Die Entwicklung der Energiemärkte bis 2030 Energieprognose 2009 Untersuchung im Auftrag des BMWi Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung

Die Entwicklung der Energiemärkte bis 2030

Energieprognose 2009

Untersuchung im Auftrag des BMWi

Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER), Universität Stuttgart

Rheinisch-Westfälisches Institut für Wirtschaftsforschung (RWI), Essen

Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung (ZEW), Mannheim

Präsentation der Ergebnisse

Dr. Ulrich Fahl

STE-Forum, Jülich, 9. November 2010

IER / RWI / ZEW 9. November 2010Energieprognose 2009 2

Agenda

• Zielsetzung und Vorgehensweise

• Rahmenannahmen

• Referenzprognose

• Varianten mit Laufzeitverlängerung

• Ausblick 2050

• Sensitivitätsanalysen

• Fazit


Zielsetzung und Vorgehensweise

• Darstellung der Entwicklung von Angebot und Nachfrage nach Energie in Deutschland bis 2030

• Ausblick bis 2050

• Abbildung der politischen Rahmenbedingungen und exogener Einflussfaktoren, z. B. Rohölpreise

• Aufzeigen der wahrscheinlichsten Entwicklung

• Alternative Zukunftspfade: Kernenergieausstieg und Laufzeitverlängerung

• Variation entscheidender Einflussparameter

• Beratung durch einen wissenschaftlichen Begleitkreis


Makroökono-misches Modell

Elektrizitätsmarkt- modell

EU-Energiesystemmodell

Reserven/ Ressourcen

Technologie-charakterisierung

Energieträger-preise

FinanzkriseEnergie- und Klimapolitik

Sozioökonomische Entwicklung

Zielsetzung und Vorgehensweise


Rahmenannahmen

Ausreichende Energiereserven und –ressourcen (konventionell)

64

140

2971

4433

437

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60

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274

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0 1000 2000 3000 4000 5000

Erdöl

Erdgas

Steinkohle

Braunkohle

Uran

Jahre

Reserven + Ressourcen Reserven

Statische Reichweite

Quelle: BGR


Rahmenannahmen

Einheit 2007 2012 2020 2030

Bevölkerung Mio. 82,3 82,0 81,4 79,7

Haushalte Mio. 39,7 40,6 41,5 42,0

Gesamtwohnfläche Mio. m2 3 444 3 574 3 788 4 015

Reales Bruttoinlandsprodukt

Mrd. €2000 2 242 2 254 2 526 2 784

Personenverkehrsleistung (ohne Luftverkehr)

Mrd. pkm 1 047 1 061 1 078 1 068

Güterverkehrsleistung Mrd. tkm 568 615 737 880

Ölpreis (real)OPEC-Korb US $2007/bbl 69 59 69 75

Ölpreis (nominal)OPEC-Korb US $/bbl 69 66 93 127


Rahmenannahmen


Referenzprognose

Primärenergieverbrauch und Energieproduktivität

• Rückgang des Primärener-energieverbrauchs um 21% (2007-2030) (25% g. 2006)

• Anstieg der Energieproduk-tivität um jährlich 2,0 % (2007-2030)

• Rückläufiger Verbrauch bei fossilen Energieträgern und bei der Kernenergie

• Anteil der Erneuerbaren Energien am Primärener-gieverbrauch steigt bis 2030 auf 17 % gegenüber 7 % in 2007

0

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J]Steinkohle

Braunkohle

Kernenergie

Erdgas

Mineralöl

Energieproduktivität (BIP/PEV)

Müll

Erneuerbare

Strom-importe


Referenzprognose

• Bedeutende Rolle der biogenen Rohstoffe und der Windkraft

• Wichtigster Einsatzort der Erneuerbaren Energien ist die Stromerzeugung

• Verstärkte Nutzung der Erneuerbaren Energien auf dem Wärmemarkt (Erneuerbare Energien Wärmegesetz)

• Einsatz von Biokraftstof-fen im Verkehrssektor entsprechend den gesetz-lichen Mindestquoten

Nutzung Erneuerbarer Energien im Jahr 2030

5,8%

0,6%

5,0%

0,8%

0,6%

1,5%

2,2%

Windkraft

biogen fest

biogen flüssig/ gasförmig

Wasser-kraft

Photo-voltaik

Geothermie + Umgebungs-wärme

Solar-thermie

550

88

68

161

67

245

642 1820 PJ

Primärenergieverbrauch (PEV) Erneuerbare Energien 2030(absolute Werte in PJ und Anteil am gesamten PEV)


