„LEITSZENARIO 2006“ ein aktuelles Klimaschutzszenario für ... · 3.124 2.995 2.760 2.623 2.358 2.211 2.068 1.711 Endenergieeinsatz für Raumwärme [PJ/a] 1.365 Erdwärme Kollektoren

Institut für Technische Thermodynamik – Abt. Systemanalyse und Technikbewertung

„LEITSZENARIO 2006“

ein aktuelles Klimaschutzszenariofür Deutschland und Perspektiven

für Baden-Württemberg

Samstags-Forum Regio FreiburgUniversität Freiburg

Samstag 12. Mai 2007

Dr. Joachim NitschStuttgart


- nur energiebedingte Emissionen -

1990 2000 2010 2020 2030 2040 20500

200

400

600

800

1.000

CO

2-Em

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, [M

io t

CO

2/a]

Ist (temp. bereinigt)

REF 2002

REF 2005(EWI/Prognos)

Leitszenario2006

LEIT -VAR 1

LEIT-VAR 2

Aktual\co3; 5.4.07

Erforderlicher Beitrag Deutschlands zum Klimaschutz bis 2050

Minderungsziele für CO2 gegen-über 1990:

21 % bis 2008/2012 (Kyoto)

30 - 40% bis 2020

80% bis 2050

825


- LEITSZENARIO 2006 -

1990 1995 2000 2005 2010 2015 202060

80

100

120

140

160

180

200In

dex

(199

0 =

100)

PEV BIP BIP/PEV

aktual50/Produkt2; 12.12.06

Mittleres Wachstum , %/a

1990-2005 2006-2020

BIP 1,4 1,6

BIP/PEV 1,6 2,9

Teilstrategie I: Deutliche Steigerung der Energieeffizienz



2000 2005 2010 2020 2030 2040 20500

2000

4000

6000

8000

10000

12000

1400014425 14340

13492

11903

10425

9057

7899

End-

, Prim

ären

ergi

e, P

J/a

Nichtenerg.VerbrauchUmwandlungs-sektorKraftmobilKraft/Lichtstationär

Prozeswärme

Warmwasser

Raumwärme

aktual/ENDSTRU4/23.1.07

Wirkung der EffizienzstrategieRückgang bis 2050: Endenergie - 38%; Primärenergie - 45% (KWK von 10 auf 25%)



2000

2001

2002

2003

2004

2005

2010

2015

2020

2025

2030

2040

2050

0

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

346 364 395473 523

601

850

1.134

1.439

1.762

2.072

2.686

3.156En

dene

rgie

ern

euer

bare

Ene

rgie

n, P

J/a

Geothermie

Solarstrahlung

Biomasse, -gasbiog. Abfälle

Windkraft

Wasserkraft

Aktual/EE-END; 23.1.07

Teilstrategie II: Ausbau Erneuerbarer Energien:Durchschnittliche Steigerung des EE-Anteils 2006 -2050: 1 %/a

(Anteile in 2020/2050 : Strom 29/79%; Wärme 14/48%; Kraftstoffe 17/42% )



2000 2005 2010 2020 2030 2040 20500

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,00014402 14238

13492

11903

10425

9057

7899

Prim

ären

ergi

e, P

J/a

Geothermie

Solar-strahlungWind,Wasserkraft

Biomasse

Erdgas

Mineralöl

Steinkohle

Braunkohle

Kernenergie

aktual/PRIMSTRU/23.1.07

Primärenergiestruktur des Szenarios (Wirkungsgradmethode)

49%

36%

25%

15,7%

8,4%4,7%2,7%

Anteil EE


Verwendung der eingesetzten Biomassen (Reststoffe, Energiepflanzen)

2000 2005 2010 2020 2030 2040 20500

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

1,600

1,800

309

550

846

1302

15281602 1632

End-

, Prim

ären

ergi

e, P

J/a

Wandlungs-verluste

Kraftstoffe

Einzel-heizungenSonstigeNahwärme

KWK-Wärme

Strom

bmu/aktual/bio-end; 18.12.06

*) Anteil an End- energie (%)

2,4 *)

