Bundesamt für Energie BFE Übersicht zu den Potenzialen der Erneuerbaren Energien Perspektiven Forum, 10. März 2006 Lukas Gutzwiller
Überblick 1. Ausgangslage und Ziel 2. Technologien für erneuerbare Wärme, Strom und Treibstoffe 3. Potenzialbegriffe 4. bestehende und neue Förderinstrumente 5. Mehrkosten von erneuerbarer Wärme 6. Wirtschaftlichkeit und Ökobilanz von Biotreibstoffen 7. Gestehungskosten und erwartetes Potenzial (gemäss Szenario II) für Strom 8. Schlussfolgerungen L. Gutzwiller 2
Ausgangslage und Ziel Anliegen des Forums vom August 2005: Überblick über Potenziale, Kosten und Förderinstrumente der Erneuerbaren Energien (EE= Wärme, Strom, Treibstoff) Zwischenbericht einer BFE internen Arbeitsgruppe: Piot, Muster, Renggli (AEW); Kaufmann, Schärer, Guggisberg, Rognon, Binggeli, Wolfer, Geissmann (AEE), Gysler und Volken (ASP) laufende Studien sowie Resultate Perspektiven werden bis Ende Jahr integriert. L. Gutzwiller 3
Technologien zur Wärmegewinnung und ihre Hemmnisse Holzheizung (Pellet, Schnitzel) für Raumwärme und WW; Partikel und NOx Emissionen, Logistik, teure Fernwärme Wärmepumpen (Luft, Wasser, Sole) für Raumwärme und WW; teuer im Sanierungsbereich, v.a. MFH, erhöhter Stromverbrauch, Grundwasserschutz Solarkollektoren für Warmwasser oder Vorwärmung; braucht Zweitsystem für Raumwärme (zusätzliche Kapitalkosten), Baubewilligungsverfahren L. Gutzwiller 4
Technologien zur Stromgewinnung und ihre Hemmnisse Kleinwasserkraft Restwasser, Standorte Windenergie intermittierender Betrieb, Landschaftsschutz, Standorte Photovoltaik intermittierender Betrieb, hohe Kosten (graue Energie) Geothermie (DHM) Anfangsrisiken, technische Machbarkeit erst begrenzt erwiesen Biogasanlagen Unterhalt, Abfalllogistik Holzgas GuD noch in F&E Phase, Reinigung Synthesegas KVA Potenzial fast ausgeschöpft, Wirkungsgradsteigerung noch möglich ARA grosser Eigenverbrauch L. Gutzwiller 5
Technologien zur Gewinnung von Treibstoff und ihre Hemmnisse Biogas aus Abfall/Holz muss zu Erdgasqualität aufbereitet werden Ethanol aus Ernteüberschüssen: Förderung nicht WTOkompatibel, Importschutz fällt weg, Ethanol aus Zuckerrohr ist billiger Ethanol aus Papierproduktion: beschränktes inländisches Potenzial Biodiesel aus Pflanzenöl beschränkt positive Ökobilanz je nach Düngemitteleinsatz L. Gutzwiller 6
Potenzialbegriffe theoretisches Potenzial: das gesamte physikalische Angebot eines erneuerbaren Energieträgers im betrachteten Untersuchungsgebiet technisches Potenzial: beschreibt den Anteil des theoretischen Potenzials, der unter gegeben technischen Restriktionen nutzbar ist ökologisches Potenzial: keine irreversible Beeinträchtigung des Lebensraumes wirtschaftliches Potenzial: die Gesamtkosten liegen (mittelfristig) in der Bandbreite konkurrierender Systeme erweitert wirtschaftliches Potenzial: mit den szenarienspezifischen Förderinstrumenten L. Gutzwiller 7
Das erwartete Potenzial (szenarienspezifisch) erweitert wirtschaftliches Potenzial: Szenarien spezifische Förder- Instrumente erwartetes Potenzial ökologisches Potenzial: keine irreversible Beeinträchtigung Lebensraum soziale Akzeptanz: Landschaftsschutz etc. L. Gutzwiller 8
