© 2015 Prognos AG
Reference scenario and target scenario for theGerman energy system
Dr. Almut Kirchner, Workshop on Deep Decarbonization Strategies WashingtonSep 30th, 2015
© 2015 Prognos AG 2
Start: German GHG- and energy balance(2012)
2PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
GHG balance 2012
3
Source: BMWI, BMUB
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
800.000
900.000
1.000.000
CRF-sectors
GHG energysectors
kt CO2-eq
energy transformation
mobility
industry
domestic and services
PFC/HFC/SF₆
N₂O
CH₄
CO₂
waste
LULUCF
farming
solvents other products
industrial processes
energy emissions
© 2015 Prognos AG
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
PED EED EED / s
mobility
industry
services
domestic
district heating
electricity
waste
nuclear fuels
renewable energies
natural gas
mineral oil products
lignite
coal
PJ
Energy balance 2012
4
Source: BMWI, BMUB
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Energy system and energy policy
5
© 2015 Prognos AG
� Population– birth rates, death rates, life expectancy
– Migration
– demographic change
– «family structures», households
� Economy– Growth rate in modern industrial countries
– Interdependencies / interrelations with world economy (trade, crude materials…)
– Structural development of the economy- Declining of energy intensive sectors (e.g. basic chemistry, steel)
- Increasing sectors of medium and low energy intensity (vehicles, machine manufacturing, pharma, special chemistry, …, electric appliances, …) and services
- Less material intensity, more knowledge intensity
- Depedencies on an increasing number of crude materials and pre-products
� Long-term investment goods– buildings, power plants, cars …
– Avoid stranded investments � taking into account investment and refurbishment cycles
– Inertia of the energy system
� Energy prices, ETS, other global instruments ?
Driving factors, interdependencies
Socio-economic factors
6
© 2015 Prognos AG
Ex-post: ongoing decoupling of GDP and PED
7
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
Ind
ex (1
990
= 1
00)
CO2-emissions Primary energy consumption GDP
+34%
-9%
-24%
Change 1990 - 2011:
© 2015 Prognos AG
� Nuclear phase-out
� Long-term CO2-reduction
� � Increasing use of renewables– Problem: potentials, cost, development needed
� � Efficiency first ! – Problems: restraining factors, energy prices, investments…
� � 2 successful learning curves (wind, PV)– New flexibility of sectoral targets will be necessary
� Sub-targets in time and sectors
Targets
8
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Driving factors
Technology, technological change (accelerating…)
9
© 2015 Prognos AG
� Electric mobility
� Heat pumps
� «digitalization» � smart systems, new vulnerabilities
� Interlinkages between mobility and electricity sectors– Changing load profiles
– Direction of use of batteries? Grid-managed ?
– DSM ???
� Heat pumps– … additional load during critical hours
– …
� Increasing electrical appliances
� Electricity as a driver of energy efficiency in other sectors (industry, services)
� Increasing electricity demand (highest quality) for data infrastructure– Make or buy? CHP ? CCHP ?
� ….
