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Mit Erneuerbaren Energien zur Energiewende - Reicht das Gesetzespaket der Bundesregierung aus?
Vortragsreihe
Strategien für die Zukunft Technische Universität München
24. Januar
2012
Michael Nast DLR, Stuttgart
Institut für Technische Thermodynamik
Folie 2Michael Nast
Gliederung
1. Welche Förderinstrumente gab es bereits vor der Energiewende?2. Was bringt das Gesetzespaket Neues?3. Was muss bis 2050 erreicht werden?
Quantifizierte Ziele der BundesregierungVerfeinerung nach Leitstudie
StromWärmeVerkehr
4. Was fehlt noch?5. Ausarbeitung eines der fehlenden Instrumente6. Zusammenfassung und Ausblick
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1. Welche Förderinstrumente gab es bereits vor der Energiewende?
1. Erneuerbare Energien Gesetz (EEG)2. Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG)3. Energie Einsparverordnung (EnEV)4. Marktanreizprogramm (MAP)5. CO2 -Gebäudesanierungsprogramm der KfW6. Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG)7. Förderprogramm für Mini-KWK8. Kennzeichnungspflicht der Effizienz bei Stromverbrauchern9. Richtlinien der EU (z.B. zu erneuerbaren Energien, Gebäudeeffizienz,
KWK, Öko-Design, CO2 -Emissionen von Kfz, Effizienz (geplant))
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2. Was bringt das Gesetzespaket Neues? a) Ausstieg aus der Kernenergie
Es wurden 12 Gesetze und 10 Verordnungen geändert. Nur das Netzausbaubeschleunigungsgesetz wurde neu erlassen.
- Änderung Atomgesetz (AtG)- Betriebsgenehmigungen der AKW erlöschen. Die letzten drei Ende
2022- Änderung Energie-
und Klimafonds (EKFG)
- Kompensation von Einnahmeausfällen aus der Brennelementesteuer in 2010 (ab 2012 greift dann die vollständige Versteigerung von CO2 - Emissionszertifikaten)
- Die Gelder aus dem Fonds dürfen jetzt auch ausgegeben werden für- Klimaschutz- Elektromobilität- Ausgleich von Strompreiserhöhungen bei energieintensiven
Unternehmen (bis zu 500 Mio.€/a)
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2. Was bringt das Gesetzespaket Neues? b) Ausbau der erneuerbaren Energien
- Änderung Erneuerbare Energien Gesetz (EEG)- Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung soll bis 2050 auf
mindestens 80% ansteigen- Einführung einer Marktprämie und einer Flexibilitätsprämie- Ungeklärt: Wer haftet, falls ein Direktvermarkter von EE-Strom seine
Lieferverpflichtung nicht einhalten kann, weil der Netzbetreiber seine Anlage abgeregelt hat?
- Änderung des Baugesetzbuchs (BauGB)- Regelung zum Repowering bei Windkraft- Privilegierung von Solaranlagen nun auch an Gebäuden im
Außenbereich- Verbesserte Berücksichtigung des Klimaschutzes in der Bauleitplanung
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2. Was bringt das Gesetzespaket Neues? c) Ausbau der Stromnetze
- Änderung Energiewirtschaftsgesetz (EnWG)- Übertragungsnetzbetreiber müssen einen Netzentwicklungsplan
aufstellen (wird öffentlich diskutiert und von der Bundesnetzagentur beaufsichtigt)
- Der Bundestag beschließt auf dieser Grundlage einen Bundesbedarfsplan
- Netzausbaubeschleunigungsgesetz (NABEG) - Gilt nur für überregionale Höchstspannungsleitungen- Vereinfachung der Verfahren (Bundesnetzagentur ist für alles
zuständig)- Frühzeitiges und häufiges Einbeziehen der Öffentlichkeit (Beherzigung
der Lehren aus Stuttgart 21)
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2. Was bringt das Gesetzespaket Neues? d) Energieeffizienz
- Änderung Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWK-G)- Förderung von KWK-Anlagen wird bis 2020 verlängert. Keine
Begrenzung der Förderdauer- Änderung Einkommensteuergesetz (EStG)
- Energetische Sanierungsmaßnahmen dürfen von der Steuer abgesetzt werden. (Wurde vom Bundesrat abgelehnt. Vermittlungsausschuss wurde angerufen)
- Änderung EnWG- Einbau von Smart Meters wird gefordert, sobald dies wirtschaftlich
vertretbar ist.- Änderung Vergabeverordnung
- Energieeffizienz wird bei der Vergabe öffentlicher Aufträge stärker gewichtet.
