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Im Fokus der Studiendatenbank stehen Veröffentlichungen, die sich mit dem notwendigen Umbau und der Steuerung des Energiesystems für eine erfolgreiche Energiewende insgesamt beschäftigen. Mehr zu den Kriterien, nach denen das Forschungsradar Studien aufnimmt …

 

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Energy [r]evolution. A sustainable World Energy Outlook

Herausgeber/Institute:

Greenpeace, EREC, DLR, GWEC

Datum:

Juni 2012

Autoren:

Sven Teske et al.

Art der Veröffentlichung:

Studie

Auftraggeber/Förderer:

Greenpeace

Themenbereiche:

Energiesysteme
Ökonomie
Politik
Umwelt + Soziales

Schlagwörter:

Klimaschutz, Energieeffizienz, Treibhausgase, Arbeitsplätze, Investitionen, ökonomische Effekte, Versorgungssicherheit

Seitenzahl:

322

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Zielsetzung und Fragestellung

Die Studie Energy [R]evolution 2012 ist nach 2007, 2008 und 2010 die vierte Auflage von Szenarien zur globalen Energieversorgung, die Wege in eine nachhaltige Energiezukunft aufzeigen. Im Zentrum des Szenarios aus dem Jahr 2012 stehen die Erfordernisse des Klimaschutzes. Dafür muss sich die Welt von den fossilen Brennstoffen unabhängig machen. Gleichzeitig muss eine sichere Energieversorgung gewährleistet werden und die zwei Milliarden Menschen, die bisher noch von jeglicher Stromversorgung abgeschnitten sind, sollen Zugang zu sauberer Energie erhalten.
Die Studie wirft einen genauen Blick auf die möglichen Entwicklungen bis zum Jahr 2050. Sie erörtert, wie sich der Energiebedarf, die Stromerzeugung, die Wärmeversorgung, der Verkehrssektor und die Treibhausgasemissionen zukunftsfähig entwickeln könnten und welche konkreten Schritte dafür umzusetzen sind.

Zentrale Ergebnisse

Globale Stromversorgung im Jahr 2050 nahezu vollständig aus Erneuerbaren Energien bei niedrigeren Kosten

Im Energy [R]evolution-Szenario basiert mit 94 Prozent nahezu die gesamte weltweite Stromversorgung im Jahr 2050 auf erneuerbaren Quellen. Bereits 2020 decken die Erneuerbaren Energien 37 Prozent des Stromverbrauchs, bis 2030 steigt ihr Anteil weiter auf 61 Prozent. Die installierte Leistung zur Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien wächst im Energy ...

Globale Stromversorgung im Jahr 2050 nahezu vollständig aus Erneuerbaren Energien bei niedrigeren Kosten

Im Energy [R]evolution-Szenario basiert mit 94 Prozent nahezu die gesamte weltweite Stromversorgung im Jahr 2050 auf erneuerbaren Quellen. Bereits 2020 decken die Erneuerbaren Energien 37 Prozent des Stromverbrauchs, bis 2030 steigt ihr Anteil weiter auf 61 Prozent. Die installierte Leistung zur Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien wächst im Energy ...

Globale Stromversorgung im Jahr 2050 nahezu vollständig aus Erneuerbaren Energien bei niedrigeren Kosten

