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Für Mensch & Umwelt Treibhausgasneutrales Deutschland im Jahr 2050 Dr. –Ing. Katja Purr Fachgebiet I 2.2 / Energiestrategien und -szenarien.

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1 Für Mensch & Umwelt Treibhausgasneutrales Deutschland im Jahr 2050 Dr. –Ing. Katja Purr Fachgebiet I 2.2 / Energiestrategien und -szenarien

2 Energie- und Klimapolitische Ziele 2 KlimaErneuerbare Energien Effizienz Treibhausgase (vs. 1990) Anteil Strom Anteil gesamt Primär- energie Energie- produktivitä t Gebäude- sanierung %35%18%- 20% steigern auf 2,1%/a Rate verdoppeln 1% -> 2% %50%30% %65%45% %80%60% - 50%

3 Ausgangslage 3 Bildquellen: umweltbundesamt.de, wie-wir-unsere-umwelt-behandeln.blogspot.de; bund.de; taz.de; Zeit.de; süddeutsche.de; fh-münster.de; für-mensch- und-umwelt.de;spiegel.de, schweiz-magazin.de; happytimes.de; hamburger- abendblatt.de; BMWi.de; himmel-und-erde.de; gruener-hase.de; bz-berlin.de; ratgeberbauen24.de

4 Treibhausgasneutrales Deutschland im Jahr Download Langfassung Download Kurzfassung  interne Studie ( )  Technische Möglichkeit der THG-Minderung um 95 % ggü  Ziel-Szenario: 2050  1 t CO 2 -Äq. pro Kopf  Alle Quellgruppen (Entstehungsprinzip) Rahmendaten Wirtschaftswachstum: 0,7 %/a des BIP Bevölkerungszahl in 2050: 72 Millionen Ähnliche Industriestruktur wie heute Weiterentwicklung der Technologien, aber keine grundlegenden neuen Erfindungen Keine grundlegenden Verhaltensveränderung mit Einschränkungen im Verkehrs- und Ernährungsbereich

5 Treibhausgasneutrales Deutschland – UBA Szenario %

6 Energie 6

7 Grundlegende Annahmen – Energieversorgung - UBA Szenario 7 konsequente Erschließung von Effizienzpotentialen über alle Anwendungsbereiche hinweg im Durchschnitt wurde in den Industriebranchen von einer Verdopplung der Energieeffizienz ausgegangen CCS – ist u.a. wegen diverser Umweltwirkungen keine nachhaltige Technik und damit auch nicht Bestandteil einer zukünftigen Energieversorgung Die Nutzung der Kernenergie wir für eine nachhaltige Energieversorgung ausgeschlossen keine energetische Nutzung von Anbaubiomasse energetische Nutzung von Abfall- und Restbiomasse insbesondere wenn dadurch Klimavorteile entstehen (Güllevergärung) analog zum heutigen Weltmarkt für fossile Energieträger – ein internationalen Markt für regenerativ erzeugte Energieträger existiert

8 Lösungsraum für treibhausgasneutrale Endenergieträger 8 Kein Einsatz/schwer möglich z.B.: -Flugverkehr -Schiffsverkehr Einsatz notwendig z.B.: -IKT -Beleuchtung Einsatz notwendig z.B.: -im Bereich der Langstreckenflüge Strom 100 % Kohlenwasserstoffe 100 % Wasserstoff 100% Lösungsraum beschriebener Lösungspunkt

9 UBA Szenario - Endenergieverbrauch 9 Strom in TWhregeneratives Methan in TWh flüssige regenerative Kraftstoffe in TWh private Haushalte104,744,50 GHD90,362,418,6 Industrie energetisch179,7198,80 Verkehr91,10533,3 Summe energetisch465,8305,7551,9 1323,4 Industrie stofflich282 Summe stofflich und energetisch 1605,4

10 UBA Szenario - Vergleich der Endenergie im Jahr 2010 und Insgesamt kann der Endenergieverbrauch 2050 gegenüber 2010 halbiert werden. Vor allem im Bereich private Haushalte bzw. beim Wärmeverbrauch sind erhebliche Energieminderungen möglich. Auch in der Industrie und im GHD-Sektor ergibt sich entsprechend der Annahmen mindestens eine Halbierung des Endenergiebedarfes. Im Verkehr nur eine geringe Absenkung des Endenergieverbrauches durch Mitbilanzierung vom dt. Anteil am internationalen Flug- und Seeverkehr.

11 UBA Szenario - qualitative Darstellung des Energieflusses 11

12 UBA Szenario - Vergleich 2010 vs sektoraler Energieverbrauch 12

13 Wärme 13

14 UBA Szenario - Regenerative Wärmeversorgung 14 Durch konsequente Energieeinsparungen kann der hohe Energieverbrauch für die Wärmeversorgung wesentlich reduziert werden. Langfristig ist eine stärkere Kopplung von Strom- und Wärmemarkt zu erwarten. Kernelemente :  Sanierung des Gebäudebestandes sowie die entsprechenden Verschärfungen der Energieeinsparverordnung  in der Industrie konsequente innerbetriebliche (Kaskadennutzung) und externe Nutzung industrieller Abwärme  Umstellung der Raumwärmeversorgung  direkte Nutzung regenerativer Energien  Nutzung von Wärmepumpen (Power to Heat)  Umstellung der Prozesswärmeversorgung  weitestgehend strombasiert  regenerativ erzeugtes Methan als C-Quelle  erheblichen Veränderung der Anwendungspotentiale von KWK

15 UBA Szenario - Regenerative Raumwärmeversorgung 15

16 Verkehr 16

17 UBA Szenario - Verkehr 17 Mitbilanzierung des dt. Anteils am internationalen See- und Flugverkehr Verkehrsvermeidung  Wege verkürzen  Siedlungsstrukturen, die Arbeiten, Einkaufen und Freizeit zusammenbringen Verkehrsverlagerung  Motorisierter Individualverkehr  Umweltverbund Fahrrad/Fuß/Bus & Bahn/Car-Sharing  Straßengüterverkehr  Schiene / Wasserstraße Effizienzsteigerung der eingesetzten Verkehrsmittel strombasierte Energieversorgung  Elektromobilität  regenerative Kraftstoffen (PtG, PTL)

18 UBA Szenario - Endenergiebedarf nach Verkehrsart 18

19 Stromerzeugung 19 Bildquellen: www. realnewenergy.com; www. gruener-hase.de

20 UBA Szenario – Energiebereitstellung I 20 In D Gewährleistung einer sicheren, zuverlässigen und unabhängigen Stromversorgung  regenerativer Strom zur direkten Nutzung (Endenergie rund 466 TWh/a) wird im Inland erzeugt - die nationalen technisch-ökologischen Potenziale sind dafür vorhanden Stromerzeugung basiert im wesentlichen auf Wind und PV Technical-ecological potential (conservative estimate) Region´s network scenario Capacity (GW) Output (TWh) Capacity (GW) Output (TWh) Photovoltaic Wind energy onshore Wind energy offshore Hydropower5,2245,222 Geothermal energy6,4506,450 Waste biomass (biogas)as required2323,311 Heute: 36,7 GW el 34 GW el Download unter:

21 UBA Szenario – Energiebereitstellung II 21 analog zum heutigen Weltmarkt für fossile Energieträger – ein internationalen Markt für regenerativ erzeugte Energieträger existiert weltweit günstigen EE-Standorte erschlossen werden Importabhängigkeit in gleichen Größenordnung (UBA-Szenario 62% Endenergieverbrauch – ,2%) Importabhängigkeit von wenigen Ländern kann nur durch Diversifizierung erreicht werden  Stärkung des europäischen Strommarktes  Ausbau internationaler Infrastrukturen (Strom, Gas, LNG) Bildquellen: www. ethlife.ethz.ch

22 Zusammenfassung – Energieversorgung - UBA Szenario 22 Eine treibhausgasneutrale Energieversorgung ist technisch möglich. Der Endenergiebedarf an Strom wird sich langfristig nicht erheblich reduzieren lassen, sondern auf heutigem Niveau stabilisieren. Eine Halbierung des Endenergieverbrauches ist bei konsequenter Erschließung von Einsparpotentialen und sektorübergreifenden Effizienzsteigerungen möglich. In einem regenerativen Energiesystem erfolgt eine zunehmende Kopplung der einzelnen Energiesektoren (Strom, Wärme, Kraftstoffe) Ein wesentlicher Baustein in einer treibhausgasneutralen Energieversorgung ist die Umwandlung von regenerativem Strom in chemische Energieträger (Power to Gas/Liquid). Power to Gas (auch als Power to Liquid) ist nicht nur für eine stabile Stromversorgung von großer Bedeutung sondern vor allem für Versorgung der Industrie mit Brenn- und ch. Einsatzstoffen sowie für die Kraftstoffversorgung

23 Industrie 23

24 UBA Szenario – Industrie I 24 Regenerative Gesamtenergieversorgung  regenerativer Strom  Prozesswärmeversorgung weitgehend strombasiert  regenerative stromgenerierte Brennstoffe (PtG, PtL) Energieeffizienzsteigerungen  effizientere Techniken  Konsequente Rest- und Abwärmenutzung, Kaskadennutzung  Halbierung des Endenergieverbrauches ggü auf 373 TWh/a trotz Produktionssteigerungen

25 UBA Szenario – Industrie II 25 Reduktion der prozessbedingten THG-Emissionen durch Prozessumstellungen um 75%  Beispiel chemische Industrie: Nutzung von regenerativen Kohlenstoffquelle (282 TWh/a)  Beispiel Stahlindustrie: keine Primärstahlerzeugung mehr über Hochofen-Oxygenstahl-Route stattdessen Elektrostahlerzeugung mittels Schrott und Schwammeisen  Beispiel Zementindustrie: neue Ansätze zur Herstellung zementähnlicher Baustoffe auf Basis regenerativer Energieträger Auch „Nischen“ betrachtet:  Substitution von F-Gasen schon heute technisch möglich  Anpassung gesetzlicher Rahmenbedingungen  Stärkere Nutzung von lösemittelarme oder –freie Produkte (PtG)  Reduktion des Lachgaseinsatz in der Anästhesie

26 UBA Szenario – Treibhausgasemissionen Industrie 26 Treibhausgasemissionen (THG-EM) in t CO 2Äq /a ProzessbedingteÄnderung der Emissionen gegenüber 2010 in % Stahlindustrie ,7 NE-Metallindustrie0-100,0 Gießereiindustrie0-100,0 chemische Industrie ,7 Zementindustrie ,8 Glasindustrie ,1 Kalkindustrie ,8 Papier- und Zellstoffindustrie 0-100,0 Nahrungsmittelindustrie0-100,0 Textilindustrie0-100,0 Summe

27 Abfall und Abwasser 27

28 UBA Szenario - Abfall 28

29 UBA Szenario -Treibhausgasemissionen Abfall und Abwasser 29 Verstärkte Trennung von Wertstoffen aus Restabfällen Geringere Mengen abzulagernder Reststoffe  sinkende Gasbildung Weitere Methanminderung durch Fassung der Deponiegase Keine Produkte mehr auf Erdölbasis, keine treibhausgaswirksamen Emissionen bei der Abfallverbrennung Durch Nahrungsumstellung (geringeren Fleischverzehr) verringern sich Lachgasemissionen aus der Abwasserbehandlung

30 Landwirtschaft und LULUCF 30

31 UBA Szenario – Landwirtschaft I 31 UBA-Szenario: Konventionelle Landwirtschaft (80 %) + ökologischer Landbau (20 %) Durch Klimaschutzmaßnahmen ohne Produktionseinschränkungen ist eine Minderung bis zu einer THG-Emission von ca. 45 Mio. t. CO2-Äq. möglich (Minderung um 27 %). Bei den Einschränkungen der Produktionskapazitäten stehen die Wiederkäuer aufgrund ihrer hohen THG-Emissionen pro Kopf und pro Produkteinheit im Mittelpunkt. Pro Kopf-Fleischverbrauch ca. 90 kg pro Jahr Fleischverzehr etwa doppelt so hoch wie von DGE empfohlen  Männer 600 g/Woche (31,2kg/a) Frauen 300 g/Woche (15,6 kg/a)  Veränderungen im Bereich der Tierproduktion einschließlich Bestandsminderung Bildquellen: www. gomeal.de

32 UBA Szenario – Landwirtschaft II 32 Herausnahme von Moorflächen aus der landwirtschaftlichen Nutzung (derzeit 6% der landwirtschaftlich genutzten Fläche) Keine energetische Nutzung von Anbaubiomasse Keine weitere Umwandlung von Grünland in Ackerflächen Steigerung der Stickstoff-Ausnutzung Einsatz von 80 % des Wirtschaftsdüngers in Biogasanlagen mit gasdichter Lagerung für Gärreste Halbierung der Lebensmittelabfälle

33 UBA Szenario – LULUCF 33 Der Sektor LULUCF betrachtet alle flächengebundenen Kohlenstoffspeicher (Quellen oder Senken der Treibhausgasemissionen von Wald, Acker, Weide, Siedlungs- und Feuchtgebieten). Nachhaltige Forstwirtschaft – dauerhaft nicht mehr Holz geerntet als nachwächst Keine Torfnutzung (Verbot Torfabbau in D und Import) Keine weitere Flächenumwandlung für Siedlungen und Verkehr KategorieEmissionen in Mio. t CO 2Äq Landwirtschaftliche Böden 5,5 (Kalkung: 1,5 und Moorböden: 4) Siedlung 2,5 Torfabbau 0 Wald 0 Gesamt 8

34 UBA Szenario – Zusammenfassung 34 Ambitionierte Klimaschutzziele können erreicht werden In allen Bereichen müssen Anstrengungen unternommen werden In einigen Quellgruppen ist die THG-Minderung begrenzt und es verbleiben Sockelemmissionen (betrifft Landwirtschaft und Industrie) Eine vollständige regenerative Gesamtenergieversorgung ist technisch möglich Energieeinsparungen und -effizienz sind Eckpfeiler für die Energiewende Starke Kopplung der Sektoren Strom, Wärme, Verkehr und Industrie Power to heat Power to gas/liquid

35 Handlungsebenen und zeitliche Dynamik der gesamtgesellschaftlichen Transformation 35 Es braucht: Pioniere des Wandels WBGU modifiziert nach Grin et al., 2010

36 Hier steht der Veranstaltungstitel in 12 Punkt 36 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Katja Purr


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