Parlamentarischer Abend "Modell Deutschland" - Präsentation Prognos

1

Modell Deutschland

Klimaschutz 2050:Vom Ziel her denken

1© Prognos AG

Dr. Almut KirchnerDr. Michael Schlesinger

Basel / Berlin,09.Februar 2010

Agenda/Inhaltsübersicht

Anlage und Ergebnis Referenzszenario

Anlage und Ergebnis Innovationsszenario

Methodik, Abgrenzung, Aufgabenteilung

2© Prognos AG

Age

nda

2

Fragestellung, Abgrenzung, Aufgabenteilung

Wie schafft man -95 % THG-Emissionen bis 2050 in einer „reifen I d t i ll h ft“?Industriegesellschaft“?

– Geht das in einer „Welt wie wir sie kennen“?– Wie weit setzt die gegenwärtige Politik die richtigen Leitplanken?– Was bleibt wiedererkennbar ?– Wie weit hilft uns Technologie ?– Was muss grundsätzlich geändert werden ?

Grösster Teil der THG-Emissionen in D sind energiebedingte CO2-Emissionen - Energiesektor wird mit detaillierten Energiesystemmodellrechnungen abgedeckt.

3© Prognos AG

gAufgabenteilung:

– Prognos: Energiesystemmodellrechungen, detaillierte Szenarien (Nachfrage und Kraftwerkspark)

– Öko-Institut: sonstige Emissionen, weitere reduzierende Massnahmenpakete zur Zielerreichung, Komponentenzerlegung,Instrumentierung und Strategie

Frag

este

llung

Szenarien und Methodik

3-stufiges Vorgehen: – Referenzszenario (bup): heutige Klimapolitik und Effizienzentwicklung

ambitioniert und ernsthaft fortgeschriebenbekannte Instrumente, stetige Technologieentwicklungen, best practice-Strategien

– „Innovationsszenario“ (bup): Zielszenariostrategische Vorgaben für Sektoren,Technologieinnovationen,modal split PV, GVAnpassung der Branchen

– Varianten ohne CCS und mit CCS in der Stromerzeugung (ab 2025) Met

hodi

k

4© Prognos AG

Varianten ohne CCS und mit CCS in der Stromerzeugung (ab 2025)– Lücke: gibt es noch weitere Pakete oder Massnahmen, mit denen eine

„allfällig“ zu schliessende Lücke angegangen werden kann? Veränderte Konsummuster etc. (aggregiert)?

Komponentenzerlegung der Ergebnisse (Öko-Institut) (top-down): Welche Einflussfaktoren tragen wieviel bei, welche Fristigkeiten sind zu beachten?

Szen

arie

n un

d M

3


5© Prognos AG


Rahmendaten

6© Prognos AG

BIP: +43 %, 0,8 % p.a. Bev.: -12,5 %, Altersversch.Hh-Gr.: 2,11 1,86 R

ahm

enda

ten

4

Referenzszenario

indikatives („wenn-dann)-Szenario“, Auswirkungen von PolitikinstrumentenIEKP, allmählich (ambitioniert) verschärft, Gebäude (EnEV, EEW-G, Effizienzrichtlinien etc.)Technologie:

– Beleuchtung, – innovative Gastechnologien– Solarthermie, – Querschnittstechnologien Motoren, Pumpen, Druckluft effizient

Ab ä t odik

7© Prognos AG

– Abwärmenutzung– Green IT– KWK …

Ref

eren

z, M

etho

Ergebnis Referenz (ohne CCS): Alle THG-Emissionen

bnis

se

8© Prognos AG

Ref

eren

z: E

rgeb

5

Ergebnis Referenz (ohne CCS): energiebedingte THG-Emissionen

1990 –2050:ohne CCS: -52 %

mit CCS: -57 %

bnis

se

9© Prognos AG

Ref

eren

z: E

rgeb


10© Prognos AG


6

Innovationsszenario, strategische Setzungen

Stromerzeugung: Ausbaupfad EE gem. Leitszenario DLR 2008, allerdings i Bi i I tweniger Bio, weniger Import