4,4

11,7

15,1 17,8 20,6

6,8

„Ökologisches“ PotenzialReststoffe: 725 PJ/a;

Verfügbare Fläche fürEnergiepflanzen:4,2 Mio. ha (2030)


Vergleich von Referenzszenarien zeigt: Die Trends verändert sich in die richtige Richtung – aber zu langsam

1990 2000 2010 2020 2030 2040 20500

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000Pr

imär

ener

gie

Erne

uerb

are

Ener

gie

,PJ/

aIst

REF2002

REF2005

REF2006

LEITSZEN2006

aktual\pev-EE.pre;11.10.06

1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

Primärenergie, PJ/a


Detailstruktur der EE- Stromerzeugung bis 2020

1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 20200

20

40

60

80

100

120

140

160R

egen

erat

ive

Stro

mer

zeug

ung,

TW

h/a

Wasser WindOnshore

WindOffshore

Biomasse,biog. Abfälle

Fotovoltaik Geothermie Europ.Verbund

BMU/aktual/str2020; 23.1.07

REF 2005/06

REF 2002

36,7

63,5

92

156

120


Entwicklung der Gesamtleistung im Stromsektor- LEITSZENARIO 2006 -

2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2040 20500

20

40

60

80

100

120

140

160

180

119

131140

149155

160167 171 173

Bru

ttole

istu

ng, G

WEU-VerbundEE

Photovoltaik

Geothermie

WindOffshoreWind anLand

Laufwasser

Biomasse,Biogase

KWK, fossil

Gas Kond.

Kohle Kond.

Kernenergie

(KWK)


Erforderliche bzw. „zulässige“ Neukraftwerke (ab 2000) nach Kraftwerksarten

Leistung in GW 2010 2015 2020 2025 2030 Stein- und Braunkohle, Müll, KW + HKW

6,4 13,5 15,7 18,6 21,1

Gas, KW +HKW 4,6 13,4 22,7 28,9 31,3 Fossile Großkraftwerke, ges. 11,0 26,9 38,4 47,5 52,4 - davon als HKW 2,6 6,6 9,4 13,3 15,7 Dezentrale KWK, fossil 1,8 3,0 4,2 5,3 6,5 Erneuerbare Energien 30,4 41,8 55,4 67,7 80,2 - davon Windenergie 21,3 27,8 35,9 43,2 50,5 - davon Biomasse, Biogas 3,9 5,1 6,4 7,1 8,0 - davon Fotovoltaik 4,5 7,7 10,8 12,3 13,8 Leistungszubau insgesamt 43,2 71,7 98,0 120,5 139,1

Insgesamt neu 2001 – 2020: EE: 55 GW; FOSSIL: 43 GW FOSSIL neu: KOND = 29 GW, KWK = 14 GW; Kohle 16 GW; Erdgas 27 GW

CO2-Emissionen der Stromerzeugung von 315 (2005) auf 265 (2020)

(Nutzungsdauer Großkraftwerke 40a; andere 25-30 a; Kernenergieausstieg)


- Leitszenario 2006 -

2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2040 20500

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

3.1242.995

2.7602.623

2.3582.211

2.068

1.711

1.365

Ende

nerg

ieei

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z fü

r Rau

mw

ärm

e [P

J/a]

Erdwärme

Kollektoren

Biomasse KWK und direktFern- NahwärmefossilErdgasdirektKohledirektHeizöldirektStrom direkt und WP

aktua/lHeiz-LE; 15.10.06

*)*)

*) temperaturbereinigt

Entwicklung des Raumwärmebedarfs im Leitszenario 2006

REF

Fern- + Nahwärme, fossil2005: 8,5%2050: 21,5%

Erneuerbare:2005: 7%2050: 66%


Beitrag erneuerbarer Energien zur zukünftigen Wärmeversorgung

Nahwärme:2005: 25%2050: 64%

- Leitszenario 2006 -

2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2040 20500

200

400

600

800

1.000

1.200W

ärm

eerz

eugu

ng (E

nden

ergi

e),

PJ/a

GeothermieNahwärmeGeothermieEinzelanlageKollektorenNahwärmeKollektorenEinzelanlageBiomasse NahwärmeBiomasseEinzelanlage

