Nationale und internationale Entwicklung
IMpRESSUM IMPRESSUM Herausgeber: Redaktion: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) Referat Öffentlichkeitsarbeit 11055 Berlin E-Mail: service@bmu.bund.de Internet: www.bmu.de www.erneuerbare-energien.de Dipl.-Ing. (FH) Dieter Böhme, Dr. Wolfhart Dürrschmidt, Dr. Michael van Mark BMU, Referat KI III 1 (Allgemeine und grundsätzliche Angelegenheiten der Erneuerbaren Energien) Fachliche Bearbeitung: Dr. Frank Musiol, Dipl.-Ing. Thomas Nieder, Dipl.-Ing. (FH) Marion Ottmüller, Dipl.-Kffr. Ulrike Zimmer Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), Stuttgart Dipl.-Forstwirt Michael Memmler, Dipl.-Biol. Elke Mohrbach, Dipl.-Biol. Sarah Moritz, Dipl.-Ing./Lic. rer. reg. Sven Schneider Umweltbundesamt (UBA), Fachgebiet I 2.5 Gestaltung: Druck: Abbildungen: design idee, büro für gestaltung, Erfurt Silber Druck ohg Niestetal Titelseite: Dominique Delfino/Biosphoto S. 4 (oben): sbonky/fotolia.com S. 4 (unten): Matthias Lüdecke/BMU S. 6: sbonky/fotolia.com S. 21: Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.v. S. 28: Marina Lohrbach/Fotolia.com S. 33: camera-me.com/fotolia.com S. 53 (oben): Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) S. 53 (unten): Jörg Böthling/agenda S. 57: Jörg Böthling/agenda S. 59: IRENA/BMU S. 60: Imgo Kuzia/intro S. 62: Jörg Lantelme S. 67: reises/fotolia.com S. 68: Willi Wilhelm/Fotolia.com S. 69: Volker Z/Fotolia.com Stand: Juni 2010 1. Auflage: 20.000 Stück 2
INHALT TEIL I: Erneuerbare Energien in Deutschland: Garanten für Klimaschutz, Versorgungssicherheit und wirtschaftliche Stabilität 8 Erneuerbare Energien in Deutschland: Das Wichtigste im Jahr 2009 auf einen Blick 9 Beitrag der erneuerbaren Energien zur Energiebereitstellung und vermiedene CO 2 -Emissionen in Deutschland 2009 10 Anteile erneuerbarer Energien an der Energiebereitstellung in Deutschland von 1998 bis 2009 11 Endenergieverbrauch in Deutschland 2009 Anteile der erneuerbaren Energien 12 Struktur der Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland 2009 13 Entwicklung der Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland von 1990 bis 2009 14 Vermiedene Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland im Jahr 2009 18 Entwicklung der energiebedingten Emissionen in Deutschland von 1990 bis 2008 22 Energiebedingte Emissionen in Deutschland nach Quellgruppen im Jahr 2008 23 Einsparung von fossilen Energieträgern und Energieimporten durch die Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland im Jahr 2009 24 Bruttowertschöpfung mit erneuerbaren Energien in Deutschland 2009 25 Beschäftigte im Bereich der erneuerbaren Energien in Deutschland 27 EEG-Förderung und Umlageanteil am Strompreis 28 Einspeisung und Vergütung nach dem Stromeinspeisungsgesetz (StrEG) und dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) seit 1991 30 Gesetzgebung, Förderung und Wirkung des Ausbaus erneuerbarer Energien im Wärmebereich 31 positive Wirkungen des Einsatzes erneuerbarer Energien für die Gesellschaft 33 Erforschung und Entwicklung von Technologien zur Nutzung der erneuerbaren Energien 35 Überblick über die ökonomischen Wirkungen des Ausbaus erneuerbarer Energien 36 Langfristig realisierbares, nachhaltiges Nutzungspotenzial erneuerbarer Energien für die Strom-, Wärme- und Kraftstofferzeugung in Deutschland 38 TEIL II: Erneuerbare Energien in der Europäischen Union 39 Auswirkungen der EU-Richtlinie 2009/28/EG auf die Statistik der erneuerbaren Energien 40 Nutzung erneuerbarer Energien in der EU 43 Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im Europäischen Elektrizitätsbinnenmarkt 44 Strombereitstellung aus erneuerbaren Energien in der EU 45 Windenergienutzung in der EU 47 Wärmebereitstellung aus erneuerbaren Energien in der EU 49 Kraftstoffe aus erneuerbaren Energien in der EU 50 Sozio-ökonomische Aspekte der erneuerbaren Energien in ausgewählten Ländern der EU im Jahr 2008 51 Instrumente zur Förderung der erneuerbaren Energien im EU-Strommarkt 52 TEIL III: Globale Nutzung erneuerbarer Energien 53 Globale Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien 55 Regionale Nutzung erneuerbarer Energien im Jahr 2007 Global 57 Globale Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien 58 Internationale Organisation für erneuerbare Energien 59 Internationale Konferenz für erneuerbare Energien Renewables 2004 und der Folgeprozess 60 Anhang: Methodische Hinweise 61 Umrechnungsfaktoren 69 Abkürzungsverzeichnis 71 Quellenverzeichnis 72 3
VORWORT einen entscheidenden Beitrag zur Verminderung unserer Treibhausgasemissionen, schaffen immer mehr Arbeitsplätze und stärken unsere Wirtschaft. Sie sind ein Paradebeispiel für den Einsatz und den Transfer innovativer Technologien. Damit ist Deutschland gut aufgestellt, um den Herausforderungen des 21. Jahrhunderts, in dem der Schutz unseres Klimas durch eine nachhaltige Energieversorgung eine zentrale Rolle spielen wird, gerecht zu werden. Liebe Leserinnen, liebe Leser, die erneuerbaren Energien in Deutschland haben sich in den vergangenen Jahren zu einem immer bedeutsameren Faktor bei der Sicherung unserer Energieversorgung entwickelt. Sie leisten schon heute Langfristig muss unser Energieverbrauch drastisch gesenkt und unsere Energieversorgung auf CO 2 -freie Energieträger umgestellt werden. Neben Fortschritten bei der Energieeffizienz ist daher der weitere Ausbau der Nutzung von Strom, Wärme und Kraftstoffen aus erneuerbaren Energien die wichtigste Voraussetzung, um künftig eine nachhaltige, ressourcenschonende und von teuren und unsicheren Energieimporten unabhängige Energieversorgung zu sichern. 4
Im Jahr 2009 konnten die erneuerbaren Energien im Umfeld einer insgesamt angespannten wirtschaftlichen Lage auf dem Weltmarkt ihre Stärke unter Beweis stellen. Mit einem Anteil der Erneuerbaren von knapp über 10 Prozent am gesamten Endenergieverbrauch hat Deutschland eine gute Ausgangsposition, die Zielvorgaben der Europäischen Kommission für den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien bis zum Jahr 2020 zu erreichen. Im Strombereich haben sich die erneuerbaren Energien im Jahr 2009 mit einem Anteil von 16,1 Prozent weiter gut entwickelt, ihr Anteil am Wärmeverbrauch ist auf 8,8 Prozent angestiegen. Jetzt heißt es, an den bisherigen Ausbauerfolgen anzuknüpfen. Hierfür hat die Bundesregierung insbesondere mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz und dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz die erforderlichen Rahmenbedingungen geschaffen und wird diese auf der Grundlage demnächst anstehender Erfahrungsberichte weiter optimieren. Diese Broschüre gibt Ihnen Auskunft über die Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland und informiert über deren Nutzung in Europa und in der Welt. Die Zahlen belegen: Die Investitionen in die erneuerbaren Energien haben sich gelohnt. Ihr Potenzial weiter zu verstärken ist das Ziel des Energiekonzeptes, das die Bundesregierung Ende des Jahres vorlegen wird. Dr. Norbert Röttgen Bundesminister für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit 5