Im Energy [R]evolution-Szenario basiert mit 94 Prozent nahezu die gesamte weltweite Stromversorgung im Jahr 2050 auf erneuerbaren Quellen. Bereits 2020 decken die Erneuerbaren Energien 37 Prozent des Stromverbrauchs, bis 2030 steigt ihr Anteil weiter auf 61 Prozent. Die installierte Leistung zur Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien wächst im Energy [R]evolution-Szenario bis 2030 auf fast 7.400 Gigawatt (GW) und bis zum Jahr 2050 auf 15.100 GW.
Die für den Bau neuer Kraftwerke bis 2020 weltweit erforderlichen Gesamtinvestitionen liegen im Referenzszenario bei rund 11,5 Billionen US Dollar und im Energy [R]evolution-Szenario bei 20,1 Billionen US Dollar. Von 2012 bis 2050 ergeben sich für das Energy [R]evolution-Szenario durchschnittliche jährliche Investitionen im Stromsektor von 1.260 Milliarden US Dollar, verglichen mit 555 Milliarden US-Dollar im Referenzszenario. Während im Energy [R]evolution-Szenario 95 Prozent der Investitionen in Erneuerbare Energien und Kraft-Wärme-Kopplung fließen, sind es im Referenzfall nur 52 Prozent.
Insgesamt liegen die Kosten der Stromerzeugung im Energy [R]evolution-Szenario mittelfristig geringfügig über denen im Referenzszenario (+0,6 US-Cent pro Kilowattstunde). Abhängig von der Entwicklung der fossilen Brennstoffpreise dreht sich das Kostenverhältnis und die Stromerzeugung im Energy [R]evolution-Szenario erweist sich ab 2025 als wirtschaftlich vorteilhafter. Im Jahr 2050 fallen die Kosten hier um etwa 8 US-Cent pro Kilowattstunde oder 45 Prozent niedriger aus als im Referenzszenario.
Die Brennstoffkosteneinsparungen im Energy [R]evolution-Szenario summieren sich bis 2050 auf insgesamt 52,8 Billionen US Dollar, beziehungsweise 1.320 Milliarden US Dollar pro Jahr. Die notwendigen zusätzlichen Investitionen gegenüber dem Referenzszenario werden also weit überkompensiert.
Die Gesamtkosten der Stromversorgung im Referenzszenario steigen von heute 2,3 Billionen US Dollar pro Jahr auf über 8,8 Billionen US Dollar im Jahr 2050, im Wesentlichen getrieben von der ungebremsten Zunahme des Strombedarfs. Durch die deutlich höhere Energieeffizienz und den Umstieg auf Erneuerbare Energien liegen die Gesamtkosten der Stromversorgung im Jahr 2050 im Energy [R]evolution-Szenario hingegen um 22 Prozent niedriger.

Hohes Potenzial Erneuerbarer Energien im Wärmesektor

Erneuerbare Energien liefern zurzeit 25 Prozent des globalen Energiebedarfs für die Wärmeerzeugung, wobei der größte Teil davon aus Biomasse gewonnen wird. Im Energy [R]evolution-Szenario decken Erneuerbare Energien bereits im Jahr 2030 über 50 Prozent des gesamten weltweiten Wärmebedarfs, 2050 sind es über 90 Prozent. Allerdings erfordert dies eine erhebliche Änderung der bisherigen Investitionsstrategien. Um die Potenziale der bisher wenig verbreiteten Solarthermie, Geothermie und Wärmepumpentechnik auszuschöpfen, ist eine enorme Steigerung der Anlagenzahl notwendig. Die installierte Leistung muss bei solarthermischen Anlagen um den Faktor 60, bei der Geothermie und bei Wärmepumpen um einen Faktor von mehr als 3.000 erhöht werden. Das Energy [R]evolution-Szenario rechnet bis 2050 grob mit etwa 27.000 Milliarden US Dollar an Investitionen in die Wärmeerzeugung aus Erneuerbaren Energien.

Verkehrs- und Transportsektor am längsten abhängig von fossilen Brennstoffen

Der Verkehrssektor, besonders die Luft- und Schifffahrt, ist laut Studie der Bereich, der am längsten auf fossile Brennstoffe angewiesen bleibt. Emissionsminderungen werden hier vor allem durch Effizienzsteigerungen und die vermehrte Nutzung von erneuerbarem Strom als Fahrzeugantrieb erzielt. Im Jahr 2030 entfällt im Energy [R]evolution-Szenario bereits 12 Prozent der Gesamtenergie für den Verkehrssektor auf Strom, im Jahr 2050 sind es bereits 44 Prozent.

Energiebedarf im Energy [R]evolution-Szenario wesentlich geringer als in der Referenzentwicklung

