FVEE JT 1 10.PRZ
Ökonomische Konsequenzen einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050
für Deutschland
Prof. Dr. Frithjof StaißDipl.-Volksw. Andreas PüttnerDipl.-Wirt.-Ing. Maike Schmidt
Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Wü[email protected], [email protected], [email protected]; www.zsw-bw.de
Jahrestagung 2010 des ForschungsVerbunds Erneuerbare Energien"Forschen für das Zeitalter der erneuerbaren Energien"
Umweltforum, Berlin 11.-12. Oktober 2010
Bad Bank 10.PRZ
Manchen scheint es leicht
zu fallen, ohne Risikoprüfung
über Geld zu reden,
das andere bezahlen müssen.....
Bad Bank 10.PRZ
Bad Bank 10.PRZ
Manchen scheint es leicht
zu fallen, ohne Risikoprüfung
über Geld zu reden,
das andere bezahlen müssen.....
Bad Bank 10.PRZ
Bad Bank 10.PRZ
Manchen scheint es leicht
zu fallen, ohne Risikoprüfung
über Geld zu reden,
das andere bezahlen müssen.....
Wir tun das nicht!
Bad Bank 10.PRZ
FVEE Szenario Deckblatt 1 10.PRZ
www.fvee.de
20052010
20152020
20252030
20352040
20452050
0
250
500
750
1.000
1.250
1.500
1.750
2.000
2.250
2.500
Ener
gieb
edar
f [M
rd. k
Wh/
a]
FVEE Szenario Mengengerüst 1 10.PRZ
Mengengerüst einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050 für Deutschland
Geothermie Wärme
Wasserstoff/Methan
-16%
-28%
-36%-41%
Reduktion der Energienachfrage
Biomasse Wärme
Solare Wärme
Geothermie StromWasser
Wind
Photovoltaik
EE-Stromimport
Biomasse Strom
BenzinersatzDieselersatzFlugtreibstoff
100%
80%
51%
25%
7%
Anteil Erneuerbare
Energien
Wärme
Strom
Kraftstoffe
Wesentliche Merkmale
Deutliche Senkung des Wärmebedarfs von Gebäuden (energetische Sanierung, "Null-Emission"-Neubauten).
Ausbau von Kraft-Wärme-Kopplung und Wärmenetzen.
Einsatz von therm. Speichern zum Heizen und Kühlen.
Ausbau der Stromerzeugung aus Wind und Sonne und des Imports von EE-Strom.
Kopplung von Stromerzeugung und Erdgasnetz durch Erzeugung von regenerativem Methan/Wasserstoff.
Einstieg in die regenerative Elektromobilität mit Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeugen.
Einsatz von flüssigen Biokraftstoffen vorrangig im Schwerlast- und Luftverkehr.
FVEE vs Energiekonzept BReg 1 10.PRZ
Vergleich einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050mit dem Energiekonzept der Bundesregierung vom 28. September 2010
* Prognos AG, EWI - Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln, GWS - Gesellschaft für Wirtschaftliche Strukturforschung mbH: Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung, 27. August 2010, Szenario II B (Laufzeitverlängerung der Kernkraftwerke um 12 Jahre)
Zielsetzungen für das Jahr
2020 2030 2040 2050
Bundes-regierung FVEE Bundes-
regierung FVEE Bundes-regierung FVEE Bundes-
regierung FVEE
Reduktion der Treibhausgasemissionen gegenüber 1990
-40% --- -55% --- -70% --- -80-95% 100%
Reduktion des Primärenergieverbrauchs gegenüber 2008 (Prognos/EWI/GWS-Studie*)
-20%
-15%
---
---
-31%
---
---
-43%
---
-50%
-51%
---
Reduktion des Endenergiebedarfs (Prognos/EWI/GWS-Studie*)
--- -12%
-16%
--- -23%
-28%
--- -33%
-36%
--- -42%
-41%
Anteil Erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch (Prognos/EWI/GWS-Studie*)
18% 21%
25%
30% 33%
51%
45% 46%
80%
60% 56%
100%
FVEE vs Energiekonzept BReg 1 10.PRZ
Vergleich einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050mit dem Szenario II B von Prognos/EWI/GWS
2008 2020 2030 2040 20500
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
End
ener
gie
[Mrd
. kW
h]
Endenergie
Prognos/EWI/GWSFVEE
Endenergie gesamt
Erneuerbare Energien
46% 56%33%
80%100%
51%
FVEE vs Energiekonzept BReg 1 10.PRZ
Vergleich einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050mit dem Szenario II B von Prognos/EWI/GWS
2008 2020 2030 2040 20500
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
End
ener
gie
[Mrd
. kW
h]
Endenergie
Prognos/EWI/GWSFVEE
Im Gutachten von Prognos/EWI/GWSkommt der (absolute) Ausbau Erneuerbarer Energien ab 2040 zum Erliegen (mittlere Wachstumsrate 0,5%),wird 2050 noch die Hälfte des Primärenergieverbrauchs aus fossilen Quellen gedeckt.
