Investitionen durch den Ausbau erneuerbarer Energien in Deutschland - Ergebnisse im Auftrag des Bundesverbandes Erneuerbare Energie e.V.
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Ergebnisse
Investitionen durch den Ausbau
erneuerbarer Energien
in Deutschland
im Auftrag des Bundesverbandes Erneuerbare Energie e.V.
Jens Hobohm
Stefan Mellahn
Prognos AG
Berlin, April 2010Agenda / Inhaltsübersicht
Vorgehen und Zielsetzung
Zubau Erneuerbarer entsprechend BEE-Ausbauprognose
Entwicklung der spezifischen Anlagenkosten
Investitionsvolumen durch den Ausbau Erneuerbarer
Inhalt
© Prognos AG 2Zielsetzung und Vorgehen der Studie (1/2) –
Ermittlung der Investitionen durch den Zubau erneuerbarer
Energieerzeugungsanlagen gemäß BEE-Ausbauprognose bis 2020
Der Bundesverband Erneuerbare Energie e.V. (BEE) veröffentlichte im Jahr 2009 eine
Branchenprognose, der zufolge in Deutschland bis zum Jahr 2020 rund 47 % der
Stromversorgung (Stand 01/2009) durch erneuerbare Energieträger gedeckt werden können.
Auch im Wärme- und Verkehrsbereich (Stand 10/2009) kann demnach der Anteil erneuerbarer
Energieträger deutlich gesteigert werden. Basis der Berechnungen im Rahmen der vorliegenden
Expertise ist dieser BEE-Ausbaupfad. Durch Prognos erfolgte keine Bewertung hinsichtlich der
Realisierbarkeit dieses Szenarios.
Prognos ermittelte anhand von öffentlichen Statistiken (z.B. IEA, BMU etc.) die spezifische
Kostenentwicklung der erneuerbaren Energieträger bis zum Jahr 2020. Ergänzt wurde diese
Literaturrecherche durch mehrere Fachgespräche mit verschiedenen Fachverbänden der
erneuerbaren Energien. Darüber hinaus hat Prognos eigene plausible Abschätzungen
getroffen, wo dies notwendig war.
Anhand des jährlichen Zubaus an erneuerbaren Energien gemäß BEE-Branchenprognose und
den entsprechenden von Prognos ermittelten spezifischen Anlagenkosten wurde anschließend
das Investitionsvolumen ermittelt, ausgewiesen in preisbereinigten Werten.
Neben den hier betrachteten direkten Anlageninvestitionskosten durch den Ausbau der
Vorgehen
erneuerbaren Energien in Deutschland ergeben sich eine Reihe weiterer Forschungsfragen in
Hinblick auf das zugrundegelegte EE-Ausbauszenario. In einem abschließenden Kapitel
diskutiert Prognos einige weitere Herausforderungen, die sich im Rahmen der Integration der
erneuerbaren Energien ergeben.
© Prognos AG 3Zielsetzung und Vorgehen der Studie (2/2) –
Ermittlung der Investitionen durch den Zubau erneuerbarer
Energieerzeugungsanlagen gemäß BEE-Ausbauprognose bis 2020
BEE-Ausbau-
Ausgangspunkt: Jährlicher Zubau an erneuerbaren prognose 2020
Erzeugungskapazitäten (Strom, Wärme, Biokraftstoffe)
Ermittlung der spezifischen Anlagenkosten erneuerbarer
Erzeugungskapazitäten (Strom, Wärme, Biokraftstoffe) Literatur,
Fachgespräche
Ergebnis: Investitionen durch den Ausbau
Vorgehen
erneuerbarer Energieerzeugungsanlagen in Deutschland
© Prognos AG 4Agenda / Inhaltsübersicht
Vorgehen und Zielsetzung
Zubau Erneuerbarer entsprechend BEE-Ausbauprognose
Entwicklung der spezifischen Anlagenkosten
Investitionsvolumen durch den Ausbau Erneuerbarer
Inhalt
© Prognos AG 5BEE-Ausbauprognose: Im Jahr 2020 werden rund 47 % des
Strom-, 25 % des Wärme- und 19 % des Energieverbrauchs im
Verkehr durch erneuerbare Energieträger gedeckt.
1.500
BEE Ausbauszenario - Anteile der Erneuerbaren in den Bereichen [TWh]
1.150
1.000
676
595
500
278 289
(47 %) (25 %) 127
0 (19 %)
verbrauch
Verbrauch
Bruttostrom-
Erneuerbare
Anteil Erneuerbare
Erneuerbare
Wärme-
verbrauch
Verkehr
inkl. EE Strom
Anteil
Anteil
© Prognos AG 6BEE-Ausbauprognose: Über 90 % der zugebauten erneuerbaren
Strom-Kapazität bis zum Jahr 2020 stammt aus Windkraft und PV.
