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-WürttembergAndreas.Puettner@zsw-bw.de, Maike.Schmidt@zsw-bw.de, staiss@zsw-bw.de; 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

-40

-20

0

20

40

Diff

eren

zkos

ten

[Mrd

.€]

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

-80

-60

-40

-20

0

20

40

Diff

eren

zkos

ten

[Mrd

.€]

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.