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Energieeffizienz in China. Von Yonglei Luo Li Liu. Energiewirtschaft und -systeme 2006 TU Berlin. Herausforderung in China. Energieintensitäten. Quelle: IEA 2004. Der steigenden Energiebedarf. Die Ursachen sind: Höhe Investition in Anlagevermögen - PowerPoint PPT Presentation
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1
Energieeffizienz in ChinaVon Yonglei Luo Li Liu
Energiewirtschaft und -systeme
2006 TU Berlin
2
Herausforderung in China
3
Energieintensitäten
Quelle: IEA 2004
4
Der steigenden Energiebedarf
Die Ursachen sind:
Höhe Investition in Anlagevermögen
Die Änderung von Industriestruktur
steigender Wohlstand
stetig wachsende Bevölkerung
5
Höhe Investition in Anlagevermögen
2002 2003 2004
Steigerungsrate von Investition
16,9% 28,1% 25,8%
Stahl Zement Buntmetalle Aluminium (Oxyd)
Glas
2002~2004 durchschnittliche Steigerungsrate
(%)
22,8 13,6 17,4 13,8 12,8
Que
Quelle: www.cfren.com
6
Die Änderung von Industriestruktur2001 2004 Die Änderung
Sekundärer Sektor Anteil
50,1% 53% 2,9%
Industrie 43,5% 46% +2,5%
Schwerindustrie 61,5% 67,6% +6,1%
Quelle: www.cfren.com
Tertiärer Sektor Anteil
34,1% 31,8% -2,3%
7
Steigender Wohlstand
Automobil
(Auto)
Elektrogeräte Kommunikati-onsausstattung
(Handy, PC)
2001~2004 durchschnittlicheSteigerungsrate
p.a.
54,1% 16% 60,7%
Gas und Erdgas werden zunehmend in Haushalten angewendet.
Quelle: www.cfren.com
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Energiereservenanteil in der Welt
Kohle Erdöl ErdgasReservenanteil in der Welt
11% 2,4% 1,2%
China hat 1,3 Mrd. Bevölkerung, 21% der gesamten Bevölkerung in der Welt.
Energieressourcen pro Kopf betragen weniger als 50 Prozent des Weltdurchschnitts.
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Energiesituation in ChinaSeit 2003 ist China der zweitgrößte Energie-Konsument der Welt, ca.11% derglobalen Energiekonsummenge (Weltbevölkerungsanteil 21 %)
Energiekonsum in China (in 2004)
3% 0.4%
7,60%
23%
66%
KohleErdölHydroErdgasNuclear
Quelle: China Statistical Yearbook 2004
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Energieförderung und -verbrauch in den Jahren 2003 (in Mt)
Quelle: China Statistical Yearbook 2004
1189
24346,5
1125
389
470
200400600800
100012001400
Kohle Erdöl Erdgas
Förderung
Verbrauch
11
Energiesituation (Öl)
In 2003 war China der zweitgrößte Erdöl-Konsument in der Welt . Seit 1993 ist China zum Erdöl-Importstaat geworden.
Weltweite Ölnachfrage (Mio. Barrels/day)
DemandAnnual
Change Annual
Change(%)
2004 2003 2004 2003 2004
North America 25,1425,14 0,47 0,57 1,9 2,3
Europe 16,47 0,20 0,26 1,2 1,6
China 6,37 0,55 0,85 11 15,4
Other Asia 8,54 0,22 0,44 2,8 5,4
Africa 2,81 0,04 0,07 1,7 2,4
World 82,45 1,85 2,66 2,4 3,3
Quelle: Oil Market Report , Dezember 2004 IEA
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Ölnachfrage in China bis 2030
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Energie Sicherheit
Je stärker die Abhängigkeit vom Import ist, desto größer ist das Versorgungsrisiko.