15.000
Jährlicher Leistungszubau von EE-Anlagen im Strombereich
gemäß BEE-Branchenprognose [MWel]
Geothermie
Photovoltaik 11.318
10.898
Biogas
10.198
10.000 Feste Biomasse
9.427
Wind offshore 8.715
Wind onshore
Wasserkraft 7.501
7.109
6.307
5.723
5.244
5.000 4.359
Zubaudaten
0
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
© Prognos AG 7BEE-Ausbauprognose: Der Zubau von erneuerbaren Wärmekapazi-
täten liegt 2020 rund um den Faktor 3,5 höher als 2010.
10.000 7.000
Jährlicher Leistungszubau von EE-Anlagen im Wärmebereich 6.503
gemäß BEE-Branchenprognose 6.344
6.042
6.000
5.621
Wärmepumpen
Zubau Bioenergie und Geothermie [MWth]
5.110
7.500 Tiefengeothermie 7.169
5.000
Bioenergie 6.375
4.443
Zubau Kollektorfläche [m²]
Solarthermie
5.670
3.781 4.000
5.071
5.000 3.218 4.556
4.089 3.000
2.682
3.549
2.235 3.077
2.032
2.643 2.000
2.295
Zubaudaten
2.500
1.939
1.000
0 0
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
© Prognos AG 8BEE-Ausbauprognose: Insbesondere Biogas kann seine Rolle im
Verkehrssektor deutlich ausbauen.
1,0 450
Jährlicher Leistungszubau von EE-Anlagen im Verkehrsbereich
gemäß BEE-Branchenprognose 400
400
Ethanol
350
Zubau Biodiesel und Ethanol [Mio. t]
0,8
Biodiesel
300 300
Biogas
Zubau Biogas [MW]
250
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
200
200
150
150
Zubaudaten
0,3 100
100
0,1 40 50
20 25
10 15
0,0 0
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
© Prognos AG 9Agenda / Inhaltsübersicht
Vorgehen und Zielsetzung
Zubau Erneuerbarer entsprechend BEE-Ausbauprognose
Entwicklung der spezifischen Anlagenkosten
Investitionsvolumen durch den Ausbau Erneuerbarer
Inhalt
© Prognos AG 10Die größten Kostensenkungspotenziale (EE Strom) liegen bei der
Photovoltaik, Offshore-Windenergie und Geothermie.
20.000
Spezifische Anlagenkosten EE Strom (EUR2005/kWel)
18.000
16.000
14.000
Spezifische Anlagenkosten
12.000 Wind Onshore Wind Offshore
Photovoltaik Bioenergie
10.000
Wasserkraft Geothermie
8.000
6.000
4.000
2.000
0
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
© Prognos AG 11Die größten Kostensenkungen im Wärmebereich werden bei der
Solarthermie erwartet.
1.600
1.400
1.200
Spezifische Anlagenkosten EE WärmeStrom (EUR2005/kWth;EUR2005/m²)
Spezifische Anlagenkosten
1.000
800
600
400
Bioenergie Solarthermie
200
Tiefengeothermie Wärmepumpen
0
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
© Prognos AG 12Die spezifischen Anlagenkosten von Biokraftstoffanlagen sinken über
den Betrachtungszeitraum um rund 5 %.
2.500
Spezifische Anlagenkosten Biokraftstoffe (EUR2005/kW; EUR2005/t)
2.000
Spezifische Anlagenkosten
1.500 Biogas [€/kW]
Ethanol
Biodiesel
1.000
500
0
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
© Prognos AG 13Agenda / Inhaltsübersicht
Vorgehen und Zielsetzung
Zubau Erneuerbarer entsprechend BEE-Ausbauprognose
Entwicklung der spezifischen Anlagenkosten
Investitionsvolumen durch den Ausbau Erneuerbarer
Inhalt
© Prognos AG 14Die jährlichen Investitionen durch den Ausbau erneuerbarer
Energien in Deutschland verdoppeln sich bis zum Jahr 2020.
BEE Ausbauszenario - Gesamtinvestitionen (real Mio. EUR2005)
Investitionen Biokraftstoffe 28.890
27.580 950
Investitionen Wärme 26.370 760
Investitionen Strom 24.750 570
23.130 480
390 9.490
8.960
20.450 8.400
19.770 280 7.850
250
18.020 7.270
16.810 240
15.930 80 5.860 6.580
20
5.200
13.470 3.980
4.540
0
3.540
Investitionen
17.860 18.450
17.400
16.420
15.470
13.660 13.590
11.930 12.190 12.580
9.930
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
© Prognos AG 15Windenergie und PV haben einen Anteil von über 80 % an den
jährlichen erneuerbaren Strom-Investitionen.