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ARBEITSGRUppE ERNEUERBARE ENERGIEN STATISTIK (AGEE-STAT) ARBEITSGRUPPE ERNEUERBARE ENERGIEN STATISTIK (AGEE-STAT) Das Bundesumweltministerium hat im Einvernehmen mit dem Bundeswirtschaftsministerium und dem Bundeslandwirtschaftsministerium die Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien Statistik (AGEE-Stat) eingerichtet, um Statistik und Daten der erneuerbaren Energien auf eine umfassende, aktuelle und abgestimmte Basis zu stellen. Die Ergebnisse der Arbeit der AGEE-Stat sind Teil der vorliegenden Broschüre. Die AGEE-Stat ist ein unabhängiges Fachgremium und arbeitet seit Februar 2004. Mitglieder sind Expertinnen und Experten aus ó dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), ó dem Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi), ó dem Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV), ó dem Umweltbundesamt (UBA), ó dem Statistischen Bundesamt (StBA), ó der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. (FNR), ó der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB) und ó dem Zentrum für Sonnenenergieund Wasserstoff-Forschung Baden- Württemberg (ZSW). Als Leiter der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik wurde Anfang 2010 Herr Dr. Musiol (Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff- Forschung Baden-Württemberg) eingesetzt; von 2004 bis 2009 wurde diese Aufgabe von Herrn Professor Staiß wahrgenommen. Der Schwerpunkt der Tätigkeiten der AGEE-Stat liegt im Bereich der Statistik der erneuerbaren Energien. Des Weiteren hat das Fachgremium die Aufgabe, ó eine Grundlage für die verschiedenen nationalen, EU-weiten und internationalen Berichtspflichten der Bundesregierung im Bereich der erneuerbaren Energien zu legen und ó allgemeine Informations- und Öffentlichkeitsarbeit zu Daten und Entwicklung der erneuerbaren Energien zu leisten. Zur Verbesserung der Datenbasis und der wissenschaftlichen Berechnungsmethoden werden im Rahmen der AGEE-Stat verschiedene Forschungsarbeiten durchgeführt. Workshops und Anhörungen zu bestimmten Fachthemen unterstützen gleichfalls die Arbeit des Gremiums. Weitere Informationen zur AGEE- Stat und zu erneuerbaren Energien sind auf der Internet-Themenseite des BMU www.erneuerbare-energien.de zu finden. Auf der BMU-Themenseite Erneuerbare Energien, unter www.erneuerbareenergien.de, Rubrik Datenservice, finden sich jeweils aktualisierte Daten zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland einschließlich ihrer Umwelteffekte. Die in dieser Broschüre veröffentlichten Daten sind teilweise vorläufig und geben den Stand zum Zeitpunkt der Drucklegung im Juni 2010 wieder. Des Weiteren finden sich auf der BMU-Themenseite Grafiken und Tabellen mit aktuellen Daten und weitere Informationen rund um die erneuerbaren Energien. 7
ERNEUERBARE ENERGIEN IN DEUTSCHLAND TEIL I: ERNEUERBARE ENERGIEN IN DEUTSCHLAND: GARANTEN FÜR KLIMASCHUTZ, VERSORGUNGSSICHERHEIT UND WIRTSCHAFTLICHE STABILITÄT Die Umstellung unseres Energiesystems auf nachhaltige Energieträger, deren effiziente Nutzung und einen sparsamen Einsatz von Energie das ist eine zentrale Herausforderung des 21. Jahrhunderts. Während in vielen Regionen der Welt im Zuge einer nachholenden Industrialisierung der Energiebedarf rasant wächst, stehen die Industrieländer in der Pflicht, ihren Ressourcenverbrauch und die energiebedingten Treibhausgasemissionen drastisch zu senken. Denn nur dann wird es gelingen, die schlimmsten Klimaveränderungen noch abzuwenden und die Abhängigkeit von Rohstoffen zu senken. Neben der wichtigen Strategie einer sparsamen Nutzung und effizienten Umwandlung von Energieträgern setzt die Bundesregierung auf den Einsatz erneuerbarer Energien. In den vergangenen Jahren haben erneuerbare Energien insbesondere im Strommarkt, aber auch im Wärmeund Verkehrssektor rasant an Bedeutung gewonnen. Mit einem Anteil von über 16 % an der deutschen Stromversorgung im Jahr 2009 sind sie inzwischen zu einer unverzichtbaren Säule der Energiewirtschaft geworden. Erneuerbare Energien tragen in vielerlei Hinsicht zu einer nachhaltigen Energieversorgung bei: ó Sie leisten einen entscheidenden Beitrag zum Klimaschutz, weil sie u.a. fossile Brennstoffe ersetzen. Im Jahr 2009 haben sie so den Ausstoß von rund 107 Mio. Tonnen CO 2 (rund 108 Mio. t CO 2 - Äquivalenten) vermieden. ó Sie erhöhen die Rohstoffvielfalt und mindern die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen und deren Import. Dadurch tragen sie zur Versorgungssicherheit und zur Vermeidung von Rohstoffkonflikten bei. ó Damit sichern uns erneuerbare Energien auch gegen unkalkulierbare Kostensteigerungen bei Energieimporten ab, die bei den fossilen und nuklearen Ressourcen mittel- und langfristig unvermeidbar eintreten werden und für Öl schon heute sichtbar sind. ó Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien können am Ende ihrer Lebensdauer einfach abgebaut und recycelt werden. Sie hinterlassen damit keine Altlasten wie radioaktive Abfälle oder Kohlegruben. ó Erneuerbare Energien sind überwiegend heimische Energieträger, deren Nutzung zur inländischen Wertschöpfung beiträgt und Arbeitsplätze sichert. In Deutschland wurden im Jahr 2009 in dieser Branche Investitionen von 20 Mrd. Euro getätigt und durch den Anlagenbetrieb rund 16 Mrd. Euro Wertschöpfung erzielt. Mit insgesamt rund 36 Mrd. Euro Inlandsumsatz konnten sie sich dem Sog der Wirtschaftskrise entziehen; über 300.000 Menschen waren im Jahr 2009 in diesem Bereich beschäftigt. Stand und Perspektiven Der Ausbau erneuerbarer Energien in Deutschland ist eine beispielgebende Erfolgsgeschichte. Ihr Beitrag zur Endenergiebereitstellung stieg seit dem Jahr 2000 um das