50,6%
Steinkohle6,4%
Braunkohle0,6%
Mineralöl20,1%
Gase15,5%
Importsaldo Strom5,2%
Kreis 1
Primärenergie
Prognos/EWI/GWS
100,0%
Kreis 1
ErneuerbareEnergien
ErneuerbareEnergienFVEE
Endenergie gesamt
Erneuerbare Energien
46% 56%33%
80%100%
51%
Lernkurven EE 1 10.PRZ
Die beiden Seiten der Wirtschaftlichkeit
Quelle: FhG-IWES
Entwicklung der Kosten
ErneuerbarerEnergien
Entwicklung der Kosten
konventionellerEnergien
Lernkurven EE 1 10.PRZ
Kostenentwicklung Erneuerbarer Energien - Lernkurven
Quelle: FhG-IWES
Lernkurven EE 1 10.PRZ
Kostenentwicklung Erneuerbarer Energien - Lernkurven
Quelle: FhG-IWES
EEG-Vergütung 2010 Wind an Land
EEG-Vergütung ab 1.10.2010
FVEE - Jahrestagung 2010: "Forschung für das Zeitalter der erneuerbaren Energien - Jahre FVEE"
Beispiel Windenergie(Entwicklung der installierten Leistung 1990-2008)
Quellen: nach GWEC; Windpower Monthly, Earth Policy Ins
< 10.000 MW< 5.000 MW
< 1.000 MW< 100 MW
Kapazität 1995
Kapazität 2000 Kapazität 2008
< 75.000 MW
< 50.000 MW
USA
Australien
Indien
ChinaJapan
Kapazität 1990< 2.500 MW
Europa
< 25.000 MW
Weltmarkt Windenergie 1 10.ppt
FVEE - Jahrestagung 2010: "Forschung für das Zeitalter der erneuerbaren Energien - Jahre FVEE"
Beispiel Windenergie(Entwicklung der installierten Leistung 1990-2008)
Quellen: nach GWEC; Windpower Monthly, Earth Policy Ins
< 10.000 MW< 5.000 MW
< 1.000 MW< 100 MW
Kapazität 1995
Kapazität 2000 Kapazität 2008
< 75.000 MW
< 50.000 MW
USA
Australien
Indien
ChinaJapan
Kapazität 1990< 2.500 MW
Europa
< 25.000 MW
Heute werden weltweit ca. 1,6% des Strombedarfsaus Windenergie gedeckt.
Der Windmarkt wächst seit 10 Jahren mit durchschnittlich 30 % pro Jahr und damit 15 Mal so schnell wie der gesamte Stromverbrauch.
2009 waren 159.000 MW Windleistung installiert, 2014 werden es bereits 450.000 MW sein.
Bereits für das Jahr 2020 ist absehbar, dass weltweit 10% des gesamten Strombedarfes aus Wind gedeckt werden können.