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3. Was muss bis 2050 erreicht werden?Quantifizierte Ziele im Energiekonzept der Bundesregierung
*) Steigerung Energieproduktivität um im Mittel 2,1% pro Jahr**) Steigerung der energetischen Sanierungsrate von 1% auf 2% pro Jahr
2020 2030 2040 2050
Minderung der THG-Emissionen (bezogen auf 1990) -40% -55% -70% -80 bis
95%Mindest-Anteil der EE am (Brutto-) Endenergieverbrauch (BEEV) 18% 30% 45% 60%
Mindest-Anteil der EE am Bruttostromverbrauch 35% 50% 65% 80%
Minderung des Primärenergieverbrauchs (2008) *) -20% -50%
Minderung des Stromverbrauchs (2008) -10% -25%
Minderung des Endenergieverbrauchs Verkehr (2005) -10% -40%
Reduzierung des Wärmebedarfs (2020) bzw. des (EnEV-)Primärenergiebedarfs (2050) von Gebäuden **)
-20% -80%
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3. Was muss bis 2050 erreicht werden?
- Szenario 2011 A -
2010 2015 2020 2025 2030 2040 2050
0
200
400
600
800
1000
221
352
479
533
635
751
846
verm
iede
ne C
O2-
Emis
sion
en s
eit 1
990,
Mio
. t/a EFF
bis 2010EE bis 2010
Strom ab 2011
Wärmeab 2011
Kraftstoffeab 2011
SZEN11CO2-VERM; 8.11.11
CO2
-Emissionsminderung bis 2050.Untergliederung der Einsparziele gemäß
Leitstudie 2011
CO2-Emission 1990:1000 Mio.t
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3. Was muss bis 2050 erreicht werden?
30.6%
4.4%
21.6%
28.2%
15.1%
28.1%
15.1%
28.5%
28.2%
Raumwärme Warmwasser Prozesswärme Kraft, mobil Kraft, stat.,LichtIndustrie GHD Priv. Haushalte Verkehr
Endenergie 2010 = 9 060 PJ/a (2 516 TWh/a)
nach Nutzungsarten nach Verbrauchssektoren
Quelle:Auswertungstabellen der AGEB, Stand: Juli 2011; BDEW-Endenergieverbrauchsstruktur, 2008
SZEN11/END2010; 2.9.11
Struktur des Endenergieverbrauchs 2010
Quelle: AGEB 2011
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Entwicklung der Bruttostromerzeugung
615!
10% 17%
41% 63% 76% 85% EE-Anteil
Erneuerbare können bis 2050über 85% des Strombedarfsdecken
Strom ausGrundlast-Konden-sations-KWverschwindet langfristig
Zunahme der Stromerzeugung:Strom als Primär-energie
für Wärme
und Verkehr, H2
-Erzeugung
basierend
auf vorläufigem
Szenario
A für
Leitstudie
2011
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2040 20500
100
200
300
400
500
600
700
614 617585
564 558 548562 574
Bru
ttost
rom
erze
ugun
g, [T
Wh/
a]
EE-Wasserstoff(KWK, GT)EuropäischerVerbund EE
Photovoltaik
WindOffshoreWind anLand
Geothermie
Laufwasser
Biomasse,biogen. AbfälleKWK, Gas, KohleErdgas, ÖlKond.BraunkohleKond.SteinkohleKond.
Kernenergie
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Entwicklung der Stromerzeugungskapazitäten Installierte Leis-tungen
nehmenstark zu, insb.nicht-regelbare
Wenig regelbarefossile KW müssenrückgebaut werden
Versorgungs-Sicherheit in „Extremfällen“?
