LANGFRISTSZENARIEN FÜR DIE TRANSFORMATION DES ENERGIESYSTEMS IN DEUTSCHLAND

L A N G F R I S T S Z E N A R I E N F Ü R D I E T R A N S F O R M AT I O N
DES ENERGIESYSTEMS IN DEUTSCHLAND
Nachfragesektoren THG-neutrale Szenariowelten
Gebäudewärme sowie Gewerbe, Handel & Dienstleistungen, Privathaushalte
30. Juni 2021

Agenda

Raumwärme und Warmwasser
     Einordnung im Gesamtprojekt
     Methodik und Rahmendaten
          Ergebnisse: Versorgungstechnologien und Energieverbrauch
          Schlussfolgerungen
          Regionale Analysen

Gewerbe, Handel, Dienstleistungen

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Einordnung im Gesamtprojekt

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Methodik & Szenariodesign
E r k e n n t n i s g e w i n n d u r c h Ve r g l e i c h s t a t t e i n z e l n e m „ L e i t s z e n a r i o “
                                                          Zentrale Fragestellung
                                                           • Welche techno-ökonomischen Wirkungen haben bestimmte
                                                              Pfade zur Dekarbonisierung des Energiesystems?
                                                          Vorgehensweise
                                                            Vergleich der Dekarbonisierung des Energiesystems durch
                                                              sehr starken Stromeinsatz (Szenario TN-Strom)
                                                              sehr starken Einsatz von Wasserstoff (Szenario TN-H2-G)
                                                              sehr starken Einsatz von synthetischen
                                                                 Kohlenwasserstoffen (Szenario TN-PtG/PtL)
                                                            Modellierung der Transformationspfade bis 2050 mit
                                                              detaillierten Bottom-up Modellen
                                                          Mission der Langfristszenarien
                                                            Durch ständige methodische Weiterentwicklung und eine
                                                              Vielzahl von Szenarien den Lösungsraum für ein
                                                              treibhausgasneutrales Energiesystem immer besser
                                                              „ausleuchten“
                      Modelle
                                                            Identifikation der Effekte alternativer Transformationspfade
                                                        Hinweis im Gesamtprojekt werden >25 Szenarien berechnet

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Modellsystem
Gekoppelte Modelle erlauben hoch aufgelöste Analysen
                                                         Vorgehensweise
                   Verkehr           Stromnetze            Detaillierte Modelle berechnen Energienachfrage
                (Aladin/Astra)     (EXOGON et al.)         Energienachfrage wird regionalisiert
                                                           Potentiale Erneuerbarer Energien werden in hoher räumlicher
                                                              und zeitlicher (stundenscharf) Auflösung berechnet
                  Gebäude                                   Bereitstellung der Energie wird optimiert und mit Netzmodellen
  Rahmendaten

                  (Gemod)                                     iteriert
                                 Angebotsmodellierung       Auslegung der Netze wird berechnet
                                     (Enertile®)
                                                         Einordnung
                  Industrie                                Sehr hohe Auflösung des Energiesystems
                 (Forecast)
                                                              Beispiel Enertile (Optimierung Angebot)
                                                                > 130 Millionen Erzeugungsvariablen
                GHD/Geräte
                                                                Größe des Gleichungssystems > 4,4 Mio.
                                      Gasnetze                       Schreibmaschinenseiten
                 (Forecast)        (SIMONE et al.)
                                                            Modellkette sehr rechenintensiv und aufwändig

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Methodik und Rahmendaten

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Gebäudemodell GEMOD

 Bottom-Up-Modellierung Raumwärme und Warmwasser
 4 Wohngebäudetypen
          14 Nichtwohngebäudetypen
          13 Altersklassen
           234 Gebäudetypen
 Berechnungsverfahren gem. GEG
 Verbrauchsberechnung / Rebound
 Betriebswirtschaftliches Entscheidungs-
  modul für Heizungstechnologien
 Sanierungstätigkeit auf Grundlage
  der Nutzungsdauern
 Bundesebene, Bundesländer,
  Landkreise, Einzelgebäude

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Rahmenbedingungen Gebäude

 Wohnflächenentwicklung in allen
          Szenarien gleich
 an Projektionsbericht und NECP
  orientiert, jedoch mit „Suffizienz-
  Abschlag“
  2030: 1%
  2050: 2,5%
 Wohnflächenentwicklung höher
  als in vielen früheren Szenarien