1. diversifizierter Rohöleinkauf
2. Etablieren einer strategischen Ölreserve Maßnahmen: 3. Erwerb von überseeischen Ölvermögen (Lagerstätten) 4. Energiesparen
14
Diversifizierter Einkauf
Im Jahr 1993 wurde fast alles Rohöl aus Indonesien, Oman and Jemen importiert
Im Jahr 2004 war Saudi Arabia der größte Öl- Versorger Chinas und deckte 14% von Import
60% des Importes stammte aus Oman, Angola, Iran, Russland, Vietnam und Jemen
Der Rest waren Ölversorger aus mehreren Ländern
15
Weitere Maßnahmen
2. Strategische Ölreserve Bis 2008 werden Chinas Ölvorräte 100 Mio. Barrels erreichen. Das ist
gleich 35 Tags-Importe. Chinesische Regierung plant, dass Ölvorräte bis 2020 gleich 90
Tags-Importe sind.
3. Kaufen von überseeischem Ölvermögen Chinesische staatseigene Ölunternehmen kaufen ausländische Ölquellen. CNPC hat gerade Petro Kazakhstan angekauft
4. Energiesparen
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CO2 Emission in 2001
24%13% 16%
29%
5%12,60%
0%5%
10%15%20%25%30%35%
Quelle: 2001 Energy-related Carbon Emissions
17
CO2 Emission
18
Schwefeldioxid-Belastung [Quelle: IEA 2002]
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Lösung des Energieproblems
Angesichts steigender Erdölpreis, schwindender
Reserven und globaler Anstrengungen zum Klimaschutz sind alternativen zu fossile Energie gefragt. Erneuerbaren Energien wie Solar, Wind- und Wasserkraft, Biomaße oder Geothermie gehört die Zukunft. Erneuerbare Energie ist unerschöpflich und umweltverträglich.
20
Erneuerbare Energie in China China plant, bis zum Jahr 2020 seinen Anteil erneuerbarer Quellen
am Gesamtenergieverbrauch auf 15 Prozent zu steigern.
Allein die Windkraftkapazität soll bis 2020 auf 30 Gigawatt (GW) ausgebaut werden. Das wäre fast das Doppelte der derzeit in Deutschland installierten Kapazität.
Hinzukommen sollen weitere 20 GW Kraftwerkskapazität aus Bioenergie und 4 GW Kraftwerkskapazität aus Solarenergie kommen.
Zusammen mit großen Wasserkraftanlagen will China bis 2020 insgesamt mehr 30% seines Stromverbrauchs aus erneuerbaren Quellen erzeugen.
Quelle: China- Botschaft
21
Vorliegende Probleme
Technische Probleme China bemüht sich, die bislang importierten Anlagen zukünftig selber zu entwickeln, um die Kosten der Windkrafterzeugung zu reduzieren.
China versucht noch die Stromerzeugung aus Solarenergie technisch zu verbessern. Teuere importierende Anlagen behindern die Verbreitung von Solarenergie.
Umsiedlung bei großer Wasserkraft z.B. bei Drei-Schluchten-Staudamm am Yangtze müssen knapp zwei Millionen Menschen umgesiedelt werden.
22
Definition Energieeffizienz:
Die Wirkungsvolle Erzeugung und Nutzung von Energie und
Einsparmöglichkeiten.
Quelle: Power on Energieeffizienz
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Definition Energieeffizienz
Es gibt verschiedene Ansätze zur quantitativen Erfassung derEnergieeffizienz.
als Maßzahl der thermodynamische Wirkungsgrad
Anstelle des Outputs in Energieeinheiten werden oft auch andere Output-Größen verwendet.
nutzbarer Energieoutput
Energieinput
utEnergieinplometerPersonenki
utEnergieinp[t] ktionStahlprodu
utenergieinphe Wohnflaecbeheizte
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Vorteile und Chancen Der Energienutzer spart Kosten bei der Nutzung der
Effizienz-Investition, muss aber diese zunächst finanzieren.
Die Schadstoffemissionen gehen zurück.
Der Staat spart eigene oder importierte Energieressourcen.
Energie kann in allen Sektoren eingespart werden.