Driving factors, interdependencies
Technologically induced interdependencies
10
© 2015 Prognos AG
Targets
Target and sub-target system, interdependencies
11
Efficiency Renewables
Main targets: CO2-
reduction,nuclear phase out,security of
supplyeconomically
efficient system
heat
transport
electricity electricity
transport
heat
Mix of energycarriers
Storage optionssystem compatibility
Substitution relationships
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KfW-Programm
430
Plattform Energienetze
12
Target architecture and instruments
ۤ
iiii
Reductionfinal energy demand
transporta-tion
Increasing of final energy productivity
Reg
ula
tio
n le
vel
Lev
el o
f p
olit
ical
in
stru
men
ts
EEG
KWKG
KfW-Programm
151
EEWärmeG
EnEV
MAP
NKI
BioKraftQuG
TEHG
ۤ
iiii
€
§
Renewable Electricity
Renewable heat
production
Reduction electricitydemand
Reductionof final energy
demand heat
Increase the ration of renewables in total energy demand
reduktion of primary energy consumption and increase of energy efficiency
stra
teg
icle
vel
iiii
Renewable energy in
transporta-tion sector
€
© 2015 Prognos AG
What do we do ? Scenario schematics
13
1990 2010 2030 2050
Trendscenario
X
target scenario
X
X
reference prognosis scenariosEx post-development
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG 14
Prognos modelling systems
Ökonomische Analysen (VIEW)
Bruttowertschöpfung, Wechselkurse, Inflationsraten, Bevölkerungsentwicklungen, regionale WertschöpfungEU-27, CH, NO
Primärenergiepreise
Internationale Preise, Grenz-übergangspreise und Preise frei Kraftwerke für Brennstoffe
Energie- & Stromnachfrage
Regionaler und europäischer Energiebedarf nach Sektoren -insbesondere Strombedarf (PHH, Industrie, GHD, Verkehr)
Erneuerbare Energien
Ausbauszenarien für erneuerbare Energien, synthetische Modellierung von Wind- und PV-Einspeiseprofilen anhand spezifischer Leistungskennlinien
Eingangsparameter
� 5.000 Kraftwerksblöcke der allg. Versorgung Industrie >50 MW
� Netztransferkapazitäten der Grenzkuppelstellen
� Stündliche Lastkurven� KWK-Profile � Investitionskosten, O&M-Kosten� Anfahrkosten� Vermiedene Netznutzungsentgelte� Flexibilitätsoptionen (Speicher, DSM etc.)� Politische Analysen (Kernkraft, MSR etc.)
Ergebnisse
� Stündlich, saisonal� Regional, Marktgebiete� Großhandels- & Endkundenpreise� Stromerzeugung, Brennstoffeinsatz� Installierte Leistung� Blockspezfisiche Einsatzplanung� Blockspezfisiche Deckungsbeiträge
(DB1, DB2, DB3)� Stromaustausch zwischen
Marktregionen� CO2-Emissionen
Modellierung
� Wohlfahrtsmaximierung� Kostenminimale
Kraftwerkseinsatzplanung� Stündliche Optimierung� Iterative Investitions-, Rückbau-
und Retrofitentscheidungen� Zeithorizont: 2050� Backtesting der Ergebnisse
mit historischen Zeitreihen
P r o g n o s E n e r g i e m o d e l l e
P r o g n o s K r a f t w e r k s m o d e l l
© 2015 Prognos AG
Basic dataBasic data
politicspolitics
technicalparameterstechnical
parameters
Final energydemand
(bottom-up)Prognos
Final energydemand
(bottom-up)Prognos
Electricityproduction
EWI
Electricityproduction
EWI
Primary energy
demand,Energy
carriers,Investments
costs
Primary energy
demand,Energy
carriers,Investments
costs
Electricityprices,prices
Electricityprices,prices
INPUT 1INPUT 1 MODELS 1MODELS 1 OUTPUT 1 = INPUT 2OUTPUT 1 = INPUT 2
Macroeconomic
consequences
GWS
Macroeconomic
consequences
GWS
MODELLE 2MODELLE 2
∆ GDPGVA∆ GDPGVA
∆employ-ment
∆employ-ment
OUPUT 2OUPUT 2
Reference prognosis / scenariosReference prognosis / scenarios Comparison of scenariosComparison of scenarios
Modelling system
GHGGHG
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Results in a nutshell
16
© 2015 Prognos AG
Project results:Development of energy markets –„Energiereferenzprognose“
Prognos / GWS/ EWI , commissioned by the German ministry of economy and energy, 2014
© 2015 Prognos AG
Reference scenario: primary energy consumption
18
0
50
100
150
200
250
300
350
400
1990 2000 2011 2020 2030 2040 2050
Other
Renewables
Gas
Oil
Nuclear
Coal
Pop/PEC
GDP/PEC
© 2015 Prognos AG
Renewable energy electricity generation in ref and trend
19
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
2011 2020 2025 2030 2040 2050
Sh
are
of
gro
ss e
lect
rici
ty c
on
sum
pti
on
Hydro-streaming and reservoir Wind power onshore Wind power offshore Photovoltaic Biomass Target path
© 2015 Prognos AG
Energy related GHG, ref and trend
20
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1,000
1990 2011 2020 2030 2040 2050
CO
2-eq
Energy sector
Transportation
Manufacturing
Commercial
Residential
© 2015 Prognos AG 21
2020 2030 2040 2050
reduction GHG-emissions
reduction primary energy demand
Productivity of final energy
reduction overall electricity demand
CHP-ratio in electricity production
renewables ratio in overall electricity demand
Renewables ratio in overall final energy demand
Heat demand in buildings
Rate of energetic refurbishment in buildings
Final energy demand transportation
Number of electric vehicles
reference / trendscenarioand target system
© 2015 Prognos AG
character of target scenario
� Energy political targets have priority over other targets
� Intensification of measures and instruments– Even those that lack economic efficiency in our today’s system of prices and incentives
– More energetic refurbishment
– Faster growth of electric mobility
� Specific adapted technologies– E.g. third generation biofuels
– E.g. cost efficient high-performance thermal insulation (nanofoams?)