Notwendigkeit von Last-& Erzeugungs-management, kurz-& langfristigerSpeicherung, Netzausbau, europ.Stromverbund
Zubau an flexiblen Gas-KW
notwendig(GT & GuD)
basierend
auf vorläufigem
Szenario
A für
Leitstudie
2011
Europ.Verbund EEPhotovoltaikWindOffshoreWind anLandAndereSpeicherEE-Wasser-stoffGeothermie
Laufwasser
BiomasseKWK fossilErdgas, ÖlKond.BraunkohleKond.SteinkohleKond.Kernenergie
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2040 20500
50
100
150
200
250
133
163
186
203210 215
223 225
Bru
ttole
istu
ng K
raftw
erke
, GW
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3. Was muss bis 2050 erreicht werden?
-Szenario 2011 A -
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2030 2040 20500
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Jähr
lich
inst
allie
rte
Leis
tung
, MW
el/a
Wasser Wind an Land Wind Offshore Fotovoltaik
Biomasse,Biogas Geothermie EU-Verbund
SZEN11/EE-STLei.9.9. 11
Jährlich installierte Leistung der EE im Stromsektor (Neuinstallationen und Ersatz)
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3. Was muss bis 2050 erreicht werden?Mögliches europäisches Transportnetz (HGÜ) für Strom aus erneuerbaren Energien
Quelle: F. Trieb, Energy Policy 2012
Folie 15Michael Nast
3. Was muss bis 2050 erreicht werden?
0
100
200
300
400
500
600
70020
00
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2020
2030
2040
2050
TWh/
a
Stromverbrauch H2-ErzeugungVerluste
Nicht-Endverbrauch
Verkehr
Industrie
GHD
Haushalte
Entwicklung des Endenergieverbrauchs an Strom
*) Stromverbrauch H2-Erzeugung: Stromeinsatz Elektrolyse für Speicherzwecke und H2 als Kraftstoff; Verluste: Speicher- und Leitungsverluste, Nicht-Endenergieverbrauch: Eigenverbrauch Kraftwerke und nicht-endenergetischer Stromverbrauch im Umwandlungssektor
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3. Was muss bis 2050 erreicht werden?
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
GW
h/€
StatistikSZEN ASzEK REFSzEK MINWWF REFWWF INN
Entwicklung der Stromintensität des Sektors Industrie(Endenergieverbrauch Strom pro Bruttowertschöpfung)
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3. Was muss bis 2050 erreicht werden?
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
2009 2010 2015 2020 2025 2030 2040 2050
Ende
nerg
ieve
rbra
uch
für W
ärm
e [P
J/a]
Strom (direkt)
Strom (Wärmepumpe)
Heizöl (direkt)
Kohle (direkt)
Erdgas (direkt)
Fern-/Nahwärme (fossil)
Industrielle KWK (fossil)
Biomasse (individuell)
Biomasse (Nahwärme)
Solarthermie (Nahwärme)
Solarthermie (individuell)
tiefe Geothermie (Nahwärme)
Umweltwärme (Wärmepumpen)
Endenergieeinsatz für Wärme (einschließlich Stromeinsatz für Wärme)
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0
500
1000
1500
2000
2500
3000
2009 2010 2015 2020 2025 2030 2040 2050 2060
Ende
nerg
ieve
rbra
uch
für W
ärm
e [P
J/a]
Strom (direkt,Wärmepumpen)Heizöl (direkt)
Kohle (direkt)
Erdgas (direkt)
Fern-/Nahwärme(fossil)Biomasse(individuell)Biomasse(Nahwärme)Solarthermie(Nahwärme)Solarthermie(individuell)Geothermie/Umweltwärme
3. Was muss bis 2050 erreicht werden?Endenergieeinsatz für Raumwärme (einschließlich Stromeinsatz für Klimatisierung)
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3. Was muss bis 2050 erreicht werden?