BEE Ausbauszenario - Strom-Investitionen (real Mio. EUR2005) 18.450
17.860
17.400
Geothermie Photovoltaik
16.420
Bioenergie Windenergie 15.470
Wasserkraft
13.660 13.590
12.580
11.930 12.190
9.930
Investitionen
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
© Prognos AG 16Die Installation von Wärmepumpen, Pelletheizungen und Solar-
kollektoren dominiert die Investitionen im erneuerbaren
Wärmebereich.
BEE Ausbauszenario - Wärme-Investitionen (real Mio. EUR2005)
Wärmepumpen
Tiefengeothermie
Solarthermie
Bioenergie Prozesswärme
Holzhackschnitzel
Pelletheizungen
9.490
8.960
8.400
7.850
7.270
6.580
5.860
5.200
Investitionen
4.540
3.980
3.540
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
© Prognos AG 17Die jährlichen Investitionen in Biokraftstoffanlagen steigen
aufgrund des wachsenden Zubaus von Biogasanlagen.
BEE Ausbauszenario - Biokraftstoff-Investitionen (real Mio. EUR2005)
Biogas
Ethanol
Biodiesel
Investitionen
950
760
570
480
390
240 250 280
0 20 80
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
© Prognos AG 18Bis 2020 werden in Summe rund 235 Mrd. € gemäß der BEE-
Ausbauprognose in erneuerbare Erzeugungsanlagen investiert.
BEE Ausbauszenario - Kumulierte Gesamtinvestitionen (real Mio. EUR2005) 235.170
206.280
Investitionen Biokraftstoffe
Investitionen Wärme 178.700
Investitionen Strom
152.330
127.580
104.450
84.000
64.230
Investitionen
46.210
29.400
13.470
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
© Prognos AG 19Neben den Investitionen in erneuerbare Erzeugungsanlagen stellen
sich weitergehende Forschungsfragen bzw. Herausforderungen
hinsichtlich des Ausbaus Erneuerbarer Energieträger (1/2):
Wahl der Systemgrenze: Neben den direkten Anlageninvestitionen entstehen beispielsweise
durch Infrastrukturmaßnahmen (z.B. Netzanschluss) zusätzliche Investitionskosten. Zudem
ergeben sich in vorgelagerten Industrien (z.B. Maschinen- und Anlagenbau) weitere Ausgaben,
die hier nicht betrachtet wurden. Allerdings werden durch die Investitionen in Erneuerbare auch
etwaige andere Investitionen in konventionelle Energietechnik zum Teil substituiert.
Unsicherheit der künftigen Lernkurvenentwicklung: Die Annahmen hinsichtlich der
spezifischen Anlagenkosten bilden lediglich eine mögliche Entwicklung ab. Oft sind verschiedene
Techniken zusammengefasst, so dass nur eine Durchschnittsentwicklung abgebildet wird. Zudem
liegt für die Technik in der Regel eine Kostenspanne (z.B. in Abhängigkeit der wirtschaftlichen
und geologischen Rahmenbedingungen) vor.
Arbeitsplatzeffekte: Durch den Ausbau der Erneuerbaren in Deutschland entstehen positive
Arbeitsplatzeffekte (z.B. bei Anlagenherstellern). Andererseits entfallen Arbeitsplätze in der
„konventionellen“ Energiewirtschaft (z.B. durch die Stilllegung fossiler Kraftwerke).
Offene Fragen
Herausforderungen der Netzintegration: Unklar bleiben auch die wirtschaftlichen und
technischen Folgen eines EE-Ausbaus wie in der BEE-Ausbauprognose angenommen für die
Netz- und Speicherinfrastruktur sowie die Dimensionierung des konventionellen Kraftwerkparks.
Auswirkungen auf Regelenergie- und Reservekapazitäten: Durch den Ausbau der
Erneuerbaren entsprechend der BEE-Ausbauprognose ändern sich voraussichtlich die
Rahmenbedingungen für die Regel- und Reservekapazitäten. Die heutigen
Preisbildungsmechanismen sind möglicherweise nicht in der Lage die notwendigen Anreize für
einen optimalen Ausbau der Regel- und Reservekapazitäten zu geben.
© Prognos AG 20Forschungsfragen/ Herausforderungen hinsichtlich des Ausbaus
erneuerbarer Energieträger (2/2):
Entwicklung der Einspeisevergütung: Das Erneuerbare-Energie-Gesetz (EEG) fördert den
Ausbau erneuerbarer Energien. Ungewiss ist die mittel- bis langfristige Ausgestaltung des EEG
durch die Politik und die Höhe der EEG-Umlage.
