Die Energiewende in Deutschland: 100 % erneuerbare Energien für die Stromerzeugung bis 2050

Sächsisches Fachsymposium Energie 2011 Erzeugen, Transportieren, Speichern Energiewende in Deutschland Die Energiewende in Deutschland: 100 % erneuerbare Energien für die Stromerzeugung bis 2050 Prof. Dr. Heidi Foth Sachverständigenrat für Umweltfragen, Berlin

Energiewende in Deutschland Inhalt Herausforderungen Nachhaltige Energieeffizienz Nachhaltige Energieerzeugung Nachhaltige Industriegesellschaft

Gigabarrel Öläquivalent Emissionen in Mrd. t Temperatur in C Herausforderungen Entwicklung und Auswirkungen 81,6 33,6 14,7 68,0 28,0 14,5 Verbrauch fossiler Rohstoffe Fossile CO 2 - Emissionen Globale Erwärmung 54,4 22,4 14,3 40,8 16,8 14,1 27,2 11,2 13,9 13,6 5,6 13,7 0 0 13,5

Herausforderungen Globale Gerechtigkeit Energieverbrauch in MWh/Person/Jahr Ressourcenverbrauch in Mg/Person/Jahr 98,7 50,5 12,0 32,1 5,0 3,0 Quellen: Ressourcenverbrauch: Sustainable Europe Research Institute Energieverbrauch: US Energy Information Administration, Statistisches Bundesamt, Index Mundi

Herausforderungen Endenergieverbrauch / nach CO 2 -Emissionen Sektoren nach Sektoren Deutschland 2009: 8.714 PJ Strom 20,5 % Wärme 51,2 % Deutschland 2009: 742 Mio. t Strom 39,9 % Kraftstoff 28,3 % Wärme 39,6 % Kraftstoff 20,5 %

Herausforderungen Beiträge des SRU zur Debatte Mai 2009 Mai 2010 Januar 2011

Wege zur 100 % erneuerbaren Stromversorgung Herausforderungen Übersicht 1. Einleitung 2. Nachhaltigkeitsbewertung der Technologieoptionen 3. Das Ziel: nachhaltige Stromversorgung im Jahr 2050 4. Der Weg: Schritte für den Übergang 5. Europäische und deutsche Energie- und Klimapolitik 6. Elemente der Transformation 7. Strategien und Instrumente für Energieeffizienz 8. Förderung von erneuerbaren Energien und Speichern 9. Rahmenbedingungen des Netzausbaus 10. Zusammenfassung und Empfehlungen

Herausforderungen Prinzipielle Lösungsansätze Treibhausgasemissionen Nachhaltige Energieeffizienz Nachhaltige Energieerzeugung Klimaschutz

prozentuale Veränderung gegenüber 1950 Nachhaltige Energieeffizienz Strom Entwicklung im Kraftwerksbereich 600% 500% 400% 300% 200% Energieressourcen zur Stromerzeugung [Mio. t SKE / a] 100% 0% Primärenergieeinsatz [SKE / kwh] 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

prozentuale Veränderung gegenüber 1990 Nachhaltige Energieeffizienz Wärme Entwicklung im Wohnungsbereich 130% 120% Wohnfläche [m² / Einwohner] 110% 100% 90% Wärmebedarf [MJ / m² Wohnfläche] 80% 70% 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 Quelle: Statistisches Bundesamt 2008; AG Energiebilanzen e.v.

prozentuale Veränderung gegenüber 1990 Nachhaltige Energieeffizienz Mobilität Entwicklung im Individualverkehr 150% 140% Fahrleistung [km / (a Person)] 130% 120% 110% 100% 90% 80% Spezifischer Verbrauch [l / 100 km] 70% 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006

Nachhaltige Energieeffizienz Ansätze zur Steigerung der Energieeffizienz Strategien Instrumente Vermeidung von Rebound-Effekten Energieeffizienzfonds Verbrauchsziel statt Einsparziel Weiße Zertifikate Motivation und Information Stromkundenkonto

Nachhaltige Energieerzeugung Prinzipielle Lösungsansätze Treibhausgasemissionen Nachhaltige Energieeffizienz Nachhaltige Energieerzeugung Klimaschutz

Nachhaltige Energieerzeugung Optionen für die Stromversorgung Kernkraft Fossil ohne CCS Fossil mit CCS Erneuerbare Energien Nachhaltigkeitskriterien Reichweite Flächennutzung Standortwahl Emissionen Klimaschutz Kosten Sicherheit Akzeptanz Entsorgung Reversibilität Kompatibilität Integration