6,3 %*)

14 %

*) Anteil an gesamtem Wärmebedarf (ohne Stromanteil)

23 %

48 %

Aktual/EEWA-LE; 24.11.06

REF 2005

34 %


2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030-2

0

2

4

6

8

10

12

14D

iffer

enzk

oste

n, M

rd. E

UR

(200

2)/a

Pfad A Pfad B Pfad C

Aktual/DIFGES; 12.3.07

2020:60 $2000/b15 €/t CO2

2020 :75 $2000/b20 €/ t CO2

2020:32 $2000/b10 €/ t CO2

Gesamte EE-Differenzkosten (Strom, Wärme, Kraftstoffe) im LEITSZENARIO 2006

Die wirtschaftliche Bewertung des EE-Ausbaus verlangt realistische Annahmenzur zukünftigen Entwicklung fossiler Energiepreise und CO2-Vermeidungskosten


Kostenentwicklung stromerzeugender EE-Technologien

KWK-Anlagen mit Wärmegutschrift

- LEITSZENARIO 2006; Neuanlagen -

2000 2010 2020 2030 2040 20500.00

0.04

0.08

0.12

0.16

0.20St

rom

gest

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gsko

sten

, EU

R(2

002)

/kW

hWasser

Wind

Fotovoltaik

Geothermie

Europ.Verbund

FesteBiomasse

Biogase

Mittelwert

aktual/STR-KOS1; 24.1.07


- LEITSZENARIO 2006; Preispfad C -

2000 2010 2020 2030 2040 20500

2

4

6

8

10

12St

rom

kost

en (M

S-Eb

ene)

cts

(200

2)/k

Wh

nur fossile KW

EE-Neu-anlagen Gesamt

aktual/KOS-GES5; 24.01.07

Erneuerbare Energien ermöglichen mittelfristig eine kostenstabile und weitgehend rohstoffpreisunabhängige Energieversorgung


Baden - Württemberg, Zeitraum 1989 - 2004

0

40

80

120

160

200Ab

solu

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unah

me

[ PJ

/a]

EE

Kern-energie

Kohlen

Mineralöl

Erdgas

Primär-energie

C:\BAWÜ\Klimaschutz\PEVZU.PRE; 13.6.06

CO2-Emissionen: 73,5 -> 78 Mio. t/a

15%

57%

2%0%

13%

90%

Relative Zunahme

15%

Veränderung der Primärenergiestruktur Baden-Württemberg zwischen 1989 und 2004- ein schwerwiegender Zeitverlust aus der Sicht des Klimaschutzes und der Ressourcenschonung


77,5CO2-Emissionen, Mio. t CO2/a55- davon Erneuerbare Energien

1 070GESAMT: Endenergie, PJ/a


330KRAFTSTOFFE: Endenergie, PJ/a


485NUTZWÄRME: Endenergie, PJ/a


255STROM: Endenergie, PJ/a2005Energieverbrauchssektoren BW

64,5

155

930

19,5

33

300

23,0

62

400

22,0

60

230

Ziel 2020

-30

+23

-4,5

- 25

+38

+1,5

-13,0

+100

-140

-10,0

+39

- 85

2006 - 2020

Wirksamer Klimaschutz muss wesentlich stärkerals bisher im Wärme- und Verkehrssektor ansetzenund dortige Effizienzpotenziale mobilisieren.

Mindestziele für EFF und EE in 2020 für die Energieversorgung Baden-Württembergs


Was

serk

raft

Biom

asse

, -ga

sW

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tovo

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Geot

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Kolle

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0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

Ener

giem

enge

, GW

h/a

2006 - 2020:27,7 TWh/a1999 - 2005:7,5 TWh/a1998:7,8 TWh/a

BaWü; EE-2020; 18.4.07

Anzustrebender EE-Ausbau in Baden - Württemberg wenn die Bundesziele für das Jahr 2020 erreicht werden sollen.