Weltmarkt Windenergie 1 10.ppt
FVEE Differenzkosten 1 10.PRZ
20102015
20202025
20302035
20402045
2050-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
Diff
eren
zkos
ten
[Mrd
.€]
Summe Strom Wärme
Differenzkostenentwicklung des 100%-Szenarios- Beispiel Strom- und Wärmeerzeugung -
Basisannahmen für fossile Energien im Der Ölpreis steigt bis 2050 auf 210 US$2005 je barrel.Die Kosten für CO2-Emissionen steigen auf 70 € je Tonne.Der anlegbare Strompreis für Erneuerbare Energien steigt
von etwa 6 ct/kWh auf 15 ct/kWh (entsprechend 2,3%/a).Der anlegbare Wärmepreis steigt von etwa 10 ct/kWh auf 22 ct/kWh (entsprechend 2,0%/a).
Der Kostenschnittpunkt des Mixes Erneuerbarer Energien wird um das Jahr 2025 erreicht. Den Vorleistungen stehen langfristig erheblich höhere volkswirtschaftliche Gewinne gegenüber.
Vorleistungen
volkswirtschaftliche Gewinne
180 Mrd. €
-950 Mrd. €
FVEE Differenzkosten 1 10.PRZ
20102015
20202025
20302035
20402045
2050-100
-80
-60
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-20
0
20
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Diff
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.€]
Niedrigpreisvariante FVEE-Preisszenario
Zum Kostenrisiko eines 100%-Szenarios
Basisannahmen für fossile EnergienDer Ölpreis steigt bis 2050 auf 210 US$2005 je barrel.Die Kosten für CO2-Emissionen steigen auf 70 € je Tonne.Der anlegbare Strompreis für Erneuerbare Energien steigt
von etwa 6 ct/kWh auf 15 ct/kWh (entsprechend 2,3%/a).Der anlegbare Wärmepreis steigt von etwa 10 ct/kWh auf 22 ct/kWh (entsprechend 2,0%/a).
Kostengrenze: sehr niedrige Preise für fossile Energien
Der Ölpreis steigt bis 2050 auf 130 US$2005 je barrel.Die Kosten für CO2-Emissionen steigen auf 28 € je Tonne.Der anlegbare Strompreis für Erneuerbare Energien steigt
von etwa 6 ct/kWh auf 7,3 ct/kWh (entsprechend 0,5%/a).Der anlegbare Wärmepreis steigt von etwa 10 ct/kWh auf
12 ct/kWh (entsprechend 0,5%/a).
bei sehr niedrigen Preisansätzen für fossile Energienverschiebt sich der Kostenschnittpunkt des Mixes der Erneuerbaren Energien um mehr als 10 Jahre und die Vorleistungen (positive Differenzkosten) verdoppeln sich in etwa. Das Maximum wird aber auch hier sehr wahrscheinlich vor 2020 erreicht.
FVEE Differenzkosten 1 10.PRZ
20102015
20202025
20302035
20402045
2050-100
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-20
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20
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Diff
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Niedrigpreisvariante FVEE-Preisszenario
Zum Kostenrisiko eines 100%-Szenarios
20102015
20202025
20302035
20402045
2050-100
-50
0
50
100
150
200
Diff
eren
zkos
ten
[Mrd
.€]
Niedrigpreisvariante FVEE-Preisszenario
Gesamtausgaben für Energie* 2005: 212 Mrd. €
*einschließlich Kraftstoffe
absolut .... ..... und im Vergleich zu den Gesamtausgaben für Energie
FVEE Differenzkosten 1 10.PRZ
Zum Kostenrisiko eines "50%-Primärenergie-Szenarios"* für 2050
Basisannahmen für fossile Energien
Ölpreis 2008: 94 US$ je barrel 2050:130 US$2008 je barrel
Erdgas, Grenzübergangspreis 2008: 2,7 ct/kWh 2050: 3,2 ct2008/kWh
Kraftwerkssteinkohle: 2008: 112 €/t 2050: 110 €2008/t
Unter den gesetzten Preisannahmen belaufen sich im Jahr 2050 die Importkosten für Mineralöl, Erdgas und Steinkohle auf rund 57 Mrd. Euro (d.h. ohne Kosten für CO2-Zertifikate).