Referenzprognose

Treibhausgas-Emissionen nach Sektoren

• Kyoto-Ziel (-21 %) wird in 2012 mit -24 % deutlich übertroffen

• Emissionsreduktion ggü. 1990 bis 2020 um 34 %, bis 2030 um 44 %, ggü. 2006 um 31 %

• Umwandlungssektor leistet größten Minderungsbeitrag

• EU-Emissionshandels-system (ETS) gewährleistet Einhaltung des Reduktions-ziels in beteiligten Sektoren

• Zertifikatspreis liegt in 2020 bei ca. 30 €2007/t CO2

**ohne internationalen Luftverkehr

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Umwandlung/Erzeugung

Industrie

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Verkehr**

Diffuse Emissionen aus Brennstoffen Reduktion gg. 1990

*GHD = Gewerbe-, Handel- und Dienstleistungssektor + Landwirtschaft


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ETS-Reduktion (Basis 2005) Non-ETS-Reduktion (Basis 2005) ETS CO2-Preis

Deutschland EU-27

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2012 2015 2020 2025 2030

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2007

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O2]


Deutschland EU-27

Referenzprognose

EU-Emissionszertifikatehandel und CO2-Preise


Referenzprognose

Strombereitstellung

• Leicht rückläufige Strom-erzeugung bei gleichzeitig steigenden Stromimporten

• Starker Anstieg der Strom-erzeugung aus Windkraft (Offshore) und Erdgas

• Konstanter Anteil von Braunkohle an der Strom-erzeugung (22 %) mit wachsender Bedeutung der CO2-Abscheidung (CCS)

• Anteil der Erneuerbaren Energien am Bruttostrom-verbrauch steigt bis 2020 auf 27 %, bis 2030 auf 36 %

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1990 2000 2005 2007 2012 2015 2020 2025 2030

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Steinkohle

Kernenergie

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Braunkohle

Sonstige

Biomassen

Photovoltaik

Wind

Wasserkraft

Stromimportsaldo


Referenzprognose

Deutschland wird mehr Strom importieren

2012

-7,0-7,2

+5,1

+10,1

-10,7 -8,3

+0,6+17,9

+1,9

2020

-0,2-3,2

+3,6

+14,1

-4,0 -3,8

0+27,9

+3,4

Stromaustausch [TWh] (positiver Wert = Nettoimport; negativer Wert = Nettoexport)

∑ + 2,5 TWh ∑ + 37,9 TWh

Quelle: IER


Referenzprognose

Wind- und Erdgaskraftwerkskapazitäten nehmen stark zu

182

168

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Sonstige / Müll nicht-ern.

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Steinkohle

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11

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Referenzprognose

Stromerzeugungskapazitäten in 2012

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20

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GW

]

installierte Leistung gesicherte Leistung Nachfragelast

Bestand

Neu

Bestand

Neu

Steinkohle

Braunkohle

Erdöl

Erdgas

Kernenergie

Wasser

Wind

PhotovoltaikSonstige

Reserve

Last

• Installierte Leistung: 157 GW, davon 34 % Erneuerbare Energien

• Spitzenlast (79 GW) wird mit notwendiger Reservemarge gedeckt (keine Stromlücke)

• Zubau bis 2012: Fossile Projekte (13 GW) + Zubau Erneuerbare Energien (13 GW)

• Verbraucherstrompreise nehmen bis 2030 leicht zu

Bestand aus 2008

in Bau 2009 - 2012

gesicherter Bestand aus

2008

gesicherter Zubau aus

2009 - 2012

Reserve 2012

Last 2012


Referenzprognose

Zukünftig leichter Anstieg der Strompreise

0

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2000 2005 2007 2012 2015 2020 2025 2030

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Jahresdurchschnittspreis Großhandelsmarkt BASE Jahresdurchschnittspreis Großhandelsmarkt PEAK

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2000 2005 2007 2012 2015 2020 2025 2030

Erzeugung, Transport, Verteilung EEG KWKG Konzessionsabgabe Stromsteuer MWSt

Industrie Haushalte


Referenzprognose

Stromerzeugung mittels Kraft-Wärme-Kopplung

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118

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Sonstige / Müllnicht-ern.

sonst. Gasenicht-ern.

Biomasse / Müllern.