Bemerkungen zu den Potenzialbegriffen das erwartete Potenzial ist szenarienspezifisch und zeitabhängig: technologischer Fortschritt globale und nationale Energiepreise globale und nationale Energiepolitik (Politikvarianten) soziale Akzeptanz, politischer Wille Investitionszyklen (Erneuerung bestehender Anlagen) Markthemmnisse (fehlende Information, Transaktionskosten) => Herausforderung: Konsens über obige Einflussgrössen L. Gutzwiller 9
Bestehende Förderinstrumente für Raumwärme EnergieSchweiz: Information und Marketing durch Netzwerke unter der Agentur für Erneuerbare Energie AEE (Ziel bis 2010: +3% Wärme, d.h. +3000 GWh) Globalbeiträge der Kantone (Energie Gesetz): ca. 40 Mio. für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz MuKEn Modul 2 Erweiterte Anforderungen an Neubauten : höchstens 80% des Wärmebedarfs für Heizung und Warmwasser aus nicht-erneuerbaren Energien; ist in 13 Kantonen umgesetzt. L. Gutzwiller 10
Bestehende Förderinstrumente für Strom und Biotreibstoffe EnergieSchweiz: Information und Marketing durch die Netzwerke unter der Agentur für Erneuerbare Energie AEE (Ziel bis 2010: +1% Strom, d.h. +500 GWh) Strom: 15 Räpper nach Energiegesetz; ca. CHF 30 Mio über Mehrkostenfinanzierung mit Zuschlag auf Übertragungsnetz (Art. 7 EnG), Herkunftsnachweis Biotreibstoffe: keine Mineralölsteuer auf P&D-Anlagen; bestehende Anlagen: Biogas und zwei Anlagen für Rapsöl (mit Unterstützung BLW) L. Gutzwiller 11
Geplante neue Förderinstrumente Instrument CO 2 -Abgabe auf Brennstoffen StromVG Inländische Massnahmen Klimarappen Finanzielle Mittel 35.-/t CO 2 resp. 7 Fr./100 kg Heizöl Aufgrund Diskussion NR und UREK-S: 110 oder 330 Mio./Jahr Mehrkostenfinanzie rung Total bis 2012: 740 Mio. 540 Mio. im Inland 180 Mio. Gebäude Voraussichtlicher Zeitraum Frühestens ab 2007 Frühestens ab 2007 Beurteilung Abgaben schaffen direkte Vorteile für Erneuerbare im Bereich Raumwärme Förderinstrumente für Erneuerbare bedeutet Zubau von EE für Stromproduktion 2006 bis 2012 EE profitieren bei Schwerpunkt Gebäudemodernisierung oder Mobilitätsprojekte Befreiung Biotreibstoffe von der Mineralölsteuer (MinöSt) Haushaltsneutral (Einnahmeverlust wird durch Erhöhung Benzinpreis kompensiert) Frühestens ab 2007 Förderung von Biotreibstoffen, insbesondere Biogas. Gleiche Bedingungen für inländische und ausländische Biotreibstoffe L. Gutzwiller 12
Fördermittel der Kantone im Gebäudebereich (2004) L. Gutzwiller 13
Mehrkosten von Holzheizungen bei Verdoppelung des Potenzials 25 genutztes Potenzial heute Mehrkosten (Rp./kWh) 20 15 10 5 0 Schnitzelfeuerungen >1000 kw Stückholzfeuerungen 300 kw Wohnraumfeuerungen Pelletfeuerungen Förderung Pellet durch Kantone: bis zu 1.7 Rp/kWh 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Potenzial (GWh) L. Gutzwiller 14
Mehrkosten für Wärmepumpen bei einer Verzehnfachung des Potenzials (90 PJ Nutzenergie) 30 25 genutztes Potenzial heute Ersatz El'speicher zu W P 6kW Mehrkosten (Rp/kWh) 20 Ersatz Oel zu WP 6kW 15 Ersatz Oel zu WP 15kW 10 S/W WP 25kW Neubau 5 W/W über 300kW L/W WP 6kW Neubau 0 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Potenzial Nutzenergie (GWh) L. Gutzwiller 15
Anteile der erneuerbaren Nutzenergie für Raumwärme in Wohnbauten: Szenarien I.a und II Anteile Nutzenergie 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 Absatz Pellet: 2 000Stk./a Absatz WP: 10 000 Stk./a Holz Wärmepumpe 0 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 L. Gutzwiller 16