Bei unveränderten energie- und klimapolitischen Rahmenbedingungen (Referenzszenario) steigt der weltweite Bedarf an Primärenergie von ca. 500 Exajoule pro Jahr (EJ/a) im Jahr 2009 bis zum Jahr 2050 auf ca. 806 EJ/a. Im Szenario Energy [R]evolution hingegen steigt die Nachfrage bis 2020 lediglich um 10 Prozent und sinkt danach wieder auf das Niveau von 2009. Trotz identischem Wirtschaftswachstum werden im Energy [R]evolution-Szenario pro Dollar Bruttoinlandsprodukt schließlich 40 Prozent weniger Energie benötigt als im Referenzszenario, da die Energieintensität schneller sinkt.
Beim Stromverbrauch geht das Energy [R]evolution-Szenario von einer überproportionalen Steigerung des Bedarfs aus, vorwiegend in privaten Haushalten und im Dienstleistungsbereich. Durch umfangreiche Effizienzmaßnahmen kann der Stromverbrauch im Jahr 2050 jedoch auf etwa 41.000 Terawattstunden im Jahr (TWh/a) begrenzt werden und liegt damit um 12.800 TWh/a niedriger als im Referenzszenario.
Im Wärmesektor sind die Potenziale zur Effizienzsteigerung größer als im Strombereich. Energieeffizienzmaßnahmen senken die aktuelle Nachfrage nach Wärme im Energy [R]evolution-Szenario um 10 Prozent und tragen gleichzeitig zu einer Verbesserung der Lebensbedingungen einer stetig wachsenden Bevölkerung bei. Durch die energetische Gebäudesanierung und die Einführung von Niedrigenergie- und Plus-Energiestandards bei Neubauten fällt der Endenergieverbrauch im Wärmebereich im Jahr 2050 um 46.500 Petajoule (PJ) geringer aus als im Referenzszenario.
Im Transport- und Verkehrssektor rechnen die Autoren bis 2020 aufgrund der rasch wachsenden Nachfrage weiterhin mit einem steigenden Energieverbrauch. Dieser geht im Energy [R]evolution-Szenario anschließend wieder zurück und liegt im Jahr 2050 mit ca. 60.500 PJ pro Jahr um 60 Prozent bzw. etwa 90.000 PJ niedriger als im Referenzszenario. Die Einsparungen werden zum großen Teil durch kleinere Autos, eine Verschiebung der Antriebstechnik hin zu Elektrofahrzeugen und eine Verringerung der gefahrenen Kilometer um 0,25 Prozent pro Jahr erreicht.

Erfolgreicher Klimaschutz und mehr Beschäftigte im Energiesektor durch Energy [R]evolution

Während die weltweiten CO2-Emissionen im Referenzszenario von 2009 bis 2050 um 62 Prozent steigen, gehen sie im Energy [R]evolution-Szenario von 27,9 Milliarden Tonnen auf 3,1 Milliarden Tonnen zurück. Die energiebedingten CO2-Emissionen liegen dann um 85 Prozent unter dem Niveau von 1990.
Mit einem Anteil von 33 Prozent an den CO2-Emissionen im Jahre 2050 ist der Verkehrssektor im Energy [R]evolution-Szenario die Hauptquelle von Emissionen, gefolgt von der Industrie und der Stromerzeugung. Im Stromsektor sinken die Emissionen dank der Erneuerbaren Energien trotz Ausstieg aus der Atomenergie und steigender Nachfrage.
Während im Referenzszenario die Zahl der Arbeitsplätze im Energiesektor bis 2015 von derzeit 20,6 Millionen auf 18,7 Millionen zurückgeht, steigt sie im Energy [R]evolution Szenario auf 23,3 Millionen. Im Bereich der Erneuerbaren Energien steigt die Beschäftigung von rund 7 Millionen im Jahr 2010 auf 13 Millionen im Jahr 2020, das sind 4,9 Millionen mehr als im Referenzszenario.

Politischer Handlungsbedarf


Die Autoren sehen für die Realisierung des Energy [R]evolution-Szenarios keine wesentlichen technischen oder ökonomischen Hindernisse. Der Umstieg würde bis zum Jahr 2050 lediglich ein Prozent des globalen Bruttoinlandsprodukts an Investitionen erfordern, die sich durch die Einsparung an Brennstoffkosten doppelt wieder auszahlen würden. Entscheidend sei der politische Wille, um die richtigen Maßnahmen einzuleiten:
• Abschaffung von Subventionen für fossile und nukleare Energieträger
• Internalisierung externer Kosten der Energieversorgung
• Strikte Effizienzstandards für Energieanwendungen, Gebäude und Fahrzeuge
• Verbindliche Ziele für Erneuerbare Energien und Kraft-Wärme-Kopplung
• Reform der Strommärkte mit Vorrang für die Erneuerbaren Energie
• Schaffung von Investitionssicherheit durch entsprechende Finanzierungsinstrumente, zum Beispiel durch Einspeisetarife
• Verbesserung der Produktinformation durch Umwelt-Labelling und Transparenzmechanismen
• Erhöhung der Forschungs- und Entwicklungsbudgets für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz.
Für den Umstieg auf Erneuerbare Energien im Stromsektor sind den Autoren zufolge Investitionen in den Netzausbau unerlässlich. Dies gilt sowohl für intelligente, interaktive Stromnetze und Verbundsysteme, um große Energiemengen aus Offshore-Windparks und Sonnenwärmekraftwerken zu transportieren, als auch für kleine, regionale Stromnetze, insbesondere in den entlegenen Regionen der Welt.