Erdgas

Mineralöl

Braunkohle

Steinkohle

Anteil KWK


Referenzprognose

Endenergieverbrauch nach Energieträgern

• Rückgang des Endener-gieverbrauchs um 15 % (2006-2030)

• Vorgabe aus Energie-effizienzrichtlinie der EU wird bereits 2012 erfüllt

• Deutlicher Verbrauchs-rückgang bei Mineralöl-produkten und Erdgas

• Stromnachfrage nimmt in allen Sektoren zu

• Einsatz Erneuerbarer Energien steigt bis 2030 um 60 % gegenüber 2006

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Referenzprognose

Beitrag der Erneuerbaren Energien zum Bruttoendenergieverbrauch

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1510

1394

1145

1003

801

594

342

245230

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Fernwärme ausErneuerbarenEnergien

Strom ausErneuerbarenEnergien

EinsatzErneuerbarerEnergien in denVerbrauchssektoren

Anteil ErneuerbarerEnergien


Referenzprognose

Endenergieverbrauch der Sektoren

• Deutliche Verbrauchsrück-gänge in allen Sektoren

• Stärkster Rückgang bei Haushalten trotz steigender Wohnfläche

• Industrie und Verkehr mit zwischenzeitlich anstei-gendem Endenergiever-brauch bis 2015

• Verbrauchsanstieg im Güterverkehr wird durch Rückgang im Personen-verkehr überkompensiert.


2%

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3%

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2012 2020 2030

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Referenzprognose

Endenergieverbrauch der Industrie

213321652216

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24442471242424212474

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2 4 7 12 4 2 4

2 1 3 32 1 6 52 2 1 62 3 032 2 6 9

Andere Industrien Eisen/Stahl Aluminium

Kupfer (Sonst.) NE-Metalle Ammoniak

Chlor (Sonst.) Chemie Zement

Kalk Behälterglas Flachglas

(Sonst.) NM-Mineralien Papier

Kohlen Mineralölprodukte

Gas Strom

Fernwärme Erneuerbare

Müll Sonstige (Methanol, Wasserstoff)

SektorenEnergieträger


Referenzprognose

Endenergieverbrauch des GHD*-Sektors


1733

1579

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1990 1995 2000 2005 2006 2007 2012 2015 2020 2025 2030

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Sonstige (Methanol,Wasserstoff,DME)

Müll

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Fernwärme

Strom

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Mineralölprodukte

Kohlen


Referenzprognose

Endenergieverbrauch der Haushalte

2383

26562584 2569 2601

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1990 1995 2000 2005 2006 2007 2012 2015 2020 2025 2030

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PJ

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Sonstige

Müll

Erneuerbare

Fernwärme

Strom

Gas

Mineralölprodukte

Kohlen


Referenzprognose

Endenergieverbrauch des Verkehrssektors

2574

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Küsten- undBinnenschiffahrt

Luftverkehr

Schienenverkehr

LKW

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MotorisierterIndividualverkehr

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VerkehrsmittelEnergieträger


Energie- und klimapolitische Ziele und Indikatoren für 2020

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THG-Reduktion

Energie auserneuerbaren

Quellen

Strom aus KWK Strom ausErneuerbaren

Energien

Biokraftstoff-anteil

Endenergie-Reduktion

Energie-produktivität

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Gesamt-Energiesystem Stromerzeugung NachfrageVerkehr

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THG-Reduktion


Quellen


Energien




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20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%Ziel

Ra

Rb (40a)

Rc (60a)


Referenzprognose


0,0%

0,1%

0,2%

0,3%

0,4%

0,5%

0,6%

0,7%

0,8%

0,9%

1,0%

40a(Rb)

60a(Rc)

40a(Rb)

60a(Rc)

40a(Rb)

60a(Rc)

40a(Rb)

60a(Rc)

40a(Rb)

60a(Rc)

2012 2015 2020 2025 2030

BIP

-Ab

wei

chu

ng

zu

r R

efer

enz

[in

%]

Varianten mit Laufzeitverlängerung

Volkswirtschaftliche Effekte

• Positive Auswirkungen auf gesamtwirtschaftliche Entwicklung und Beschäf-tigte (kumulierte Steigerung des BIP um bis zu +295 Mrd. €2000)

• Günstigere CO2-Zertifikats- und Strompreise wirken über volkswirtschaftliche Verflechtungen multiplikativ (Rückkopplung)

2257 2257 2400 2401 2537 2542 2656 2673 2789 2810 BIP [Mrd. € 2000]

43 44 89 92 130 191 48 227 39 233 Zusätzliche Beschäftigte [Tsd.]