 Kein Anstieg des Biomasse-
          budgets

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Storylines der TN-Szenarien

TN-Strom                                 TN-PtG/PtL                                 TN-H2-G
 Zielszenario mit 100% THG-              Zielszenario mit 100% THG-                Zielszenario mit 100% THG-
     Minderung 2050                         Minderung 2050                              Minderung 2050
 Hoher Anteil von Wärmepumpen            Hoher Anteil von PtG in dezentralen       Hoher Anteil von Wasserstoff in
 Hohe Bedeutung von Gebäude-               Heizungen                                   dezentralen Heizungen
     Effizienz                                                                       Verbrennung in Heizkesseln
 Anheben der Bauteil-Anforderungen
     um durchschnittlich 27% (Dämmung)    Besonderheit: die Entwicklung von Gebäude-Effizienz und Wärmeerzeugern
                                            verläuft in TN-PtG/PtL- und TN-H2-G-Szenario parallel
 Beschleunigung der Sanierungs-
     zyklen um durchschnittlich 20%       Anheben der Bauteil-Anforderungen um durchschnittlich 15% (Dämmung)
     (nicht bei Anlagen)                  Keine Beschleunigung der Sanierungszyklen
 2050 sind 37% der Gebäude mit           2050 sind 21% der Gebäude mit Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung
     Lüftungsanlagen mit                    ausgestattet
     Wärmerückgewinnung ausgestattet
  keine synthetischen Energieträger
     in der Breite verfügbar

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E ff i z i e n z a n f o r d e r u n g e n

 Anforderungen an Hülle                                            TN-Strom
  steigen durchschnittlich um
                                   U-Werte                                        konventionelle               ambitionierte
   TN-Strom     27%               in W/m²K
                                                       Neubau
                                                                                     Sanierung                  Sanierung
   TN-PtG/H2-G 15%                             bis 2020        ab 2021      bis 2020        ab 2021      bis 2020       ab 2021
                                 Dach                  0,20           0,15    0,20 / 0,24          0,15          0,14          0,13
 Beschleunigung der             Fassade               0,28           0,16           0,24          0,16          0,20          0,14
  Sanierungszyklen               Fenster               1,30           0,80           1,30          0,80          0,95          0,70
  durchschnittlich um            Keller                0,35           0,22           0,30          0,22          0,25          0,20
   TN-Strom     20%
   TN-PtG/H2-G 0%                                                  TN-PtG / TN-H2-G
 Gebäude mit                      U-Werte             Neubau
                                                                                  konventionelle               ambitionierte
                                   in W/m²K                                          Sanierung                  Sanierung
  Lüftungsanlagen (WRG)
                                                bis 2020        ab 2021      bis 2020        ab 2021      bis 2020       ab 2021
  in 2050                        Dach                  0,20           0,17    0,20 / 0,24          0,17          0,14          0,13
   TN-Strom     37%             Fassade               0,28           0,20           0,24          0,20          0,20          0,18
   TN-PtG/H2-G 21%              Fenster               1,30           1,00           1,30          1,00          0,95          0,80
                                 Keller                0,35           0,26           0,30          0,26          0,25          0,23

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Sanierungstiefe

 Pinselsanierungen
           (keine Änderung des U-Werts)
           gehen in allen Szenarien deutlich zurück                  TN-Strom                               TN-PtG / TN-H2-G
                                                               2%          2%     12%       30%             2%          2%     15%       20%
                                                      100%                                         100%
                                                       90%                                         90%
 Konventionelle Sanierungen                           80%                                         80%

           (U-Wert-Anforderungen gem. GEG)             70%                                         70%
                                                       60%                                         60%     79%          79%
           bleiben Standard, sinken langfristig        50%
                                                              79%          79%
                                                                                   83%
                                                                                                   50%
                                                       40%                                         40%
                                                                                                                                82%      77%
                                                                                            67%
                                                       30%                                         30%
 Ambitionierte Sanierungen                            20%
                                                       10%
                                                                                                   20%
                                                              19%          19%                     10%     19%          19%
           (entsprechen heute der BEG)                  0%                         5%        3%     0%                          3%        3%
           steigen in allen Szenarien stark an                2011         2020   2030      2040           2011         2020   2030      2040