Wirtschaftlichkeit von Biotreibstoffen (Euro pro Liter) Bioethanol Zuckerrüben 1.27 Euro/L Kartoffeln 1.17 Euro/L Lignozellulose (holziges Material) 1.45 Euro/L Zuckerrohr aus Brasilien 0.29 Euro/L Biodiesel Ölsaaten 0.89 Euro/L Altöl 0.4 Euro/L Biogas Aus organischem Abfall (CHF 120.- Abfallgebühr pro Tonne) 7.5 Rp/kWh Quelle: Ryan et al., Energy Policy L. Gutzwiller 17
Potenziale für zusätzliche Stromproduktion Ökologisches Potenzial Biomasse bis 2030 3.2-4.2 TWh Technisches Potenzial PV bis 2100 9.4-17.7 TWh technisches Potenzial Wasserkraft bis 2030 7.6 TWh technisches Potenzial Wind bis 2030 22 TWh Ökologisches Potenzial Wind bis 2030 1.5-4 TWh Technisches Potenzial Geothermie bis 2100 Landesverbrauch L. Gutzwiller 18
Potenziale und Gestehungskosten Wasserkraft (>300kW) Ausrüstungsersatz Speicherkraft 360 GWh 0.8 Rp/kWh Ausrüstungsersatz HD Laufkraft 390 GWh 1.5 Rp/kWh Gefälle ND Laufkraft 200 GWh 5.0 Rp/kWh Ausbauwassermengen HD Laufkraft 220 GWh 8.3 Rp/kWh Umbau Lauf-/Speicherkraft 540/400 GWh 15 Rp/kWh Neubau ND Laufkraft 1900 GWh 15 Rp/kWh Neubau HD Laufkraft 1200 GWh 15.4 Rp/kWh Neubau HD Speicherkraft 2214 GWh 29 Rp/kWh L. Gutzwiller 19
technisches Ausbaupotenzial Wasserkraft TWh 1) Umwelteinfluss Strom aus Wasserkraft heute ca. 35,0 Ersatz durch bessere / grössere Maschinen bessere Wassernutzung + 0,97 sehr klein Ausbaggerung, Gefällserhöhung + 0,20 mittel Umbauten + 0,94 klein Neubauten (Nieder- u. Hochdruck) + 3,10 mittel-gross Neubauten (Speicher) + 2,36 mittel-gross + 7,57 ===== L. Gutzwiller 20
Kostenkurven und Potenzial für Wasserkraft 30 Gestehungskosten Rp./kWh 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 Einzelne Anlagen nach Produktionsmenge (kwh) u. Kosten (Rp/kWh) geordnet Erneuerung Neubau Speicherkraft 1 2 3 4 5 6 7 8 Potential in TWh L. Gutzwiller 21
Resultate Szenario verstärkte Zusammenarbeit ; Förderung der EE-Stromproduktion mit CHF 330 Mio./a Kosten (genütztes Budget) Budget Stromproduktion 700 7'000 Budgetverlauf in Mio CHF 600 500 400 300 200 6'000 5'000 4'000 3'000 2'000 Stromproduktion in GWh 100 1'000 0 0 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 L. Gutzwiller 22 Quelle: Prognos
Resultate Szenario verstärkte Zusammenarbeit ; Förderung der Erneuerbaren mit CHF 330 Mio./a Zubaupotenziale in GWh/a 2010 2020 2035 Bemerkung/Quelle: Wasserkraft bis 10 MW el KVA 125 90 1 500 565 2 500 915 PSI, 2005a Kleine Massnahmen, begrenztes Ausbaupotenzial (BFE, 2005) Biomasse (Holz) 5 20 100 konservativ (vgl. Infras, 2004), kaum Förderung ARA 135 300 450 Gem. Infras, 2004, BFE, 2005; Schätzungen Prognos Biogas Photovoltaik 75 0 350 40 800 225 Gem. Infras, 2004 Wird im kostenoptimierten Programm kaum gefördert Wind 50 250 600 Richtung angestrebte Ziele BFE Geothermie 20 100 550 Gem. PSI, 2005a; BFE, 2005a; Schätzungen Prognos L. Gutzwiller 23
Schlussfolgerungen Raumwärme: mehr als die Hälfte des heutigen Verbrauchs kann durch Erneuerbare gedeckt werden (Holz 40 PJ, Wärmepumpe 90 PJ) Strom: ein Zehntel des heutigen Verbrauchs kann mit Stromrappen (CHF 330 Mio./a) mit neuen Erneuerbaren gedeckt werden Treibstoffe: Import von Biotreibstoffen wird mit Revision Mineralölsteuer G wirtschaftlich; inländisches Biogas steht in Konkurrenz zur Verstromung L. Gutzwiller 24