Biomasse: Begrenzung der inländisch erreichbaren vorhandenen Primärpotenziale auf 1‘200 PJGebäude: Raumwärme möglichst wegsparen, nahezu keine fossilen Energieträger mehr für RaumwärmeVerkehr:

– starke Verlagerung Güter auf die Schiene, aber kein 3. GleisGüterverkehrsleistungen auf der Schiene verdreifachen sich bis 2050, gegenüber R f i 2050 Z h 35 % zu

ngen

11© Prognos AG

Referenz in 2050 Zuwachs um 35 %– strategische „Elektrifizierung“ des motorisierten Personenverkehrs (kein reiner

Benziner, kaum reine Diesel mehr in 2050)– keine fossilen Flüssigkraftstoffe mehr im motorisierten Verkehr Biokraftstoffe 2.

und 3. Generation im GV und im PV, Gas im PV

Inno

vatio

n: S

etz


Technologie: neue Schlüsseltechnologien bei Materialien und Prozessen– Miniaturisierung– Werkstoffe (insbes. Verbundwerkstoffe), Ersatz von Metallen– Nano, Bio– Prozessinnovationen (z.B. katalytische und enzymatische Prozesse in der

Chemie)– Prozessintegration , Produktion auf dem Chip– (Beispiel Pharmazie: zielgenaue Carrier reduzieren Medikamenteneinsatz

und produktion um Grössenordnungen) zung

en

12© Prognos AG

und –produktion um Grössenordnungen)– (Beispiel Geräte: wasserfreie Waschmaschine, Magnetkühlung)

Inno

vatio

n: S

etz

7


Industrie und DL: leichte Veränderung der Branchenstrukturen (energieintensive Ind übrige Dienstleistungen ) Wirtschaftswachstum nahezu(energieintensive Ind. , übrige , Dienstleistungen ), Wirtschaftswachstum nahezu unverändert

1 00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

exw

ert

zung

en

13© Prognos AG

0,70

0,80

0,90

1,00

2005 2020 2030 2040 2050

Inde

energieintensive Branchen übrige Branchenenergieintensive Branchen übrige Branchen

Inno

vatio

n: S

etz

Innovationsszenario, Ergebnisse Endenergieverbrauch

100

120

8'000

9'000

10'000

Index CO2-Emissionen PHH – 76%DL – 67 %Ind 53 %

0

20

40

60

80

0

1'000

2'000

3'000

4'000

5'000

6'000

7'000

IndexPJ

Ind – 53 %Verk – 40 %EEV – 59 %

Strom – 38 %EE (ohne Strom)

+ 207 %

14© Prognos AG

002005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Kohle Heizöl Benzin aus Mineralöl Diesel aus Mineralöl Flugtreibstof f

Gase Strom Fernwärme Biokraf tstoff Biogas

Biomasse Umweltwärme Solarenergie

Private Haushalte GHD Industrie Verkehr

2005 2020 2030 2040 2050

Inno

vatio

n EE

V

8

Stromverbrauch nach Verwendungszwecken

1.400

1.600

1.800

200

400

600

800

1.000

1.200

PJ

omna

chfr

age

15© Prognos AG

02005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

PHH DL Kraf t DL Kühlen und Lüf tenDL Sonstiges Industrie Kraf t Industrie SonstigesGV Schiene PV Schiene PV Elektroautos

Verkehr 2005: 58 PJ, 3.6 % am Gesamtstromverbrauch2050: 187 PJ, 18.5 % am Gesamtstromverbrauch

E-Mobilität 2050: 101 PJ (entspr. 30 GW PV-Leistung, 15 GW Windleistung, ca. 5 GW Grundlast-KW)