Strom von8% auf 24% :Zuwachs =10,7 TWh/a

Wärme von5% auf 15% :Zuwachs =11,0 TWh/a

Kraftstoffevon 3 auf 11% :Zuwachs = 6,0 TWh/a


2005 Zuwachs 2006 - 2020

Wasserkraft (Laufwasser), MWel 700 250Windenergie, MWel 260 1 450 Fotovoltaik, MWel 360 1 700Geothermie, MWel 0 120Biomasse- gas (Strom), MWel 350 850

Biomasse, -gas (Wärme), GWh/a 5 300 5 800Kollektoren, 1000 m² 1 900 6 500Geothermie, GWh/a 260 2 000

Biokraftstoffe , GWh/a 2 850 3 300

Erforderliche Zuwächse bei den einzelnen Energietechnikenin Baden - Württemberg


1995 2000 2005 2010 2015 20200

10

20

30

40

50

60

70

80

fläch

ensp

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stun

g, k

W/k

m²

DurchschnittDeutschland

Rheinland-Pfalz

Thüringen

Hessen

Baden-Württemb.

1 700 MW

800 MW

BaWü-neu\Wind; 15.3.07

325 MW

Baden Württemberg hat vergleichsweise eine sehr geringe Windanlagendichte

Maximalwerte 2006:Schleswig-Holstein = 153Sachsen-Anhalt = 123Niedersachsen = 111


Anzustrebender Beitrag erneuerbarer Energien der Region Südlicher Oberrhein bis 2012*)

800 GWh/a Strom ( ~ 18% BW)750 GWh/a Wärme ( ~ 15% BW)

Kumulierte Investitionen bis 2012:ca. 1 000 Mio. €. Perspektiven nach 2012 ca. 250 Mio. €/a Investitionenim langfristigen Mittel

* ) Fläche 11,4 %Bevölkerung 9,6 %


Schlussfolgerungen aus der Szenarioanalyse für Deutschland

Es müssen alle drei Teilstrategien „EFF“, „KWK“ und „EE“ rechtzeitig,in starkem Maße und aufeinander abgestimmt mobilisiert werden, um den Einstieg in eine klimaverträgliche und ressourcenschonendeVersorgung strukturverträglich und ökonomisch vorteilhaft zu gestalten.

Die volkswirtschaftlichen und industriepolitischen Vorteile dieser Strategie zeichnen sich immer deutlicher ab. Eine kluge Energiepolitik nutzt diese Erkenntnis um den erforderlichen Umsetzungsprozess zu beschleunigenHandlungsbedarfDie Segmente „EE-Strom“*) und „EE-Kraftstoffe“ entwickeln sich mit ausreichender Dynamik, das Segment „EE-Wärme“ muss raschnachziehen, damit die Ausbauziele für EE sicher erreicht werden können.

Bei der Umsetzung der Teilstrategien „EFF“ und „KWK“ sind noch große Defizite vorhanden; ein strukturell und ökonomisch optimaler Einsatz von EE erfordert aber die Mobilisierung dieser Potenziale .

• *) in Baden-Württemberg müssen dazu übertriebene Restriktionen bei der Genehmigung von Windkraftanlagen abgebaut werden.


Einige weitere Informationen:

J. Nitsch: „Leitstudie 2007 – Ausbaustrategie Erneuerbare Energien, Aktualisierung und Neubewertung.“ Untersuchung im Auftrag des BMU. DLR Stuttgart, Februar 2007

W. Krewitt, S. Simon u.a.: „Energy (R) Evolution – A Sustainable World Energy Outlook“Studie im Auftrag von Greenpeace International und des European Renewable Energy Council (EREC), DLR Stuttgart, ECOFYS Utrecht, Januar 2007.

F. Staiß, C. Lutz, D. Edler, J. Nitsch u.a.: „Wirkungen des Ausbaus erneuerbarer Energienauf den deutschen Arbeitsmarkt unter besonderer Berücksichtigung des Außenhandels.“Untersuchung im Auftrag des BMU; ZSW Stuttgart, DLR Stuttgart, DIW Berlin, GWS Osnabrück, Juni 2006.

www.dlr.de/tt/systemwww.erneuerbare-energien.de

Documents

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