Erneuerbare Energien50,6%
Steinkohle6,4%
Braunkohle0,6%
Mineralöl20,1%
Gase15,5%
Importsaldo Strom5,2%
Kreis 1
Quelle: nach Prognos AG, EWI, GWS: Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung, 08/2010, Szenario II B*Der korrespondierende Wert für den Anteil am Endenergieverbrauch liegt bei ca. 56%
Primärenergieverbrauch 2050
FVEE Differenzkosten 1 10.PRZ
Zum Kostenrisiko eines "50%-Primärenergie-Szenarios"* für 2050
Basisannahmen für fossile Energien
Ölpreis 2008: 94 US$ je barrel 2050:130 US$2008 je barrel
Erdgas, Grenzübergangspreis 2008: 2,7 ct/kWh 2050: 3,2 ct2008/kWh
Kraftwerkssteinkohle: 2008: 112 €/t 2050: 110 €2008/t
Unter den gesetzten Preisannahmen belaufen sich im Jahr 2050 die Importkosten für Mineralöl, Erdgas und Steinkohle auf rund 57 Mrd. Euro (d.h. ohne Kosten für CO2-Zertifikate).
Erneuerbare Energien50,6%
Steinkohle6,4%
Braunkohle0,6%
Mineralöl20,1%
Gase15,5%
Importsaldo Strom5,2%
Kreis 1
Quelle: nach Prognos AG, EWI, GWS: Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung, 08/2010, Szenario II B*Der korrespondierende Wert für den Anteil am Endenergieverbrauch liegt bei ca. 56%
Primärenergieverbrauch 2050
Auch hier besteht eine hohe Preissensitivität, die dann aber deutlich über das Jahr 2050 hinaus reicht und aufgrund der hohen Volatilität der Preise sehr viel schwieriger vorhersehbar ist als die Kostenentwicklung Erneuerbarer Energien.
FVEE JT 2 10.PRZ
Fazit zu einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050 für Deutschland
Eine Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien ist nicht nur technisch, sondern auch wirtschaftlich darstellbar.
Im FVEE-Szenario sind bereits bis 2050 die volkswirtschaftlichen Gewinne (Differenzkosten) 5-mal so groß wie die Vorleistungen.
Das Kostenrisiko ist begrenzt. Zwar verschiebt sich bei sehr niedrigen Energiepreisen die Differenzkostenkurve auf der Zeitachse, der Maximalwert verändert sich jedoch nicht wesentlich und liegt auch dann unterhalb von 10% der gesamten Energieausgaben.
Im Vergleich zur hohen Volatilität der Ölpreise ist die Kostenentwicklung Erneuerbarer Energien gut vorhersehbar.
FVEE JT 2 10.PRZ
Fazit zu einer 100%-Versorgung mit Erneuerbaren bis 2050 für Deutschland
Eine Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien ist nicht nur technisch, sondern auch wirtschaftlich darstellbar.
Im FVEE-Szenario sind bereits bis 2050 die volkswirtschaftlichen Gewinne (Differenzkosten) 5-mal so groß wie die Vorleistungen.
Das Kostenrisiko ist begrenzt. Zwar verschiebt sich bei sehr niedrigen Energiepreisen die Differenzkostenkurve auf der Zeitachse, der Maximalwert verändert sich jedoch nicht wesentlich und liegt auch dann unterhalb von 10% der gesamten Energieausgaben.
Im Vergleich zur hohen Volatilität der Ölpreise ist die Kostenentwicklung Erneuerbarer Energien gut vorhersehbar.
Die Märkte für Erneuerbare Energien entwickeln sich weltweit sehr stark. Bereits heute fließt mit etwa 130 Mrd. € etwa die Hälfte der Investitionen in Kraftwerke in die Erneuerbaren.
Eine hohe Ausbaudynamik in Verbindung mit verstärkter Forschung sichert die internationale Technologieführerschaft, insbesondere wenn "Intelligente Netze", "Speichertechnologien" usw. sowie ganz neue Anwendungsfelder wie die "Elektromobilität" erfolgreich entwickelt werden.
Dadurch können die bereits bestehenden 340.000 Arbeitsplätze nicht nur gesichert, sondern bis 2030 durchaus verdoppelt werden.