INTEGRIERTE ENERGIEWENDE AUFBRUCH IN SCHWIERIGEN ZEITEN - ANDREAS KUHLMANN, ENERGIEDIALOG SCHWABEN, 11. APRIL 2019 - IHK Schwaben
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INTEGRIERTE ENERGIEWENDE AUFBRUCH IN SCHWIERIGEN ZEITEN ANDREAS KUHLMANN, ENERGIEDIALOG SCHWABEN, 11. APRIL 2019
PARTNERKREIS
DENA-LEITSTUDIE INTEGRIERTE ENERGIEWENDE
2 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSE
INTEGRIERTE ENERGIEWENDE
EIN GANZHEITLICHER ANSATZ
© dena
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3 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSE
DENA-LEITSTUDIE
HERAUSFORDERUNG KLIMASCHUTZ
Treibhausgasemissionen in Deutschland
1400 1990: 1.251 Mio. t
1200 2000: 1.043 Mio. t (= -16%)
1000
905 Mio. t 2017:2017:
905 Mio. t
905 Mio. t (= -27%)
Mio. t CO2ä
800
600
400
200 - 80 % (2050)
- 95 % (2050)
0
1990 2030 2000 20102040 2020 20302050 2040 2050
sch Historisch
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4 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSE
ERGEBNISSE, ERKENNTNISSE, EMPFEHLUNGEN
REGULATORISCHER RAHMEN
KLIMASCHUTZZIEL 2050 DEFINIEREN
Treibhausgasemissionen nach Sektoren
1000 Die Transformationspfade zur
908 Andere
900 Erreichung der Klimaschutzziele
Verkehr unterscheiden sich deutlich
800
Industrie zwischen 80 und 95 Prozent.
700 667
561 Gebäude
600 Wir müssen heute entscheiden,
–55%
Mt CO2ä
500 470 Energie ob in 2050 als Restemissionen
250 Mio. t CO2 (80-Prozent-Ziel)
400
oder 64 Mio. t CO2 (95 Prozent)
300 250 entstehen dürfen.
–80%
200
100 64 Klimaschutzziele erfordern
–95% ein sofortiges Aktivwerden.
0
Zwischenziele sind wichtig,
2015 RF EL80 TM80 RF EL80 TM80 EL95 TM95
um das Gesamtbudget an
Historie 2030
2030 2050 CO2-Emissionen einzuhalten.
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6 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSE
N
DREI SÄULEN DER ENERGIEWENDE
EFFIZIENZ & DIREKTE EE & POWER FUELS
ENERGIEEFFIZIENZ ERNEUERBARE POWER FUELS
ENERGIEN DIREKT
Neuausrichtung auf Direkte Nutzung erneuer- Neben Elektrifizierung auch
systemische Betrachtung von barer Energien weiter fördern erneuerbare gasförmige und
Effizienz im Energiesystem und EE-Strom ausbauen flüssige Energieträger nutzen
DENA-LEITSTUDIE INTEGRIERTE ENERGIEWENDE
7 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSE
N
DREI SÄULEN DER ENERGIEWENDE
ENERGIEEFFIZIENZ GANZHEITLICH DENKEN
Eine ambitionierte Energieeffizienz- Energie- und Ressourceneffizienz
strategie zur Senkung des Endenergie- sowie eine Stärkung der Kreislauf-
bedarfs ist zwingend erforderlich wirtschaft können der weiteren Erhöhung
um die Energiewendeziele aber auch die wirtschafts- des Energieverbrauchs durch Wirtschafts-
politischen Ziele für eine reduzierte Abhängigkeit wachstum und Konsumsteigerung
von Importen und Energiepreisen zu erreichen entgegenwirken.
ABER: ENERGIEEFFIZIENZ MUSS
SYSTEMISCH BEWERTET WERDEN!
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8 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSE
N
ENERGIEEFFIZIENZ ERMÖGLICHT
SINKENDEN ENDENERGIEBEDARF
Endenergieverbrauch gesamt nach Sektoren
3000 Die höchsten Endenergie-
2518 einsparungen entstehen
2500
bei Gebäude (bis -64 Prozent)
2000 1964 und Verkehr (bis -52 Prozent).
1674
TWh/a
1551 1474 1597
1500 In der Industrie sinkt der Bedarf
dagegen lediglich bis zu 5 Prozent,
1000
da Effizienzgewinne durch starke
500 Produktionssteigerungen zunichte
gemacht werden.