Volkswirtschaftliche Kosten: Neben der EEG-Umlage entstehen auch Kosten durch die
Netzerweiterung und -Integration. Andererseits können die erneuerbaren Energien den
Großhandelspreis für Strom reduzieren. Die Gesamtwirkung dieser Effekte auf den Strompreis für
die Endverbraucher ist unklar. Hinzu kommen die nur schwer quantifizierbaren externen Kosten
der Nutzung fossiler, nuklearer und erneuerbarer Energieträger.
Auswirkungen auf den Stromhandel: Zur Netzintegration gehört auch eine Betrachtung der
Auswirkungen des Ausbaus der Erneuerbaren auf den grenzüberschreitenden Stromhandel und
den physischen Stromaustausch in Europa und mit Drittländern (z.B. Solarstrom aus Nordafrika).
Offene Fragen
© Prognos AG 21Fazit
Gemäß der Branchenprognose des Bundesverbandes Erneuerbare Energie e.V. (BEE)
können in Deutschland bis zum Jahr 2020 rund 47 % des Stromverbrauchs sowie 25 % des
Wärmeverbrauchs und 19 % des Energieverbrauchs im Verkehrssektor durch erneuerbare
Energieträger gedeckt werden.
Die spezifischen Anlagenkosten der erneuerbaren Energieträger (also die Kosten je Anlage
bzw. Leistungseinheit) werden bis zum Jahr 2020 aufgrund von Lernkurveneffekten
überwiegend sinken, teilweise auch deutlich. Bei einigen Energieträgern erwartet Prognos eine
leichte Steigerung der Kosten.
Das jährliche Investitionsvolumen, das durch die Errichtung erneuerbarer Energieträger in
Deutschland ausgelöst wird, dürfte sich bis 2020 in etwa verdoppeln.
In Summe sind bis zum Jahr 2020 mit dem BEE-Branchenszenario kumulierte Investitionen
von rund 235 Mrd. EUR verbunden.
In der Kurzstudie wurden offene Fragen formuliert, die für einen weiteren Ausbau der
erneuerbaren Energieträger zu klären sind. Hierzu zählt u.a. die Integration der erneuerbaren
Energieträger in die Stromnetze.
Fazit
© Prognos AG 22Literaturverzeichnis
[BEE 2009] Wege in die moderne Energiewirtschaft – Ausbauprognose der
Erneuerbaren-Energien-Branche
[BMU 2008/2009] Langfristszenarien und Strategien für den Ausbau erneuerbarer Energien
in Deutschland (Leitszenario)
[Greenpeace 2008] Energy [r]evolution 2008 - A Sustainable Global Energy Outlook
[DLR] www.dlr.de
[DLR, IFEU, WI 2004] Ökologisch optimierter Ausbau der Nutzung erneuerbarer Energien in
Deutschland
[Employ RES 2009] The impact of renewable energy policy on economic growth and
employment in the European Union
[IEA 2008] Energy Technology Perspectives – Scenarios & Strategies to 2050
[IEA 2007] Renewables for Heating and Cooling
[Prognos] Eigene Annahmen und Abschätzungen
[UBA 2009] Role and Potential of Renewable Energy and Energy Efficiency for Global
Energy Supply
© Prognos AG 23Wir geben Orientierung.
Prognos AG, Berlin
Goethestr. 85
D-10623 Berlin
Tel.: +49 30 5200 59-200
Fax: +49 30 5200 59-201
Jens Hobohm
Tel. +49 30 52 00 59 242
Stuttgart
jens.hobohm@prognos.com
Stefan Mellahn
Tel. +49 30 52 00 59 230
stefan.mellahn@prognos.com
Prognos AG, Basel Prognos AG, Stuttgart Prognos AG, Bremen Prognos AG, Brüssel Prognos AG, Düsseldorf
Henric Petri-Str. 9 Friedrichstraße 15 Wilhelm-Herbst-Str. 5 Avenue des Arts 39 Schwanenmarkt 21
CH-4010 Basel D-70174 Stuttgart D-28359 Bremen B-1040 Brüssel D-40213 Düsseldorf
Tel. +41 61 3273-200 Tel.: +49 711 49 039-745 Tel.: +49 421 201 5784 Tel.: +32 2 513 22 27 Tel.: +49 211 887-3131
Fax +41 61 3273-300 Fax: +49 711 49 039-640 Fax: +49 421 201 5789 Fax: +32 2 502 77 03 Fax: +49 211 887-3141
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