Nachhaltige Energieerzeugung SRU Szenarien für 100 % erneuerbare Stromversorgung Energiebedarf Nachfrage Deutschland 2050 500 TWh 700 TWh Vernetzung Selbstversorgung Netto Selbstversorgung Austausch mit DK/NO 15 % Nettoimport aus DK/NO 15 % Nettoimport aus EUNA Potenziale Lernkurven Wasserkraft Wind On/Offshore Biomasse Photovoltaik Geothermie Technologie Produktion Kosten Wirkungsgrad Skaleneffekte

TWh/a Nachhaltige Energieerzeugung SRU-Szenario: Erneuerbare lösen Fossile schrittweise ab Entwicklung der Bruttostromerzeugung bis 2050 700 Randbedingungen: Deutschland, 15 % Stromaustausch mit DK und N Wärmekraftwerke 35 Jahre Laufzeit, Modell DLR REMix 600 500 400 300 200 100 0 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Jahr Fossile/Konventionelle Bestand Kernenergie Braunkohle Steinkohle Erdgas Sonstige Konventionelle Fossile/Konventionelle Zubau Erneuerbare Zubau Erdgas Zubau Steinkohle Zubau Braunkohle Wasserkraft Windkraft Biomasse Solarenergie Geothermie

Kapazität in GW Nachhaltige Energieerzeugung SRU-Szenario: Ausbau der Stromerzeugungskapazitäten Entwicklung der EE-Kapazitäten bis 2050 180 160 Nachfrage 500 TWh/a 140 120 100 80 60 40 20 0 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Solarenergie gesamt Windkraft gesamt Biomasse gesamt Wasserkraft gesamt

Nachhaltige Energieerzeugung Wandel der Strukturen Heute 2050

Nachhaltige Energieerzeugung Zukünftige Infrastruktur Wind Strom Speicherung Sonne Wärme Wasser Mobilität Konversion Biomasse Grundstoffe

Nachhaltige Energieerzeugung Weiterentwicklung des EEG Einspeisevorrang Einspeisevorrang beibehalten Planungs- und Investitionssicherheit neuer Anbieter Einspeisevergütung Nach Technologien differenzierte Förderung Gezielter und kosteneffizienter fördern Windkraft Offshore Photovoltaik Biogas Ambitionierter Ausbau Koordination mit Netzausbau Kostenverträglicher Ausbau, stabiles Wachstum Vermeidung nicht erforderlicher Kapazitäten Prioritäre Nutzung von Reststoffen Erbringen von Systemdienstleistungen

Nachhaltige Energieerzeugung Ansatzpunkte Anreizstrukturen Planungs- und Genehmigungsverfahren Akzeptanzfragen Defizite / Probleme Vorschlag SRU Zweistufige Fachplanung mit SUP/UVP-FFH Vorprüfungen Konsequenzen Keine bundeseinheitliche Netzplanung Trassenfindung in informellen Vorverfahren Raumordnung als Quasifachplanung Bundesfachplan Übertragungsnetze Planungsverfahren mit Letztentscheidung der Regierung Zuordnung der Verwaltungskompetenz an Bundesorgane Klarere Verfahrensstufung Wegfall von informellen Vorentscheidungen und Raumordnungsverfahren SUP und FFH-VP Integration

Nachhaltige Energieerzeugung Kostenvergleich: Fossil mit CCS vs. Erneuerbare Energien 20 18 Stromgestehungskosten ct 2005 /kwh el 16 14 12 10 8 6 4 Erdgas Steinkohle Braunkohle 2 EE Wind 0 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Erdgas (GuD) mit CCS Steinkohle (Dampf) mit CCS Braunkohle (Dampf) mit CCS Mix Erneuerbarer Energien Wind-Offshore Quelle: nach Wuppertal-Institut 2010: RECCS-Plus

Energiewende in Deutschland Inhalt Ausgangslage Nachhaltige Energieeffizienz Nachhaltige Energieerzeugung Nachhaltige Industriegesellschaft

Nachhaltige Industriegesellschaft Stoffströme der Zukunft Biomasse Ernährung Erneuerbare Energien Strom Wärme Mobilität Fossile Rohstoffe Konversion Chemie Metalle Metallurgie Mineralien Bauwesen

Nachhaltige Industriegesellschaft Ausblick Energie Rohstoffe Nachhaltige Industriegesellschaft Lebensstile

Die Energiewende in Deutschland: 100 % erneuerbare Energien für die Stromerzeugung bis 2050 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!