Inno

vatio

n, S

tro

Ergebnisse Innovationsszenario, ohne CCS:Ausbaupfad EE Strom (Nettostromerzeugung)

350

400

100

150

200

250

300

TWh

Stro

m

16© Prognos AG

0

50

2005 2020 2030 2040 2050

Biomasse Geothermie Wasserkraf t Windenergie Onshore Windenergie Of fshore Fotovoltaik

Inno

vatio

n EE

S

9

Ergebnisse Innovationsszenario, Stromerzeugung ohne CCS

600

700

fossile KW: nur noch Gas (Spitze /

100

200

300

400

500

TWh

Regel)Vervierfachung Speicherkapazität,VerachtfachungSpeichererzeugungPrimärerzeugung EE 85 % an Nettoerzeugung

om o

hne

CC

S

17© Prognos AG

02005 2020 2030 2040 2050

Kernkraft Steinkohle Braunkohle Öl und sonstige Erdgas Speicher (Pumpspeicher, sonstige) Erneuerbare Stromimport

Inno

vatio

n, S

tro

90.000

PV

Fluktuierende Einspeisung aus Erneuerbaren Energienim Jahr 2030 in MW

spei

sung

EE

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000Wind-Onshore

Wind-Offshore

Geothermie und Biomasse (25%)

18© Prognos AG

Eins

0

10.000

20.000

30.000

1001 2001 3001 4001 5001 6001 7001 8001

10

90 000

Resultierende Last (Strombedarf abzüglich Einspeisung erneuerbarer Energien) im Jahr 2030

Last

203

0

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

19© Prognos AG

resu

ltier

ende

L

0

10.000

20.000

30.000

40.000

1 1001 2001 3001 4001 5001 6001 7001 8001

Ergebnisse Innovationsszenario: energiebedingte Treibhausgase (ohne CCS)

1'000

1'200

gegenüber 1990: -91 %

400

600

800

1'000

Mio t CO2‐Äqu

ivalen

t

1990: 91 %

bed.

TH

G o

hne

CC

S

20© Prognos AG

0

200

1990 2005 2020 2030 2040 2050

Private Haushalte GHD Industrie Verkehr Fernwärmeerzeugung Stromerzeugung Sonst. Umwandlung Energiebed. CO2-Em. gem. Inventar CH4 N2O

Inno

vatio

n: E

nb

11

Innovationsszenario, PEV (ohne nichtenergetischen Verbrauch)ohne CCS

14'000

16'000PEV gesamt:-57 %

2'000

4'000

6'000

8'000

10'000

12'000

PJ

Anteil EE 2050: 73 %Biomasse: 1‘720 PJ

V

21© Prognos AG

02005 2020 2030 2040 2050

Kernkraft Steinkohle Braunkohle Heizöl schwerHeizöl leicht Benzin aus Mineralöl Diesel aus Mineralöl BiokraftstoffeFlugtreibstoff Erdgas, andere Naturgase Sonstige Gase BiogasAbfall Biomasse Umwelt- und Abwärme GeothermieSolarenergie Windenergie Wasserkraft

Inno

vatio

n, P

EV

Ergebnisse Innovationsszenario: Mehrkosten, Kostenelemente

35.000

tene

lem

ente

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

Mio

. €

22© Prognos AG

Inno

vatio

n, K

os

0

5.000

2010 2020 2030 2040 2050

Wärme PHH Strom PHHDienstleistungssektor, annuitätisch Industriesektor, annuitätischE-Autos E-Tankst.Bahn Inf rastruktur

12

Ergebnisse Innovationsszenario, Kosten vs. Einsparungen,

Resultante: max. 0,6 % d. BIP (2035) en30

40

0,6 % d. BIP (2035)