0
2015 RF EL80 TM80 EL95 TM95
Historie
Historie 2050
2050
Verkehr Industrie Gebäude
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9 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEVERBRAUCH: JE NACH SZENARIO TEILS
ERHEBLICH STEIGENDER STROMBEDARF
Endenergieverbrauch Strom nach Sektoren
1000 Alle Verbrauchssektoren haben
927 929
900 einen steigenden Strombedarf
800 (in EL-Szenarien rund 360 TWh
700 höher als in den TM-Szenarien).
600 535 568 565
TWh/a
510
500 Der Strombedarf steigt in den EL-
400 Szenarien insbesondere durch den
300 Einsatz emissionsarmer, aber
200 Strom-intensiver Industrieprozesse
100 (bspw. Stahl, Ethylen, Ammoniak).
0
33 47 46 46 46 46 Steigende Endenergieeffizienz
196
Historie 234 338 228 332
2050 223 und die ergänzende Nutzung
von Power Fuels verhindern
Verkehr Industrie Gebäude noch höhere Strombedarfe.
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10 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEN
VERBRAUCH
WEITER ZUNEHMENDE ELEKTRIFIZIERUNG
Elektrifizierung der Endenergieanwendungen in DE
100% Der Anteil von Strom an gesamtem
nicht-elektrischer Endenergieverbrauch aller
Endenergiebedarf Sektoren wird weiter ansteigen –
75%
von heute rund 20 Prozent auf
zukünftig etwa 35 bis 63 Prozent
50%
35-63% Im Umkehrschluss bedeutet dies:
Etwa 37 bis 65 Prozent des
25%
27-37% Endenergiebedarfs werden auch
20% elektrischer
2050 noch nicht-elektrisch sein
(Gas, Öl, Wasserstoff, Fernwärme
Endenergiebedarf sowie Biomasse und Solarthermie).
0%
2015 2030 2050
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11 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSESTROMERZEUGUNG
MINDESTENS DAS DREIFACHE AN EE
Installierte Leistung erneuerbarer Energien
400 385 392
In jedem Zielszenario sind in
350 318 325
2050 über 300 GW an EE-
300 Kapazitäten installiert.
250
184 192 184 189 Der größte Anteil entfällt auf
GW
200
Onshore-Windenergie (in allen
150 Szenarien mind. 170 GW ) und
100 94 Photovoltaik (mind. 114 GW).
50
0
2015 RF EL80 TM80 RF EL80 TM80 EL95 TM95
Historie
Historie 2030
2030 2050
2050
Wasserkraft Biomasse Photovoltaik Wind Onshore Wind Offshore
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12 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSESTROMERZEUGUNG: IM STUDIENVERGLEICH
EE-STEIGERUNG MINDESTENS 2,6-FACH
Installierte Leistung Wind- und PV-Stromerzeugung im
Vergleich der wichtigsten 2050-Energiewende-Studien
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13 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEVERSORGUNGSSICHERHEIT
HÖHERER BEDARF AN GESICHERTER LEISTUNG
Bedarf an gesicherter Leistung
200
Der Bedarf an gesicherter Leistung
180
wächst bis 2050 in allen Szenarien,
160 160
da der Strombedarf steigt.
140 Differenz
circa
120 123 60 GW Die EL-Szenarien haben gegenüber
GW
100 99 103
89 94 den TM-Szenarien einen deutlich
80 84
höheren Bedarf an gesicherter
60 Leistung (rund + 60 GW!).
40
20 Die gesicherte Leistung wird
0 durch Speicher, Demand Side
2015 RF EL80 TM80 RF EL80 TM80 Management und Gaskraftwerke
Historie
Historie 2030
2030 2050
2050 bereitgestellt.
Verkehr Gebäude Industrie Andere Saldo
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14 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEINFRASTRUKTUR: NIEDRIGERE KOSTEN FÜR
STROMNETZAUSBAU MIT TECHNOLOGIE-MIX
Kumulierte Investitionskosten in Stromnetze 2018-2050
400 Weiterentwicklung und Ausbau
348
350 der Stromnetze ist „No Regret“-
Maßnahme.