Zentrale Annahmen und Thesen

Ziele und wirtschaftliche Rahmenannahmen für die Szenariomodellierung

Wesentliche Vorgaben für die Szenariomodellierung betreffen die Zielsetzungen zum Klima- und Umweltschutz. Um den Temperaturanstieg möglichst auf unter zwei Grad Celsius zu begrenzen, muss der Höhepunkt der weltweiten Treibhausgasemissionen zwischen 2015 und 2020 überschritten sein. Bis 2050 sollen die Kohlendioxid-Emissionen auf weniger als vier Gigatonnen sinken. Weitere Vorgaben betreffen den Ausstieg aus der Atomenergie, den Verzicht auf CO2-Abscheidung und –Speicherung, den Umbau des Transportsektors, die Nutzung ...

Ziele und wirtschaftliche Rahmenannahmen für die Szenariomodellierung

Wesentliche Vorgaben für die Szenariomodellierung betreffen die Zielsetzungen zum Klima- und Umweltschutz. Um den Temperaturanstieg möglichst auf unter zwei Grad Celsius zu begrenzen, muss der Höhepunkt der weltweiten Treibhausgasemissionen zwischen 2015 und 2020 überschritten sein. Bis 2050 sollen die Kohlendioxid-Emissionen auf weniger als vier Gigatonnen sinken. Weitere Vorgaben betreffen den Ausstieg aus der Atomenergie, den Verzicht auf CO2-Abscheidung und –Speicherung, den Umbau des Transportsektors, die Nutzung ...

Ziele und wirtschaftliche Rahmenannahmen für die Szenariomodellierung

Wesentliche Vorgaben für die Szenariomodellierung betreffen die Zielsetzungen zum Klima- und Umweltschutz. Um den Temperaturanstieg möglichst auf unter zwei Grad Celsius zu begrenzen, muss der Höhepunkt der weltweiten Treibhausgasemissionen zwischen 2015 und 2020 überschritten sein. Bis 2050 sollen die Kohlendioxid-Emissionen auf weniger als vier Gigatonnen sinken. Weitere Vorgaben betreffen den Ausstieg aus der Atomenergie, den Verzicht auf CO2-Abscheidung und –Speicherung, den Umbau des Transportsektors, die Nutzung ausschließlich nachhaltiger Biomasse und die begrenzte Nutzung der Wasserkraftpotenziale.
Die Autoren nehmen an, dass die Weltbevölkerung zwischen 2009 und 2050 von 6,8 Milliarden auf 9,5 Milliarden wächst und die Weltwirtschaft um durchschnittlich 3,1 Prozent pro Jahr. Statt einer Verringerung der Energieintensität von 1,7 Prozent pro Jahr wie im Referenzszenario, sieht das Energy [R]evolution-Szenario 2,8 %/a vor. Für die Kostenberechnungen sind die Annahmen zur Entwicklung der Brennstoffpreise relevant. Basierend auf dem Hochpreisszenario des World Energy Outlook 2009 der Internationalen Energieagentur steigt der Ölpreis von 78 Dollar2010 pro Barrel ($2010/barrel) im Jahr 2010 auf 152 $2010/barrel im Jahr 2050, der Gaspreis in Europa im gleichen Zeitraum von 8 auf 26 Dollar2010 pro Gigajoule und der Steinkohlepreis von 105 auf 206 Dollar2010 pro Tonne.

Handlungsdruck aufgrund von Klimawandel, Naturzerstörung, Risiken der Atomenergie und zur Gewährleistung der Energieversorgungssicherheit

Den Klimawandel betrachten die Herausgeber als die bedeutendste globale Herausforderung des 21. Jahrhunderts, der die Umwelt, die soziale und ökonomische Stabilität weltweit bedroht. Um die schlimmsten Auswirkungen zu verhindern, muss die globale Temperaturerhöhung möglichst weit unter der 2-Grad-Celsius-Grenze gehalten werden. Hierfür reichen die bisherigen Ergebnisse der internationalen Klimaschutzverhandlungen reichen nicht aus.
Der Druck unkonventionelle Ölvorkommen zu erschließen, steigt wegen der zunehmenden weltweiten Energienachfrage immer weiter. Dies bedroht empfindliche Lebensräume wie die Arktis und bedeutet Raubbau an der Natur. Szenarien der Internationalen Energieagentur (IEA) gehen davon aus, dass sich der Anteil der Energieerzeugung aus Atomkraft erheblich erhöhen wird. Die Folgen des Reaktorunglücks in Fukushima haben der Welt jedoch wieder vor Augen geführt, wie riskant und teuer die Atomenergie ist, während die Entsorgungsprobleme weiter ungelöst sind.
Durch eine Energieerzeugung basierend auf Erneuerbaren Energien sowie durch die konsequente Erschließung der vorhandenen Energieeffizienzpotenziale lassen sich nicht nur die globalen Klima- und Umweltprobleme lösen, sondern auch die Versorgungssicherheit dauerhaft gewährleisten.

Methodik

Zwei unterschiedliche Szenarien zeigen die mögliche Bandbreite und Wege zur zukünftigen weltweiten Energieversorgung auf: Das Referenzszenario skizziert die wahrscheinliche Entwicklung bei einer Fortführung des energie- und umweltpolitischen Status Quo. Es basiert auf dem World Energy Outlook 2011 der IEA, das die existierende internationale Energie- und Umweltpolitik zugrunde legt. Das Energy [R]evolution-Szenario ist dagegen auf das Ziel ausgerichtet, die weltweiten jährlichen CO2-Emissionen bis 2050 auf unter vier Gigatonnen zu senken. Dadurch soll die Erderwärmung unter 2 °C gehalten ...

Zwei unterschiedliche Szenarien zeigen die mögliche Bandbreite und Wege zur zukünftigen weltweiten Energieversorgung auf: Das Referenzszenario skizziert die wahrscheinliche Entwicklung bei einer Fortführung des energie- und umweltpolitischen Status Quo. Es basiert auf dem World Energy Outlook 2011 der IEA, das die existierende internationale Energie- und Umweltpolitik zugrunde legt. Das Energy [R]evolution-Szenario ist dagegen auf das Ziel ausgerichtet, die weltweiten jährlichen CO2-Emissionen bis 2050 auf unter vier Gigatonnen zu senken. Dadurch soll die Erderwärmung unter 2 °C gehalten ...

Zwei unterschiedliche Szenarien zeigen die mögliche Bandbreite und Wege zur zukünftigen weltweiten Energieversorgung auf: Das Referenzszenario skizziert die wahrscheinliche Entwicklung bei einer Fortführung des energie- und umweltpolitischen Status Quo. Es basiert auf dem World Energy Outlook 2011 der IEA, das die existierende internationale Energie- und Umweltpolitik zugrunde legt. Das Energy [R]evolution-Szenario ist dagegen auf das Ziel ausgerichtet, die weltweiten jährlichen CO2-Emissionen bis 2050 auf unter vier Gigatonnen zu senken. Dadurch soll die Erderwärmung unter 2 °C gehalten werden. Eine zweite wichtige Rolle spielt der weltweite Ausstieg aus der Atomkraft. Die Studie basiert auf fünf zentralen Grundsätzen, anhand derer das Energy [R]evolution -Szenario ausgearbeitet wird:
• der Berücksichtigung der natürlichen Grenzen unserer Umwelt,
• einem fairen und gerechten Zugang bei der Nutzung von Ressourcen,
• dem Einsatz Erneuerbarer Energiesysteme, insbesondere in Form dezentraler Lösungen,
• der Entkopplung des Wirtschaftswachstums vom Verbrauch fossiler Brennstoffe,
• der stufenweisen Abschaltung umweltverschmutzender, nicht nachhaltiger Energiequellen.
Das Energy [R]evolution-Szenario 2012 baut dabei auf den Vorgänger-Szenarien aus den Jahren 2007, 2008 und 2010 auf und berücksichtigt die wesentlichen Veränderungen in der globalen Energiedebatte in den letzten zwei Jahren. Während in den Vorgängerstudien noch zwischen Basis- und weitergehenden Szenarien unterschieden wurde, nehmen die Autoren hier nur das Fortschrittsszenario von 2010 als Grundlage. Zudem bezieht die neue Auflage aktuelle Nachfrage- und Transportprognosen, Daten zu neuen Lieferengpässen bei der Gas- und Ölversorgung sowie die technologischen sowie ökonomischen Aspekte von erneuerbaren Heiz- und Kühlsystemen ein. Berücksichtigt werden auch die rapide gesunkenen Kosten im Erneuerbare-Energien-Sektor und die Studie analysiert erstmals detailliert die notwendigen Investitionen und Arbeitsplatzeffekte im Wärmesektor.

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