                                                         Pinselsanierung          Konventionell       Pinselsanierung          Konventionell
                                                         Ambitioniert                                 Ambitioniert

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Ergebnisse:
Ve r s o r g u n g s t e c h n o l o g i e n u n d E n e r g i e v e r b r a u c h

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Wärmeerzeuger
Szenario TN-Strom

Wärmeerzeuger
 Fossile Heizkessel werden
  ab 2030 nicht mehr
  installiert, in 2050 werden
  400.000 Gaskessel
  vorzeitig stillgelegt
 Zunahme von
  Wärmepumpen auf
  5,8 Mio. (2030) bzw.
  16,4 Mio. (2050)
 Anstieg Wärmenetz-
  anschlüsse um Faktor 2,4
 Anstieg Holzpelletkessel
           um Faktor 2,6
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Endenergie
Szenario TN-Strom

 Senkung des
  Endenergieverbrauchs
  (inkl. Umgebungswärme) um 47%
  ggü. 2008
 Herausforderungen
   Hohes Effizienzniveau
   Hochlauf Wärmepumpen
   Hochlauf Wärmenetze
 Chancen
   Investition in hochwertigen
             Gebäudebestand (langlebig)
            Hohe Zielkonformität
            Entlastung der Netze

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Wärmeerzeuger
S z e n a r i e n T N - P t G / P t L u n d T N - H 2- G

Wärmeerzeuger
 Abnahme von Gaskesseln
  um 36% (8,6 Mio. in 2050)
 Auslaufen von Ölkesseln
 Zunahme von
  Wärmepumpen auf
  3,2 Mio. (2030) bzw.
  8,3 Mio. (2050)
 Anstieg Wärmenetz-
  anschlüsse um Faktor 2,2
 Anstieg Holzpelletkessel
           um Faktor 2,7

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Endenergie
Szenario TN-PtG/PtL

 Senkung des Endenergiebedarfs
  (inkl. Umgebungswärme) um 33%
  ggü. 2008
 Herausforderungen
   2030-Ziel hängt von frühzeitigem
             PtG-Hochlauf ab
            Investition in Brennstoffversorgung
             (konsumtiv)
            PtG-Preisbildung unsicher, Kostenrisiko
 Chancen                                              Methan

            PtG-Beimischung problemlos möglich
            Beibehalten der Heiztechnologien

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Endenergie
S z e n a r i o T N - H 2- G

 Senkung des Endenergiebedarfs
  (inkl. Umgebungswärme) um 33%
  ggü. 2008
 Herausforderungen
   2030-Ziel hängt von frühzeitigem
             H2-Hochlauf ab
            Investition in Brennstoffversorgung
             (konsumtiv)
            Anpassung der Gas-Netze erforderlich
            Austausch der Wärmeerzeuger erforderlich
                  aufwändige Logistik
 Chancen
            Beibehalten von Verbrennungstechnologien
            H2 voraussichtlich günstiger als PtG

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Endenergie
Szenarienvergleich

 Senkung des
           Endenergiebedarfs
           (inkl. Umgebungswärme)
            TN-Strom:    47%
            TN-PtG/H2-G: 33%

 Weitgehende Verlagerung der
           Emissionen auf den
           Umwandlungssektor

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Endenergie
Szenarienvergleich – fossile Energieträger

 Fossile Energieträger werden
           2050 nicht mehr verwendet

 Dieses Ziel ist auf 2045
           vorzuziehen.

 Dazu müssen in TN-Strom
           400.000 verbliebene
           Wärmeerzeuger stillgelegt
           werden.

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Endenergie
S z e n a r i e n v e r g l e i c h – s y n t h e t i s c h e s M e t h a n , Wa s s e r s t o ff

 Der Hochlauf von PtG und
           Wasserstoff muss spätestens in 2030
           mit 170 GWh starten und sich alle
           2 Jahre verdoppeln

 PtG oder Wasserstoff decken in 2050
           ein Drittel des Wärmeverbrauchs im
           jeweiligen Szenario

 Der Gasverbrauch in Gebäuden sinkt
           um die Hälfte

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Endenergie
Szenarienvergleich - Biomasse

 Biomasse bleibt annähernd
           konstant bzw. geht leicht zurück

 Einsatz vornehmlich in
           ländlichen Gebieten und bei
           traditioneller Holzfeuerung

 Verschiebung von
           Scheitholzfeuerung zu Pellets
           und Hackschnitzeln