� factors of inertia and obstruction in the system can be overcome– Earlier refurbishments
– Changed preferences of investment decisions in corporations
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© 2015 Prognos AG
Electricity sector
� Less production from CO2-intensive power plants– Additional efforts for avoiding of CO2-emissions necessary
– Additional CO2 avoiding cost of acout 12-20 EUR2011/t CO2
� Increasing development of Wind Offshore
� Additional flexibility in demand by electric mobility
� More use of biomasse and waste in the industrial sector
� More support and incentives for CHP in objects, buildings
� More space for land-bound wind energy
� Additional specific instruments for (decentral) renewable use
23
© 2015 Prognos AG
GHG gas emissions in comparison (in Mio t)
Mio t
24
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
-40% -80%
Referenz-prognose
Ziel-szenario
-55% -70%
-36% -43%
-43% -56%
-54% -70%
-65% -80%
Trend-szenario
Zielwert-Energiekonzept
© 2015 Prognos AG 25
2020 2030 2040 2050
reduction GHG-emissions
reduction primary energy demand
Productivity of final energy
reduction overall electricity demand
CHP-ratio in electricity production
renewables ratio in overall electricity demand
Renewables ratio in overall final energy demand
Heat demand in buildings
Rate of energetic refurbishment in buildings
Final energy demand transportation
Number of electric vehicles
Target scenario and targets
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Macroeconomic consequences(Results from GWS)
26
© 2015 Prognos AG 27
GDP, employment and consumer prices
27PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG 28
Conclusions and implications
28
© 2015 Prognos AG
� Waiting until price relations change or big new game changing technolgies arrive is not a solution
� Economic burdens are finite and affordable – but have to be discussed
� Long term advantages
Main challenges:
� Infrastructure
� Allocation / distribution problems (acceptance questions, what is perceived as just?)
� Market models
� Integration of renewables into electricity system
Conclusions and implications
Intensified strategies are necessary - soon
29
© 2015 Prognos AG 3030
the team
© 2015 Prognos AG
│ Henric-Petri-Str. 9 │ CH-4010 Basel
Tel: +41-61-32 73 331E-Mail: [email protected]
Dr. Almut KirchnerPrincipal, head of department energy and climate protection policyhead of Competence center models
31
Wir geben Orientierung.
© 2015 Prognos AG 32
Who we are
32
© 2015 Prognos AG
Developing the future for more than 50 years
33
About us
� founded in 1959 in Basel, Switzerland
� independently motivated economic research and strategy consulting
� practical strategies for firms, organisations and public sector authorities
� scientifically founded reports, forecasts and studies
� approximately 140 consultants working in interdisciplinary teams linking economic, natural and social science competences
� seven locations Basel, Berlin, Bremen, Brussels, Düsseldorf, Stuttgart, Munich
Brussels
Basle
Bremen Berlin
Düsseldorf
Munich
Stuttgart
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Our basic work principles
34
Risk-Analysis
SWOT-Analysis
Benchmarking
Interviews / Desk Research
Prognos ownforecast models Plausibility check /
Feasibility
Competitive advantage matrix
Policy Development
Evaluation
Strategy advise
Scientific competence, expertise, commitment, experience and creativity
using own research results compiled in a substantiated, long-term and continuingly updated database and a variety of public and non-public sources, and, in particular, in-depth interviews with customers, competitors, market experts and/or suppliers.