Zweieinhalbfache an und macht inzwischen einen Anteil von 10,3 % aus. Im Strombereich wurde das ursprüngliche Ziel der Bundesregierung, bis zum Jahr 2010 12,5 % des Bruttostromverbrauchs mit erneuerbaren Energien zu decken, bereits 2007 deutlich überschritten. Im Jahr 2009 waren schon über 16 % erreicht. Wichtigster Erfolgsfaktor für den Ausbau erneuerbarer Energien im Strombereich ist das Erneuerbare- Energien-Gesetz (EEG). Mit dessen letzter Neufassung, die am 1. Januar 2009 in Kraft getreten ist, ist der weitere Ausbaupfad vorgezeichnet: Bis 2020 sollen die Erneuerbaren einen Anteil von mindestens 30 % an der Strombereitstellung haben. Ebenfalls seit dem 1. Januar 2009 ist das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) in Kraft, nach dem der Anteil der erneuerbaren Energien an der Wärmebereitstellung bis 2020 auf 14 % ansteigen soll. Zudem soll nach dem Biomasseaktionsplan der Anteil der Biokraftstoffe bis 2020 so weit erhöht werden, dass dadurch eine Treibhausgaseinsparung von 7 % erreicht wird, was einem Anteil von rund 12 % energetisch entspricht. Die genannten Ziele sind insbesondere im Kontext der EU-Richtlinie zur Förderung erneuerbarer Energien (2009/28/EG) von Bedeutung. Danach sollen bis 2020 in der Europäischen Union 20 % des Bruttoendenergieverbrauchs mit erneuerbaren Energien gedeckt werden; für Deutschland liegt das Ziel bei 18 %. Die Zahlen des auf den folgenden Seiten dargestellten Ist-Zustands für das Jahr 2009 zeigen, dass Deutschland auf gutem Weg ist, dieses Ziel zu erreichen. 8
AUF EINEN BLICK ERNEUERBARE ENERGIEN IN DEUTSCHLAND: DAS WICHTIGSTE IM JAHR 2009 AUF EINEN BLICK Das haben erneuerbare Energien in Deutschland erreicht: ó 10,3 % am gesamten Endenergieverbrauch (2008: 9,3 %) ó 16,1 % am Bruttostromverbrauch (2008: 15,2 %) ó 8,8 % am Endenergieverbrauch für Wärme (2008: 7,4 %) ó 5,5 % am Kraftstoffverbrauch (2008: 5,9 %) ó Investitionen 2009: 20 Mrd. Euro (2008: 15,3 Mrd. Euro) ó Wertschöpfung durch den Betrieb der Anlagen: 16 Mrd. Euro (2008: 15,3 Mrd. Euro) ó Insgesamt wurden rund 108 Mio. Tonnen Treibhausgasemissionen vermieden. Wirtschaftskrise bremst Energieverbrauch und erhöht Anteile der Erneuerbaren Infolge der Wirtschaftskrise ist der Energieverbrauch in Deutschland im vergangenen Jahr um rund 6 % zurückgegangen. Die erneuerbaren Energien konnten sich jedoch behaupten, so dass ihr Anteil an der Energiebereitstellung im Stromund Wärmebereich deutlich angestiegen ist. Windenergie trotz Flaute weiter Spitze Nach einem gegenüber 2008 deutlich gestiegenen Bruttozubau von 1.917 MW (2008: 1.667 MW) waren Ende 2009 insgesamt 25.777 MW Windleistung installiert. Mit 37,8 TWh blieb die Stromerzeugung infolge eines ungewöhnlich windschwachen Jahres allerdings erkennbar hinter den Potenzialen zurück. Biogas im Aufschwung Im Zuge eines deutlich gestiegenen Zubaus von Biogasanlagen wurden aus fester, flüssiger und gasförmiger Biomasse 2009 insgesamt 23,6 TWh Strom erzeugt (einschl. des biogenen Abfalls, Deponie- und Klärgas 30,5 TWh); rund 3,5 Mio. Tonnen Biokraftstoffe wurden verbraucht; der Bestand an Pelletheizungen ist auf 125.000 gestiegen [110]. Photovoltaikausbau Weltspitze Mit einem Zubau von rund 3.800 MW ist Deutschland auch in diesem Jahr Photovoltaik-Weltmeister, 6,2 TWh Strom wurden erzeugt, der Anteil erreichte damit erstmals über 1 %; der Zubau solarthermischer Kollektorfläche blieb mit rund 1,6 Mio. m 2 auf hohem Niveau, insgesamt waren Ende 2009 knapp 13 Mio. m 2 installiert. Investitionen auf Rekordhoch Mit einer neuen Rekordsumme von 20 Mrd. Euro Investitionen in die Errichtung von Anlagen wuchsen die erneuerbaren Energien im Jahr 2009 gegen den allgemeinen Abwärtstrend der Wirtschaftskrise. Anteile erneuerbarer Energien an der Energiebereitstellung in Deutschland 2009 2008 18 16 16,1 2006 2004 2002 2000 1998 14 12 10 8 6 4 2 0 3,2 10,3 Anteil am gesamten EEV 4,7 Anteil am Bruttostromverbrauch 3,6 Anteil am EEV für Wärme 8,8 0,2 [Angaben in %] 5,5 Anteil am Kraftstoffverbrauch 2,6 Anteil am pev 8,9 Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat und weiterer Quellen, siehe nachfolgende Tabellen 9
ENERGIEBEREITSTELLUNG BEITRAG DER ERNEUERBAREN ENERGIEN ZUR ENERGIEBEREITSTEL- LUNG UND VERMIEDENE CO 2 -EMISSIONEN IN DEUTSCHLAND 2009 Stromerzeugung Wärmeerzeugung Kraftstoff Endenergie 2009 Anteil am Endenergieverbrauch vermiedene CO 2 -Emissionen Endenergie 2008 [GWh] [%] [1.000 t] [GWh] Wasserkraft 1) 19.000 3,3 15.475 20.446 Windenergie 37.809 6,5 27.001 40.574 an Land 37.773 6,5 auf See (Offshore) 37 0,006 photovoltaik 6.200 1,1 3.296 4.420 biogene Festbrennstoffe 12.100 2,1 9.436 11.328 biogene flüssige Brennstoffe 1.450 0,2 880 1.443 Biogas 10.000 1,7 6.283 8.139 Klärgas 1.025 0,2 747 1.021 Deponiegas 940 0,2 685 941 biogener Anteil des Abfalls 2) 5.000 0,9 3.931 4.940 Geothermie 19 0,003 10 18 Summe 93.543 16,1 67.745 93.269 biogene Festbrennstoffe (Haushalte) 3) 58.000 4,4 17.199 56.762 biogene Festbrennstoffe (Industrie) 4) 13.900 1,1 3.808 13.901 biogene Festbrennstoffe (HW/HKW) 5) 6.050 0,5 1.649 5.040 biogene flüssige Brennstoffe 6) 7.700 0,6 1.957 7.660 Biogas 8.700 0,7 1.977 7.531 Klärgas 7) 1.100 0,1 316 1.143 Deponiegas 400 0,03 115 422 biogener Anteil des Abfalls 2) 9.400 0,7 2.614 5.020 Solarthermie 4.725 0,4 1.032 4.131 tiefe Geothermie 291 0,02 17 206 oberflächennahe Geothermie 8) 4.740 0,4 371 4.376 Summe 115.006 8,8 31.056 106.192 Biodiesel 25.972 4,2 5.893 27.806 Anteil am Stromverbrauch 9) Anteil am EEV für Wärme 10) Anteil am Kraftstoffverbrauch 11) pflanzenöl 1.043 0,2 288 4.194 Bioethanol 6.748 1,1 1.794 4.694 Summe 33.763 5,5 7.975 36.694 gesamt 242.312 EEV 12) 10,3 106.776 236.155 Anmerkung: Angaben in der gesamten Broschüre vorläufig Zur Stromerzeugung aus Photovoltaik und zur Wärmebereitstellung aus Solarthermie siehe Anhang Abs. 1. Abweichungen in den Summen durch Rundungen 1) bei Pumpspeicherkraftwerken nur Stromerzeugung aus natürlichem Zufluss 2) biogener Anteil des Abfalls in Abfallverbrennungsanlagen mit 50 % angesetzt. Steigerung bei Wärme gegenüber dem Vorjahr durch erstmalige Berücksichtigung neu verfügbarer Daten. Es handelt sich um eine statistische Anpassung, die keine Aussage über den tatsächlichen Nutzungsausbau zulässt. 3) überwiegend Holz 4) Industrie = Betriebe des Bergbaus, der Gewinnung von Steinen und Erden sowie des verarbeitenden Gewerbes, 8 Energiestatistikgesetz 5) nach 3 und 5, Energiestatistikgesetz 6) Wärme inkl. Papierindustrie (Sulfitablauge) und weiterer Industrie 7) enthält Wert zur Direktnutzung von Klärgas 8) inkl. Luft/Wasser-, Wasser/Wasser- und Sole/Wasser-Wärmepumpen 9) bezogen auf den Bruttostromverbrauch 2009 von 582,5 TWh 10) EEV für Raumwärme, Warmwasser und sonstige Prozesswärme 2009 1.310 TWh (4.710 PJ), (Schätzung ZSW) 11) bezogen auf den Kraftstoffverbrauch 2009 von 613 TWh 12) bezogen auf EEV 2009 von 2.350 TWh (8.470 PJ), (Schätzung ZSW) Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat und weiterer Quellen, siehe nachfolgende Tabellen 10