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Endenergie
Szenarienvergleich - Wärmenetze

 Der Wärmeabsatz von Nah- und
           Fernwärme steigt um 55 bis 80%

 Da der Wärmeverbrauch der
           Gebäude gleichzeitig sinkt, steigt die
           Zahl der angeschlossenen Gebäude
           um 120 bis 140%

 Nachverdichtung vorhandener Netze
           und Errichtung neuer Netze in allen
           Szenarien erforderlich

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Endenergie
Szenarienvergleich - Wärmepumpen

 Wärmepumpen wachsen in allen
           Szenarien stark an

 Sie werden bevorzugt in
           kleineren und effizienteren
           Gebäuden eingesetzt

 Luft-Wärmepumpen bleiben mit
           rund 80% dominant.

Seite 23

Endenergie
Szenarienvergleich - Solarthermie

 Solarthermie wird vor allem in
           Kombination mit PtG- und
           H2-Heizungen eingesetzt. Hier
           substituieren sie teure Brennstoffe und
           amortisieren sich schneller.

 Solarthermie und Wärmepumpen
           kannibalisieren sich z.T. gegenseitig
           (Ausnahme: Eisspeicher,
           Regenerierung Erdsonden)

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Schlussfolgerungen

Seite 25

Einordnung der Szenarien vor dem Hintergrund der neuen
K l i m a s c h u t z z i e l e n a c h d e m U r t e i l d e s B Ve r f G

 Die Szenarien wurden vor dem Urteil des Bundesverfassungsgerichtes gerechnet.

 Die zentrale Zielvorgabe war Treibhausgasneutralität bis 2050.

 Lediglich das Szenario TN-Strom erreicht die aktuellen Ziele für die Jahre 2030 und 2040. Auch hier
           müsste in der letzten Dekade die Entwicklung weiter beschleunigt werden, um die aktuellen Ziele zu
           erreichen.

 In den Szenarien TN-H2-G und TN-PtG/PtL werden die aktuelle Ziele für 2030 und 2040 verfehlt.
           Eine Erreichung der Ziele wäre innerhalb der Logik der Szenarien durch schnellere Diffusion von
           Wasserstoff bzw. synthetischen Kohlenwasserstoffen möglich.

 Die prinzipiellen Erkenntnisse dieser Analyse sind nach unserer Ansicht auch nach der aktuellen
           Verschärfung der Klimaziele gültig.

Seite 26

Schlussfolgerungen

 Ambitionen bei Effizienz und Erneuerbarer Wärme müssen in allen Szenarien weiter
           gesteigert werden ggü. aktuellem Stand (GEG 2.0, BEG)

 Lange Nutzungszyklen der Bauteile behindern bereits heute die Verbrauchsminderung
            ab jetzt muss jede Sanierung zur Zielerreichung beitragen

 Wohnflächenzuwachs ist kontraproduktiv  Suffizienz entlastet linear

 Massiver Wärmenetz-Ausbau in allen Szenarien erforderlich  no-regret-Maßnahme

 Hohe Zuwächse von Wärmepumpen auch in TN-PtG/PtL und TN-H2-G
            no-regret-Maßnahme

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Regionale Analysen

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Regionalisierung des Gebäudewärmebedarfs

 Abgrenzung: Privathaushalte und GHD,

                                                                Demographie Heizungstechnologien
                                                                                                      GEMOD:
           Raumwärme und Brauchwarmwasser                                                            Nutzungs-
                                                                                                     grade nach      (Potenzieller) Endenergiebedarf
 Räumliche Daten Gebäude: ifeu                                                                      Heizungs-
                                                                                                    technologie,
                                                                                                                       Heizungstechnologien nach
                                                                                                                    Szenarienjahr für Regionalisierung
  Wärmeatlas 2.0                                                                                   Gebäudetyp,
                                                                                                   Szenarienjahr
− 3D-Gebäudemodelle (Stand 09/2016)
                                                                                                     BBSR
− Baualter                                                                                         Wohnflächen-
                                                                                                    prognose
                                                                                                                            Zusätzliche regionale
                                                                                                                     Differenzierung Nutzwärmebedarf

− Klimazonen                                                                                                                   Szenarienjahre                    variable räumliche
                                                                                                     NUTS3
                                                                                                                                                                 Aggregation