[gegenüber der Referenz

(Ra)]

+4

Absolute BIP-Abweichung zur Referenz (Ra) in Mrd. €2000

+4

+21

+26

+16

+11

+3 +3

+6 +7

Absolute BIP-Abweichung zur Referenz (Ra) in Mrd. €2000

+16

+7



Primärenergieverbrauch im Vergleich

144651440114269

14905 14756

139931360513601 1342913395

1250212860

11509

12255

10924

11919

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

1990

1995

2000

2005

2006

2007 40

a

60a

40a

60a

40a

60a

40a

60a

40a

60a

2012 2015 2020 2025 2030

Pri

mär

ener

gie

verb

rau

ch [

PJ]

Stromimport

Müll (nicht-ern.)

Sonst.Erneuerbare

Wasser, Wind,Solar

Kernenergie

Erdgas

Mineralöl

Braunkohle

Steinkohle



Treibhausgas-Emissionen im Vergleich

• Treibhausgas-Emissionen im Jahr 2030 bis zu 8 %-Punkte niedriger als in der Referenzprognose

• Zertifikatspreise im Jahr 2020 bis 5 €2007/t CO2 niedriger (2030 bis zu 10 €2007/t CO2)

• Deutscher Beitrag zur Erfüllung des EU-weiten Reduktionsziels in den am Emissionshandel beteiligten Sektoren steigt (Reduktion um bis zu 24 % statt 20 %)

**ohne internationalen Luftverkehr*GHD = Gewerbe-, Handel- und Dienstleistungssektor + Landwirtschaft

-19%-20%

-15%

0

200

400

600

800

1000

1200

1990

2000

2005

2007

Ref

eren

z (R

a)

40a

(Rb

)

60a

(Rc)

Ref

eren

z (R

a)

40a

(Rb

)

60a

(Rc)

Ref

eren

z (R

a)

40a

(Rb

)

60a

(Rc)

Ref

eren

z (R

a)

40a

(Rb

)

60a

(Rc)

Ref

eren

z (R

a)

40a

(Rb

)

60a

(Rc)

2012 2015 2020 2025 2030

Tre

ibh

ausg

as-E

mis

sio

nen

[M

io.

t C

O2

äqu

.]


Industrie

Haushalte/GHD*

Verkehr**

Diffuse Emissionen aus Brennstoffen Änderung gegenüber 1990

-24%

-25%

-25%

-27%

-29%

-29%

-34%

-35%

-37% -43%

-45%

-46%

-44%

-46%

-49%

-19%-20%

-15%

0

200

400

600

800

1000

1200

1990

2000

2005

2007

Ref

eren

z (R

a)

40a

(Rb

)

60a

(Rc)

Ref

eren

z (R

a)

40a

(Rb

)

60a

(Rc)

Ref

eren

z (R

a)

40a

(Rb

)

60a

(Rc)

Ref

eren

z (R

a)

40a

(Rb

)

60a

(Rc)

Ref

eren

z (R

a)

40a

(Rb

)

60a

(Rc)

2012 2015 2020 2025 2030

Tre

ibh

ausg

as-E

mis

sio

nen

[M

io.

t C

O2

äqu

.]


Industrie

Haushalte/GHD*

Verkehr**

Diffuse Emissionen aus Brennstoffen Änderung gegenüber 1990

-24%

-25%

-25%

-27%

-29%

-29%

-34%

-35%

-37% -43%

-45%

-46%

-44%

-46%

-49%



Strombereitstellung im Vergleich

• Aus niedrigeren Strom-preisen resultiert etwas höhere Stromnachfrage

• Zunahme der inländischen Stromerzeugung bei niedrigerem Stromimport-niveau

• Keine Beeinträchtigung des Ausbaus Erneuer-barer Energien in der Stromerzeugung

• Mittelfristig geringerer Zubaubedarf bei Laufzeit-verlängerung, insbeson-dere für Erdgaskraftwerke

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

1990

2000

2005

2007

Ref

eren

z (R

a)

40a

(Rb

)

60a

(Rc)

Ref

eren

z (R

a)

40a

(Rb

)

60a

(Rc)

Ref

eren

z (R

a)

40a

(Rb

)

60a

(Rc)

2012 2020 2030

Ne

tto

str

om

be

reit

ste

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g [

TW

h]