Nettoeinsparungab 2043

summiert und diskontiert:0,3 % BIP

ten

vs. E

insp

arun

ge

-20

-10

0

10

20

30

2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050Mrd. €

23© Prognos AG

Inno

vaito

n, K

os

-40

-30

Investitionen Einsp.ohne CCS Einsp. mit CCS

Resultante ohne CCS Resultante mit CCS

Innovation: THG gesamt ohne CCS

1'400 -87 %1990 2050

200

400

600

800

1'000

1'200

Mio

t CO

2-Äq

uiva

lent

1990 - 2050

24© Prognos AG

0

200

1990 2005 2020 2030 2040 2050 Private Haushalte GHD IndustrieVerkehr Umwandlungssektor gesamt Energiebedingte sonst. EmissionenFlüchtige und prozessbed Emiss. Produktverwendung LandwirtschaftLandnutzung und Forsten Abfallwirtschaft Insgesamt THG-Emissionen

13

Vi l D k fü Ih A f k k it!

Ansprechpartner:

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

25© Prognos AG

Dr. Almut KirchnerMarktfeldleiter EnergiepolitikHenric Petri-Strasse 9CH-4010 BaselT: +41 61 32 73 331E: [email protected]

p p

© Prognos AG

Backup-Folien

26© Prognos AG

14

Rahmendaten

Klimaerwärmung: Heizgradtage reduzieren sich um 18 %, Kühl dt h 62 % !Kühlgradtage nehmen um 62 % zu !Energiepreise: Rohöl steigt real auf 100 USD / bbl in 2020, 125 USD/bbl in 2030, 210 USD / bbl in 2050CO2-Preis: bis 50 €/t in 2050 real

27© Prognos AG

Rah

men

date

n

Referenz: Rahmendaten Branchen, Beschäftigte

28© Prognos AG

Rah

men

date

n

15

Referenz: Rahmen Verkehr

29© Prognos AG

Rah

men

date

n

PV: - 6 % GV: + 83 %

Referenzszenario ohne CCS: Ergebnisse PEV

PEV: -38 %EE: +190 %Anteil EE am PEV:von 5 % auf 26 %

bnis

se

30© Prognos AG

Ref

eren

z, E

rgeb

16

Ergebnis Referenz (ohne CCS): energiebedingte THG-Emissionen

1990 – 2050:ohne CCS: -52 %

mit CCS: -57 %

bnis

se

31© Prognos AG

Ref

eren

z: E

rgeb

Innovationsszenario, Ergebnisse PHH

- Reduktion des Raumwärmebedarfs auf 14 % (2005 2050)14 % (2005 – 2050)-praktisch vollständige „Durchsanierung“ des Bestandes- hohe Solarthermie-quote

H

32© Prognos AG

Inno

vatio

n, P

HH

17

Ergebnis Innovationsszenario, Dienstleistungssektor

- Reduktion des Raumwärmebedarfs fast

ll tä divollständig(2005 – 2050)-Kühlen / Lüften + 15 %- Prozesswärme, Kraft nicht beliebig reduzierbar

33© Prognos AG

Inno

vatio

n, D

L

Industrieproduktion: Szenarienvergleich

500

600

100

200

300

400

Mrd

€

zung

en

34© Prognos AG

02005 2050 Referenz 2050 Ziel

Gew. von Steinen, sonst. Bergbau Ernährung und Tabak PapiergewerbeGrundstoffchemie sonstige chemische Industrie Gummi- und KunststoffwarenGlas, Keramik Verarbeitung v.Steinen und Erden MetallerzeugungNE-Metalle, Giessereien Metallbearbeitung MaschinenbauFahrzeugbau Sonstige Wirtschaftszweige

Inno

vatio

n: S

etz

18

BWS Dienstleistungen Szenarienvergleich

2.000

2.250

2.500

250

500

750

1.000

1.250

1.500

1.750

Mrd

€

zung

en

35© Prognos AG

02005 2050 Referenz 2050 Ziel

Landwirtschaft, Gärtnerei Industrielle Kleinbetriebe/Handwerk BaugewerbeHandel Kreditinst./ Versicherungen Verkehr, NachrichtenübermittlungSonstige priv. Dienstleistungen Gesundheitswesen UnterrichtswesenÖff.Verwaltung, Sozialversicherung Verteidigung