Sparen die Verbraucher vermehrt Strom, dann werden weniger zusätzliche Kraftwerkskapazitäten benötigt
Quelle: GTZ-Energieeffizienz
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Demonstration bei zehn Käseherstellern in Argentinien
Maßnahmen zur Energieeffizienz durch: Die Verbesserung des Dampferzeugers Eine bessere Isolierung Eine Kondensatrückführung Einführung einer temperaturabhängigen Lagerung im Gefrierkammer Energiekosteneinsparung Qualität der Produkte Verminderung der co2 Ausstoß
Quelle: GTZ-Energieeffizienz
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Maßnahme Energy efficiency refers to the ratio between
energy output (services such as light, heat and mobility) and input (primary energy). Improving energy efficiency both by reducing quantities of energy consumed and by changing processes, offers a powerful tool for achieving sustainable development:
1. by reducing the need for investment in energy infrastructure, 2. by cutting fuel costs, 3. by increasing competitiveness for businesses and welfare for consumers. Quelle: IEA
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Schlüsselrole der Regierung
to improve overall energy efficiency and move to a more-sustainable energy supply mix, the government can play three key roles:
1. Finance of socially and environmentally preferable energy options through investment incentives and low-cost loans;
2. Advocacy of sustainable energy development through education and by example, e.g., through government procurement programs;
3. Regulation of the boundaries of market activities,for example setting incentives through price signals,laws, and enforced financial penalties.
28
Die Staatliche Energiestrategie
Supply Side
1. Improve energy security Expand energy diplomacy. Create petroleum strategic reserve and warning system. Decrease energy imports through more renewables and increased
efficiency.
2. Expand supply Accelerate natural gas market development. Accelerate construction of hydro and nuclear power plants. Promote renewables through national legislation. Improve domestic oil production and yields.
29
Die Staatliche Energiestrategie Supply Side
3. Rationalize pricing Institute property rights reform, but… ...relax property rights for new enterprises to use new technology. End local partition of energy markets. End price controls; move towards public bidding and auction.
4. Promote investment Set up “Environmentally Friendly Fund” to encourage renewables
and cleaner coal. - Increase state and private funding for oil and natural gas
exploration and development
30
Die Staatliche Energiestrategie
Demand Side
1.Change the energy supply mix - Decrease demand for coal and other fossil fuels. - Supply low-cost loans and grants to encourage deployment of clean coal technology.. 2. Improve technology to decrease reliance on fossil
fuels
3. Increase support for R&D, including domestic And international partnerships.
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Die Staatliche EnergiestrategieDemand Side
4. Promote energy efficiency Elevate energy conservation to a fundamental state policy. Establish a resource savings office. Raise public awareness. Establish economic incentives to save energy, including peak
power pricing. Implement stricter energy efficiency ordinances for equipment in
industry and buildings. Establish standards and labels, as well as a best practice system
for energy auditing. Introduce fuel taxes and fuel efficiency standards in the
transportation sector.
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Energieeffizienz in Sektoren
Energieeffizienz
Energieversorgung(Energieerzeugung)
Industrie(Energienutzung)ca.70% von ∑E
Verkehr(Energienutzung)ca. 11% von ∑E
Haushalten &Öffentlichen Einrichtung
(Energienutzung)ca.17% von ∑E
∑E : Gesamter Energieverbrauch Chinas in 1998
33
Energiepolitik in Sektoren
Energieversorgung
1. Further promotion of electric power system reform2. Elimination of coal generating units under 100 MW capacity by
the State Power Corporation3. Installation of desulfurization devices in all new coal-fired power
plants4. Increased efforts to develop low- and zero-carbon power
generation technologies, including hydropower5. Support for increased imports of advanced renewable energy
technologies, including solar photovoltaics and fuel cells
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
34
Energiepolitik in Sektoren
Industrie
1. Demonstration and further dissemination of voluntary agreements for energy conservation
2. Modification of industrial design standards to promote energy conservation
3. Energy consumption benchmarking system for industrial processes
4. Regulatory system established to assist in enforcement of the Energy Conservation Law and implementation of pilot projects
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
35
Energiepolitik in Sektoren
Verkehr
1. Fuel tax for vehicles2. Development of public transportation and institution of Intelligent
Transportation Systems (ITS) in big and medium cities3. Clean fuel program for automobiles4. Incentive program for international automobile manufacturers to
introduce energy-efficient and environmentally friendly vehicles to Chinese market
5. Fuel efficiency standards for vehicles
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
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Energiepolitik in Sektoren
Haushalten & Öffentlichen Einrichtung
1. Energy efficiency standards and reform of heat pricing
2. Minimum efficiency standards for household electrical appliances
3. Use of energy-efficient wall insulation expanded
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
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THREE SCENARIOS
Scenario 1: Ordinary Effort
Scenario 2: Promoting Sustainability
Scenario 3: Green Growth
The chinese goverment‘s goal is Green Growth.