− energetische Gebäudetypologie gemäß                                                                                Nutzwärmebedarf Szenarienjahre

  GEMOD (19,4 Mio. Wohn- & 2,5 Mio.                                                                  GEMOD:

                                                                   Bausubstanz
                                                                                                   Nutzenergie-
                                                                                                                     Nutzwärmebedarf Basisjahr 2017
  Nichtwohngebäude exkl. Industrie)                                                                 bedarf RW /
                                                                                                      WW pro
 Zusätzliche Berücksichtigung                                                                     Gebäudetyp &
                                                                                                   Szenarienjahr
  demographischer Entwicklung auf NUTS3                                                                              Gebäudedatenbank ifeu-Wärmeatlas 2.0:
                                                                                                                   19,4 Mio. Wohngebäude
  über BBSR-Wohnflächenbedarfsprognose                                                                             2,5 Mio. Nichtwohngebäude (exkl. Industrie)

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            Hausumringe: © GeoBasis-DE I Geobasis Bayern 2017

Wärmenetzmodell

 Erfassung des Wärmenetzbestandes 2017:
− 1721 Städte & Gemeinden mit Wärmenetzen
− 66,8 TWh Endenergiebedarf Fernwärme Privathaushalte
           und GHD, RW & WW                                        Kostenkomponenten:
− 26.700 km Trassen & Hausanschlussleitungen                       1) Wärmegestehungskosten           Enertile
                                                                   2) CAPEX Verteilnetz               Differenziert
                                                                   3) CAPEX Pumpen                    nach
          Bundesweites 500m x 500m Analyseraster:                 4) CAPEX Steuerungssysteme         Gemeindetypen,
                                                                   5) CAPEX Hausübergabetechnik       300-800 €/m
−          Endenergiebedarf Gebäudewärme pro Szenarienjahr         6) OPEX Verteilnetz
−          Maximaler Anschlussgrad pro Szenarienjahr               7) OPEX Pumpstrom
                                                                   8) OPEX Pumpen
−          Berechnung Länge des Verteilnetzes aus                  9) OPEX Steuerungssysteme
           Straßengeometrien in Abhängigkeit des Anschlussgrades   10) OPEX Hausübergabe
                                                                   11) OPEX Organisation/Verwaltung
− Berechnung betriebswirtschaftlicher Vollkosten der               12) Marge Versorger
           Wärmeversorgung frei Endkunden [EUR/MWh]
Seite 30

Regionalisierung des Fernwärmebedarfs im Szenario
TN-Strom

                           2050 keine Konkurrenz mehr zum Gasnetz,
                            deutliche Reduktion des Gesamtwärmebedarfs
                           Fernwärme wird zentrale Technologie zur
                            Wärmeversorgung verdichteter
                            Gebäudebestände
                           Auswertung der Vollkosten frei Endabnehmer
                            im Zieljahr 2050: Auswahl der Zellen mit den
                            günstigsten Vollkosten, ohne gesonderte
                            Berücksichtigung bereits heute vorhandener
                            Wärmenetze, 109 TWh = max. 113€/MWh
                            (grüne Kurve)
                           Absatzpotenzial in Gebieten mit bestehenden
                            Netzen ist deutlich niedriger als die simulierten
                            Endenergiebedarfe an Fernwärme in GEMOD
                            (blaue Kurve)
Seite 31

Regionalisierung des Fernwärmebedarfs in den Szenarien
T N - P t G / P t L u n d T N - H 2- G

                                                2050 weiterhin Konkurrenz zum Gasnetz,
                                                 geringere Reduktion des
                                                 Gesamtwärmebedarfs, Fernwärme wird
                                                 deutlich ausgebaut
                                                Auswertung der Vollkosten frei Endabnehmer
                                                 im Zieljahr 2050: Priorität auf Ausbau
                                                 bestehender Netze bis zu exogen
                                                 vorgegebener „Wirtschaftlichkeitsgrenze“
                                               a) Auswahl aller Zellen mit bestehenden
                                                  Wärmenetzen bis zu Vollkosten von
                                                  108 €/MWh = 63 TWh Endenergie FW
                                                  (blaue Kurve)
                                               b) Auswahl zusätzlicher Zellen ohne bestehende
           SZENARIO TN-H2-G nahezu identisch      Wärmenetze mit den günstigsten Vollkosten =
                                                  31 TWh Endenergie FW (graue Kurve)
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Regionalisierung der netzgebundenen Wärmeversorgung

