenstofffreier Energiequellen Sicherung der Energiereserven 20/21

21 Schlußfolgerungen Technischer Fortschritt kann ausschlaggebend für Nachhaltige Entwicklung sein Forschung und Entwicklung (F&E) auf dem Energiesektor kann sich bezahlt machen und zur selben Zeit auch die globale Umwelt verbessern ( winwin ) Synthetische Treibstoffe (aus erneuerbaren Energiequellen und für die Verwendung in Brennstoffzellen geeignet) begünstigen Nachhaltige Entwicklung Der wichtigste dieser Treibstoffe ist Wasserstoff 21/21