We reseach …
... based on facts and looking for solutions. Based on our branch and technology know-how and experience, we determine the competitive position and market perspectives of the target.
We evaluate …
... on the basis of sophisticated models medium- and long-term developments. Thus we bring you closer to the future and identify the key drivers as well as optimization potentials.
We forecast …
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Prognos Consultancy Fields
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Cities & Regions
Global competition for businesses, investments and human capital require place-based strategies that help ensuring a sustainable future development.
Energy & Climate Protection
Designing a safe, economical and climate-friendly tomorrow’s energy supply through the foundation of political and entrepreneurial decisions.
Infrastructure & Transport
Future-proof planning, development and successful communication of technical infrastructures.
Economy & Innovation
Supporting innovation and structural change, we develop solutions for the future competitiveness of our economy, from innovation to structural policy.
Society & State
Understanding developments in society, ensuring social cohesion and strengthening the effectiveness and efficiency of the public sector.
Economy & Labour
Managing globalisation, demographic changes, labour markets and social security systems through in-depth analysis and fact-based recommendations.
We give orientation – Prognos consultancy areas
© 2015 Prognos AG
Prognos World Report
The annual Prognos World Report constitutes a planning instrument for decision-makers in industry and politics around the world. It comprises a consistent and comparative study of the demographic and economic development of 42 countries by the year 2040.
Prognos Germany Report
The Germany Report, which appears every four years, comprises integrated projections for Germany the following 25 years. It contains grounded assumptions on the global and political framework as well as detailed analyses and forecasts on demographic developments, private households and the macro-economy.
Prognos World Transport Report
The World Transport Report contains updated short-term and long-term forecasts of goods transport development in 30 countries of the world. The forecasts deal with all land transport modes (road, rail, inland waterways).
Prognos – Multiclient Studies and Reports
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© 2015 Prognos AG
Prognos Future Atlas – Regions
Germany’s regions competing over the future: this future atlas of the regions describes the regional distribution of future opportunities and risks in Germany on the basis of 29 socio-economic indicators. It contains detailed rankings and appears every three years.
Prognos Future Atlas – Industries
This future atlas examines sector-specific concentrations of investment and regional clusters on the basis of analyses of sectors and clusters.
Waste Management Report European Atlas of Secondary Raw Materials
The Prognos report on waste management together with the European Atlas of Secondary Raw Materials provides a wealth of material on fact-based strategic analyses of market structures and actors as well as the current and future development of waste volumes, capacities and prices in Germany and Europe.
Prognos – Multiclient Studies and Reports
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© 2015 Prognos AG
Prognos Technology Report
Based on a delphi approach, the Report provides key insights from industry experts and academics on current developments and new markets linked to classic and new technological fields such as ICT (digitalisation), green technologies (incl. energy technologies) or nanotechnology.
Future Report Modern State
On the occasion of the exhibition MODERN STATE (Berlin), Prognos AG conducts a survey with experts using the Delphi Method. The report presents the major challenges and trends for public sector authorities.
On the trail of future: Analyses and forecasts for the economy and society
A selection of scientific articles on all relevant fields of future research.
Publisher: Christian Böllhoff/Hans J. Barth, 2009
Prognos develops approximately 200 studies, reports and projects for its clients and customers each year.
Selected Studies and Publications
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© 2015 Prognos AG
Wirtschaft, Energie, Infrastruktur:Kundenkreis aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft
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© 2015 Prognos AG 40
Back up – slights(more and detailed results from the aforementioned project)sorry, most of them are in German
40
© 2015 Prognos AG
Charakter der Referenzprognose
� Referenzprognose bietet umfassendes Bild der Energiewirtschaft und zeigt die aus Sicht der Auftragnehmer wahrscheinliche Entwicklung.
� Es werden gegenüber einer BAU-Entwicklung zusätzliche Maßnahmen angenommen– z. B. Verschärfung der EnEV
– z. B. beschleunigte Einführung von Effizienztechnologien im gewerblichen Bereich
� Es werden keine Technologiesprünge unterstellt– Nur Technologien, die bekannt, in Erprobung oder zumindest im Versuchsstadium sind,
kommen zur Anwendung.