           • Nutzwärmeverbrauch aller Gebäude
           • Zuweisung auf Ebene der Kreise und kreisfreien Städte (NUTS3)

           • Verteilung der Wärmenetze prioritär nach Wärmedichte

           • Verteilung der Gasnetze (CH4, H2) nach Wärmedichte nachgeordnet

           • Proportionale Verteilung der Wärmepumpen auf verbleibende
             Nutzwärme

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Ergebnisse der Regionalisierung
Szenario TN-Strom im Jahr 2050

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Ergebnisse der Regionalisierung
Szenario TN-PtG/PtL im Jahr 2050

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Ergebnisse der Regionalisierung
S z e n a r i o T N - H 2- G i m J a h r 2 0 5 0

 Bei statischer Betrachtung gleiche Verteilung
           wie in TN-PtG/PtL

 Zusätzliche dynamische Einflüsse können
           Ergebnis überlagern:
            Aufbau des Wasserstoff-Backbones
            Industrielle Wasserstoff-Zentren
            Einflüsse durch Umstellung der Gasnetze
            Einflüsse durch Umrüstung der Wärmeerzeuger

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GEWERBE, HANDEL & DIENSTLEISTUNGEN
P R I VAT H A U S H A LT E

Szenarienvergleich – Geräte GHD und HH

             TN-Strom                                    TN PtG/PtL         TN-H2
 Storyline   Starke Durchdringung der Effizienz          Kein dezidiertes   Kein dezidiertes
                                                         PtG Szenario       Wasserstoff-
                                                                            Szenario
             •   Weitere Technologieverbesserungen
                 (basierend auf historischem Trend)
             •   Effizienzpotentiale weitestgehend
                 ausgeschöpft
             Keine Berücksichtigung Suffizienz

 Ziel        Maßstab für THG neutrale Szenarien
             Alle Anwendungen, für die es möglich ist,
             werden auf Strom umgestellt

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Haushalte

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Methodik

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FORECAST Residential Appliances

Bottom-Up Gerätebestandsmodell
 Prominente Treiber:
    Bevölkerungsentwicklung
    Haushaltsgrößen / Anzahl Haushalte
    Technologiepreise
    Strompreisentwicklung

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Ausgangslage: In 2018 wurden 4 TWh (4%) des
Endenergiebedarfs durch Gas gedeckt

            HH Energieträger im Szenario       Welche Nicht-Stromanwendungen gibt es derzeit
                     TN-Strom                  noch in privaten Haushalten?
           120
                        4

           100
                                                Zum überwiegenden Anteil Anwendungen, die dem
                                                 Gebäudesektor zugerechnet werden:
           80                                     Raumwärme
                                       Gas
    TWh

                                                  Warmwasser
           60                          Strom
                       106
           40
                                                Verbleibend:
                                                  Gasherde
           20

            0
                      2018

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Ergebnisse

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Gesamtenergiebedarf sinkt im TN-Strom Szenario
zwischen 2018 und 2050 um 34%

                                Gesamtenergiebedarf nach Energieträgern im Szenario
                                                    TN-Strom
                 120
                           4           4
                                                                     -34%
                 100                             2

                                                           1
                 80
                                                                     0           Gas
           TWh

                 60
                          106         105
                                                 98
                 40                                        86
                                                                     73          Strom

                 20

                  0
                        2018         2020      2030      2040      2050

                       Basisjahr                  TN-Strom

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(Zwischenzeitlich) leicht steigende Bedarfe im Bereich
IKT und für Klimatisierung

                               Gesamtenergiebedarf nach Anwendungen im Szenario
                                                   TN-Strom
                 120
                                                                            Gasherde
                 100       1          2
                                               3
                          17          18                        -34%        Beleuchtung
                                              17        4
                 80
                                                       14
                                                                4           Klimatisierung
           TWh

                 60                                             13

                                                                            IKT-Endgeräte
                 40
                                                                            Elektroherde
                 20

                  0                                                         Weiße Ware
                        2018        2020     2030     2040     2050
                                                                            Sonstiges
                       Basisjahr               TN-Strom

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Gewerbe, Handel & Dienstleistungen

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Ausgangslage: In 2018 wurden 50 TWh (28%) durch
fossile Energieträger gedeckt