ENERGIEBEREITSTELLUNG ANTEILE ERNEUERBARER ENERGIEN AN DER ENERGIEBEREITSTELLUNG IN DEUTSCHLAND VON 1998 BIS 2009 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Endenergieverbrauch (EEV) [%] Stromerzeugung (bezogen auf gesamten Bruttostromverbrauch) Wärmebereitstellung (bezogen auf gesamte Wärmebereitstellung) Kraftstoffverbrauch 1) (bezogen auf gesamten Kraftstoffverbrauch) 4,7 5,4 6,4 6,7 7,8 7,5 9,2 10,1 11,6 14,2 15,2 16,1 3,6 3,8 3,9 4,2 4,3 5,1 5,5 6,0 6,2 7,4 7,4 8,8 0,2 0,2 0,4 0,6 0,9 1,4 1,8 3,7 6,3 7,2 5,9 5,5 Anteil EE am gesamten EEV 3,2 3,4 3,8 4,1 4,5 5,0 5,9 6,8 8,0 9,5 9,3 10,3 Primärenergieverbrauch (PEV) [%] Anteil EE am gesamten PEV 2) 2,6 2,8 2,9 2,9 3,2 3,8 4,5 5,3 6,3 7,9 8,1 8,9 1) bis 2002 Bezugsgröße Kraftstoffverbrauch im Straßenverkehr; ab 2003 der gesamte Verbrauch an Motorkraftstoff, ohne Flugkraftstoff 2) AGEB (Stand März 2010), berechnet nach Wirkungsgradmethode Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat sowie weiteren Quellen, siehe Seiten 14 17 Entwicklung der Anteile der erneuerbaren Energien am End- und Primärenergieverbrauch in Deutschland seit 1998 12 [%] 10 8 6 4 3,2 2,6 3,4 2,8 3,8 2,9 4,1 2,9 4,5 3,2 5,0 3,8 5,9 4,5 6,8 5,3 8,0 6,3 9,5 7,9 9,3 8,1 10,3 8,9 2 0 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Anteil EE am EEV Anteil EE am pev Quellen: siehe Tabelle oben 11
ENERGIEBEREITSTELLUNG ENDENERGIEVERBRAUCH IN DEUTSCHLAND 2009 ANTEILE DER ERNEUERBAREN ENERGIEN Anteile der erneuerbaren Energien am gesamten Endenergieverbrauch in Deutschland 2009 EE-Endenergiebereitstellung: rund 242 TWh (871 PJ) (10,3 % Anteil am gesamten Endenergieverbrauch) 1) Schätzung ZSW 2) feste, flüssige, gasförmige Biomasse (Biogas, Klärgas und Deponiegas), biogener Anteil des Abfalls sowie biogene Kraftstoffe Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat, ZSW [1]; nach AGEB [4] gesamt: 8.470 pj 1) Anteil EE 10,3 % 89,7 % nicht erneuerbare Energieträger (Steinkohle, Braunkohle, Mineralöl, Erdgas und Kernenergie) Wasser 0,8 % Wind 1,6 % Biomasse 2) 7,2 % restl. EE 0,7 % Wasserkraft Windenergie Biokraftstoffe biogene Brennstoffe, Strom 1) biogene Brennstoffe, Wärme 1) Solarthermie Geothermie photovoltaik 1) biogene Festbrennstoffe, biogene flüssige und gasförmige Brennstoffe (Biogas, Klärund Deponiegas), biogener Anteil des Abfalls Struktur der Endenergiebereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland 2009 15,6 % 7,8 % gesamt: 242 TWh 13,9 % 12,6 % Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat sowie weiteren Quellen, siehe Seiten 14 17 2,6 % 2,1 % 1,9 % 43,4 % [TWh] Entwicklung der Endenergiebereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland nach Sektoren 300 250 200 150 100 50 Anteile 2009 13,9 % 47,5 % 38,6 % 0 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat sowie weiterer Quellen, siehe Seiten 14 17 Kraftstoff Wärme Strom 12
ENERGIEBEREITSTELLUNG STRUKTUR DER ENERGIEBEREITSTELLUNG AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN IN DEUTSCHLAND 2009 20,3 % Struktur der Strombereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland 2009 40,4 % 5,3 % 10,7 % 1,0 % 1,1 % 1,6 % 12,9 % 6,6 % Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat sowie weiteren Quellen, siehe Tabelle Seite 14 EE-Strombereitstellung: 93,5 TWh (Anteil am gesamten Stromverbrauch: 16,1 %) Wasserkraft Windenergie photovoltaik biogene Festbrennstoffe biogene flüssige Brennstoffe Biogas Klärgas Deponiegas biogener Anteil des Abfalls Geothermische Stromerzeugung auf Grund geringer Strommengen nicht dargestellt Struktur der Wärmebereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland 2009 EE-Wärmebereitstellung: 115,0 TWh (Anteil am gesamten Wärmeverbrauch: 8,8 %) 50,4 % biogene Festbrennstoffe (Haushalte) biogene Festbrennstoffe (Industrie) 12,1 % biogene Festbrennstoffe (HW/HKW) biogene flüssige Brennstoffe biogene gasförmige Brennstoffe 5,3 % biogener Anteil des Abfalls 6,7 % Solarthermie tiefe Geothermie 4,1 % 0,3 % 4,1 % 8,2 % 8,9 % oberflächennahe Geothermie Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat sowie weiteren Quellen, siehe Tabelle Seite 16 Struktur der Kraftstoffbereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland 2009 76,9 % Biogene Kraftstoffe: 33,8 TWh (Anteil am gesamten Kraftstoffverbrauch: 5,5 %) Biodiesel pflanzenöl Bioethanol Biokraftstoffmengen 2009: Biodiesel: 2.517.000 Tonnen, 2.836 Mio. Liter; pflanzenöl: 100.000 Tonnen, 109 Mio. Liter; Bioethanol: 902.000 Tonnen, 1.153 Mio. Liter 3,1 % 20,0 % Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat sowie weiterer Quellen, siehe Tabelle Seite 17 13
STROMBEREITSTELLUNG ENTWICKLUNG DER ENERGIEBEREITSTELLUNG AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN IN DEUTSCHLAND VON 1990 BIS 2009 Stromerzeugung (Endenergie) aus erneuerbaren Energien in Deutschland seit 1990 Wasserkraft 1) Biomasse 2) biogener Anteil des Abfalls 3) Windenergie Photovoltaik Geothermie Summe Stromerzeugung Anteil am Bruttostromverbrauch [GWh] [GWh] [GWh] [GWh] [GWh] [GWh] [GWh] [%] 1990 15.580 71 222 1.213 1 0 17.087 3,1 1991 15.402 100 259 1.211 2 0 16.973 3,1 1992 18.091 275 297 1.262 3 0 19.928 3,7 1993 18.526 600 433 1.203 6 0 20.768 3,9 1994 19.501 909 570 1.306 8 0 22.294 4,2 1995 20.747 1.500 665 1.348 11 0 24.271 4,5 1996 18.340 2.032 759 1.343 16 0 22.490 4,1 1997 18.453 2.966 879 1.397 26 0 23.721 4,3 1998 18.452 4.489 1.642 1.618 32 0 26.233 4,7 1999 20.686 5.528 1.847 1.740 42 0 29.843 5,4 2000 24.867 7.550 2.893 1.844 64 0 37.217 6,4 2001 23.241 10.509 3.348 1.859 76 0 39.033 6,7 2002 23.662 15.786 4.089 1.949 162 0 45.647 7,8 2003 17.722 18.713 6.085 2.161 313 0 44.993 7,5 2004 19.910 25.509 7.960 2.117 556 0,2 56.052 9,2 2005 19.576 27.229 10.979 3.047 1.282 0,2 62.112 10,1 2006 20.042 30.710 14.840 3.675 2.220 0,4 71.487 11,6 2007 21.249 39.713 19.430 4.130 3.075 0,4 87.597 14,2 2008 20.446 40.574 22.872 4.940 4.420 17,6 93.269 15,2 2009 19.000 37.809 25.515 5.000 6.200 18,6 93.543 16,1 Zur Stromerzeugung aus Photovoltaik siehe Anhang Abs. 1. Anmerkung: Bis einschließlich 1999 (Klärgas: 1997) beinhalten die Angaben zur Stromerzeugung aus Biomasse nur die Stromerzeugung der Kraftwerke der allgemeinen Versorgung sowie die Einspeisung privater Erzeuger; der eigen genutzte Strom der Industrie wurde nicht erfasst. 