– Spekulative Technologien werden nicht eingesetzt.
� Systemträgheiten und Beharrungskräfte werden berücksichtigt– Langlebiger Kapitalstock verzögert schnelle Veränderungen
– Hemmnisse durch bestehende Präferenzen, Prioritäten, Interessen und Informationsdefizite
� Energiepolitische Ziele sind ein Element im politischen Interessenbündel– Konsequente Verfolgung energie- und klimaschutzpolitischer Ziele nicht wahrscheinlich
– Bei Interessenunterschieden zu anderen Politikfeldern Kompromisse wahrscheinlich
41
© 2015 Prognos AG
Maßnahmen Endverbrauchssektoren
� Private Haushalte– Ausweitung der energetischen Sanierungen
– Sanierungen auf höherem energetischen Niveau
– Energetisch höherwertiger Neubau
– Schnellere Marktdurchdringung stromsparender Elektrogeräten / bessere Geräte
– Substitution fossiler Energieträger (und von Strom) durch Erneuerbare in der Erzeugung von Raumwärme und Warmwasser (v.a. Wärmepumpen)
� Verkehr– Beschleunigter Ausbau der Elektromobilität (Pkw)
– Weiter gehende Verbrauchsabsenkung bei Verbrennungsmotoren
– Substitution von Benzin und Diesel durch Biokraftstoffe (von Erdgas durch Biogas)
� Industrie und Gewerbe– Beschleunigter Einsatz effizienter Querschnittstechnologien
– Beschleunigte Umsetzung branchenspezifischer Effizienztechnologien
– Substitution CO2-intensiver fossiler Energien durch weniger CO2-intensive fossile Energien, Strom, Erneuerbare und Fernwärme
42PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
Referenzprognose und Szenarien
43
Referenzprognose
Wahrscheinliche Entwicklung
Annahme zusätzlicher Maßnahmen(z.B. Verschärfung EnEV)
Keine Technologiesprünge
Berücksichtigung von Systemträgheitund Beharrungskräften
Energiepolitische Ziele als ein Element im politischen Interessenbündel
Zielszenario
Zielerreichung im Vordergrund
Weitere Maßnahmen, zusätzliche(implizite) Instrumente, um Hemmnisse zu überwinden
Keine Technologiesprünge
Energiepolitische Ziele sind zentral und werden vorrangig verfolgt
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG 44
Socio-economic framework - Rahmendaten
44PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
19,6 17,7 16,8 15,9 14,8
44,143,4
39,636,5
35,0
16,5 18,321,8
23,723,4
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
2011 2020 2030 2040 2050
Bevölkerung nach Altersgruppen - population by age(in Mio)
Mio
45
0-24
24-64
65-+
80,2 79,4 78,2 76,1 73,1
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
1.557 1.6901.901
2.0922.280
644691
769
836
908
1816
16
16
17
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
2011 2020 2030 2040 2050
46
Mrd EUR
BWS nach Sektoren – GDP by sectors(in Mrd EUR2005)
services
Industry
Farming andforestry
2.452 2.688 3.031 3.343 3.655 (BIP)
2011-2030 2030-2050
Wachstums-rate p.a.: 1,1% 0,9%
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG 47
Brennstoffpreise - Fuel prices
13,2
15,616,4
17,418,6
19,9
6,4
8,3 8,6 8,69,2 9,2
3,5 3,4 3,7 3,8 4,2 4,5
2011 2020 2025 2030 2040 20500
5
10
15
20
25
Mar
ktp
reis
e fü
r E
ner
gie
roh
sto
ffe
in E
UR
2011
/GJ
Rohöl Erdgas Kesselkohle
Ist
47PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG 48
CO2-Preise – CO2-Prices in ETS
1310
25
4040
65
76
2011 2020 2025 2030 2040 20500
10
20
30
40
50
60
70
80
CO
2-P
reis
bzw
. Gre
nzv
erm
eid
un
gsk
ost
en in
EU
R20
11/t
CO
2
Prognose Trendszenario
Ist
48PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG 49
Results reference prognosis andtrend scenario
49PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
1.715 1.364 1.326 855 752
1.5641.420 1.261
917267
1.178
650
4.525
3.760
3.225
2.715
2.296
2.923
2.399
2.158
2.128
2.023
1.463
2.183
2.517
2.630
2.886
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
2011 2020 2030 2040 2050
50
PJ 13.599 11.800 10.469 9.342 8.356
Primärenergieverbrauch nach Energieträgern (in PJ)
Steinkohle
Kernenergie
Braunkohle
Mineralöl
Naturgase
Erneuerbare
Sonstige 2011-2030 2011-2050
Veränderung: -23% -39%
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
2050
51
PJ 1.463 2.183 2.517 2.630 2.886
Wasser
Wind
PV
Geoth.