                                                       Welche Nicht-Stromanwendungen gibt es
                 GHD Energiebedarf nach
                                                       derzeit noch im GHD-Sektor?
                    Energieträgern
           200
                       2
           180
                               4      Biokraftstoffe    Prozesswärme, im Wesentlichen:
           160
           140
                      50                                  Beherbergung, Gaststätten, Heime
           120
                                      Nah- und            Krankenhäuser, Schulen, Bäder
   TWh

                                      Fernwärme
           100                                            Herstellungsbetriebe
            80                        Solarthermie
            60        126                                 Landwirtschaft & Gartenbau
            40                        Fossile
            20                                          Mechanische Energie, im Wesentlichen:
             0                        Strom               Landwirtschaft
                   Basisjahr
                                                          Baugewerbe
                    2018

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Ergebnisse

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Im TN-Strom Szenario sinkt der Gesamtenergiebedarf zwischen
2018 und 2050 um 30%

                         Gesamtenergiebedarf nach Energieträgern im TN-Strom Szenario
                 200
                 180                                                       Biokraftstoffe
                 160                                            -30%
                 140
                 120                                                       Nah- und Fernwärme
           TWh

                 100
                 80                                                        Solarthermie
                 60       126       125      118       115      111

                 40
                 20                                                        Fossile
                  0
                        2018       2020     2030     2040      2050
                                                                           Strom
                       Basisjahr              TN-Strom

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Im TN-Strom Szenario sinkt der Strombedarf zwischen
2018 und 2050 um 12%

           140                                               Elektromotoren

           120
                                                             Beleuchtung
                                                      -12%
                                                             Straßenbeleuchtung
           100
                                                             IKT Büro
            80                                               Rechenzentren
    TWh

                                                             Klimatisierung
            60
                                                             Aufzüge
            40                                               Kochen

            20                                               Waschen
                                                             Kühl- und Gefriergeräte
             0
                                                             Prozesswärme
                  2018       2020   2030      2040   2050
                                                             Weitere Stromverbräuche
                 Basisjahr             TN-Strom

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Steigender Bedarf in Rechenzentren und für IKT

      20                                                                                                      Elektromotoren
                                     18,5
                                                                           100%
                              18,0                                                                            Beleuchtung
      18               17,0                                                90%
                                                                                                              Straßenbeleuchtung
      16                                                                   80%
                14,3                                                                                    5%
                                                                                          3%     4%           IKT Büro
      14                                                                   70%     3%
                                                                                         14%    16%    17%    Rechenzentren
      12                                                            2020   60%    11%

                                                                                                              Klimatisierung
TWh

      10                                                            2030   50%
                                                                    2040                                      Aufzüge
           8                                                               40%
                                                                    2050                                      Kochen
           6                                                  5,2
                                                                           30%
                                                        4,6                                                   Waschen
                                            3,7
                                                  4,1                      20%
           4
                                                                                                              Kühl- und Gefriergeräte
                                                                           10%
           2                                                                                                  Prozesswärme
                                                                            0%
           0                                                                      2020   2030   2040   2050   Weitere
               Rechenzentren                 IKT Büro                                                         Stromverbräuche

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Schlussfolgerungen

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Schlussfolgerungen

 Eine weitgehende Elektrifizierung des GHD Sektors geht mit einem Rückgang des Strombedarfs (um
           12% im Vergleich zum Basisjahr 2018) einher

 Im TN-Strom Szenario reduziert sich der Strombedarf der HH um 33% im Vergleich zum Basisjahr 2018

 Die Entwicklung des Energiebedarfs von neueren Verbräuchen (insb. Rechenzentren im GHD-Sektor
           sowie IKT-Endgeräte und Klimageräte in HH) ist teilweise sehr unsicher

 Erhebliche Anstrengungen bei der gesteigerten Effizienz der Geräte in beiden Sektoren erforderlich, da
           die Anzahl insb. im Bereich IKT und in der Klimatisierung zunimmt, während die Anzahl der anderen
           Geräte stagniert

 Reduktion des Gesamtenergiebedarfs in beiden Sektoren durch Elektrifizierung möglich, aber deutliche
           pol. Anstrengungen erforderlich

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Vi e l e n D a n k f ü r I h r e A u f m e r k s a m k e i t

heike.brugger@isi.fraunhofer.de
peter.mellwig@ifeu.de

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