Erfolgreiche Dekarbonisierungspfade der Industrie berücksichtigen kurzfristige Vermeidungsoptionen - IEWT 2019
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Erfolgreiche Dekarbonisierungspfade
der Industrie berücksichtigen
kurzfristige Vermeidungsoptionen
Matthias Rehfeldt, Tobias Fleiter, Andrea Herbst
Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung ISI
© Fraunhofer ISI IEWT 2019, Wien, 15.2.2019 1/11
FORECAST modelliert sektorale EU28-Energienachfrage in Szenarien
bis 2050
Fähigkeiten Aus w ahl: S zenarien
8 Länder
EU28 mit ~76% Referenz
FED
https://de.wikipedia.org/wiki/Mitgliedstaaten_der_Europ%C3%A4ischen_Union
Haus halte,
Indus trie, Industrie Trans formations
Tertiär -s zenarien
FED, „Regulat oris ch“
Em is s ionen, Emissionen, Energieträger „Anreize“
http://www.forecast-model.eu/forecast-en/aktuelles/index.php
Kos ten
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AGENDA
1. Motivation
2. Vorgehen
1. Technologiebereiche
2. Maßnahmen
3. Ergebnisse und Schlussfolgerungen
1. Zielerreichung
2. Maßnahmenbewertung
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IPCC 1.5°C -Sonderbericht formuliert ambitionierte Ziele
Berei c h Aus s age
2030: -45-60%
1 Emissionspfad
2050: -95-100%
Schnelle und
SR15_Summary for Policymakers, C1 weitreichende
Stromerzeugung Transformation
I PCC Industrie
S onderberi c ht 2 Sektoren Gebäude SR15_Summary for Policymakers, C2
1.5°C Verkehr
Landwirtschaft
SR15_Summary for Policymakers, C2
75 - 90% Reduktion
Effizienz alleine ungenügend Maßnahmen-
3 Industrie
Elektrifizierung, Wasserstoff, Biomasse, modellierung
CCS, neue Technologien
SR15_Summary for Policymakers, C2.3
SR15_Chapter 2.4.3.1
IPCC. Global Warming of 1.5°C. an IPCC special report on the impacts of global warming of 1.5 °C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the
c ontext of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradic ate poverty. http://www.ipcc.ch/report/sr15/. Accessed October
22, 2018.
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Z i e l e r r e ic hun g w i r d i n d r e i Te c h n o l o g ie be re ic h en d e r
Industrie entschieden
Em i s s i onen nac h Quellkategori e (2010) Wic hti ge Tec hnologi eberei c he
Dampferzeuger und Industrieöfen
Dampferzeuger: 20% der
Gesamtemissionen
Industrieöfen: 25% der
Gesamtemissionen
Prozessemissionen
14% der Gesamtemissionen
Schwer zu vermeiden
FORECAST: Ergebnisse
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Te c h n o l o gi e be re ic he w e r d e n m a ß g e b li c h m i t k u r z f ri sti ge n
Maßnahmen gestaltet
Material- und Dampferzeuger Industrieöfen Prozessemissionen
Energ ieeffizienz
Technologiebereich 1 Technologiebereich 2 Tec hnologiebereich 3
Verbot fossiler Neubau Erhöhte Geschwindigkeit
Brennstoffwechsel
Maßnahme 1.1A Maßnahme 2.1
Subventionen strombasierte Brennstoffwechsel bestehender
Erzeugung Prozesse (Biomasse,
Elektrifizierung)
Maßnahme 1.1B Maßnahme 2.2
Kurzfristig
Vorzeitiger Anlagenaustausch Subventionen strombasierte
Erzeugung
Maßnahme 1.2 Maßnahme 2.3
EE-Gas Innovative Prozesse (Wasserstoff, CCS
Elektrizität)
Langfristig
Maßnahme 2.4 Maßnahme 2.4 Maßnahme 3.2
FORECAST: Szenariokonstruktion