-3%

0%

3%

6%

9%

12%

15%

18%

21%

24%

27%

30%

33%

36%

39%

42%

An

teil

Ern

eu

erb

are

r E

ne

rgie

n a

m

Bru

tto

str

om

ve

rbra

uc

h

Steinkohle

Braunkohle

Mineralöl

Erdgas

Kernenergie

Wasserkraft

Wind

Photovoltaik

Biomassen

Sonstige

Stromimportsaldo



Statistisches Energieversorgungsrisiko [1980 = 100]

0

50

100

150

200

250

300

350

400

1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

historische Entwicklung Referenzszenario

Lautzeitverlängerung auf 40 J ahre Laufzeitverlängerung auf 60 J ahre




0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

THG-Reduktion


Quellen


Energien




0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

Ziel Ra


0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

THG-Reduktion


Quellen


Energien




0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%Ziel

Ra

Rb (40a)

Rc (60a)





0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

THG-Reduktion


Quellen


Energien




0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%Ra

Rb (40a)

Rc (60a)

Ziel


0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

THG-Reduktion


Quellen


Energien




0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%Ziel

Ra

Rb (40a)

Rc (60a)



Ausblick 2050

Primärenergieverbrauch weiter rückläufig

9677

11021

11979

1340313993

14401

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

2000 2007 2012 2020 2030 2050

Referenzprognose (Ra)

Pri

mär

ener

gie

verb

rau

ch [

PJ]

Stromimportsaldo

Sonstige / Müll nichtern.

Sonstige ErneuerbareEnergien

Wasser, Wind, Solar

Kernenergie

Erdgas

Mineralöl

Braunkohle

Steinkohle


Ausblick 2050

CCS-Kraftwerke erleichtern Erfüllung von Klimaschutzzielen

543

578 606 611636 613 613 628630 637

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

2000 2007 2012 2020 2030 2050 2012 2020 2030 2050

Referenzprognose (Ra) Variante mit Laufzeit-verlängerung auf 40

Net

tost

rom

ber

eits

tell

un

g [

TW

h]

-5%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

55%

60%

65%

70%

An

teil

ern

euer

bar

er E

ne

rgie

n a

m

Bru

tto

stro

mve

rbra

uch

Stromimportsaldo

Sonstige / Müll nicht-ern.

Sonstige ErneuerbareEnergien

Biomasse / Müll ern.

Solar

Wind

Wasserkraft

Kernenergie

Erdgas

Mineralöl

Braunkohle

Steinkohle

Anteil ErneuerbarerEnergien


Sensitivitätsanalysen

Referenz/ Varianten

Sensitivitäten

Lange Wirtschafts-

krise

Hoher Ölpreis

Verstärkter Klimaschutz

Niedrige Bevölkerungs-

entwicklung

Kernenergieausstieg Ra S1 S2a S3a S4

Laufzeitverlängerungin Deutschland auf 40 (b) / 60 (c) Jahre bzw. in Europa auf 60 Jahre (d)

Rb / Rc / Rd S2d S3d

Variationen

• Länger andauernde Wirtschaftskrise erleichtert die Erreichung energie- und klimapolitischer Ziele, hemmt aber den Produktivitätsfortschritt

• Die Einhaltung ambitionierter Klimaschutzziele erfordert einen deutlich höheren Einsatz von Technologien zur CO2-Abscheidung (CCS)

• Ölpreis- und Bevölkerungsentwicklung haben vergleichsweise geringen Einfluss auf Niveau und Struktur des Energieverbrauchs

Haupteffekte


Sensitivitätsanalysen

Energie- und klimapolitische Indikatoren für 2020

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

CO2-Reduktion


Quellen

Strom ausKWK

Strom ausErneuerbaren

Energien


Primär-energie-

Reduktion



0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140% S4 S3c

S3a S2c

S2a S1

Rd Rc

Rb Ra

Ziel



Fazit

• Deutschland erfüllt wesentliche energiepolitische Vorgabeni. Reduktion des Energieverbrauchs in allen Sektorenii. Deutlicher Ausbau der Erneuerbaren Energieniii. Kyoto-Ziel wird erreicht, Emissionsminderung wird fortgeführt

• Problembereichei. Ambitionierte Zielvorgaben für Energieproduktivitätii. Nichterreichung der KWK-Quote

• Laufzeitverlängerungi. Positive volkswirtschaftliche Impulseii. Höhere Versorgungssicherheitiii. Keine Beeinträchtigung des Ausbaus der Erneuerbaren Energien

Documents

Die Entwicklung der Energiemärkte bis 2030 Energieprognose 2009 Untersuchung im Auftrag des BMWi Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung