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Klimaschutz: Plan B 2050. Energiekonzept für Deutschland

Herausgeber/Institute:

Greenpeace, EUtech, arrhenius

Datum:

August 2009

Autoren:

Sigrid Achner et al.

Art der Veröffentlichung:

Konzept

Auftraggeber/Förderer:

Greenpeace

Themenbereiche:

Energiesysteme
Politik

Schlagwörter:

Klimaschutz, Energieeffizienz, Atomkraft, Biomasse, Windenergie, Geothermie, Wasserkraft

Seitenzahl:

154

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Zielsetzung und Fragestellung

Aufgrund der Erkenntnisse der Klimaforschung fordert Greenpeace, bis zur Mitte des Jahrhunderts eine annähernd emissionsfreie Wirtschaft anzustreben. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit eines nachhaltigen Energieversorgungskonzeptes mit einem langfristigen Zeithorizont bis 2050. Daher soll die Studie „Klimaschutz: Plan B 2050“(im Folgenden „Energiekonzept 2050“) ein Szenario beschreiben, mit dem bis zum Jahr 2050 die energiebedingten Treibhausgasemissionen gegen Null sinken. Im Jahr 2007 stellte Greenpeace mit „Klimaschutz: Plan B“ ein nationales Energiekonzept bis zum Jahr 2020 vor. Dieses wird nun aktualisiert, fortgeschrieben und erweitert und soll einen wichtigen Diskussionsbeitrag zur Klimaschutzdebatte leisten. Die Betrachtung konzentriert sich auf den Energiesektor, erfasst aber auch Verkehr, Landwirtschaft und Industrie als treibhausgasrelevante Sektoren in Deutschland. In einer wirtschaftlichen Bewertung werden die vermiedenen Brennstoffkosten den notwendigen Investitionen gegenübergestellt und das technische Konzept durch eine Kosten-Wirksamkeits-Betrachtung ergänzt.

Zentrale Ergebnisse

Politische Handlungsdefizite in der deutschen Energie- und Klimapolitik

Das Greenpeace-Szenario zeigt Wege auf, um bis 2050 eine Reduktion der Treibhausgasemissionen um etwa 90 Prozent im Vergleich zum Basisjahr 1990 zu erreichen. Dafür sind allerdings ein frühzeitiges Handeln und eine Verschärfung des Klimaschutzziels für 2020 notwendig. Bis dahin müssen die Emissionen um 46 Prozent gegenüber dem Basisjahr 1990 sinken. Das Greenpeace-Szenario belegt darüber ...

Politische Handlungsdefizite in der deutschen Energie- und Klimapolitik

Das Greenpeace-Szenario zeigt Wege auf, um bis 2050 eine Reduktion der Treibhausgasemissionen um etwa 90 Prozent im Vergleich zum Basisjahr 1990 zu erreichen. Dafür sind allerdings ein frühzeitiges Handeln und eine Verschärfung des Klimaschutzziels für 2020 notwendig. Bis dahin müssen die Emissionen um 46 Prozent gegenüber dem Basisjahr 1990 sinken. Das Greenpeace-Szenario belegt darüber ...

Politische Handlungsdefizite in der deutschen Energie- und Klimapolitik

Das Greenpeace-Szenario zeigt Wege auf, um bis 2050 eine Reduktion der Treibhausgasemissionen um etwa 90 Prozent im Vergleich zum Basisjahr 1990 zu erreichen. Dafür sind allerdings ein frühzeitiges Handeln und eine Verschärfung des Klimaschutzziels für 2020 notwendig. Bis dahin müssen die Emissionen um 46 Prozent gegenüber dem Basisjahr 1990 sinken. Das Greenpeace-Szenario belegt darüber hinaus, dass diese Klimaschutzziele nicht nur technisch möglich, sondern auch ökonomisch sinnvoll erreichbar sind und zeigt die notwendigen Maßnahmen für eine zukunftsfähige Energie- und Klimapolitik auf.

Das Klimaschutzziel der Bundesregierung und das Integrierte Klima- und Energieprogramm erfüllen diese Anforderungen nicht. Die Greenpeace-Studie stellt für die Bereiche rationeller Stromeinsatz, Wärmebedarf im Gebäudesektor, Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung, Verkehr sowie Nicht-CO2-Treibhausgase erhebliche politische Handlungsdefizite fest. Um das Tempo der Emissionsminderung zu beschleunigen, ist vor allem eine Umstrukturierung der deutschen Energieversorgung erforderlich. Das Greenpeace-Szenario „Energiekonzept 2050“ fußt daher auf drei Säulen:

  1. Reduzierung des Energiebedarfs durch Effizienzerschließung
  2. Wechsel von fossilen zu erneuerbaren Energieträgern
  3. bestmögliche Brennstoff-Ausnutzung in Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen.

Entwicklung des Energiebedarfs im Greenpeace-Szenario

Bei Erschließung der technischen und wirtschaftlichen Energiesparpotenziale können der Stromeinsatz bis 2020 um 12 Prozent und der gesamte Endenergieeinsatz um 23 Prozent reduziert werden. Durch den parallelen Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung und die zunehmende dezentrale Strom- und Wärmeerzeugung geht der Primärenergieeinsatz bis 2020 sogar um knapp 40 Prozent zurück.

Potenziale und Nutzung der Erneuerbaren Energien

Insgesamt leisten die Erneuerbaren Energien im Jahr 2020 einen Beitrag von 37 Prozent zur Stromerzeugung. Die Prognose für die Windkraft wird im aktualisierten Greenpeace-Szenario im Vergleich zu „Plan B“ deutlich nach oben korrigiert. Bei der Windenergie an Land bestehen Ausbaumöglichkeiten vor allem im Repowering durch 5 bis 6 MW-Anlagen. Auch die Ausweitung der verfügbaren Flächen sowie die Abschaffung pauschaler Abstands- und Höhenregelungen sind wichtig. Für die Offshore-Erzeugung wird eine ähnlich steile Entwicklung angenommen wie sie bei der Onshore-Windkraft zu beobachten war. Beschränkend für die weitere Entwicklung ist der langsam voranschreitende Netzausbau. Daher bleibt die Prognose der Offshore-Windenergieerzeugung für 2020 mit 35 TWh hinter den Werten aus „Plan B“ zurück. Ab 2025 kommt es zu einem weiteren Anstieg des Ausbaupfades. Unter der Annahme, dass die Technologie weiterhin verbessert und Hemmnisse überwunden werden, ist der Ausbaupfad des Greenpeace-Szenarios eher als Untergrenze zu sehen.

Die Potenziale der Biomassenutzung sind aus Sicht von Greenpeace heute bereits zu großen Teilen erschlossen. Im Sinne einer nachhaltigen Nutzung wird ein weiterer Ausbau der Biomassenutzung angestrebt, dieser sollte allerdings nicht in erster Linie durch die Erschließung weiterer Flächen zum Anbau von Energiepflanzen erfolgen, sondern durch heute noch ungenutzte Potenziale (z.B. Gülle oder Biotopverbundflächen). So fällt der Ausbau der Endenergie aus Biomasse (einschließlich Biogas und Agrokraftstoffen) mit etwa 28 Prozent bis 2030 im Vergleich zu den übrigen Erneuerbaren Energien deutlich geringer aus. Erst ab 2040 stehen neue Flächen zum Anbau von Energiepflanzen zur Verfügung, so dass bis 2050 die Biomassenutzung im Vergleich zu 2007 verdoppelt werden kann. Ein weiterer Ausbau ist wegen der begrenzten Flächen und dem Ziel einer nachhaltigen Nutzung nicht anzustreben. Der moderat wachsende Beitrag der Agrokraftstoffe basiert im Greenpeace-Szenario ausschließlich auf einer Steigerung der Flächeneffizienz durch die Weiterentwicklung der heutigen Agrokraftstoffproduktion (z.B. durch Kraftstoffe der 2. Generation). Bei der Photovoltaik werden in naher Zukunft die Effizienz der kristallinen Zellen steigen und Dünnschichtsolarzellen die Nutzung von Fassaden und wenig belastbaren Dächern ermöglichen. So können neue Anwendungsfelder erschlossen, die Anlagenkosten und der Materialverbrauch reduziert werden. Spätestens Mitte des nächsten Jahrzehnts wird die Stromerzeugung mittels Photovoltaik nach Erreichen der Netzparität auch ohne Förderung rentabel. Die Annahmen aus „Plan B“ hinsichtlich eines stabilen, kontinuierlichen Wachstums sowie einer Stromerzeugung von ca. 20 TWh in 2020 sehen die Autoren daher bestätigt.

Die direkte Nutzung der Sonnenenergie bietet ein enormes Potenzial. In den letzten Jahren haben technische Fortschritte bei solarthermischen Kraftwerken, Speichern, vor allem aber auch den Übertragungsnetzen zu einem technischen Stand geführt, der bereits mittelfristig Solarstromlieferungen aus sonnenreichen Gegenden wie Spanien oder der Sahara nach Europa insignifikantem Umfang „wirtschaftlich und politisch machbar“ erscheinen lässt. Die möglichen Solarstromimporte bleiben im Greenpeace-Szenario unberücksichtigt und stellen somit ein zusätzliches Potenzial da.

Für die Solarthermie ist durch die Einführung des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG) in den nächsten Jahren ein weiteres Wachstum zu erwarten. Im Greenpeace-Szenario vervielfacht sich die Wärmeproduktion rasant bis 2020 auf 25 TWh/a. Bis 2050 kann eine weitere Verfünffachung der Wärmeproduktion auf 115 TWh/a erreicht werden.

Die Prognose für die Wasserkraft beläuft sich auf 24 TWh/a im Jahr 2020. Der Ausbau wird hauptsächlich in der durch das EEG geförderten Wasserkraft stattfinden, weiterhin bietet die Erneuerung einiger Großanlagen Potenzial. Die Geothermie kommt wegen ihres sehr großen Potenzials zur Strom- und Wärmeerzeugung sowie ihrer prinzipiell kontinuierlichen Verfügbarkeit eine besondere Bedeutung zu. Die geothermische Stromerzeugung kann prinzipiell auch zur Bereitstellung von Regelenergie beitragen. Die Technologie wird, basierend auf den Erfahrungen mit den ersten inzwischen in Betrieb genommenen Anlagen zur Stromerzeugung weiterentwickelt. Eine Beschleunigung des Ausbaus ist zu erwarten. Das Greenpeace-Szenario nimmt einen wesentlich stärkeren Ausbaupfad der Geothermie als andere Studien an und hält trotz der bisherigen Verzögerungen für das Jahr 2020 eine geothermische Stromerzeugung von 4,9 TWhel für möglich. Für die geothermische Wärmeerzeugung wird bis 2030 pro Dekade eine Verdreifachung erwartet. Nach 2030 wird der Ausbau mit langsam sinkenden Wachstumsraten fortgesetzt.

Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung, Kohle- und Atomausstieg

Der KWK-Ausbau ist ein wesentlicher Bestandteil des Greenpeace-Szenarios bis 2050. Laufzeitverlängerungen von Kernkraftwerken und der Zubau von Kohlekraftwerken erschweren die Erreichung ambitionierter Klimaschutzziele. Stattdessen stellt die Kraft-Wärme-Kopplung eine sinnvolle Brückentechnologie für die nächsten zwei bis drei Jahrzehnte dar.

Aufgrund der technischen und volkswirtschaftlichen Potenziale von KWK-Anlagen in Deutschland hält das Greenpeace-Szenario bis 2020 mehr als eine Verdopplung der heutigen KWK-Stromerzeugung für möglich. Aufgrund der zeitlichen Verzögerung und der unzureichenden Fördermaßnahmen wird das stromseitige KWK-Ausbauziel aus „Plan B“ für 2020 im aktualisierten Greenpeace-Szenario jedoch auf 157 TWh/a nach unten korrigiert. Entsprechend reduziert sich auch der Beitrag der KWK-Wärme auf 250 TWhth/a.

Der sinkende Energiebedarf und der wachsende Beitrag der Erneuerbaren Energien zusammen ermöglichen im Greenpeace-Szenario einen vorgezogenen Ausstieg aus der Kernenergienutzung im Jahr 2015. Der Ausstieg aus der Kohlenutzung erfolgt bis zum Jahr 2040. Im Jahr 2050 ist eine vollständige Stromversorgung und eine sehr weitreichende Wärme- und Kraftstoffversorgung mit Erneuerbaren Energien möglich.

Verkehrssektor

Die Emissionen des Verkehrssektors können bis 2050 nahezu auf Null gesenkt werden. Dazu tragen vor allem ein weitgehender Ersatz des klassischen Verbrennungsmotors durch neue CO2-freie Konzepte, eine bessere Auslastung der öffentlichen Verkehrsmittel und eine Verlagerung des Güterverkehrs vom Lkw auf die Schiene bei. Bis 2020 ist die Reduzierung von Fahrzeuggewicht und -größe die wesentliche Stellschraube zur Verbrauchssenkung. Auf einen deutlichen Ausbau der Agrokraftstoffe kann verzichtet werden.

Notwendige politische Maßnahmen

Um die Potenziale zur Reduktion des Energieverbrauchs und für den Ausbau der Erneuerbaren Energien auszuschöpfen, sind eine Reihe politischer Handlungsmaßnahmen erforderlich. Dazu gehören zum Beispiel:

  • ehrgeizige Effizienzklassen für neue Anlagen
  • die Einführung moderner Energiemanagementsysteme in Industriebetrieben,
  • ein schnelles Verbot von Nachtstromspeicherheizungen
  • umfangreiche Investitionen in Infrastruktur, ÖPV und Schienengüterverkehr
  • eine optimale Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung.

Versorgungssicherheit und Kosten des Greenpeace-Szenarios

In Vergleich zum Referenzszenario, das die aktuellen Energieerzeugungs- und -bedarfsstrukturen im Wesentlichen fortschreibt, führt das Greenpeace-Szenario weder zu Einschränkungen der Versorgungssicherheit noch zu Kostensteigerungen. Ein großer Vorteil des Greenpeace-Szenarios liegt an der Reduktion der Importabhängigkeit von über 70 Prozent im Jahr 2007 auf elf Prozent im Jahr 2050. Im Business-as-usual-Szenario führt eine hohe Abhängigkeit von Erdgas-, Steinkohle- und Erdölimporten dagegen zu einer deutlich geringeren Versorgungssicherheit. In Bezug auf die absoluten jährlichen Stromgestehungskosten verursacht das Greenpeace-Szenario im Jahr 2020 um zehn Prozent geringere Kosten und im Jahr 2030 etwa gleiche Kosten. Die Mehrinvestitionen für Klimaschutzmaßnahmen belaufen sich bis zum Jahr 2020 im Greenpeace-Szenario auf gut 110 Milliarden Euro (Mrd. €). Demgegenüber betragen die kumulierten Energiekosteneinsparungen durch vermiedene Brennstoffimporte bis 2020 bereits knapp 145 Mrd. €.

Zentrale Annahmen und Thesen

Klimaschutz erfordert beschleunigte Emissionsminderung

Angesichts der von der Bundesregierung definierten mittel- und langfristigen Klimaschutzziele ergibt sich aus Sicht von Greenpeace die Notwendigkeit, das Tempo der Emissionsminderung gegenüber der Periode von 1990 bis 2007 erheblich zu beschleunigen. Die Studie geht daher davon aus, dass das nationale Klimaschutzziel bis 2020 mindestens minus 40 Prozent CO2 gegenüber dem Basisjahr 1990 betragen und die Reduktion der Treibhausgasemissionen bis 2050 auf annähernd Null erfolgen muss. Die Studie konzentriert sich ausschließlich auf die ...

Klimaschutz erfordert beschleunigte Emissionsminderung

Angesichts der von der Bundesregierung definierten mittel- und langfristigen Klimaschutzziele ergibt sich aus Sicht von Greenpeace die Notwendigkeit, das Tempo der Emissionsminderung gegenüber der Periode von 1990 bis 2007 erheblich zu beschleunigen. Die Studie geht daher davon aus, dass das nationale Klimaschutzziel bis 2020 mindestens minus 40 Prozent CO2 gegenüber dem Basisjahr 1990 betragen und die Reduktion der Treibhausgasemissionen bis 2050 auf annähernd Null erfolgen muss. Die Studie konzentriert sich ausschließlich auf die ...

Klimaschutz erfordert beschleunigte Emissionsminderung

Angesichts der von der Bundesregierung definierten mittel- und langfristigen Klimaschutzziele ergibt sich aus Sicht von Greenpeace die Notwendigkeit, das Tempo der Emissionsminderung gegenüber der Periode von 1990 bis 2007 erheblich zu beschleunigen. Die Studie geht daher davon aus, dass das nationale Klimaschutzziel bis 2020 mindestens minus 40 Prozent CO2 gegenüber dem Basisjahr 1990 betragen und die Reduktion der Treibhausgasemissionen bis 2050 auf annähernd Null erfolgen muss. Die Studie konzentriert sich ausschließlich auf die Betrachtung und Nutzung nationaler Einspar- und Ausbaupotenziale. Folglich werden die Emissionsreduktionen in Deutschland erzielt.