0
2000
4000
6000
8000
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12000
14000
16000
1800020
0220
0320
0420
0520
0620
0720
0820
0920
1020
1120
1220
1320
1420
1520
1620
1720
1820
1920
20
2030
2040
2050
MW
th/a
tiefe Geothermie
Wärmepumpen
Solarthermie,NahwärmeSolarthermie,Einzelanlagen
Biogas-Anlagen
feste Biomasse(KWK-Anlagen)feste Biomasse(Heizanlagen)
Jährlich installierte Leistung erneuerbarer Energien im Wärmemarkt (Neubau und Ersatz)
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3. Was muss bis 2050 erreicht werden?
0
500
1000
1500
2000
2500
2005 2008 2009 2010 2015 2020 2025 2030 2040 2050
Ende
nerg
ieve
rbra
uch
Verk
ehr,
PJ/a
Wasserstoff
Biokraftstoffe
Strom
Erdgas
Kerosin
Benzin
Diesel
Endenergieverbrauch des Verkehrs
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3. Was muss bis 2050 erreicht werden?
- Szenario 2011A -
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020 2025 2030 2040 2050
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
86
152174
141 131 138
239
321
400
489
648
752
EE-E
nder
gie
für V
erke
hr; P
J/a
Biodiesel Pflanzenöl Bioethanol BTL
EE-Wasser-stoff
EE-Strom fürElektro-PKW
EE-Anteil anStrom Schiene
SZEN11/KRAFT-EE; 17.11.11
Beitrag erneuerbarer Energien im Verkehr
H2 -Szenario (z.B. für Brennstoffzellen)
Folie 22Michael Nast
PKW-Flottenszenarien für unterschiedliche „Welten“
Quelle: DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte, Stuttgart 2011, Simulationen mit VECTOR 21
FCV
GHyb
BEVEREV
CNG
D
G
DHyb
CNGHyb
50%
100%
0%20202010 2030 2040 2050
Ant
eil a
n PK
W-F
lotte
in D
Strom-szenario
50%
100%
0%20202010 2030 2040 2050
Ant
eil a
n PK
W-F
lotte
in D
Wasserstoff-szenario
50%
100%
0%20202010 2030 2040 2050
Ant
eil a
n PK
W-F
lotte
in D
▪
Verkehr ist problematisch bez. Dekarbonisierung, sehr hohe Abhängigkeit von Erdöl
▪
starke Rolle der Elektromobilität erforderlich ▪
nachhaltige Biokraftstoffe sind begrenzt (~300 PJ)▪
starke Effizienzgewinne im Straßenverkehr nötig▪
Verlagerung von Güterverkehr auf Schiene wichtig
▪
dritter erneuerbarer Energieträger im Verkehr
erforderlich (Wasserstoff oder Methan?)▪
umfassendes Mobilitätskonzept fehlt!
Methan-szenario
3. Was muss bis 2050 erreicht werden?
Folie 23Michael Nast
Netto: Effekt der Substitution von AKW durch EE wird nicht berücksichtigt.
3. Was muss bis 2050 erreicht werden?CO2
-Minderung je Energiesektor zwischen 2010 und 2050 durch Erneuerbare (EE) und Effizienz (EFF) sowie verbleibende CO2
-Emissionen-
Szenario 2011 A -
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
0 50 100 150 200 250 300
262
196
104
96
47
26
21
56
78
CO2
-Minderungspotenziale 2011 bis 2050; verbleibende CO2
-Emissionen , Mio. t/a
EFF-Verkehr
EE-Wärme
EE-Kraftstoffe
Strom
Verkehr
Wärme
Szen11/CO2-POT2; 5.11.11
EE-Strom
EFF-
Wärme
EFF-Strom
Bruttominderung gesamt2011 -
2050: 731 Mio. tCO2
/a (Netto: 625 Mio. tCO2
/a)*) einschließlich Änderung Brennstoffmix
und KWK-Ausbau
*)