1) bei Pumpspeicherkraftwerken nur Stromerzeugung aus natürlichem Zufluss 2) bis 1998 nur Einspeisung in das Netz der allgemeinen Versorgung, Angaben ab 2003 beinhalten auch die industrielle Stromerzeugung aus flüssiger Biomasse (Sulfitablauge) 3) Anteil des biogenen Abfalls in Abfallverbrennungsanlagen mit 50 % angesetzt Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat, ZSW [1]; VDEW [17], [18], [20], [22] [27], [28], [29], [30], [35]; AGEB [5]; BDEW [6], [23], [24]; StBA [21]; SFV [26]; Erdwärme-Kraft GbR [39]; geo x [40] Entwicklung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Deutschland seit 1990 14 photovoltaik Windenergie biogener Anteil des Abfalls Biomasse Wasserkraft Geothermische Stromerzeugung auf Grund geringer Strommengen nicht dargestellt Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat sowie weiteren Quellen, siehe Tabelle oben Stromerzeugung [TWh] 120 100 80 60 40 20 0 StrEG ab 1. Januar 1991 1990 1991 Novelle BauGB ab November 1997 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 EEG ab 1. April 2000 neues EEG 2009 ab 1. Januar 2009 EEG 2004 ab 1. August 2004 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
INSTALLIERTE LEISTUNG Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Deutschland seit 1990 Biomasse biogener Anteil des Abfalls Wasserkraft Windenergie Photovoltaik Geothermie Gesamte Leistung [MW] [MW] [MW] [MW] [MW p ] [MW] [MW] 1990 4.403 55 85 499 1 0 5.042 1991 4.446 106 97 499 2 0 5.150 1992 4.489 174 105 499 3 0 5.270 1993 4.509 326 143 499 5 0 5.482 1994 4.529 618 178 499 6 0 5.830 1995 4.546 1.121 215 525 8 0 6.415 1996 4.563 1.546 253 551 11 0 6.924 1997 4.578 2.080 318 527 18 0 7.521 1998 4.600 2.871 432 540 23 0 8.466 1999 4.547 4.439 467 555 32 0 10.040 2000 4.600 6.104 579 585 76 0 11.944 2001 4.600 8.754 696 585 186 0 14.821 2002 4.620 11.994 826 585 296 0 18.321 2003 4.640 14.609 1.090 847 439 0 21.625 2004 4.660 16.629 1.444 1.016 1.074 0,2 24.823 2005 4.680 18.415 1.964 1.210 1.980 0,2 28.249 2006 4.700 20.622 2.619 1.250 2.812 0,2 32.003 2007 4.720 22.247 3.502 1.330 3.977 3,2 35.779 2008 4.740 23.897 3.973 1.440 5.994 6,6 40.051 2009 4.760 25.777 4.509 1.460 9.800 6,6 46.313 Anmerkungen: Bis einschließlich 1999 beinhalten die Angaben zur installierten elektrischen Leistung der Biomasseanlagen nur die Kraftwerke der allgemeinen Versorgung sowie den sonstigen EE-Einspeisern. Die Angaben zur installierten Leistung beziehen sich jeweils auf den Stand zum Jahresende, kumuliert. Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat sowie VDEW [17], [18], [20], [22], [27], [28], [29], [30], [35], [61], [62], [63] [64]; EnBW [41]; Fichtner [42]; BWE [43]; DEWI et al.[44]; DEWI [45], [46], [47], [48], [49], [50]; BSW [51]; IE [58]; DBFZ [57]; BDEW [59]; ITAD [66]; Erdwärme-Kraft GbR [39]; geo x GmbH [40]; BNetzA [52], [113]; ZSW [1] nach [112] Anteile an der installierten Gesamtleistung der erneuerbaren Energien im Strombereich in Deutschland 2000 und 2009 0,6 % Wasserkraft 9,7 % 12,9 % 21,2 % Windenergie Biomasse 51,1 % 2000: gesamt 11.944 MW 38,5 % 55,6 % 2009: gesamt 46.313 MW 10,3 % photovoltaik Anteil der geothermischen Stromerzeugungskapazitäten im Vergleich zu anderen erneuerbaren Technologien noch marginal und deshalb nicht dargestellt. Seit dem Inkrafttreten des EEG im Jahr 2000 hat sich die installierte Gesamtleistung zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien beinahe vervierfacht. Die Bedeutung der Wasserkraft ist in diesem Zeitraum deutlich zurückgegangen Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat sowie weiterer Quellen, siehe oben stehende Tabelle 15
WÄRMEBEREITSTELLUNG Wärmebereitstellung (Endenergie) aus erneuerbaren Energien in Deutschland seit 1990 1) Erhebungsmethode 1996/1997 geändert; abweichend zu den Vorjahren ab 2003 Angaben nach 3, 5 (Heizkraft- und Heizwerke) und 8 (Industrie) des Energiestatistikgesetzes von 2003 sowie Direktnutzung von Klärgas 2) Angaben 1990 bis 1994 gleichgesetzt mit 1995, Angaben 2000 bis 2002 geschätzt mit Orientierung an Werten 1999 und 2003. Biogener Anteil des Abfalls in Abfallverbrennungsanlagen mit 50 % angesetzt. Steigerung bei Wärme 2009 gegenüber dem Vorjahr durch erstmalige Berücksichtigung neu verfügbarer Daten. Es handelt sich um eine statistische Anpassung, die keine Aussage über den tatsächlichen Nutzungsausbau zulässt. 3) Nutzenergie; Abbau von Altanlagen ist berücksichtigt 4) einschließlich Wärme aus Tiefengeothermie und Luft/Wasser-, Wasser/Wasser- und Sole/ Wasser-Wärmepumpen Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat sowie ZSW [1]; StBA [21]; IEA [65]; AGEB [68], [69], [70]; BSW [51]; ZfS [54]; nach IE et al. [58]; nach ITW [72], GZB [114]; LIAG [115] Biomasse 1) biogener Anteil des Abfalls 2) Solarthermie 3) Geothermie 4) Summe Wärmeerzeugung Anteil am Wärmeverbrauch [GWh] [GWh] [GWh] [GWh] [GWh] [%] 1990 28.265 2.308 130 1.515 32.218 2,1 1991 28.360 2.308 166 1.518 32.353 2,1 1992 28.362 2.308 218 1.525 32.413 2,1 1993 28.368 2.308 277 1.535 32.488 2,1 1994 28.375 2.308 351 1.538 32.572 2,2 1995 28.387 2.308 439 1.543 32.677 2,1 1996 28.277 2.538 547 1.554 32.916 2,0 1997 45.591 2.290 688 1.589 50.158 3,2 1998 49.740 3.405 846 1.624 55.615 3,6 1999 50.858 3.674 1.021 1.666 57.219 3,8 2000 51.419 3.548 1.259 1.722 57.947 3,9 2001 58.220 3.421 1.586 1.809 65.036 4,2 2002 57.242 3.295 1.884 1.903 64.324 4,3 2003 69.182 3.169 2.139 2.010 76.500 5,1 2004 75.376 3.690 2.437 2.162 83.665 5,5 2005 79.746 4.692 2.773 2.413 89.624 6,0 2006 83.023 4.911 3.212 3.100 94.246 6,2 2007 86.670 4.783 3.636 3.731 98.820 7,4 2008 92.459 5.020 4.131 4.582 106.192 7,4 2009 95.850 9.400 4.725 5.031 115.006 8,8 Entwicklung der Wärmebereitstellung aus erneuerbaren Energien in Deutschland seit 1997 140 Geothermie Solarthermie biogener Anteil des Abfalls Biomasse 120 100 80 Anteile 2009 83,3 % 8,2 % 4,1 % 4,4 % 76,5 83,7 89,6 94,2 98,8 106,2 115,0 [TWh] 60 50,2 55,6 57,2 57,9 65,0 64,3 40 20 Quellen: siehe oben 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 16