300
250 230 Investitionsbedarf in Stromnetze
Mrd. Euro
in TM-Szenarien deutlich niedriger
200 als bei EL
150 118
(Investitionsbedarf in Energie-
100 infrastrukturen für gasförmige und
flüssige Energieträger bleibt stabil)
50
0
RF EL80 TM80
Höchstspannung Offshore
Höchstspannung Offshore Höchstspannung Onshore
Höchstspannung Onshore Hochspannung
Hochspannung
Mittelspannung
Mittelspannung Niederspannung
Niederspannung Summe
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15 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEGEBÄUDESEKTOR
ENERGIEBEDARF
Energiebedarf im Gebäudesektor
998 Der Energiebedarf im Gebäudesektor
1000
ist in den Technologiemix-Szenarien
900
(TM80 und TM95) wesentlich höher
800 als in den Elektrifizierungsszenarien
700 656 (EL80 und EL95).
600
532
TWh/a
523 Gas und Öl spielen in den
500
Technologiemix-Szenarien immer noch
400 383 362 eine wichtige Rolle, wobei diese im
300 TM95-Szenario vor allem synthetisch
200 erzeugt werden.
100
0
2015 RF TM80 TM95 EL80 EL95
Historie 2050
2050
Gas Öl Biomasse EnEV-Strom Fernwärme Nutzerstrom
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16 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEGEBÄUDESEKTOR: DIE SANIERUNGSRATEN
SIND WESENTLICH ZUR BEDARFSSENKUNG
Große Um die Ziele in den Technologiemix-
Einfamilien- Mehrfamilien- Mehrfamilien- Szenarien zu erreichen, ist eine
häuser häuser häuser
Erhöhung der Sanierungsrate auf
1,4% nötig.
Das bedeutet eine Zunahme der
Sanierungsaktivitäten um ca. 40%.
EL95 2,2 % 1,8 % 2,8 %
In Elektrifizierungsszenarien sind
EL80 2,0 % 1,6 % 2,8 % sogar deutlich höhere
Sanierungsraten notwendig.
TM80
1,4 % 1,4 % 1,4 %
TM95
Sanierungsrate
ca. 1 %
aktuell
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17 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEINDUSTRIE: ENERGIEEFFIZIENZ ERMÖGLICHT
WENIGER ENERGIEBEDARF TROTZ WACHSTUM
Endenergiebedarf im Industriesektor ohne/mit Energieeffizienz
1200 1119
1061 -25% 1075 Wachsende Industrieproduktion
-23% 1022 -27% 1012
-28% -33%
1000 erfordert stetige Steigerung der
815 837 Effizienz zur Vermeidung einer
781
800 741 Erhöhung des Energiebedarfs.
673
TWh/a
600 EL: Anstieg Strom u.a. aufgrund von
Elektrolyseverfahren in der Chemie
400 (z. B. Ammoniak).
200 TM: Weiterhin breiter Energiemix
mit zunehmendem Anteil an
0 (synthetischem) Gas.
ohne mit ohne mit ohne mit ohne mit ohne mit
RF EL80 TM80 EL95 TM95
Andere Wasserstoff Strom Erneuerbare Kohle Öl Gas
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19 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEVERKEHRSSEKTOR
ENERGIEBEDARF NACH ENERGIETRÄGERN
Energieträger-Mix im Verkehrssektor wird breiter als heute
800
699 Der Energiebedarf sinkt in allen
700 Szenarien trotz steigender
614
600 553 Verkehrsleistung.
506 492
500
401 401 Die Diversität der Energieträger im
TWh/a
400 333 333 Verkehrssektor steigt, Strom und
300 Wasserstoff werden die zentralen
Energieträger im Straßenverkehr.
200
100 In allen klimaziel-erreichenden
0
Szenarien sind Benzin und Diesel
2015 RF EL80 TM80 RF EL80 TM80 EL95 TM95 kaum noch in Nutzung.
Historie
Historie 2030
2030 2050
2050 Die Herstellung aller Kraftstoffe
Diesel Benzin Kerosin Gas LNG Wasserstoff Strom muss CO2-neutral erfolgen
(biogen, Power Fuels).
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20 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEPOWER FUELS WERDEN NATIONAL
UND INTERNATIONAL PRODUZIERT
Erneuerbare synthetische Energieträger nach Herkunft
1000 908
900 Eine erfolgreiche Energiewende
800 benötigt neben „Energieeffizienz“
700 und „Erneuerbarem Strom“ auch
600 533
„Power Fuels“ als dritte Säule.
TWh/a
500
400 294 In allen Zielszenarien besteht
300 ab 2030 signifikanter Bedarf
155
200 117 118 128 143
47 46 nach klimaneutralen
100 0 4 5 0 0 0 synthetischen Energieträgern
0
(Power Fuels).