21
56
78
281
177
288
Stromerzeugung
Kraftstoffe
WärmeerzeugungVer
blei
bend
e C
O2-
Em
issi
onen
CO
2-M
inde
rung
Folie 24Michael Nast
4. Was fehlt noch?
Das Gesetzespaket der Bundesregierung ist gut, wird aber in einigen Bereichen noch nicht ausreichen, um die gesteckten Ziele zu erreichen. Folgende weitere Maßnahmen sind erforderlich:Im Wärmemarkt ist ein haushaltsunabhängiges Instrument zur Förderung der erneuerbaren Energien erforderlichZur Effizienzverbesserung von Wärmedämmung fehlt noch ein hinreichend wirksames Instrument (die von der angestrebte Änderung des EStG wird vermutlich nicht ausreichen)Für die Transformation des Verkehrssektors konnte noch kein schlüssiges Gesamtkonzept entwickelt werden.Netzverstärkung auf verschiedenen Ebenen. Darunter Anbindung von Deutschland an einstrahlungsintensive Regionen (Desertec) und an Regionen mit großen Stromspeicherkapazitäten (Pumpspeicher in Norwegen)Verbesserung der Akzeptanz von notwendigen infrastrukturellen Maßnahmen
Folie 25Michael Nast
4. Was fehlt noch?
Maßnahmen zur Hebung von EffizienzpotenzialenIn der Industrie (Verdopplung der Stromproduktivität bis 2050, Verbesserung auf 1,8%/a anstelle von bisher 0,9%/a)In Haushalten (Umkehr des Trends zu steigenden Stromverbräuchen)
Folie 26Michael Nast
5. Ausarbeitung eines haushaltsunabhängigen
Instruments im Wärmemarkt
Folie 27Michael Nast
Entwicklung der mittleren jährlichen Investitionszuschüsse im Marktanreizprogramm
Quelle: Ergänzende Untersuchungen und vertiefende Analysen zum EEWärmeG (Folgevorhaben), Dez. 2010.
Folie 28Michael Nast
BAFA –
Installierte Anlagen 2009 vs. 2010
Quelle: Fichtner, MAP-Evaluation 2009-2011
Rest
Rest
Rest
Scheitholz
Warmwasser
Neubau
Neubau
Neubau
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
160.000
2009 2010 2009 2010 2009 2010Biomasse Solarthermie Wärmepumpen
Folie 29Michael Nast
Gründe für ein neues Förderinstrument
Budgetabhängigkeit des MAP (Stop&Go-Förderung)Die Bereitstellung des erforderlichen Förderbudgets von
800 Mio.€/a allein aus Steuermitteln ist problematischDurch ein Umlageverfahren wie im EEG können
wesentlich höhere Budgets als aus Steuermitteln bereitgestellt werdenDas EEWärmeG wirkt (fast) nur auf Neubauten. Eine
Ausweitung auf den Altbaubestand führt zu AkzeptanzproblemenDas EEWärmeG lässt wenig Spielräume für einen
wirtschaftlich optimalen Ausbau der erneuerbaren Energien
Folie 30Michael Nast
Grundzüge des Bonusmodells
Das Bonusmodell ist im Laufe der Zeit immer weiter entwickelt und dabei immer einfacher geworden.Im Kern ist es jetzt eine Fortführung des MAP auf Basis einer UmlageDie Umlage lehnt sich eng an die Energiesteuer an. So wird zusätzliche Bürokratie vermieden.In der neuen, unter der Projektleitung von Prognos entwickelten Fassung wird es Prämienmodell genannt.Die wesentliche Neuerung des Prämienmodells ist: Auch staatliche Instanzen dürfen an der Verteilung der Umlage beteiligt sein (zuvor galt die Überzeugung, dass dies nicht mit der deutschen Finanzverfassung vereinbar sei). Für Juristen: Bei Lenkungs-Sonderabgabe muss nicht die Gruppennützigkeit nachgewiesen werden. Es reicht der Nachweis der Sachgerechtigkeit.
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Bonus-
oder Prämienmodell
Quelle: Prognos AG
EE-Anlagen
Importeure Händler Endverbraucher
BAFA
Anlagenregister
HZA
Zahlungs- verpflichtung Zahlungs- verpflichtung
Infosteuerbefreite
Menge
Infoumlagerelevante
Menge
Prämie
Infoversteuerte Menge
Umlage
Folie 32Michael Nast
Komplikationen
Beim EEG werden die energieintensiven Betriebe von der EEG-Umlage befreit. Beim Bonus- oder Prämienmodell werden die Brennstoffmengen, die für die Stromerzeugung genutzt werden, von der Bonus-Umlage befreit. Diese Brennstoffmengen sind auch von der Energiesteuer befreit. Von den stromerzeugenden Betrieben muss ein Antrag gestellt werden, damit die Steuerbefreiung und damit die Befreiung von der Bonus- Umlage wirksam wird. Das Verfahren der Steuerbefreiung und damit auch das für die Befreiung von der Bonus-Umlage ist unübersichtlich. (Bei dem für den Stromerzeuger zuständigen Hauptzollamt muss ein Antrag auf Erstattung der Steuer, mit der der Brennstoff bereits versteuert wurde, gestellt werden).