Inno

vatio

n: S

etz

Ergebnis Innovationsszenario, Industrie

1202'500 Prozess-wärme: – 50 %

40

60

80

100

1'000

1'500

2'000

IndexPJ

Index CO2-Emissionen

Kraft: – 43 %Hauptenergieträger: Gas und StromKohle in Restgrössen (Stahl)

ustr

ie

36© Prognos AG

0

20

0

500

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Steinkohle Braunkohle Mineralöle Gase

Strom Fernwärme Erneuerbare

Raumwärme Beleuchtung Prozesswärme mechanische Energie

Information und Kommunikation

2005 2020 2030 2040 2050

Inno

vatio

n, In

du

19

Ergebnis Innovationsszenario VerkehrPKW nach Antriebstypen, in Tsd.

45'000

50'000

10'000

15'000

20'000

25'000

30'000

35'000

40'000

45 000

Tsd.

kehr

37© Prognos AG

0

5'000

2005 2020 2030 2040 2050

Benzin, ohne Hybrid Dieselantrieb Benzin, Hybrid Plug-in HybridantriebElektroantrieb Brennstof fzellenantrieb Flüssiggasantrieb Erdgasantrieb

Inno

vatio

n, V

erk

Ergebnisse Innovationsszenario Verkehr, Energieträger

1203000

IndexCO2‐Emissionen

40

60

80

100

1000

1500

2000

2500

PJ

Index CO2 Emissionen

Pers

onen

verk

ehr

kehr

38© Prognos AG

0

20

0

500

2005 2020 2030 2040 2050Bioethanol Benzin aus Mineralöl Biodiesel Diesel aus Mineralöl Flugtreibstoffe Erdgas

Flüssiggas Wasserstoff Strom

Bioethanol Benzin aus Mineralöl Biodiesel Diesel aus Mineralöl Flugtreibstoffe Erdgas

Flüssiggas Wasserstoff Strom

Personenverkehr

Güterverkehr

Güt

erve

rkeh

r

Inno

vatio

n, V

erk

20

Innovationsszenario, Ergebnisse Endenergieverbrauch

12010'000PHH – 76%DL – 67 %Ind 53 %

40

60

80

100

2'000

3'000

4'000

5'000

6'000

7'000

8'000

9'000

IndexPJ

Index CO2-EmissionenInd – 53 %Verk – 40 %EEV – 59 %

Strom – 38 %EE (ohne Strom)

+ 207 %

39© Prognos AG

0

20

0

1'000

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Kohle Heizöl Benzin aus Mineralöl Diesel aus Mineralöl Flugtreibstof f

Gase Strom Fernwärme Biokraf tstoff Biogas

Biomasse Umweltwärme Solarenergie

Private Haushalte GHD Industrie Verkehr

2005 2020 2030 2040 2050

Inno

vatio

n EE

V

Innovationsszenario, Ergebnis Stromerzeugung „mit CCS“

700fossile KW: nur noch Gas (Spitze / Regel)

200

300

400

500

600

TWh

und CCS(3 GW SK, 10 GW BK)Ausbau Speicherkapazität Faktor 2,4,VerfünffachungSpeichererzeugung

om m

it C

CS

40© Prognos AG

0

100

2005 2020 2030 2040 2050

Kernkraft Steinkohle Steinkohle mit CCS Braunkohle Braunkohle mit CCS Öl und sonstige Erdgas Speicher (Pumpspeicher, sonstige) Erneuerbare Stromimport

Inno

vatio

n, S

tro

21

Innovationsszenario, PEV (ohne nichtenergetischer Verbrauch)ohne CCS

16'000 PEV gesamt:-57 %

4'000

6'000

8'000

10'000

12'000

14'000

PJ

Anteil EE 2050: 73 %Biomasse: 1‘720 PJ

V

41© Prognos AG

0

2'000

2005 2020 2030 2040 2050Kernkraft Steinkohle Braunkohle Heizöl schwerHeizöl leicht Benzin aus Mineralöl Diesel aus Mineralöl BiokraftstoffeFlugtreibstoff Erdgas, andere Naturgase Sonstige Gase BiogasAbfall Biomasse Umwelt- und Abwärme GeothermieSolarenergie Windenergie Wasserkraft

Inno

vatio

n, P

EV

Innovationsszenario, PEV (ohne nichtenergetischer Verbrauch)mit CCS

16'000 PEV gesamt: -59 %

2'000

4'000

6'000

8'000

10'000

12'000

14'000

PJ

Anteil EE 2050: 59 %Biomasse 2050: 1‘720 PJ

V m

it C

CS

42© Prognos AG

0

2 000

2005 2020 2030 2040 2050Kernkraft Steinkohle Braunkohle Heizöl schwerHeizöl leicht Benzin aus Mineralöl Diesel aus Mineralöl BiokraftstoffeFlugtreibstoff Erdgas, andere Naturgase Sonstige Gase BiogasAbfall Biomasse Umwelt- und Abwärme GeothermieSolarenergie Windenergie Wasserkraft

Inno

vatio

n, P

EV

22

Ergebnisse Innovationsszenario: Energiebedingte THG (mit CCS)

1'200 gegenüber 1990: -90 %

400

600

800

1'000

Mio t CO2‐Äqu

ivalen

t

1990: 90 %

ed. T

HG

mit

CC

S

43© Prognos AG

0

200

1990 2005 2020 2030 2040 2050

Private Haushalte GHD Industrie Verkehr Fernwärmeerzeugung Stromerzeugung Sonst. Umwandlung Energiebed. CO2-Em. gem. Inventar CH4 N2O

Inno

vatin

o, e

nbe

Innovation: Gesamt-THG ohne CCS

1'400

400

600

800

1'000

1'200

O2-

Äqui

vale

nt

44© Prognos AG

0

200

1990 2005 2020 2030 2040 2050

Mio

t CO

Energiebedingte CO2-Emissionen Energiebedingte sonst. EmissionenNichtenergiebedingte Emissionen Insgesamt THG-Emissionen

23

Innovation: Gesamt-THG mit CCS

1'400

200

400

600

800

1'000

1'200

Mio

t CO

2-Äq

uiva

lent

45© Prognos AG

0

200

1990 2005 2020 2030 2040 2050 Private Haushalte GHD IndustrieVerkehr Umwandlungssektor gesamt Energiebedingte sonst. EmissionenFlüchtige und prozessbed Emiss. Produktverwendung LandwirtschaftLandnutzung und Forsten Abfallwirtschaft Insgesamt THG-Emissionen

Innovation: Gesamt-THG mit CCS

1'400

400

600

800

1'000

1'200

Mio

t C

O2-

Äqui

vale

nt

46© Prognos AG

0

200

1990 2005 2020 2030 2040 2050

Energiebedingte CO2-Emissionen Energiebedingte sonst. Emissionen

Nichtenergiebedingte Emissionen Insgesamt THG-Emissionen

24

Ergebnisse Innovationsszenario: Mehrkosten, Kostenelemente

35.000

tene

lem

ente

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

Mio

. €

47© Prognos AG

Inno

vatio

n, K

os

0

5.000

2010 2020 2030 2040 2050

Wärme PHH Strom PHHDienstleistungssektor, annuitätisch Industriesektor, annuitätischE-Autos E-Tankst.Bahn Inf rastruktur

Parlamentarischer Abend "Modell Deutschland" - Präsentation Prognos

Technology

Transcript of Parlamentarischer Abend "Modell Deutschland" - Präsentation Prognos