WÄRME-/KRAFTSTOFFBEREITSTELLUNG Zubau [1.000 m 2 ] Entwicklung des Zubaus von Solarkollektoren in Deutschland seit 1990 1.400 1.200 1.000 800 600 400 200 0 0,3 1,1 1990 1995 Gesamter Bestand, kumuliert Zubau Schwimmbadabsorber Zubau Kombisolarthermieanlagen Zubau Warmwassersolarthermieanlagen 3,2 4,1 4,7 5,4 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Grafik berücksichtigt den Abbau von Altanlagen; Kombi = Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung. Zur Umrechnung der Flächen in Leistung wurde der Konversionsfaktor 0,7 kw th /m 2 verwendet [IEA 107]. Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat sowie ZSW [1]; ZfS [54] 6,1 7,1 8,5 9,4 11,3 12,9 14 12 10 8 6 4 2 0 gesamter Bestand, kumuliert [Mio. m 2 ] Solarthermie kum. Fläche kum. Leistung [1.000 m 2 ] [MW] 1990 332 232 1991 460 322 1992 575 402 1993 740 518 1994 931 652 1995 1.138 797 1996 1.428 1.000 1997 1.783 1.248 1998 2.147 1.503 1999 2.603 1.822 2000 3.231 2.261 2001 4.128 2.890 2002 4.658 3.261 2003 5.374 3.762 2004 6.128 4.290 2005 7.073 4.951 2006 8.475 5.932 2007 9.410 6.587 2008 11.307 7.915 2009 12.880 9.016 Kraftstoffbereitstellung (Endenergie) aus erneuerbaren Energien in Deutschland seit 1990 Biodiesel Pflanzenöl Bioethanol Summe Biokraftstoffe Anteil am Kraftstoffverbrauch [GWh] [GWh] [GWh] [GWh] [%] 1990 0 k.a. 0 0 0,0 1991 2 k.a. 0 2 0,0 1992 52 21 0 72 0,01 1993 52 31 0 83 0,01 1994 258 42 0 300 0,05 1995 310 63 0 372 0,06 1996 516 84 0 599 0,1 1997 825 94 0 919 0,1 1998 1.032 115 0 1.147 0,2 1999 1.341 146 0 1.487 0,2 2000 2.579 167 0 2.746 0,4 2001 3.611 209 0 3.820 0,6 2002 5.674 251 0 5.925 0,9 2003 8.253 292 0 8.546 1,4 2004 10.833 345 481 11.659 1,8 2005 18.570 2.047 1.674 22.291 3,7 2006 1) 29.310 7.426 3.540 40.276 6,3 2007 33.677 8.066 3.412 45.154 7,2 2008 27.806 4.194 4.694 36.694 5,9 2009 2) 25.972 1.043 6.748 33.763 5,5 1) In der Biodieselmenge 2006 ist auch Pflanzenöl enthalten, da bis August 2006 Biodiesel und Pflanzenöl gemeinsam erhoben wurden. AGQM [31] und UFOP [32] weisen für 2006 einen Biodieselverbrauch von 2,5 Mio. Tonnen aus. 2) Biokraftstoffmengen 2009: Biodiesel: 2.517.000 Tonnen, Pflanzenöl: 100.000 Tonnen, Bioethanol: 902.000 Tonnen. Quellen: BMU auf Basis AGEE-Stat sowie BMU/BMELV [14]; BMELV [15]; BAFA [16]; FNR [60], UFOp [32]; AGQM [31] 17
VERMIEDENE EMISSIONEN VERMIEDENE EMISSIONEN DURCH DIE NUTZUNG ERNEUERBARER ENERGIEN IN DEUTSCHLAND IM JAHR 2009 Für Strom, Wärme und Kraftstoffe werden fossile Energieträger durch erneuerbare Energien ersetzt und so die Emissionen aus dem Energiesektor verringert. Insgesamt resultierte daraus im Jahr 2009 eine Vermeidung von rund 107 Mio. t CO 2 bzw. von 108 Mio. t CO 2 -Äquivalenten (Treibhausgase: CO 2, CH 4 und N 2 O). Auf den Stromsektor entfallen rund 72 Mio. t vermiedener Treibhausgase. Allein die durch das EEG vergütete Strommenge führte zu einer Treibhausgasminderung von circa 52 Mio. t. Im Wärmebereich wurden etwa 31 Mio. t Treibhausgase vermieden und im Kraftstoffbereich circa 5 Mio. t. Die dazu abweichenden Werte bei der ausschließlichen Betrachtung des Hauptklimagases CO 2 ergeben sich im Strom- und Wärmebereich hauptsächlich durch Methanemissionen der fossilen Brennstoffbereitstellung und im Verkehrsbereich u.a. durch hohe Lachgasemissionen im Kontext des Biomasseanbaus. Diese Bilanz berücksichtigt sowohl die vermiedenen Emissionen aus der Nutzung fossiler Energiequellen als auch die Emissionen aus der Bereitstellung erneuerbarer Energien. Dabei werden jeweils auch die Vorketten der Energiebereitstellung einbezogen. Bei Strom und Wärme wird das Ergebnis maßgeblich dadurch beeinflusst, welche fossilen Brennstoffe durch welche erneuerbare Energie ersetzt werden. Bei den biogenen Kraftstoffen ist besonders die Art und Herkunft der verwendeten Rohstoffe ausschlaggebend. Beim landwirtschaftlichen Anbau von Energiepflanzen spielen Treibhausgas-Emissionen aufgrund direkter und indirekter Landnutzungsänderungen, z.b. durch Regenwaldabholzung und Grünlandumbruch, eine wichtige Rolle. Der gegenwärtige Kenntnisstand über das Ausmaß ist jedoch unzureichend und belastbare methodische Ansätze zur Berechnung befinden sich noch in der Entwicklung. Entsprechend wurden Änderungen der Landnutzung nicht in die Berechnung einbezogen. Vermiedene Treibhausgas-Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland 2009 Strom 71,6 Mio. t Wärme 31,3 Mio. t Kraftstoffe 5,1 Mio. t 5,1 22,2 16,5 29,9 0,4 1,1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Treibhausgas-Vermeidung [Mio. t CO 2 -Äq.] 29,3 3,6 gesamte THG-Vermeidung 2009 (Strom/Wärme/Biokraftstoffe): rund 108 Mio. t CO 2 -Äquivalente davon THG-Vermeidung durch EEG vergütete Stromerzeugung 52 Mio. t CO 2 -Äquivalente Biomasse Biokraftstoffe Wasser Wind photovoltaik Solarthermie Geothermie Quellen: UBA auf Basis AGEE- Stat sowie weiterer Quellen, siehe Seite 19 21 Vermiedene CO 2 -Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland 2009 Strom 67,7 Mio. t Wärme 31,1 Mio. t Kraftstoffe 8,0 Mio. t 8,0 22,0 15,5 29,5 0,4 1,0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 CO 2 -Vermeidung [Mio. t CO 2 ] 27,0 3,3 gesamte CO 2 -Vermeidung 2009 (Strom/Wärme/Biokraftstoffe): rund 107 Mio. t CO 2 davon CO 2 -Vermeidung durch EEG vergütete Stromerzeugung 49 Mio. t CO 2 Biomasse Biokraftstoffe Wasser Wind photovoltaik Solarthermie Geothermie Quellen: UBA auf Basis AGEE- Stat sowie weiterer Quellen, siehe Seite 19 21 18
VERMIEDENE EMISSIONEN Vermiedene Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien im Stromsektor 2009 Zur Produktion von Strom aus erneuerbaren Energien wird Wasser, Wind und Sonne sowie Erdwärme und Biomasse genutzt. Fossile Energieträger, auf deren Nutzung die Stromversorgung in Deutschland gegenwärtig hauptsächlich noch beruht, werden entsprechend ersetzt. Damit leistet die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien einen großen Beitrag zur Vermeidung von Treibhausgasen und versauernd wirkenden Luftschadstoffen in Deutschland. Die Bilanzergebnisse berücksichtigen die unmittelbar vermiedenen Emissionen fossiler Kraftwerke sowie die vermiedenen Umweltbelastungen aus den Bereitstellungsketten der fossilen Energieerzeugung. Diese können die Emissionen aus der Bereitstellung erneuerbarer Energien um ein Vielfaches übertreffen. Insbesondere sind hier die hohen Emissionen von Methan (CH 4 ) aus der Bereitstellung von Steinkohle und Erdgas zu nennen. Der Vermeidungsfaktor ist der Quotient aus vermiedenen Emissionen (in kg) und der Strombereitstellung aus EE (in GWh). Er entspricht der durchschnittlichen Vermeidung von Treibhausgasen und Luftschadstoffen pro GWh erneuerbare Strombereitstellung (weitere Erläuterung siehe Anhang). Quellen: UBA auf Basis AGEE-Stat sowie weiterer Quellen, siehe folgende Tabelle. CO 2 -Vermeidungsfaktoren der erneuerbaren Stromerzeugung 2009 Vermeidungsfaktor Strom [kg CO 2 /GWh] Wasserkraft 814.474 Windenergie 714.138 photovoltaik 531.611 biogene Festbrennstoffe 779.798 biogene flüssige Brennstoffe 607.215 Biogas 628.347 Klärgas 729.002 Deponiegas 729.002 biogener Anteil des Abfalls 786.237 Geothermie 523.732 Emissionsbilanz erneuerbarer Stromerzeugung 2009 Treibhauseffekt 1) Treibhausgas/ Luftschadstoff Vermeidungsfaktor [kg/gwh] EE Stromerzeugung: gesamt: 93.543 GWh vermiedene Emissionen [1.000 t] CO 2 724.213 67.745 CH 4 2.119 198 N 2 O -10,5-1,0 CO 2 -Äquivalent 765.455 71.603 1) Weitere Treibhausgase (SF 6, FKW, H-FKW) sind nicht berücksichtigt. 2) Weitere Luftschadstoffe mit Versauerungspotenzial (NH 3, HCl, HF) sind nicht berücksichtigt. 3) NMVOC und CO sind wichtige Vorläufersubstanzen für bodennahes Ozon, das wesentlich zum so genannten Sommersmog beiträgt. 4) Staub umfasst hier die Gesamtemissionen an Schwebstaub aller Partikelgrößen. Basis der Berechnungen ist das Gutachten zur CO 2 -Minderung im Stromsektor durch den Einsatz erneuerbarer Energien im Jahr 2006 und 2007 (Klobasa et al. [88]). Zur Methodik der Berechnungen siehe Anhang Abs. 3. Versauerung 2) SO 2 360,5 33,7 NO X 129,8 12,1 SO 2 -Äquivalent 450,9 42,2 CO -161,1-15,1 Ozon 3) Staub 4) NMVOC -7,8-0,7 Staub -24,1-2,3 Quellen: UBA [75] auf Basis AGEE-Stat und Klobasa et al. [88]; UBA [99]; Öko-Institut [90]; Ecoinvent [84]; Vogt et al. [89]; Ciroth [83] 19
VERMIEDENE EMISSIONEN Vermiedene Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien im Wärmesektor 2009 Neben der Nutzung von Sonnenlicht und Umweltwärme stammt erneuerbare Energie für Raumwärme und Warmwasser in den Haushalten sowie für industrielle Prozesswärme überwiegend aus der CO 2 -neutralen Verbrennung von Biomasse. Dabei wird nur soviel CO 2 freigesetzt, wie die Pflanze für ihr Wachstum vorher aufgenommen hat. Die erneuerbare Wärmebereitstellung leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Vermeidung von Treibhausgasemissionen. Dieser Klimaschutzeffekt geht zum einen auf vermiedene Freisetzung des in fossilen Energieträgern wie Öl, Erdgas, Stein- und Braunkohle gebundenen Kohlenstoffs, zum anderen auf vermiedene Umweltbelastungen (z.b. Methanemissionen) bei der Gewinnung, der Aufbereitung und dem Transport fossiler Energieträger zurück. Bei der Verbrennung von Biomasse in älteren Feuerungsanlagen wie Kachel- und Kaminöfen werden allerdings höhere Mengen Luftschadstoffe im Vergleich zur fossilen Wärmebereitstellung freigesetzt. Dies betrifft insbesondere die zum Sommersmog beitragenden flüchtigen organischen Verbindungen und Kohlenmonoxid sowie Staubemissionen aller Partikelgrößen. Durch den Einsatz moderner Heizungen und Öfen sowie ein verantwortungsvolles Nutzerverhalten lassen sich diese Umweltbelastungen jedoch minimieren. Der Vermeidungsfaktor ist der Quotient aus vermiedenen Emissionen (in kg) und der Wärmebereitstellung aus EE (in GWh). Er entspricht der durchschnittlichen Vermeidung von Treibhausgasen und Luftschadstoffen pro GWh erneuerbare Wärmebereitstellung (weitere Erläuterung siehe Anhang). 1) Die vermiedenen CO 2 -Emissionen wurden auf Basis der vermiedenen CO 2 -Äquivalente abgeleitet. 2) einschließlich sonstiger Umweltwärme CO 2 -Vermeidungsfaktoren der erneuerbaren Wärmebereitstellung 2009 Vermeidungsfaktor Wärme [kg CO 2 /GWh] biogene FBSt (Haushalte) 296.536 biogene FBSt (Industrie) 273.965 biogene FBSt (HKW/HW) 272.539 biogene flüssige Brennstoffe 254.217 Biogas 227.243 Klärgas 287.644 Deponiegas 287.644 biogener Anteil des Abfalls 278.038 Solarthermie 218.473 tiefe Geothermie 1) 59.053 oberflächennahe Geothermie 2) 78.259 Quellen: UBA auf Basis AGEE-Stat sowie weiterer Quellen, siehe folgende Tabelle Emissionsbilanz erneuerbarer Wärmebereitstellung 2009 Treibhauseffekt 1) Treibhausgas/ Luftschadstoff Vermeidungsfaktor [kg/gwh] EE Wärmebereitstellung: gesamt: 115.006 GWh vermiedene Emissionen [1.000 t] CO 2 270.038 31.056 CH 4 287,0 33,0 N 2 O -11,5-1,3 CO 2 -Äquivalent 272.514 31.341 1) Weitere Schadstoffe mit Treibhausgaspotenzial (SF 6, FKW, H-FKW) sind nicht berücksichtigt. 2) Weitere Luftschadstoffe mit Versauerungspotenzial (NH 3, HCl, HF) sind nicht berücksichtigt. 3) NMVOC und CO sind wichtige Vorläufersubstanzen für bodennahes Ozon, das wesentlich zum Sommersmog beiträgt. 4) Staub umfasst hier die Gesamtemissionen an Schwebstaub aller Partikelgrößen. Zur Methodik der Berechnungen siehe Anhang Abs. 4. Versauerung 2) SO 2 202,2 23,3 NO X -130,3-15,0 SO 2 -Äquivalent 111,5 12,8 CO -4.676,9-537,9 Ozon 3) Staub 4) NMVOC -231,7-26,6 Staub -182,6-21,0 Quellen: UBA [75] auf Basis AGEE-Stat und Frondel et al. [87]; UBA [99]; Öko-Institut [90]; Ecoinvent [84]; Vogt et al. [89]; Ciroth [83]; AGEB [2], [73] 20
VERMIEDENE EMISSIONEN Vermiedene Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien im Verkehrssektor 2009 Die Bereitstellung und der Einsatz von Biokraftstoffen sind mit Emissionen verbunden, die sowohl aus Anbau und Ernte der Biomasse, der Verarbeitung, der Verbrennung im Motor als auch in geringerem Maße aus dem Transport resultieren. Beim Anbau gilt die Düngung als besonders wichtiger Faktor. Sie ist für klimarelevante Lachgas- (N 2 O)- und versauernde Ammoniak- (NH 3 )-Emissionen verantwortlich. Die hohen NH 3 -Emissionen haben zur Folge, dass die Versauerung bei der Verwendung von Biokraftstoffen höher ist als bei konventionellen Kraftstoffen. In der Bilanz findet auch der fossile Prozessenergiebedarf zur Herstellung der Biokraftstoffe und die benötigten Hilfsstoffe (z.b. Methanol fossilen Ursprungs) Berücksichtigung. Betrachtet man die Summe der Treibhausgase, ist das Emissionsniveau stark von der Rohstoffbasis und damit einhergehend von der Herkunft der Biokraftstoffe und den korrespondierenden Emissionsfaktoren abhängig. Gegenwärtig werden durch den Einsatz von Pflanzenölen die spezifisch höchsten Treibhausgas-Minderungen erreicht, gefolgt von Bioethanol und Biodiesel. Treibhausgas-Emissionen aus Landnutzungsänderungen infolge des landwirtschaftlichen Anbaus von Energiepflanzen zur Biokraftstoffherstellung konnten wie auf S. 18 bereits dargestellt aus methodischen Gründen bisher nicht berücksichtigt werden. Vermeidungsfaktoren der erneuerbaren Kraftstoffbereitstellung 2009 Vermeidungsfaktoren [kg/gwh] Verkehr CO 2 CO 2 -Äqui. Biodiesel 226.904 144.719 pflanzenöl 275.447 175.680 Bioethanol 265.914 169.600 Der Vermeidungsfaktor ist der Quotient aus vermiedenen Emissionen (in kg) und der Kraftstofferzeugung aus EE (in GWh). Das entspricht der durchschnittlichen Einsparung von Treibhausgasen und Luftschadstoffen pro erzeugter GWh aus erneuerbaren Energien. Er berücksichtigt die Vorketten, die unterschiedlichen Biomassen und basiert auf der Allokation zur Aufteilung in Haupt- und Nebenprodukte auf Basis des unteren Heizwertes. Emissionsbilanz erneuerbare Kraftstoffbereitstellung 2009 Treibhauseffekt 1) Treibhausgas/ Luftschadstoff Vermeidungsfaktor [kg/gwh] Biogene Kraftstoffe: gesamt: 33.763 GWh vermiedene Emissionen [1.000 t] CO 2 2) 236.201 7.975 CO 2 -Äquivalent 150.649 5.086 Quellen: UBA [75] auf Basis AGEE-Stat und Ep/ER [85]; BR [79]; BR [80]; BDBe [82]; VDB [81], [98] und [142]; OVID [77]; TFZ [91], Greenpeace [78], BLE [103], StBA [104] und [134] 1) Bei den Treibhausgasemissionen wurden hier nur CO 2, CH 4 und N 2 O berücksichtigt, weitere Treibhausgase (SF 6, FKW, H-FKW) nicht. 2) Die vermiedenen CO 2 -Emissionen wurden auf Basis der vermiedenen CO 2 -Äquivalente abgeleitet. Die Treibhausgas-Bilanz ist von zahlreichen Parametern abhängig, u.a. von der eingesetzten Biomasse, den Prozessen, den gewählten Referenzsystemen und der Allokationsmethodik. Die ermittelten Daten sind daher mit Unsicherheit behaftet. Zur Methodik der Berechnungen siehe Anhang Abs. 5. 21
ENERGIEBEDINGTE EMISSIONEN ENTWICKLUNG DER ENERGIEBEDINGTEN EMISSIONEN IN DEUTSCHLAND VON 1990 BIS 2008 CO 2 CH 4 N 2 O CO 2 -Äquivalent 1) SO 2 NO X 2) NH 3 SO 2 - Äquivalent 3) CO NMVOC Staub [Mio. t] [1.000 t] [1.000 t] [Mio. t] [1.000 t] [1.000 t] [1.000 t] [1.000 t] [1.000 t] [1.000 t] [1.000 t] 1990 950 1.549 25 990 5.146 2.709 15 7.089 11.476 2.204 1.362 1991 917 1.459 24 955 3.833 2.498 16 5.633 9.310 1.714 750 1992 872 1.321 23 907 3.119 2.347 17 4.816 8.014 1.489 480 1993 864 1.353 23 899 2.781 2.243 18 4.410 7.239 1.233 330 1994 844 1.216 23 877 2.317 2.106 18 3.852 6.262 961 218 1995 842 1.166 23 853 1.650 1.998 19 3.112 5.959 860 154 1996 869 1.143 23 900 1.388 1.917 20 2.797 5.604 768 146 1997 833 1.127 23 864 1.144 1.836 20 2.496 5.430 705 143 1998 827 1.017 22 856 905 1.750 20 2.199 5.052 637 132 1999 804 1.085 22 833 723 1.719 20 1.993 4.706 561 128 2000 802 1.025 22 830 534 1.619 19 1.732 4.389 473 121 2001 823 950 22 850 536 1.549 19 1.686 4.146 442 120 2002 808 913 21 834 494 1.459 19 1.579 3.852 395 115 2003 805 847 21 830 479 1.396 18 1.519 3.651 356 113 2004 791 773 21 813 462 1.347 18 1.466 3.438 331 111 2005 774 747 21 796 437 1.292 17 1.401 3.237 304 107 2006 779 717 21 801 440 1.296 17 1.404 3.213 295 107 2007 749 682 21 770 412 1.228 15 1.324 3.154 277 102 2008 752 680 20 773 406 1.169 16 1.278 3.156 270 99 Stand Frühjahr 2010; Angaben einschließlich der diffusen Emissionen bei der Gewinnung, Umwandlung und Verteilung von Brennstoffen 1) Berücksichtigt sind CO 2, CH 4 und N 2 O. 2) berechnet als NO 2 3) Berücksichtigt sind SO 2, NO X und NH 3. Zur Bedeutung und Berechnung des CO 2 - und SO 2 -Äquivalents siehe Anhang Abs. 2. Quelle: UBA [94] Die energiebedingten CO 2 -Emissionen waren im Jahr 2008 um 198 Mio. t niedriger als im Jahr 1990. Dies entspricht einem Rückgang der CO 2 -Emissionen von rund 20 %. Die gesamten energiebedingten Treibhausgasemissionen konnten bis zum Jahr 2008 um knapp 22 % gesenkt werden. Auch die Emissionen energiebedingter Luftschadstoffe konnten seit 1990 beträchtlich reduziert werden. Für diese Entwicklung ist zum einen die Verschiebung des Brennstoffeinsatzes hin zum emissionsärmeren Energieträger Erdgas sowie die Erhöhung der Umwandlungseffizienz von Kraftwerken und Feuerungsanlagen verantwortlich. Erheblich dazu beigetragen hat aber auch der verstärkte Ausbau erneuerbarer Energien, die schrittweise einen immer größeren Teil des Endenergieverbrauchs abdecken und somit den Verbrauch fossiler Energieträger senken. 22
STRUKTUR DER EMISSIONEN ENERGIEBEDINGTE EMISSIONEN IN DEUTSCHLAND NACH QUELLGRUPPEN IM JAHR 2008 CO 2 CH 4 N 2 O CO 2 -Äquivalent 5) SO 2 NO x 6) NH 3 SO 2 - Äquivalent 7) CO NMVOC Staub [Mio. t] [1.000 t] [1.000 t] [Mio. t] [1.000 t] [1.000 t] [1.000 t] [1.000 t] [1.000 t] [1.000 t] [1.000 t] Energiewirtschaft 1) 351,8 86,6 12,2 357,4 267,6 311,7 2,6 489,3 157,6 14,1 12,7 Haushalte/Kleinverbraucher 2) 152,2 32,1 1,8 153,4 74,9 141,2 2,9 178,7 978,8 57,5 32,3 Verkehr 3) 152,3 6,9 3,3 153,5 1,3 629,7 9,0 456,6 1.257,0 126,6 47,7 Industrie 4) 94,5 26,5 2,7 95,9 45,3 86,1 1,1 107,4 753,8 5,2 4,1 gesamt 750,8 152,2 20,0 760,2 389,1 1.168,7 15,7 1.232,0 3.147,3 203,4 96,8 Stand Frühjahr 2010. Angaben ohne diffuse Emissionen bei der Gewinnung, Umwandlung und Verteilung von Brennstoffen. 1) Öffentliche Elektrizitäts- und Wärmeversorgung, Fernheizwerke sowie Industriefeuerungen und Industriekraftwerke der Mineralölverarbeitung, der Gewinnung und Herstellung von festen Brennstoffen und sonstiger Energieindustrien 2) priv. Haushalte, Gewerbe, Handel, Dienstleistungen und Militär, zusätzlich land- u. forstwirtschaftlicher Verkehr sowie militärischer Boden- u. Luftverkehr 3) einschl. Schienenverkehr, nationale Luftfahrt, Küsten- und Binnenschifffahrt 4) verarbeitendes Gewerbe; ohne prozessbedingte Emissionen 5) Berücksichtigt sind CO 2, CH 4 und N 2 O. 6) berechnet als NO 2 7) Berücksichtigt sind SO 2, NO X und NH 3. Quelle: UBA [94] Anteile der Treibhausgas-Emissionen in Deutschland im Jahr 2008 Anteile der Säurebildner-Emissionen (SO 2 -Äquivalente) in Deutschland im Jahr 2008 20,2 % 12,6 % 14,5 % 8,7 % 47,0 % gesamt: 760 Mio. Tonnen CO 2 -Äquiv. 20,2 % Industrie Verkehr 1) Energiewirtschaft 39,7 % gesamt: 1,2 Mio. Tonnen SO 2 -Äquiv. 37,1 % Haushalte und Kleinverbraucher 2) 1) einschl. Schienenverkehr, nationale Luftfahrt, Küsten- und Binnenschifffahrt 2) inkl. Militär Quelle: UBA [94] 23