Analyse weltweiter Energiemärkte 2020 - Eine Studie im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie - BMWi
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Analyse weltweiter
Energiemärkte 2020
Eine Studie im Auftrag des Bundesministeriums für
Wirtschaft und Energie
bmwi.de
Impressum Herausgeber Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) Öffentlichkeitsarbeit 11019 Berlin www.bmwi.de Redaktion Prognos AG, Basel Stand August 2020 Gestaltung PRpetuum GmbH, 80801 München Bildnachweis iStock DrAfter123 / Titel, S. 37 mathisworks / S. 43 Si-Gal / S. 12 Diese und weitere Broschüren erhalten Sie beim Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Referat Öffentlichkeitsarbeit E-Mail: publikationen@bundesregierung.de www.bmwi.de Zentraler Bestellservice Telefon: 030 182722721 Bestellfax: 030 18102722721 Diese Publikation wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit herausgegeben. Die Publi kation wird kostenlos abgegeben und ist nicht zum Verkauf bestimmt. Sie darf weder von Parteien noch von Wahlwerbern oder Wahlhelfern während eines Wahlkampfes zum Zwecke der Wahlwerbung verwendet werden. Dies gilt für Bundestags-, Landtags- und Kommunalwahlen sowie für Wahlen zum Europäischen Parlament.
3 Inhalt Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Über diese Studie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1. Anwendungsfeld erneuerbare Energien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.1 Solarenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.2 Bioenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.3 Windenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.4 Wasserkraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2. Anwendungsfeld Energieeffizienz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.1 Gebäudeeffizienz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.2 Industrieeffizienz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3. Anwendungsfeld Infrastruktur/Netze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.1 On-Grid-Länder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.2 Off-Grid-Länder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4. Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5. Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Abbildungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Tabellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4
Zusammenfassung
In der vorliegenden Analyse zu weltweiten Ener Nach drei Jahren mit sinkenden Zubauzahlen
giemärkten erfolgt eine möglichst umfassende wurden im Jahr 2019 wieder deutlich mehr
Bestimmung des Status quo sowie des Entwick Onshore-Windenergieanlagen errichtet. Treiber
lungspotenzials der Absatzmärkte für erneuer für den starken Ausbau in den größten nationa
bare Energien, Energieeffizienz sowie energie len Märkten China und den USA waren unter
bezogene Infrastruktur/Netze. Die Studie wurde anderem Vorzugseffekte, da Änderungen von
im Auftrag des Bundesministeriums für Wirt Fördersystemen angekündigt sind. Inzwischen
schaft und Energie durch die Prognos AG durch werden in den meisten anderen Ländern fast
geführt. In der diesjährigen Marktanalyse zeigt ausschließlich marktbasierte Instrumente für die
sich weiterhin in vielen Anwendungsfeldern eine Förderung des Ausbaus der Onshore-Windener
hohe Dynamik. China war zwar, wie die letzten gie eingesetzt. Der Bereich der Offshore-Wind
Jahre, das Land mit den absolut höchsten Investi energie konnte im Jahr 2019 wie bereits in den
tionen in erneuerbare Energien und Energieeffi Vorjahren erneut ein starkes Wachstum beim
zienz. Hier ist seit zwei Jahren aber eine deutliche Zubau verzeichnen. Potenziale zum Ausbau sind
Verlangsamung in diesen beiden Bereichen fest dabei stark auf einzelne Länder und Regionen
zustellen. beschränkt.
Im Jahr 2019 lag der weltweite Zubau neuer Ka Der Zubau der Kapazitäten von festen Biomasse
pazitäten zur erneuerbaren Stromerzeugung mit anlagen und Biogasanlagen hat im Vergleich
200 GW installierter Leistung wiederum über dem zu Photovoltaik und Windenergie ein deutlich
letztjährigen Zubau. Die insgesamt installierte kleineres Volumen. In den letzten fünf Jahren
Leistung zur erneuerbaren Stromerzeugung lag herrschte die größte Dynamik in Asien, insbe
damit Ende 2019 bei 2.558 GW. Den größten sondere in China und Indien. Daneben nahm der
Anteil mit 57 Prozent hatte die Photovoltaik, Zubau von Biomasseanlagen in Afrika, als Alter
gefolgt von Windkraft mit einem Anteil von 30 native zur Deponierung des biologischen Abfalls,
Prozent und Wasserkraft mit einem Anteil von zu. Ein wichtiges Thema bei der modernen Bio
8 Prozent. Die gesamten Investitionen in erneu massenutzung ist die Nachhaltigkeit der Bio
erbare Stromerzeugung und Kraftstoffe lagen massegewinnung und des Biomassetransports.
im Jahr 2019 bei 301,7 Milliarden US-Dollar.
Wasserkraft hat zwar weiterhin mit großem Ab
Photovoltaik ist durch weiter sinkende Kosten stand den höchsten Anteil an der erneuerbaren
weiterhin die am schnellsten wachsende Energie Stromerzeugung. Da viele Potenziale bereits ge
technologie der Welt und es wurden 115 GW nutzt werden und die durchschnittlichen Strom
neue Leistung im Jahr 2019 installiert. Obwohl gestehungskosten seit den letzten Jahren leicht
China absolut den größten Anteil daran hatte, steigen, ist die Dynamik beim Zubau neuer Kapa
sank der chinesische Zubau im Vergleich zum zitäten jedoch geringer geworden. Pläne für neue
Vorjahr zum zweiten Mal deutlich. Dieser Rück Projekte gibt es in erster Linie in Asien, Südame
gang konnte jedoch insbesondere durch die star rika und Afrika.
ken Wachstumsraten in der Europäischen Union
und den USA überkompensiert werden. Bei Nie Im Jahr 2019 lag der Primärenergieverbrauch bei
dertemperatur-Solarthermie-Anlagen kam es 14.400 Mtoe und stieg damit leicht um 0,9 Pro
dagegen zum ersten Mal zu einem Rückgang der zent. Dies verdeutlicht die große Bedeutung von
insgesamt installierten Leistung auf nur noch Energieeffizienz. Die weltweite Energieintensität
479 GWth am Ende des Jahres 2019. verbesserte sich im letzten Jahr um 2 Prozent,
Z U S A M M E N FA S S U N G 5
war aber geringer als die durchschnittliche Ver In Ländern mit einer hohen Elektrifizierungsrate
besserung der Vorjahre mit 3,6 Prozent. Als Quer ist die Umstellung auf eine komplett erneuerbare
schnittsthema rückt die Digitalisierung in den Stromerzeugung die Hauptherausforderung.
Fokus. Zum einen, da die Energieeffizienz digitaler Dabei schreitet die Integration volatiler Erzeu
Technologien weiter erhöht werden muss, zum gung weiter voran: In vier Ländern, Uruguay,
anderen als Möglichkeit zur Reduzierung des Irland, Deutschland und Portugal, liegt die Strom
Energieverbrauchs. Im Gebäudebereich ist effizi erzeugung aus Wind und PV bereits um die 30
ente Klimatisierung ein wichtiges Zukunftsthema. Prozent, in Dänemark sogar bei knapp 60 Prozent.
Besonders für Schwellenländer mit einem hohen Für die Integration spielt der Ausbau von Über
Klimatisierungsbedarf ergeben sich gute Markt tragungs- und Verteilnetzen eine wichtige Rolle.
chancen. In der Industrie gewinnt das Thema Außerdem sind die Anpassung des Verbrauchs,
Dekarbonisierung an Bedeutung. Die Dynamik ein passendes Marktdesign und Speichermöglich
der Industrieeffizienz nahm in den letzten Jahren, keiten entscheidend. Als Speicher sind neben
besonders in China und USA, jedoch ab. Hier sind Pumpspeicherkraftwerken v. a. elektrische Batte
weitere verpflichtende Effizienzstandards und rien und zukünftig Wasserstoff bedeutend. Ins
Einsparprogramme entscheidend zur Hebung gesamt ergeben sich für dieses Anwendungsfeld
der Effizienzpotenziale. ebenfalls gute Marktchancen. Neben großen Märk
ten in den USA, China und Indien ist dies für klei
Die weltweite Elektrifizierungsrate steigt weiter nere Länder mit hohen Anteilen erneuerbarer
kontinuierlich an. Trotzdem haben weiterhin Energien der Fall.
860 Millionen Menschen, besonders in Subsa
hara-Afrika, keinen Zugang zu Elektrizität. Für
diese Länder sowie Regionen in Südasien, Süd-
und Mittelamerika sind Off-Grid-Lösungen
bedeutend. Nachhaltig sind v. a. dezentrale
Erneuerbare-Energien-Systeme, die komplett
ohne Netzanschluss oder als Inselnetze ausge
führt werden. Gerade Solaranlagen und -systeme
konnten im letzten Jahr weiter stark wachsen.
Dies liegt daran, dass Off-Grid-Lösungen in
zwischen in vielen Ländern Teil von Elektrifizie
rungsstrategien sind, sowie an günstigen Rah
menbedingungen und stark fallenden Kosten.
Der Marktausblick ist daher für Off-Grid-Solar
anlagen sehr positiv.
6 Über diese Studie
ÜBER DIESE STUDIE 7
Hintergrund Auswahl der Daten und Länder
In der vorliegenden Studie wird zwischen vier Das allgemeine Ziel der vorliegenden statistischen
Anwendungsfeldern unterschieden. Im Anwen Auswertung besteht darin, für möglichst viele
dungsfeld erneuerbare Energien werden insge Länder weltweit die Attraktivität für exportorien
samt sieben Technologien untersucht: tierte deutsche Unternehmen aus dem Bereich
der klimafreundlichen Energielösungen zu er
• Solarenergie (Photovoltaik und Solarthermie) mitteln. Wichtig ist hierfür, die Auswertung auf
Basis eines aktuellen, konsistenten und in sich
• Bioenergie (feste Biomasse und Biogas) vergleichbaren Datensatzes durchzuführen. Es
werden dementsprechend vorrangig solche Daten
• Windenergie (Onshore und Offshore) verwendet, die für möglichst viele Länder aus
derselben Datenquelle vorliegen. Hierdurch wird
• Wasserkraft die Vergleichbarkeit der Länderdaten sicherge
stellt, die Zahl der verwendbaren Indikatoren
Aufgrund fehlender Daten konnte in diesem Jahr verringert sich jedoch hierdurch. Zudem ist bei
keine Auswertung für Geothermie durchgeführt der Auswahl der statistischen Größen darauf zu
werden. achten, dass sie nicht untereinander korrelieren,
da der Auswertung ansonsten keine neuen Infor
Die Bewertung des jeweiligen Landes erfolgt auf mationen hinzugefügt werden.
der Basis von qualitativen Kategorien. Je nach
Marktreife und -dynamik können die Länder Die beiden internationalen Organisationen
etablierte Märkte (Kategorie „A“), Wachstums „International Energy Agency“ (IEA) und „Inter
märkte (Kategorie „B“), Zukunftsmärkte (Katego national Renewable Energy Agency“ (IRENA)
rie „C“) oder Nischenmärkte (Kategorie „D“) sein. bieten eine gute und breite Datengrundlage für
viele Länder. Es liegen für etwas mehr als 130 Län
Ebenfalls analysiert werden die Anwendungsf der Statistiken zur installierten Leistung und
elder Energieeffizienz in der Industrie, Energie Stromerzeugung im Bereich erneuerbare Energien
effizienz im Gebäudesektor und energiebezogene bis 2018 vor. Länder, die aktuell eine instabile
Infrastruktur/Netze. In diesen Anwendungsfeldern politische Situation aufweisen, wurden von der
erfolgt die Einordnung der jeweiligen Märkte Analyse ausgeschlossen (u. a. Syrien, Irak). Im
bzw. Länder mittels eines quantitativen Bewer Ergebnis umfasst die Auswertung 127 Länder,
tungssystems: Auf der Basis einer Reihe von In wobei nicht in jedem Anwendungsfeld für jedes
dikatoren (wie z. B. Bruttowertschöpfung pro Land entsprechende Daten vorliegen.
Energieverbrauch oder der ländlichen Elektri
fizierungsrate) werden den Ländern Punktwerte
zugeordnet. Länder mit einer insgesamt hohen Vorgehensweise erneuerbare
Punktzahl sind besonders relevant und bieten Energien
mittelfristig gute Perspektiven als potenzielle
Absatzmärkte für deutsche Unternehmen aus
dem Bereich klimafreundlicher Energielösungen. Im Anwendungsfeld erneuerbare Energien wer
den die Länder einem qualitativ-deskriptiven
Kategoriensystem zugeordnet. Dieses Kategorien
system, welches von der Exportinitiative Energie
8 ÜBER DIESE STUDIE
erstellt wurde, weist den Ländern – bezogen auf • der Anteil an der gesamten Strom- oder Wärme
den aktuellen Stand – eine bestimmte Marktreife erzeugung des jeweiligen Landes im Jahr 2017,
hinsichtlich der jeweiligen Technologie zu: abgekürzt %GWh, um zu beschreiben, wie
sehr eine Technologie in dem betrachteten
• Marktkategorie A Land etabliert ist
etablierte, große Märkte mit hohem Durch
dringungsgrad der jeweiligen Technologie, • der Gesamtregulierungsindex der Worldwide
geringe Zuwachsraten Governance Indicators im Jahr 2018, abgekürzt
WGI, um die institutionellen Rahmenbedin
• Marktkategorie B gungen zu bewerten
neue Märkte mit starkem Wachstum in den
letzten Jahren, eine relevante Marktgröße ist • die Bevölkerungsanzahl im Jahr 2018, ab
bereits gegeben gekürzt Pop, ebenfalls als Indikator für die
absolute Marktgröße und das Wachstums
• Marktkategorie C potenzial
Märkte, die Potenzial für ein großes Wachstum
aufweisen, aber aktuell noch eine geringe Im zweiten Schritt werden die Länder anhand
Marktbedeutung und geringe Wachstums der Ergebnisse für jede Variable in Gruppen ein
raten haben geteilt. Diese Zuordnung erfolgt auf Basis von
gesetzten Werten für sogenannte Perzentile (pro
• Marktkategorie D zentuale Anteile). Ein Perzentilwert von 25 bei
Nischenmärkte, ein signifikantes Marktpoten spielsweise ist derjenige Wert in der vorliegenden
zial ist höchstens in Teilsegmenten gegeben, Verteilung der Länderwerte, der ein Viertel der
insgesamt geringe Dynamik Länder unterhalb und die restlichen 75 Prozent
der Länder entsprechend oberhalb des Perzentil
Um die Länder je Technologie einer Marktkate wertes einordnet. Bezogen auf die Marktkategorien
gorie zuzuordnen, wurde in einem ersten Schritt werden etwa diejenigen Länder, bei denen der
ein Set an Variablen festgelegt, welches die quali Wert für die Variable „Veränderung der installier
tativen Marktbeschreibungen in quantitativ ten Leistung“ oberhalb des 25. Perzentils liegt, für
messbare (und statistisch vorliegende) Größen diese Variable der Marktkategorie B zugeordnet.
übersetzt. Nach umfangreichen Tests haben sich Drei Viertel der Länder sind dann für diese Varia
je Technologie folgende fünf Variablen im Ergeb ble in dieser Kategorie enthalten. Für die finale
nis bewährt: Zuweisung einer Marktkategorie müssen alle
fünf Variablenbedingungen entsprechend erfüllt
• die installierte Leistung im Jahr 2016, sein (z. B. muss für alle fünf Variablen eine
abgekürzt MW, als Indikator für die absolute Zuordnung der Marktkategorie B vorliegen).
Marktgröße
Werden die Perzentilgrenzen zu eng gesetzt, kann
• die Veränderung der installierten Leistung in das Bewertungssystem nur wenige Länder einer
den Jahren 2013 bis 2018, abgekürzt dMW, Marktkategorie zuordnen. Zugleich muss die
um die Dynamik des Marktes zu beschreiben logische Unvereinbarkeit zwischen den Markt
(geglättet mittels eines HP-Filters) kategorien sichergestellt sein (i. e. ein Land kann
nicht zugleich A- und C-Land sein). Da vergleichs
ÜBER DIESE STUDIE 9
Tabelle 1: Perzentile für Länderzuordnungen
Marktkategorie MW dMW %GWh WGI Pop
A 0–75 25–100 50–100 25–100 0–100
B 75–100 25–100 0–75 25–100 0–100
C 0–25 0–25 0–25 0–50 25–100
D 0–25 0–25 0–25 0–50 0–25
Quelle: Prognos AG
Tabelle 2: Datenverfügbarkeit und Erfassungsquote erneuerbare Energien
Technologie Länder mit Daten Kategorisierte Länder Erfassungsquote
Photovoltaik 128 86 67 %
Solarthermie 52 42 81 %
Feste Biomasse 90 64 71 %
Biogas 83 60 72 %
Onshore-Wind 100 76 76 %
Offshore-Wind 15 11 73 %
Geothermie 117 72 62 %
Wasserkraft 128 86 67 %
Quelle: Prognos AG
weise viele Länder zwischen den Kategorien A ist. Daher wird hier im Unterschied zum voran
und B liegen, wurde zusätzlich eine Zwischen gegangenen Anwendungsfeld ein quantitatives
kategorie AB eingeführt. Im Ergebnis kann dieses Punktesystem verwendet, welches die Marktat
Zuordnungssystem Länder, für welche entspre traktivität der Länder auf einer Skala von 0 bis
chende Statistiken vorliegen, mit Erfassungs 100 wiedergibt.
quoten von mehr als 60 Prozent einer der fünf
Marktkategorien zuweisen (siehe Tabelle 2). Im Bewertungssystem für die Gebäudeeffizienz
sollen der Idee nach alle Gebäudetypen erfasst
werden. Da jedoch die Datenlage für Wohnge
Vorgehensweise Industrie- und bäude sehr lückenhaft ist, können diese nicht
Gebäudeeffizienz in die Analyse einbezogen werden. Daher wird
unterstellt, dass die gesamte Gebäudeeffizienz
stark mit der Effizienz im Dienstleistungssektor,
Eine Einordnung in die qualitativen Marktkate für den detailliertere Daten vorliegen, korreliert.
gorien ist im Anwendungsfeld Industrie- und Diese Annahme ist plausibel, da der Energiever
Gebäudeeffizienz nicht sinnvoll, da der Unter brauch im Dienstleistungsbereich ähnlich wie
schied in der Marktreife der Länder sehr fließend bei Wohngebäuden hauptsächlich für Heizung,
10 ÜBER DIESE STUDIE
Klimatisierung und Stromanwendungen (IT, ßend werden die einzelnen Variablen gewichtet.
Licht) verwendet wird. Diese positive Korrelation Im Anwendungsfeld Industrie- und Gebäude
zeigt sich in denjenigen Ländern, für die entspre effizienz zählen alle Variablen gleich stark, die
chende Daten vorliegen. Das Hinzufügen der Gewichtung ist daher für alle vier Variablen
Wohngebäudeeffizienz zum Bewertungssystem 25 Prozent. Aus den gewichteten Variablen wird
würde daher die Bewertung der Länder im inter eine Gesamtpunktzahl, ebenfalls zwischen 0 und
nationalen Vergleich nur geringfügig beeinflus 100, gebildet. Die Länder mit der höchsten Ge
sen, jedoch die Anzahl der analysierbaren Länder samtpunktzahl weisen das höchste Potenzial für
deutlich verringern. den entsprechenden Bereich auf.
Für die Analyse werden folgende vier Variablen
verwendet: Vorgehensweise Infrastruktur/Netze
• der spezifische Energieverbrauch, berechnet Auch im Anwendungsfeld Infrastruktur/Netze
aus dem Endenergieverbrauch pro Brutto erfolgt die Einordnung der Länder mittels eines
wertschöpfung im Industrie- und Dienstleis quantitativen Punktesystems. In einem ersten
tungssektor im Jahr 2017, abgekürzt MJ_VA, um Schritt werden die Länder hinsichtlich ihres Aus
den Stand der Energieeffizienz zu bewerten baustandes des Stromleitungsnetzes in zwei
Gruppen aufgeteilt: On-Grid- und Off-Grid-Län
• die Veränderung des spezifischen Energiever der. Die erste Gruppe umfasst Länder, in denen
brauchs in den Jahren 2012 bis 2017, abge ein sehr großer Anteil der Bevölkerung Zugang
kürzt dMJ_VA, als Indikator für die Dynamik zu Elektrizität hat, dazu zählen im Wesentlichen
im Bereich der Energieeffizienz (geglättet mit die Schwellen- und Industrieländer (88 Länder).
tels eines HP-Filters) In diesen On-Grid-Ländern ist die Bedeutung
der fluktuierenden Stromerzeugung (Windkraft
• das Niveau der Wertschöpfung im Jahr 2017, und Photovoltaik) ein wichtiger Indikator, der
abgekürzt VA, um die Größe des potenziellen auf eine hohe Dynamik in den Märkten zur
Marktes zu bestimmen Energieverteilung, -übertragung und -speiche
rung, wie z. B. intelligente Übertragungs- oder
• das Bruttoinlandsprodukt pro Kopf im Jahr Verteilnetze, schließen lässt. Für die On-Grid-
2017, abgekürzt BIPpC, als Indikator dafür, Länder werden insgesamt sechs Variablen heran
wie einfach Investitionen in Effizienz finan gezogen:
ziert werden können („je höher die Wirt
schaftsleistung pro Kopf, desto eher können • der Anteil der fluktuierenden Stromerzeugung
Investitionen finanziert werden“) aus Windkraft und Photovoltaik an der ge
samten Stromerzeugung im Jahr 2017, ab
Je Variable werden für jedes Land Punkte von 0 gekürzt %FlukStrom, als Indikator für den
bis 100 verteilt. Der jeweilige Wert eines Landes Bedarf an Flexibilität, Netzen und Speichern
ermittelt sich dabei in Relation zu den lokalen
Minima und Maxima aller Länderwerte; d. h. das • die Veränderung des Anteils der fluktuieren
Land, das bei einer Variablen den absolut höchs den Stromerzeugung in den Jahren 2012 bis
ten Wert hat, erhält 100 Punkte, das Land mit 2017, abgekürzt d%FlukStrom, um die Dyna
dem niedrigsten Wert 0 Punkte. Den übrigen mik beim Bedarf nach zusätzlicher Infra
Ländern werden anhand ihres Variablenwertes struktur anzuzeigen (geglättet mittels eines
Punkte zwischen 0 und 100 zugeteilt. Anschlie HP-Filters)ÜBER DIESE STUDIE 11
• der Anteil von Importgütern der Elektrizitäts Datenlage fällt in diesen Ländern im Schnitt
verteilung an den Gesamtimporten im Jahr lückenhafter aus. Entsprechend ist die Anzahl
2017, abgekürzt %Imp, als Indikator für die der verwendeten Variablen geringer. Für die
aktuelle Marktgröße Berechnung des Punktwertes werden folgende
vier Variablen verwendet:
• die Veränderung dieses Anteils in den Jahren
2012 bis 2017, abgekürzt d%Imp, um die • die absolute Anzahl der Bevölkerung ohne
Dynamik in diesem Marktsegment in den leitungsgebundene Stromversorgung im Jahr
letzten Jahren zu beschreiben (geglättet mit 2017, abgekürzt PopOffGrid, als Indikator für
tels eines HP-Filters) die absolute Marktgröße
• das Bruttoinlandsprodukt absolut im Jahr 2018, • der absolute, durchschnittliche Dieselpreis im
abgekürzt BIP, als Indikator für die Wirtschafts April 2020, abgekürzt PDiesel, um die Attrak
kraft tivität einer erneuerbaren Energieversorgung
zu bestimmen; Länder mit hohem Dieselpreis
• das Bruttoinlandsprodukt pro Kopf im Jahr erhalten eine hohe Punktzahl
2018, abgekürzt BIPpC, als Indikator dafür,
wie leicht Investitionen in neue Technologien • die Veränderung des Importanteils von Gütern
finanziert werden können der Elektrizitätserzeugung an den Gesamtim
porten in den Jahren 2012 bis 2017, abgekürzt
Die ersten vier energiespezifischen Variablen d%Imp, um die Dynamik in diesem Marktseg
werden stärker gewichtet und gehen mit einem ment in den letzten Jahren zu beschreiben
Anteil von je 20 Prozent in die Gesamtpunktzahl (geglättet mittels eines HP-Filters)
ein. Der Anteil der beiden BIP-Variablen beträgt
jeweils 10 Prozent. Auch hier resultiert wieder • das Bruttoinlandsprodukt pro Kopf im Jahr
eine Gesamtpunktzahl, welche zwischen 0 und 2018, abgekürzt BIPpC, als Indikator dafür,
100 liegen kann. Wiederum sind die Länder mit wie leicht Investitionen in neue Technologien
einer hohen Punktzahl besonders interessante finanziert werden können
Märkte für deutsche Unternehmen.
Die drei erstgenannten Indikatoren werden als
Der zweiten Ländergruppe Off-Grid, in denen relevanter gewichtet und gehen mit jeweils 30
ein erheblicher Teil der ländlichen Bevölkerung Prozent in die Gesamtpunktzahl ein, das BIP pro
keinen Zugang zu Elektrizität hat, wurden vor Kopf mit 10 Prozent. Die mögliche Gesamtpunkt
allem Entwicklungsländer zugeordnet (35 Län zahl liegt auch hier zwischen 0 und 100, die
der). In diesen Ländern, in denen eine große Länder mit den höchsten Punktzahlen sind die
Bevölkerungszahl ohne leitungsgebundene bedeutsamsten in diesem Bereich.
Stromversorgung und der Dieselpreis hoch ist, ist
der Aufbau einer dezentralen erneuerbaren Im Anhang sind für die vier Anwendungsfelder
Stromversorgung attraktiv. Entsprechend sind die verwendeten Indikatoren inklusive Quellen
diese beiden Größen wichtige Indikatoren für angabe in einer tabellarischen Übersicht darge
das Punktesystem der Off-Grid-Länder. Die stellt.12 1. Anwendungsfeld erneuerbare Energien
1. ANWENDUNGSFELD ERNEUERBARE ENERGIEN 13
Im Jahr 2019 wurden weltweit über 200 GW neue lektoren dominiert wird. In diesem Bereich wurde
Kapazitäten zur erneuerbaren Stromerzeugung im Jahr 2019 erstmals ein Rückgang sowohl der
installiert, die insgesamt installierte Leistung liegt weltweit neu installierten als auch der insgesamt
damit bei 2.558 GW (REN21 2020). In diesem in Betrieb befindlichen Leistung festgestellt.
Kapitel werden sechs Technologien zur Stromer
zeugung (Photovoltaik, feste Biomasse, Biogas, 1.1.1 Photovoltaik
Onshore- und Offshore-Windkraft und Wasser
kraft) und eine Technologie zur Wärmeerzeugung Nach einem zuletzt nur leichten Wachstum der
(Solarthermie) im Anwendungsfeld erneuerbare weltweit installierten Leistung von PV-Anlagen
Energien betrachtet. Über diese Technologien konnte im Jahr 2019 wieder ein deutliches Wachs
wird im Folgenden ein Überblick über die Ent tum im Zubau erreicht werden. So wurden insge
wicklung der letzten Jahre gegeben und es werden samt rund 115 GW1 neue Leistung errichtet (IEA
die Ergebnisse der Marktanalyse je Technologie 2020a). Im Vergleich zum Vorjahr konnte damit
vorgestellt. Die detaillierten Ergebnisse für alle der Zubau um rund 12 Prozent gesteigert werden.
Technologien und betrachteten Länder finden Die insgesamt installierte Leistung zum Ende des
sich im Anhang in Tabelle 14. Jahres 2019 betrug somit 627 Gigawatt (GW)
(REN21 2020).
1.1 Solarenergie Die erreichte Steigerung des weltweiten Zubaus
ist insbesondere vor dem Hintergrund beacht
Im folgenden Abschnitt wird der weltweite Markt lich, dass der weltweit größte nationale Einzel
für die Nutzung der Solarenergie durch die Tech markt China erneut einen deutlichen Rückgang
nologien Photovoltaik (Solar-PV) zur Stromgewin bei den Neuinstallationen auf nunmehr 30,1 GW
nung und Solarthermie zur Wärmegewinnung im Jahr 2019 aufwies (im Jahr 2018 wurden hier
betrachtet. noch 45 GW, im Jahr 2017 53 GW neu zugebaut).
Dieser Rückgang konnte jedoch insbesondere
Der Marktbereich Solar-PV lässt sich in zwei durch die starken Wachstumsraten in der Euro
Haupt-Anwendungsgebiete unterteilen: Frei päischen Union und den USA überkompensiert
flächen-PV, errichtet auf freien Feldern und werden. In den 28 EU-Staaten konnte der Zubau
meist im großen Maßstab mit mehr als 1 MW deutlich auf 16 GW zulegen, was einer Steige
installierter Leistung, sowie Aufdachanlagen, ange rung um 92 Prozent im Vergleich zum Zubau in
bracht auf Gebäuden im Bereich private Haus 2018 (8,3 GW) entspricht. Insbesondere in Spa
halte, Gewerbe oder Industrie und meist mit nien erhöhte sich der Zubau kräftig auf 4,4 GW.
kleinerer installierter Gesamtleistung. Im Markt Nach Jahren der Stagnation konnte sich dieser
bereich Freiflächen-PV konnte im Jahr 2019 ein nationale Markt somit an die Spitze innerhalb
deutliches weltweites Wachstum erzielt werden. der Europäischen Union setzen, gefolgt von
Deutschland mit einem Zubau von 3,9 GW und
Im Marktbereich Solarthermie geht es vorwiegend den Niederlanden mit 2,4 GW (IEA 2020a). In
um die Bereitstellung von Warmwasser oder Raum den USA erreichte der Zubau im Jahr 2019 rund
wärme. Die eingesetzten Technologien sind hier 13,3 GW, was ebenfalls einer Steigerung um rund
sehr unterschiedlich, wobei der Markt weiterhin 25 Prozent im Vergleich zum Vorjahreszeitraum
von drei unterschiedlichen Typen von Solarkol entspricht.
1 Die angegebene Zahl bezieht sich auf die Nennleistung der installierten PV-Module. Je nach Anwendung und lokalen regulatorischen Vorschriften,
kann die Leistung der Konverter, die den erzeugten Gleichstrom zur Netzeinspeisung in Wechselstrom wandeln, deutlich geringer sein.14 1. A N W E N D U N G S F E L D E R N E U E R B A R E E N E R G I E N
Abbildung 1: Veränderung der installierten Kapazität von Photovoltaik 2013 – 2018
180
160
140
120
100
Gigawatt
80
60
40
20
0
China Japan USA Indien Vereinigtes Königreich
Quelle: Prognos AG nach IRENA 2020
Zwar dominiert der asiatische Markt weiterhin äußerst geringe Zuschlagspreise erzielt werden
mit rund 57 Prozent des Gesamtzubaus den PV- konnten. Die geringsten wurden dabei in Brasi
Markt, jedoch geht seine Bedeutung im weltwei lien, Dubai und Portugal mit Zuschlagspreisen
ten Vergleich stetig weiter zurück. Während der jeweils knapp unter 16 €/MWh beobachtet
Zubau in China deutlich und in Indien leicht zu (REN21 2020).
rückging, konnte er in den anderen regional eta
blierten Märkten wie Korea, Taiwan oder Malaysia Aufgrund der auch 2019 weiter gefallenen Kosten
nur mäßig gesteigert werden. Einzig Vietnam für PV-Module und den damit einhergehenden
konnte eine deutliche Steigerung des Zubaus auf geringeren Stromgestehungskosten begannen
4,4 GW verzeichnen, was das Land zwar auf Platz sich 2019 jedoch auch verstärkt Märkte für die
4 innerhalb der weltweiten nationalen Märkte Realisierung von Freiflächen-PV außerhalb staat
bringt. Allerdings ist unsicher, ob es sich dabei um licher Fördersysteme zu entwickeln. Hier entste
eine mittelfristig stabile Entwicklung handelt hen vor allem besonders große Erzeugungsver
(IEA 2020a). bünde mit insgesamt installierten Leistungen
von mehr als 50 MW und bereits bis zu 500 MW,
Im Jahr 2019 konnte der Bereich Freiflächen-PV wie beispielsweise in Spanien und China (REN21
ein stärkeres Wachstum verzeichnen als der Be 2020). Die Einnahmen werden in diesen Fällen
reich der Aufdachanlagen. Treibend waren hier meist durch sogenannte bilaterale Solar-PPAs
bei insbesondere die in zahlreichen Ländern (Power Purchase Agreements) abgesichert, in
abgehaltenen Ausschreibungen im Rahmen denen sich ein (häufig industrieller) Abnehmer
staatlicher Fördersysteme, bei denen erneut über einen festgelegten Zeitraum verpflichtet,1. ANWENDUNGSFELD ERNEUERBARE ENERGIEN 15
den erzeugten Strom zu einem vereinbarten Preis Tabelle 3: Ergebnisse Marktanalyse
abzunehmen. Dabei nähern sich die Abnahme Photovoltaik 2020
preise immer stärker den Großhandelsstrom
preisen an. So wurde das größte PPA in Europa Marktkategorien Anzahl Länder
im Jahr 2019 für ein Portfolio von insgesamt
A-Länder 29
708 MW PV-Erzeugungsleistung in Spanien und
Portugal unterzeichnet. Die zunehmende Stan AB-Länder 36
dardisierung von PPA-Verträgen auf europäischer B-Länder 14
Ebene vereinfacht die Nutzung solcher Vermark C-Länder 5
tungswege (New Energy Update 2019a).
D-Länder 2
Der ökonomische Treiber für die Installation von Länder mit Daten 128
Aufdachanlagen ist mittlerweile hauptsächlich Erfassungsquote 67 %
der Eigenverbrauch, während staatliche Einspei Quelle: Prognos AG
severgütungen eine immer geringere Rolle spielen.
Dabei werden die Anlagen immer häufiger in
Kombination mit Batteriespeichern verwendet, Der zunehmende Fokus auf den Eigenverbrauch
mit denen sich der Eigenverbrauchsanteil an lässt sich beispielsweise im deutschen Markt gut
der Stromerzeugung deutlich erhöhen lässt. erkennen. So wurden im Jahr 2019 bereits etwa
Abbildung 2: Ergebnisse Marktanalyse Photovoltaik 2020
Quelle: Prognos 2020, Kartengrundlage: GfK Geomarketing16 1. A N W E N D U N G S F E L D E R N E U E R B A R E E N E R G I E N
Abbildung 3: E
rgebnisse der Marktanalyse im Bereich Photovoltaik im Zeitverlauf,
2017 – 2020
45
40
35
30
25
Fälle
20
15
10
5
0
A AB B C D
2017 2018 2019 2020
Quelle: Prognos AG
50 Prozent aller neu installierten Aufdach-PV- der Bodenerosion und des Sonnenschutzes in
Anlagen zusammen mit einem Batteriespeicher einigen Regionen deutliche Erhöhungen der
system installiert. Die Zahl der dezentralen Erntemenge erzielt werden können. Durch die
PV-Stromerzeuger mit Eigenverbrauch (auch Anwendung von Freiflächen-PV ergibt sich somit
„Prosumer“ genannt) wuchs dabei im Jahr 2019 neben den erzielbaren Einnahmen aus der Strom
um etwa 100.000 an (BSW 2020). erzeugung ein weiterer Nutzen und ökonomischer
Anreiz für Landwirte (Renewables Now 2019). Im
Neben den bereits etablierten größten Anwen Jahr 2019 wurde weltweit eine Leistung von rund
dungsfeldern der Freiflächen-PV und der Auf 2,9 GW Solar-PV in Kombination mit landwirt
dachanlagen kommen weitere Anwendungsfelder schaftlichen Prozessen genutzt und weitere Pläne
hinzu, die sich jedoch bisher noch im Nischen befinden sich in der Entwicklung, darunter ein
maßstab befinden, so zum Beispiel schwimmende Projekt in Malaysia mit einer Gesamtleistung
PV-Anlagen, die Integration von PV-Modulen in von einem Gigawatt (PV Magazine 2019).
Hausfassaden oder die Installation von Solarzel
len in elektrischen Pkw. Ein Nischenmarkt mit Die Ergebnisse der diesjährigen Marktanalyse
Wachstumsperspektive ist dabei die Kombina sind in Abbildung 2 in Kartenform und in Tabelle
tion aus Freiflächen-PV mit landwirtschaftlicher 3 im Überblick dargestellt. Die Dynamik im PV-
Erzeugung. Bereits mehrere Untersuchungen Bereich ist weiter sehr hoch, über die letzten
kamen zu dem Schluss, dass hier durch die Ver Jahre nehmen aber auch etablierte Märkte zu,
besserungen im Bereich des Wasserhaushaltes, wie Abbildung 3 im Zeitverlauf zeigt.1. ANWENDUNGSFELD ERNEUERBARE ENERGIEN 17
1.1.2 Solarthermie Vergleich zum Jahr 2018. Somit konnte die Leis
tung der im Jahr 2019 weltweit außer Betrieb
Solarthermische Anlagen (Niedertemperatur genommenen solarthermischen Anlagen nicht
anlagen) werden zur direkten Wärme-, Dampf- durch Zubau kompensiert werden, was zum ers
und Kälteerzeugung genutzt. Über konzentrierte ten Mal zu einem Rückgang der insgesamt ins
Solarthermie (Concentrated Solar Power, CSP) tallierten Leistung von weltweit 482 GWth am
kann darüber hinaus Strom erzeugt werden. CSP Ende des Jahres 2018 auf nur noch 479 GWth am
wird in dieser Studie jedoch nicht betrachtet. Ende des Jahres 2019 führte. Der Zubau außer
halb Chinas blieb im Jahr 2019 insgesamt auf
Der weltweite Markt für die drei zur solarther Vorjahresniveau, jedoch mit leichten Verschie
mischen Wärmegewinnung vorherrschenden bungen. Zunahmen konnten in Brasilien, Zypern,
Technologien (Vakuumröhrenkollektoren, ver Dänemark, Griechenland, Südafrika und Tunesien
glaste Flachkollektoren und unverglaste Flach verzeichnet werden, während der Zubau in Aust
kollektoren) wird hauptsächlich von den Aktivi ralien, Österreich, Deutschland, Israel, Italien,
täten auf dem chinesischen Markt bestimmt, in Polen und der Schweiz zurückging (REN21 2020).
dem Ende 2019 69 Prozent der weltweiten Kapa
zität installiert waren. Auch beim jährlichen In den beiden wichtigsten regionalen Märkten,
Zubau setzt sich der chinesische Markt deutlich China und der EU, treten im wichtigen Anwen
von allen anderen nationalen Märkten ab. So dungsgebiet der Bereitstellung von Raumwärme
wurden hier im Jahr 2019 neue Anlagen mit in Wohngebäuden zunehmend elektrische Wär
einer Gesamtleistung von 22,8 GWth errichtet. mepumpen in Konkurrenz zu solarthermischen
Dahinter folgten auf dem zweiten und dritten Anwendungen. Insbesondere in China ist hier
Platz die Türkei und Indien mit einer deutlich der Hauptgrund für den Rückgang bei den Neu
kleineren neu installierten Leistung von je rund installationen in der Solarthermie zu verorten.
1,3 GWth (REN21 2020). Von der regulatorischen Förderung zum Ersatz
von kohlebetriebenen Feuerstätten zur Bereit
Vor diesem Hintergrund verursachte der deutliche stellung von Raumwärme in den nördlichen chi
Rückgang (– 8 Prozent) der Neuinstallationen nesischen Provinzen konnten solarthermische
in China auch weltweit einen Rückgang der Anwendungen deutlich weniger profitieren als
Neuinstallationen um insgesamt 7 Prozent im Wärmepumpen. Die Hauptgründe für die ver
mehrte Wahl von Wärmepumpen liegen in der
Tabelle 4: Ergebnisse Marktanalyse technischen Anwendung. So benötigen Solar
Solarthermie 2020 thermieanlagen für den Bereich Raumwärme
immer noch ein zusätzliches Hilfswärmesystem
Marktkategorien Anzahl Länder und es kann durch die große Dimensionierung
der Kollektoren zu Problemen mit Überhitzung
A-Länder 10
kommen. Beide Probleme sind bei Wärmepum
AB-Länder 21 pen nicht vorhanden, welche als Stand-alone-
B-Länder 7 Lösung eingesetzt werden können (Solarthermal
C-Länder 3
world 2019b). In Europa treibt die politische
Diskussion um die Elektrifizierung des Wärme
D-Länder 1 sektors zunehmend den Bedarf an Wärmepum
Länder mit Daten 52 pen, was nach Einschätzung von Experten einen
Erfassungsquote 81 % Rückgang bei der Nachfrage nach Solarthermie
Quelle: Prognos AG
systemen zur Folge hat (REN21 2020).18 1. A N W E N D U N G S F E L D E R N E U E R B A R E E N E R G I E N Abbildung 4: Ergebnisse Marktanalyse Solarthermie 2020 Quelle: Prognos 2020, Kartengrundlage: GfK Geomarketing Ein Anwendungsfeld im Bereich Solarthermie, Für die Verwendung von großen solarthermischen das im Jahr 2019 weltweit ein gutes Wachstum Einheiten gewinnt neben der Bereitstellung von verzeichnen konnte, war die solarthermische Raumwärme und Warmwasser im Bereich der Fernwärme. Beispiele für den erfolgreichen Aus privaten Haushalte auch der Anwendungsbereich bau in diesem Bereich finden sich insbesondere Industrie zunehmend an Bedeutung, beispiels in Dänemark, China und Deutschland. In Europa weise zur Dampferzeugung. 2019 konnte mit konnte hier insbesondere Dänemark seine Vor 251 MWth beim Zubau auch hier eine neue Höchst reiterrolle ausbauen. Am Ende des Jahres 2019 marke erzielt werden. Das Anwendungsfeld bietet waren in dem Land bereits Systeme mit einer Raum für gute Wachstumsperspektiven, da die Gesamtleistung von 1,1 GWth in Betrieb (Solar weltweite Wärmenachfrage zu einem großen Teil thermalworld 2019a). Gründe für den erfolgrei aus der Industrie stammt. Hier kann Solarther chen Markthochlauf in diesem Bereich sind u. a. mie in allen Anwendungsfällen im Temperatur gute Rahmenbedingungen, darunter hohe Ab bereich bis etwa 400 °C verwendet werden, gaben auf fossile Brennstoffe, ausreichend ver womit in etwa die Hälfte des industriellen Wär fügbare Freifläche zur Installation der Kollekto mebedarfs weltweit erfasst ist (REN21 2020). ren sowie geringe Finanzierungskosten für die Betreiberfirmen, bei denen es sich häufig um Auf Seiten der Hersteller von solarthermischen Non-profit-Unternehmen im Besitz der Ver Anlagen (insbesondere Kollektoren) war im Jahr braucher selbst handelt (REN21 2020). 2019 eine deutliche Marktkonsolidierung zu
1. ANWENDUNGSFELD ERNEUERBARE ENERGIEN 19
Abbildung 5: E
rgebnisse der Marktanalyse im Bereich Solarthermie im Zeitverlauf,
2017 – 2020
25
20
15
Fälle
10
5
0
A AB B C D
2017 2018 2019 2020
Quelle: Prognos AG
beobachten. Getrieben wird diese insbesondere Die Ergebnisse der Marktanalyse für Solarther
durch den Markttrend hin zu mehr zentralen mie sind in Tabelle 4 und Abbildung 4 dargestellt.
Großanlagen und weg von dezentralen kleinen Ein Großteil der Länder, für die Daten vorlagen,
Anwendungen. So mussten insbesondere in Europa fällt in Kategorie A und AB. Länder in der Markt
Produktionsschließungen und Insolvenzen be kategorie B liegen auf allen Kontinenten verteilt;
obachtet werden, so zum Beispiel die Schließung mit Indien, den USA, Mexiko und Südafrika fallen
der Solar-Kollektorproduktion von KBB Kollek insbesondere große Länder mit genügend Sonnen
torbau in Deutschland und Kingspan Renewab einstrahlung in diese Kategorie.
les in Irland sowie die vollständige Insolvenz der
Hersteller Aventa Solar in Norwegen und Fres Abbildung 5 gibt die Ergebnisse der Marktanalyse
nex in Österreich. Große chinesische Hersteller im Zeitverlauf wieder. Nachdem die letzten drei
von Flachkollektoren konnten ihr Produktions Jahre die jeweiligen Zuordnungen vergleichsweise
volumen angetrieben von der heimischen Nach stabil waren, zeigt sich dieses Jahr ein deutlicher
frage hingegen um etwa 21 Prozent erhöhen Zuwachs im Bereich der AB-Länder.
(REN21 2020).20 1. A N W E N D U N G S F E L D E R N E U E R B A R E E N E R G I E N
1.2 Bioenergie Strom durch Biomasse erzeugt. Besonders in China
erwartet man einen starken Zubau von Bioener
Biomasse spielt neben der Verwendung im Trans giekapazitäten. China hat eine neue Initiative für
portsektor eine große Rolle, um erneuerbaren saubere Wärme und Strom gestartet, die den Ein
Strom und erneuerbare Wärme zu produzieren. satz von Biomasse und Abfall in Kraft-Wärme-
Weltweit gab es im Jahr 2019 rund 139 GW ins Kopplungs-Anlagen fördern soll. In Brasilien liegt
tallierte Kapazität an Bioenergie. Dies stellt einen der Fokus besonders auf der Produktion von Bio
Zuwachs von rund 6 Prozent im Vergleich zum kraftstoffen. In Brasilien trat 2020 der föderale
Jahr 2018 mit rund 131 GW installierter Kapazität RenovaBio-Plan in Kraft, der die Produktion von
dar. Die Stromerzeugung durch Biomasse stieg Biokraftstoffen für den Verkehrssektor ankurbeln
von 546 TWh im Jahr 2018 auf rund 591 TWh soll, was wiederum zu einer zusätzlichen Strom
2019 (REN21 2020). erzeugung auf Bagassebasis (den faserigen Über
resten der Zuckerherstellung aus Zuckerrohr)
Bei der Nutzung von fester Biomasse wird unter sowohl in bestehenden Anlagen als auch in neuen
schieden zwischen traditioneller und moderner Anlagen führen wird. Brasiliens Kapazität stieg
Verwendung. Bei der traditionellen Nutzung von 2019 um 2 Prozent auf 15 GW, und die Erzeugung
Biomasse werden Holz, Holzkohle, land- und wuchs um 2 Prozent auf 55 TWh. Auch Indien
forstwirtschaftliche Reststoffe und Dung zum fördert durch steuerliche Unterstützung und
Kochen und zur Wärmeerzeugung verwendet. Subventionen Bioenergiekapazitäten von beste
Dies geschieht vor allem in einfachen und ineffi henden und neuen Anlagen. Hier wird wie in
zienten Geräten in Entwicklungs- und Schwellen Brasilien vor allem Bagasse, das als Nebenpro
ländern (UBA 2020a). Die moderne Nutzung von dukt der Zuckerverarbeitung anfällt, als Bio
Bioenergie erfolgt hauptsächlich zur Wärmeer masse für KWK-Anlagen verwertet (IEA 2020b).
zeugung in Gebäuden und in der Industrie, der
restliche Anteil wird für die Stromproduktion Besonders die Biomassenutzung für die Strom-
und im Transportsektor verwendet. Dabei kann und Wärmeproduktion in Kombination mit
die Verwendung von Biomasse in Kraft-Wärme- Carbon Capture and Storage (CCS) kann bei der
Kopplungs (KWK)-Anlagen eine wichtige Rolle Dekarbonisierung der Energiewirtschaft und
bei der Dekarbonisierung des Strom- und Wärme darüber hinaus bei der Erreichung der gesetzten
sektors spielen. Weltweit ist der Anteil der tradi Ziele im Pariser Klimaabkommen eine wichtige
tionellen Nutzung von Biomasse am Endenergie Rolle spielen (IPCC 2018). Bei einer sogenannten
verbrauch mit 6,9 Prozent immer noch größer BECCS (Bioenergy Carbon Capture and Storage)-
als der Anteil der modernen Nutzung von Bio Anlage wird Biomasse, die durch Photosynthese
masse mit 5,1 Prozent im Jahr 2018 (REN21 2020). CO2 aus der Atmosphäre entzogen hat, in einem
Dabei nahm im Zeitraum von 2010 bis 2018 die Biomassekraftwerk verbrannt. Das dabei freige
Biomassenutzung zur Wärmeerzeugung im In setzte CO2 kann mittels einer CCS-Anlage abge
dustriesektor um 1,1 Prozent zu, wohingegen die schieden und zu möglichen CO2-Speicherorten
traditionelle Nutzung von Biomasse im Bereich wie salinen Aquiferen oder entleerten Öl- und
der Wärmebereitstellung in Gebäuden um 1,2 Gasfeldern in der Nordsee transportiert und
Prozent abgenommen hat. langfristig gespeichert werden. Durch die Ab
scheidung und langfristige Speicherung von CO2
Die IEA geht im Sustainable Development Scenario werden negative Emissionen generiert, die unter
(SDS) davon aus, dass die Stromproduktion durch anderem zum Ausgleich von schwer vermeidbaren
Biomasse bis 2030 stetig um 6 Prozent wächst. Emissionen notwendig sind, um Klimaneutralität
Weltweit werden nach dem SDS 2030 1.168 TWh spätestens im Jahr 2050 zu erreichen. Bisher gibt1. ANWENDUNGSFELD ERNEUERBARE ENERGIEN 21
es weltweit erst wenige BECCS-Anlagen. Die erste aus dem Wald entnommen wird, wie im gleichen
BECCS-Pilotanlage in Europa befindet sich gerade Zeitraum nachwächst. Durch die steigende Nach
in Planung. Im Jahr 2019 wurde im Wärmekraft frage nach Anbaubiomasse verändert sich die
werk in North Yorkshire (Kraftwerk DRAX) damit globale Landnutzung, z. B. durch die Entstehung
begonnen, in vier der sechs 660-MW-Kessel Kohle- von Monokulturen. Dabei konkurriert die ener
durch Biomasseverbrennung zu ersetzen. Welt getische Nutzung von Biomasse mit anderen Ver
weit waren Ende 2019 nur etwa fünf großtechni wendungsmöglichkeiten. Auf fruchtbaren Acker
sche Projekte zur Nutzung von Bioenergie mit flächen stehen die angebauten Energiepflanzen in
Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (BECCS) direkter Preiskonkurrenz zur Nahrungs- und
in Betrieb. Dazu gehören ein Großprojekt in einer Futtermittelproduktion, aber auch zur stoffli
Ethanolbrennerei von Archer Daniels Midland chen Nutzung, z. B. für biobasierte Kunststoffe
(Vereinigte Staaten) im US-Bundesstaat Illinois, oder Chemikalien (UBA 2020a).
bei dem rund eine Million Tonnen CO2 pro Jahr
abgetrennt wurden, sowie vier weitere Projekte, In dieser Analyse wird zwischen Stromerzeugung
die mit Ethanolbrennereien in Kanada und den aus fester Biomasse und aus Biogas unterschieden.
Vereinigten Staaten verbunden waren.
1.2.1 Feste Biomasse
Ein wichtiges Thema bei der modernen Biomas
senutzung ist die Nachhaltigkeit der Biomasse Feste Biomasse umfasst ein breites Spektrum an
gewinnung und des Biomassetransports. Es ist biogenen Brennstoffen. Dazu zählen Holz (Altholz
wichtig, dass ausschließlich nachhaltige Biomasse reste, Sägewerksnebenprodukte und industriell
verwendet wird, für die höchstens so viel Holz hergestellte Pellets), Reststoffe aus der Landwirt
Abbildung 6: Veränderung der installierten Kapazität von festen Biomasseanlagen 2013 – 2018
8.000
7.000
6.000
5.000
Megawatt
4.000
3.000
2.000
1.000
0
China Indien Brasilien Vereinigtes Königreich Thailand
Quelle: Prognos AG nach IRENA 202022 1. A N W E N D U N G S F E L D E R N E U E R B A R E E N E R G I E N schaft und biogene Siedlungsabfälle. Siedlungs- schen Markt wächst die Nachfrage nach interna und landwirtschaftliche Abfälle werden zumeist tional gehandelten Holzpellets. In Japan und direkt in der Nähe der Orte, an denen sie anfal Südkorea wurden durch neue Förderprogramme len, zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt. Anreize geschaffen, um die Kapazitäten von Bio Neben der lokalen Biomasse, wie Rückständen energie zu steigern. Japan setzt dabei vor allem aus land- und forstwirtschaftlichen Prozessen auf den Import von Holzpellets aus Nordame und der Holzverarbeitung sowie festen Siedlungs rika, wohingegen Südkorea Holzpellets aus Viet abfällen, werden besonders Holzpellets internati nam und anderen asiatischen Staaten importiert. onal gehandelt. Der globale Handel mit Holz Holzpellets werden vor allem bei der Verbrennung pellets hat in den letzten Jahren zugenommen. von Kohle in bestehenden Anlagen mitverbrannt Weltweit stieg der Einsatz von Pellets zur Strom oder in speziell dafür gebauten Biomassekesseln erzeugung zwischen 2014 und 2018 um das 2,5- genutzt (REN21 2020). Fache auf 17 Millionen Tonnen an. Der größte Produzent von Holzpellets sind die USA, vor allem Der Zubau der Kapazitäten von festen Biomasse im Südosten, mit einer Produktionskapazität von anlagen hat im Vergleich zu Photovoltaik und rund 8,7 Millionen Tonnen und 6,1 Millionen Windenergie ein deutlich kleineres Volumen. In Tonnen Holzpellets zum Export im Jahr 2019. den letzten fünf Jahren (2013 – 2018) herrschte Weitere große Produzenten von Holzpellets sind die größte Dynamik in Asien, insbesondere in Russland und Kanada. Große Abnehmer sind vor China und Indien (siehe auch Abbildung 6). In allem Länder der EU, wie z. B. die Niederlande Südamerika ist Brasilien der größte Stromprodu oder Großbritannien. Aber auch auf dem asiati zent durch feste Biomasse mit einer neu instal Abbildung 7: Ergebnisse Marktanalyse Feste Biomasse 2020 Quelle: Prognos 2020, Kartengrundlage: GfK Geomarketing
1. ANWENDUNGSFELD ERNEUERBARE ENERGIEN 23
lierten Kapazität von rund 3 GW. Dabei wird der Tabelle 5: Ergebnisse Marktanalyse
Großteil der Bioenergie durch das Verbrennen Feste Biomasse 2020
von Bagasse gewonnen (IEA 2020d).
Marktkategorien Anzahl Länder
Wie in Abbildung 7 gut zu erkennen ist, hat die
A-Länder 25
energetische Nutzung der festen Biomasse, die in
Europa und Südamerika bereits etabliert ist, in AB-Länder 21
den letzten Jahren in Afrika und Asien als Alter B-Länder 12
native zur Deponierung des Abfalls zugenom C-Länder 5
men. In Afrika, u. a. z. B. in Südafrika oder Kenia,
wird zudem unter anderem Bagasse aus Zucker D-Länder 1
rohr häufig zur Erzeugung der vor Ort benötig Länder mit Daten 90
ten Elektrizität und Wärme verwendet. Abbil Erfassungsquote 71 %
dung 7 zeigt die Ergebnisse der Marktanalyse Quelle: Prognos AG
in der Kartendarstellung.
In Tabelle 5 sind die Ergebnisse der Marktanalyse Dynamik im Ausbau von Bioenergie mit fester
für feste Biomasse im Überblick dargestellt. Mit Biomasse auf. In der Analyse für das Jahr 2020
25 A- und 21 AB-Ländern in Europa, Südamerika wurden 71 Prozent erfasst, wobei mit 25 Ländern
und Asien zeigt sich eine bereits etablierte Tech der Großteil der Länder unter die Marktkatego
nologie. Insgesamt weisen 12 B-Länder eine rie A-Länder fallen.
Abbildung 8: E
rgebnisse der Marktanalyse im Bereich Feste Biomasse im Zeitverlauf,
2017 – 2020
30
25
20
15
Fälle
10
5
0
A AB B C D
2017 2018 2019 2020
Quelle: Prognos AG24 1. A N W E N D U N G S F E L D E R N E U E R B A R E E N E R G I E N
1.2.2 Biogas Biomasse noch sehr gering. Im Jahr 2018 macht
Biogas im Strom- und Wärmesektor nur rund
Biogas wird durch anaerobe Vergärung aus Roh 10 Prozent aus, der Einsatz von fester Biomasse
stoffen wie Gülle, Bioabfällen, Energiepflanzen rund 90 Prozent (IEA 2020d).
oder Klärschlamm erzeugt. Außerdem kann
Deponiegas, das bei Zersetzungsprozessen in In Abbildung 9 ist der Zubau von Biogasanlagen
Mülldeponien entsteht, als Biogas genutzt wer von 2013 bis 2018 dargestellt. Der meiste Zubau
den. Das Biogas kann durch das Entfernen von fand in Deutschland und China statt, gefolgt von
CO2 und weiteren Stoffen in Biomethan umge Großbritannien, der Türkei und Thailand. In die
wandelt werden. Das entstandene Biomethan sen Ländern findet der größte Teil der Stromer
kann entweder direkt ins Gasnetz eingespeist zeugung aus Biogasanlagen statt.
werden oder im Transportsektor verbraucht
werden (REN21 2020). Die Nutzung von Biogas In Europa ist Deutschland mit zwei Dritteln der
bei KWK-Anlagen ist im Jahr 2019 angestiegen. europäischen Biogasanlagenkapazitäten der
Weltweit sind rund 132.000 Biogasanlagen in größte Markt für Biogas und Biomethan. Primär
Betrieb. Davon befinden sich rund 100.000 in werden Energiepflanzen eingesetzt, aber in letzter
China, gefolgt von Europa mit etwa 18.000 Anla Zeit stieg die Nutzung von Ernterückständen,
gen und den USA mit rund 2.200 Standorten, an Folgekulturen, tierischen Abfällen und die Ab
denen Biogas produziert wird. Generell ist der scheidung von Methan aus Deponien. Andere
Anteil der Stromerzeugung aus Biogas am Bio europäische Länder wie Dänemark, Frankreich,
energie-Gesamtverbrauch im Vergleich zu fester Italien und die Niederlande haben die Biogas
Abbildung 9: Veränderung der installierten Kapazität von Biogasanlagen 2013 – 2018
1.800
1.600
1.400
1.200
Megawatt
1.000
800
600
400
200
0
Deutschland China Vereinigtes Königreich Türkei Thailand
Quelle: Prognos AG nach IRENA 2020Sie können auch lesen