Folie 33Michael Nast
Vergleichstabelle
Bonusmodell („WärmeEEG“)
Investitionszuschüsse(z.B. MAP)
Nutzungspflicht (EEWärmeG im Altbau
mit Ersatzabgabe)
Kosteneffizienz und Transaktionskosten Herstellung stabiler und verlässlicher Investitionsbedingungen + - +
Mittelfristige Effizienz + + o
Langfristige Effizienz ++ + o
Vermeidung von Mitnahmeeffekten + o +
Transaktionskosten, gesamt + ++ o
Transaktionskosten, behördlich + + o
Anreize für effizienten Anlagenbetrieb + - -
Akzeptanz Veränderungsgrad/Vermittelbarkeit - ++ +
Politik - +/o o
Bürger + ++ o
REG-Verbände + - o
Brennstoffverbände -- o -
Sonstiges Förderung Technologieentwicklung + + -
Verursachergerechtigkeit ++ - +
Verteilungs- und soziale Gerechtigkeit + + -
Kontraproduktive Nebeneffekte + + -
Folie 34Michael Nast
Wünschenswerte Ausgestaltung des Bonusmodells
Umstellung der bisherigen MAP-Förderung auf Ertragsorientierung, d.h. anstelle der Anlagengröße (m² Kollektorfläche, kW Heizleistung) wird der Energieertrag, die Primärenergieeinsparung oder die CO2 -Einsparung gefördert. Dazu müssen wenigstens bei größeren Anlagen jährlich die Erträge gemessen werden (beim EEG war dies schon immer der Fall).
Folie 35Michael Nast
Zusammenfassung Bonus-
oder Prämienmodell
Betreiber von EE-Wärmeanlagen erhalten einen gesetzlich festgelegten, über 20 Jahre konstanten Bonus auf jede erzeugte kWh (differenziert nach Erzeugungsart, bei Kleinanlagen sind Pauschalierungen denkbar).Die Kosten werden umgelegt auf die Importeure und Erzeuger von Brennstoffen (z.B. heimische Erdgasförderung). Einfachheitshalber erfolgt diese Umlage in enger Anlehnung an die Energiesteuer.Falls die Umlage vollständig an die Endverbraucher durchgereicht wird, so ergibt sich im Jahr 2020 eine Erhöhung des Brennstoffpreises um ca. 0,14 ct/kWh (zum Vergleich: Heizöl kostet frei Haus heute etwa 8,5 ct/kWh oder 85 ct/l).Fazit: Das Bonus- oder Prämienmodell ist ein effizientes, haushaltsunabhängiges Förderinstrument.
Folie 36Michael Nast
6. Zusammenfassung und Ausblick
Das Gesetzespaket der Bundesregierung geht in die richtige RichtungEs wirkt zusammen mit vielen weiteren gesetzlichen RegelungenAlle bisherigen Regelungen und auch die derzeit laufenden Ergänzungen werden nicht ausreichen, um die Ziele zu erreichenDeutlich erkennbare Defizite bestehen in folgenden Bereichen
WärmemarktEnergieeffizienz
Unsicherheiten bestehen im VerkehrsbereichEs darf nicht vergessen werden, dass die angestrebte Transformation des Energiesystems nicht allein von der Gesetzgebung, sondern von allen Akteuren, also auch von den Bürgern abhängt.Konsequenterweise wird daher die sozialwissenschaftliche Forschung auf diesem Gebiet deutlich verstärkt.
Folie 37Michael Nast
Danke für Ihre Aufmerksamkeit