Grundannahmen für den Stromsektor

Analog zu „Plan B“ wird angenommen, dass die Gesamtmenge des in Deutschland verbrauchten Stromes auch in deutschen Kraftwerken erzeugt wird. Der vollständige Ausstieg aus der Kernenergie wird auf das Jahr 2015 vorgezogen. Auf den Neubau von Braun- und Steinkohlekraftwerken wird verzichtet und sukzessive bis 2040 aus der Kohleverstromung ausgestiegen. Sofern ein Neubau von Kraftwerken erforderlich ist, erfolgt dieser ausschließlich in Form von hocheffizienten GuD-Kraftwerken oder von Gas-KWK-Anlagen. Maßnahmen zur Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid (CCS) werden nicht genutzt.

Energieeffizienz und Erneuerbare Energien

Das Greenpeace-Modell geht von einer forcierten Ausschöpfung der vorhandenen Effizienzpotenziale und des Ausbaus der Erneuerbaren Energien aus. Gleichzeitig werden Nachhaltigkeitskriterien eingehalten, insbesondere im Bereich des Energiepflanzen-Anbaus. Die Nutzung von Agrokraftstoffen wird nicht weiter ausgebaut.

Im Verkehr werden CO2-Obergrenzen bzw. Obergrenzen für den Kraftstoffverbrauch festgelegt und das durchschnittliche Fahrzeuggewicht reduziert. Bis 2020 werden eine Million Elektrofahrzeuge auf Basis Erneuerbarer Energien betrieben.

Methodik

Die Untersuchung orientiert sich inhaltlich am Energiekonzept „Klimaschutz: Plan B“ von 2007. Schwerpunkte liegen auf der Potenzialbetrachtung und der Fortschreibung des Energiekonzepts bis zum Jahr 2050. Zunächst werden die Ausgangslage, Ziele und realisierte Maßnahmen der deutschen Klimaschutzpolitik analysiert. Dargestellt werden die aktuelle Energieversorgungsstruktur und der voraussichtliche Entwicklungspfad des deutschen Kraftwerksparks. Basierend auf den inhaltlichen Vorgaben von Greenpeace wird ein Szenario entwickelt, das dem Ziel entspricht, die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr ...

Die Untersuchung orientiert sich inhaltlich am Energiekonzept „Klimaschutz: Plan B“ von 2007. Schwerpunkte liegen auf der Potenzialbetrachtung und der Fortschreibung des Energiekonzepts bis zum Jahr 2050. Zunächst werden die Ausgangslage, Ziele und realisierte Maßnahmen der deutschen Klimaschutzpolitik analysiert. Dargestellt werden die aktuelle Energieversorgungsstruktur und der voraussichtliche Entwicklungspfad des deutschen Kraftwerksparks. Basierend auf den inhaltlichen Vorgaben von Greenpeace wird ein Szenario entwickelt, das dem Ziel entspricht, die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr ...

Die Untersuchung orientiert sich inhaltlich am Energiekonzept „Klimaschutz: Plan B“ von 2007. Schwerpunkte liegen auf der Potenzialbetrachtung und der Fortschreibung des Energiekonzepts bis zum Jahr 2050. Zunächst werden die Ausgangslage, Ziele und realisierte Maßnahmen der deutschen Klimaschutzpolitik analysiert. Dargestellt werden die aktuelle Energieversorgungsstruktur und der voraussichtliche Entwicklungspfad des deutschen Kraftwerksparks. Basierend auf den inhaltlichen Vorgaben von Greenpeace wird ein Szenario entwickelt, das dem Ziel entspricht, die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2050 annähernd auf Null zu bringen.

Bereits in „Klimaschutz: Plan B“ wurden die Einspar- bzw. Ausbaupotenziale in der deutschen Wirtschaft detailliert analysiert. Darauf aufbauend beschreibt „Klimaschutz: Plan B 2050“, in welchem Umfang diese Potenziale zur Zielerreichung genutzt werden müssen und leitet die für das Ausschöpfen der Potenziale notwendigen politischen Maßnahmen ab. Aus den Analyseergebnissen und dem Maßnahmenkatalog wird ein Gesamtmodell für eine Energiewende und maximale Emissionsminderung bis 2050 entwickelt. Anschließend werden die ökonomischen Auswirkungen des Szenarios auf den Strompreis, die Entwicklung der Importabhängigkeit und die Versorgungssicherheit im Stromsektor untersucht. Es folgt eine wirtschaftliche Bewertung des Greenpeace-Szenarios, das einem Business-as-usual (BAU)-Szenario gegenübergestellt wird.

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