China Regierung wird Green Growth nehmen.
Warum und Wie?
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THREE SCENARIOS
Three scenarios were created to examine possible ways in which key input variables could influence China’s future energy consumption and carbon emissions.
The major differences in the three scenarios are the extent to which sustainable development policies are implemented, and the extent to which government estimated economic growth targets are achieved.
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THREE SCENARIOS
Scenario 1: Ordinary Effort
Scenario 2: Promoting Sustainability
Scenario 3: Green Growth
Population in 2020 1.485 billion 1.47 billion 1.445 billion
Urbanization Rate in 2020
52.86% 55.78% 58.29%
Gross Domestic Product
Before 2010, GDP grows at 7.3% per year, and after 2010 at 6.7% per year.
Same as Ordinary Effort.
Same as Ordinary Effort.
Integration into Global Economy
Difficult Low impact on China’s economy
Positive impact on China’s economy
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
40
THREE SCENARIOSScenario 1: Ordinary Effort
Scenario 2: Promoting Sustainability
Scenario 3: Green Growth
Industrial Sectors
Low economic efficiency and internationalCompetitiveness
Somewhat improved economic efficiency and international competitiveness
High economic efficiency and internationalcompetitiveness
Trans-portation
Public transportation development is poor.Use of private vehicles grows quickly.Fuel efficiency of vehicles rises slowly.
Public transportation development is strong.Motorcycle use rises.International vehicle emissions standards areadopted.
Public transport is developed extensively; privatevehicle use grows more slowly than in otherscenarios.International vehicle emissions standards areadopted, as in Promoting Sustainability. Advanced clean-fuel technologies are used forpublic transport and automobiles.
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
41
THREE SCENARIOS
Scenario 1: Ordinary Effort
Scenario 2: Promoting Sustainability
Scenario 3: Green Growth
Power Generation
Increased use of sulfur control technology onpower plantsCoal-fired power plants generate most electricityGradual development of hydropower, nuclearpower, IGCC and wind power
Very high growth rate in sulfur-controltechnology on coal-fired power plants, reachingall plants by 2020.Clean-coal power generation technologies areintroduced beginning in 2010.Development of hydropower, nuclear power,IGCC and wind power is faster than in Ordinary
Introduction of sulfur-control technology is sameas in Promoting Sustainability. Clean technologies introduced sooner than inother scenarios, including supercritical generationand IGCC.• Hydropower, nuclear, IGCC, and wind powerincreases more rapidly than other scenarios.
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
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THREE SCENARIOS
Scenario 1: Ordinary Effort
Scenario 2: Promoting Sustainability
Scenario 3: Green Growth
Energy Sector Reform
Reform progress lags behind other sectors andmonopoly continues to exist in some areas.
Energy enterprises will be restructured andmonopoly is broken.
Reform proceeds rapidly and internationalcompetitiveness of China’s energy enterprises isimproved.
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
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THREE SCENARIOS
Scenario 1: Ordinary Effort
Scenario 2: Promoting Sustainability
Scenario 3: Green Growth
Energy ConservationPolicies
Implementing measures to the EnergyConservation Law are adopted but manymeasures are not successfully achieved.
Implementing measures to the EnergyConservation Law are successfully adopted andimproved upon.
Complete implementation of financial incentivesand an energy pricing system to promote energyconservation.Implementing measures to the EnergyConservation Law are successfully adopted andimproved upon.
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
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THREE SCENARIOSScenario 1: Ordinary Effort
Scenario 2: Promoting Sustainability
Scenario 3: Green Growth
Energy Efficiency Level
Technological development is hindered and theoperating efficiency of equipment does not reachadvanced international levels.