RF
RF
RF
RF
EL95
EL80
EL80
EL80
EL95
EL80
TM80
TM80
TM80
TM95
TM80
TM95
2020
2020 2030
2030 2040
2040 2050
2050
Deutschland EU-Ausland Nicht-EU-Ausland
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21 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEPOWER FUELS WERDEN IN ALLEN
VERBRAUCHSSEKTOREN EINGESETZT
Erneuerbare synthetische Energieträger nach Verbrauchssektor
[TM95]
[RUBRIKE [RUBRIKE Power Fuels ermöglichen die
NNAME] NNAME] Defossilisierung in allen Sektoren
[WERT] [WERT] auch für Anwendungsbereiche
ohne strombasierte Alternative
Power Fuels ergänzen Energieeffizienz-
Verbesserungen und die direkte Nutzung
[RUBRIKE 908 TWh von erneuerbarem Strom
NNAME]
[WERT] Power Fuels erleichtern die Defossilisierung
in allen Sektoren für Bestandsanlagen
und Bestandsgebäude.
[RUBRIKE
NNAME]
[WERT]
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22 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEENERGIEIMPORTE: KEINE AUTARKIE,
ABER HÖHERE DIVERSIFIZIERUNG MÖGLICH
Energieträgernettoimporte im Jahr 2050
3000
Die Energieimporte werden um
2594 Strom
fast 3/4 gesenkt, insbesondere
2500 PtX von fossilen Energieträgern.
Andere
2000 In den 95-Prozent-Szenarien
TWh/a
1658 werden fossile Energieträger
ausschließlich stofflich genutzt
1500
(140 bis 180 TWh).
1012
1000 847 858 Eine Energieautarkie wird
708
nicht erreicht. Dies ist auch
500 kein Energiewendeziel.
0
2015 RF EL80 TM80 EL95 TM95 „Andere“ = Erdgas, Öl, Steinkohle und Uran
inkl. nicht energetischem Verbrauch
Historie
Historie 2050
2050
-500
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23 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEFAZIT:
HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN
Entscheidung zum Zielkorridor treffen und eine
integrierte politische Strategie entwickeln
Zwischenziele setzen und Fortschritte analysieren, verlässlicher regulatorischer Rahmen
für CO2-Vermeidung und Neugestaltung von Abgaben, Entgelten und Umlagen
Wettbewerb von Energieträgern und Technologien ermöglichen
Marktorientierung und Technologieoffenheit gewährleisten,
Einzelinstrumente in Bereichen mit Marktversagen
Europäischen und globalen Rahmen aktiv mitgestalten
Entwicklung globaler Märkte für künftig notwendige Energieträger und Technologien,
Carbon Leakage-Schutz stärken, internationale Vereinbarungen konkretisieren
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24 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEFAZIT:
HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN
Technologieoffene Pfade sind robuster und kostengünstiger
Transformationspfade, die breiter auf bestehenden Strukturen aufbauen, finden
höhere gesellschaftliche Akzeptanz und erfordern niedrigere Gesamtinvestitionen.
Frühzeitig die Weichen stellen
Bereits 2030 differieren die Transformationspfade deutlich, deshalb sollten
die Ziele und Instrumente in dieser Legislaturperiode definiert werden.
Chancen und Potenziale für Deutschland nutzen
Energiewende und Klimaschutz sind globale Trends, der Strukturwandel findet in jedem Fall statt.
Als Innovationstreiber kann Deutschland die Chancen voll nutzen.
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25 WICHTIGSTE ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSEVIELEN DANK ANDREAS.KUHLMANN@DENA.DE TWITTER: @AJK_KUHLMANN
ZENTRALE ERKENNTNISSE
TECHNOLOGIEOFFENHEIT SPART KOSTEN
Kumulierte Gesamtkosten 2018-2050, Mehrkosten ggü. Referenz
3000
Szenario mit breitem Mix an
2500 Energieträgern, -infrastrukturen
2000 -536 Mrd. € und -anwendungen ist deutlich
-597 Mrd. €
Mrd. Euro
1500 kostengünstiger und robuster
1000 als Forcierung von Strom als
vorrangigem Energieträger.
500
0 Größter Kostenblock umfasst
-500 Investitionen in Erzeugungs-
-1000 anlagen und Infrastrukturen
EL80 TM80 EL95 TM95 sowie effiziente Anwendungen –
diese stellen gleichzeitig auch
Kapitalkosten* FOM-Kosten**
Primäre Brennstoffkosten Infrastrukturkosten Strom/Gas
volkswirtschaftliche Chancen
Andere Infrastrukturkosten PtX-Importkosten dar.
Stromimportkosten Summe
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