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Maßnahmen erzielen zunächst schnelle, später tiefe Reduktion
2010 2030 2050
Status Quo Schnelle Reduktion Tiefe Reduktion
Emissionen: 874 Mt Emissionen: 469 Mt Emissionen: 79 Mt
Brennstoffe: 426 Mt Brennstoffe: 203 Mt Brennstoffe: 33 Mt
Stromnutzung: 328 Mt Stromnutzung: 164 Mt Stromnutzung: 26 Mt
Prozesse: 120 Mt Prozesse: 107 Mt Prozesse: 53 Mt
CCS (Prozesse): -5 Mt CCS (Prozesse): -32 Mt
Energiebedarf: 2343 TWh Energiebedarf: 2104 TWh Energiebedarf: 1825 TWh
Strom: 757 TWh Strom: 778 TWh Strom: 862 TWh
Biomasse: 146 TWh Biomasse: 383 TWh Biomasse: 207 TWh
Erdgas: 696 TWh Erdgas: 395 TWh Erdgas: 354 TWh
Andere fossil: 609 TWh Andere fossil: 312 TWh Andere fossil: 98 TWh
FORECAST: Ergebnisse FORECAST: Ergebnisse, “Regulatory” Szenario FORECAST: Ergebnisse, “Regulatory” Szenario
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Im Modell erfolgreiche Maßnahmen sind aggressiv
Maßnahm e Di s kus s i on
Vorzeitiger Annahme: Technische Lebensdauer 20-40 a
Austausch Vorzeitiger Austausch ab 75% der technischen
Dampf- Lebensdauer (2020-2030)
erzeuger Eingriff in Bestand: wie umsetzen?
Szenariovergleich: Neubauverbot fossiler Anlagen
Modell- Neubau- effektiver als Subventionen
rechnung verbot Kostenverlagerung auf Industrie
Starker Markteingriff!
Schlüsseltechnologie für tiefe Reduktion (Stahl, Chemie)
Wasserstoff/ Perspektive für Erdgasinfrastruktur
EE-Gas Mindert Druck auf Nachfrageseite (Technologieaustausch)
Ab 2030 konkurrenzfähig?
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E r f o l gr e ic he D e k a r b o ni sie r ung spf ad e d e r I n d u st rie
b e r ü c k s ic ht ige n k u r z f ri sti ge V e r m e i d u ngs opt ion en
Frages tellung S c hlus s folgerung
IPCC Sonderbericht 1.5°C formuliert
1 Zielsetzung
ambitionierte Ziele
Zielerreichung wird in drei
2 Zielkonkretisierung Industrie
Technologiebereichen der Industrie entschieden
1.5°C - Technologiebereiche werden maßgeblich mit
3 Umsetzung
Szenarien kurzfristigen Maßnahmen gestaltet
Maßnahmen erzielen zunächst schnelle, später
4 Zielerreichung
tiefe Reduktion
5 Maßnahmenbewertung Erfolgreiche Maßnahmen sind aggressiv
© Fraunhofer ISI IEWT 2019, Wien, 15.2.2019 9/11E r g e b n is se b a s i e r e n a u f d e k a r b o n isi er te r
Stromerzeugung
Dekarboni s i erte S trom erzeugung 2050
(Mittelwert Lä nderaus wahl)
Dekarboni s i erte I ndus tri e 2050
Erfolgreiche
Dekarbonisierungspfade FORECAST modelliert
der Industrie sektorale EU28-
Agenda
berücksichtigen Energienachfrage in
kurzfristige Szenarien bis 2050
Vermeidungsoptionen
Zielerreichung wird in
Tec hnologiebereiche
IPCC Sonderbericht 1.5°C drei
werden maßgeblich mit
formuliert ambitionierte Technologiebereichen
kurzfristigen
Ziele der Industrie
Maßnahmen gestaltet
entschieden
Erfolgreiche
Dekarbonisierungspfade
Maßnahmen erzielen
Modellierte Maßnahmen der Industrie
zunächst schnelle, später
sind aggressiv berücksichtigen
tiefe Reduktion
kurzfristige
Vermeidungsoptionen
FORECAST: Szenariokonstruktion
© Fraunhofer ISI IEWT 2019, Wien, 15.2.2019 10/11Kontaktieren Sie mich bei Fragen, Anregungen oder
D i s k u ss ion sbe d ar f
Kontakt
Fragen?
http://www.forecast-model.eu/forecast-en/index.php
Anregungen?
Name: Matthias Rehfeldt
CCE, Geschäftsfeld Nachfrageanalysen und
Abteilung:
-projektionen
Telefon: +49 721 6809-412
Di s kus s i ons bedarf? E-Mail: matthias.rehfeldt@isi.fraunhofer.de
© Fraunhofer ISI IEWT 2019, Wien, 15.2.2019 11/11Backup: Energieffizienz-Parameter © Fraunhofer ISI
Backup: Energieträgerpreise © Fraunhofer ISI
Backup: ETS-Zertifikate, Emissionsfaktoren
ETS
S cenario Unit 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Reference EUR/t 15 8 20 23 25 38 50 68 85
Incentiv es EUR/t 15 8 50 75 100 150 200 200 200
Regulatory EUR/t 15 8 50 75 100 150 200 200 200
Brennstoffe Strom Vergleich Prozesswärme, Strom
Emis s ion factor Country Unit 2010 2030 2050 Reference Regulatory Incentiv es
Energy carrier
tCO2/GJ g/kWh France g/kWh 95 50 7 g/kWh
Light fuel oil 0.07 266 Germany g/kWh 550 252 36 2010 Steam
Hard coal 0.09 338 Italy g/kWh 407 205 29 219
generation1
Coke 0.11 389 Netherlands g/kWh 460 220 32 Industrial
Lignite 0.11 403 Poland g/kWh 1038 529 76 314
furnaces
Natural gas 0.06 202 S pain g/kWh 355 202 29 Electricity
Petroleum coke 0.10 364 S weden g/kWh 20 14 4 427
generation3
Heav y fuel oil 0.08 281 United 2030 Steam
g/kWh 509 259 36 192 126 157
Deriv ed gas es 0.06 216 Kingdom generation1
S tack gas 0.26 936 Industrial
Was te 0.05 166 299 244 277
furnaces
Biomas s - - Electricity
212
generation3
2050 Steam
162 50 90
generation1
Industrial
267 62 53
furnaces 2
1: Fuel-based share
2: After 2030 including hydrogen as feedstock Electricity
30
3: Average of countries weighted by consumption generation3
© Fraunhofer ISIBackup: Produktionszahlen
1
Produktionsmengen (Mt)
Scenario Subsector Product 2010 2030 2050
Reference Chemical industry Ammonia 2.68 2.98 3.16
Reference Chemical industry Ethylene 5.06 5.90 6.64
Reference Iron and steel Steel 43.83 46.22 44.36
Reference Iron and steel Steel products 38.10 39.58 37.99
Reference Non-ferrous metals Aluminium 1.01 1.16 1.16
Reference Non-metallic mineral products Cement 29.89 35.28 33.77
Reference Non-metallic mineral products Container glass 4.69 4.43 3.44
Reference Non-metallic mineral products Flat glass 2.26 2.17 2.00
Reference Paper and printing Paper 23.06 20.34 18.96
Regulatory Chemical industry Ammonia 2.68 2.66 2.37
Regulatory Chemical industry Ethylene 5.06 5.40 5.31
Regulatory Iron and steel Steel 43.83 43.10 35.29
Regulatory Iron and steel Steel products 38.10 37.31 32.68
Regulatory Non-ferrous metals Aluminium 1.01 1.15 1.13
Regulatory Non-metallic mineral products Cement 29.89 32.26 27.02
Regulatory Non-metallic mineral products Container glass 4.69 4.24 3.10
Regulatory Non-metallic mineral products Flat glass 2.26 2.17 2.00
Regulatory Paper and printing Paper 23.06 20.34 18.96
Incentives Chemical industry Ammonia 2.68 2.66 2.37
Incentives Chemical industry Ethylene 5.06 5.40 5.31
Incentives Iron and steel Steel 43.83 43.10 35.29
Incentives Iron and steel Steel products 38.10 37.31 32.68
Incentives Non-ferrous metals Aluminium 1.01 1.15 1.13
Incentives Non-metallic mineral products Cement 29.89 32.26 27.02
Incentives Non-metallic mineral products Container glass 4.69 4.24 3.10
Incentives Non-metallic mineral products Flat glass 2.26 2.17 2.00
Incentives Paper and printing Paper 23.06 20.34 18.96
© Fraunhofer ISIBackup: Wärmegestehungskosten © Fraunhofer ISI
Backup: Szenarioentwicklung THG-Emissionen [MtCO2äq.]
2010
2030
2050
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