Energy efficiency of technology in all sectorsand industries on track to reach currentadvanced international levels by 2030.
Same as Promoting Sustainability.
Energy Security
China primarily relies on domestic energyresources.
China establishes a diversified energy importsystem to utilize high quality foreign energyresources.
China establishes a diversified energy importsystem to utilize high quality foreign energyresources.
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
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THREE SCENARIOSScenario 1: Ordinary Effort
Scenario 2: Promoting Sustainability
Scenario 3: Green Growth
Energy Resources
Access to international oil resources over next 20to 30 years is unrestricted.Difference between domestic oil supply anddemand is met through oil imports.Consumers find natural gas prices too high,limiting exploration, development and networkconstruction. Imports of LNG and pipeline gas arerestricted.Domestic output of natural gas reaches 80 bcmand imported gas 40 bcm in 2020.
As in other scenarios, access to international oilresources over next 20 to 30 years isunrestricted.As in other scenarios, difference betweendomestic oil supply and demand is met throughoil imports.Domestic development and infrastructureconstruction of natural gas is successful andcreates a strong market for natural gas.Domestic output of natural gas reaches 120 bcmand imported gas 50 bcm in 2020.
As in other scenarios, access to international oilresources over next 20 to 30 years isunrestricted.As in other scenarios, difference betweendomestic oil supply and demand is met throughoil imports.Natural gas pricing system is improved anddemand for gas grows quickly. Gas imports rise.Domestic output of natural gas reaches 120 bcmand imported gas 80 bcm in 2020.
bcm: billion cubic meters
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
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THREE SCENARIOSScenario 1: Ordinary Effort
Scenario 2: Promoting Sustainability
Scenario 3: Green Growth
Environmental ProtectionPolicies
Existing environmental standards persist.Air pollution controls in Acid Rain Control Regionsand key cities are implemented by 2005, with SO2emission standards achieved by 2010.
Existing environmental standards persistAir pollution controls in Acid Rain ControlRegions and key cities are implemented by2005; SO2 emission standards are met by 2010;all standards are met by 2020.PM10 and PM2.5 are key focus of control policies.Air quality of big cities is improved by increasingsupply of gas fuels.
Emissions standards in large cities are tightened.Stricter NOx emission standards are enforced.Coal substitution proceeds in large and somemedium cities.More stringent legal system is put in place toenforce environmental regulations.Stricter SO2 emission standards for power plantsencourage adoption of desulfurization technology.
Public Awareness ofEnergy and Environmental
Moderate Moderate Good
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
47
RESULTS OF THE SCENARIOS
Die Energieträgerstruktur unterscheidet sich vor allem hinsichtlich des Anteils von Kohle und Erdgas.
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
48
RESULTS OF THE SCENARIOS
Einkommenselastizitäten der Energienachfrage liegen grob im Bereich der Werte der 1980er und 1990er Jahre. Im Szenarium „ordinary Effort“ sid die Elastizität gegenüber den historischen Werten höher, im „Green Growth“ Szenarium niedriger.
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
49
RESULTS OF THE SCENARIOS
Die Energieintensität [in MJ / yuan1998] ist heute sehr hoch, aber sie sinkt in allen drei Szenarien und sind im Jahr 2020 zwischen 38% und 15% des 1998er Werts.
Quelle: Energy Research Institute (ERI)
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erfolgreiche Beispiele
1. passive Wohnhöhle in Yanan.
2. Ökohaus in Land in Yongle,Yuanlan
3. Bio-Methanol und Erdgas werden als Ersatz von Benzin in den meisten chinesischen Städten eingesetzt.
4. Ab 1.3.2005 trat China Energy Label in Kraft.
51
Literatur Evaluation of China’s Energy strategy Options China’s Sustainable energy Future Trends in Energy Efficiency investments in China and the US Energy efficiency in China Einpaar Chinesische Energiezeitschriften
http://de.wikipedia.org/wiki/China http://www.lib.whu.edu.cn/slgc/ http://www.china-botschaft.de http://www.umweltjournal.de