Bio-masse
Solarthermie
Umgebungs-wärme
2011 2020 2030 2040 2050
Wärme
Strom
Kraft-stoffe
EE nach Energieträgern und Verwendung (in PJ)renewable energies by carrier and use
2011-2030 2011-2050
Veränderung: +72% +97%
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
13183 73 55 42 32
89
41 3121 15 12
177
115107
9990 82
165
157131
116100
87
428
354
299
277
226
141
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1990 2011 2020 2030 2040 2050
52
Mio t 990 751 642 568 473 355
Treibhausgasemissionen nach Sektoren (in Mio t)
Private Haushalte
GHD
Industrie
Verkehr
Energiewirtschaft
1990-2020 1990-2050
Veränderung: -36% -65%
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
482 365 362 299 255
3.2982.719
2.2721.877
1.569
2.149
1.940
1.633
1.4731.343
1.876
1.802
1.764
1.747
1.751
420
408
364
306
245
557
849
968
1.062
1.127
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
9.000
2011 2020 2030 2040 2050
53
PJ 8.881 8.178 7.455 6.855 6.394
Endenergieverbrauch nach Energieträgern (in PJ)
Kohle
Mineralöl-produkte
Naturgase
Strom
Sonstige
Fernwärme
Erneuerbare
2011-2030 2011-2050
Veränderung: -16 -28%
2020 2030 2050
EE am BEEV: 22% 29% 39%
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
2.333 2.170 1.891 1.675 1.471
1.3461.133
981894
865
2.634
2.477
2.3642.243
2.155
2.568
2.397
2.219
2.0431.904
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
9.000
2011 2020 2030 2040 2050
54
PJ 8.881 8.178 7.455 6.855 6.394
Endenergieverbrauch nach Verbrauchssektoren (in PJ)
Private Haushalte
GHD
Industrie
Verkehr
-19%
-14%
-10%
-27%
2011-2030 2011-2050
-37%
-26%
-18%
-36%
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG 55
Kernergebnisse Referenzprognose und Trendszenario
55PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
Kernergebnisse I
� Deutliche Entkopplung von Wirtschaftswachstum und Primärenergieverbrauch– BIP wächst gegenüber 2011 bis 2030 um 24%, bis 2050 um 49%
– PEV verändert sich um -23% -39%.
– Die Primärenergieproduktivität steigt um 2,5% p.a. 2,3% p.a.
– Die Endenergieproduktivität nimmt um 2,1% p.a. 1,9% p.a. zu.
– Unterschiede durch Ausbau der Erneuerbaren in der Stromerzeugung und Ausstieg aus Kernenergie.
– Energieproduktivität erhöht sich schneller als in Vergangenheit.
� Der Ausbau erneuerbarer Energien in Deutschland hält an– Übererfüllung der Ausbauziele bis 2020
* Der (nationale) Anteil der EE am Bruttostromverbrauch steigt auf 41% in 2020 bzw. 52% in 2030.* Erreichung der Förderhöchstgrenze für PV (52 GW) bereits vor 2020.
– Ab 2025 kommt es zunehmend zu grenzüberschreitenden Kooperationen in Nordwesteuropa(Wind offshore in der Nordsee).
– Bis 2030 macht Wind offshore ca. ein Viertel der Windkrafterzeugung aus.
56PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
Kernergebnisse II
� Internationale Klimaschutzanstrengungen für den EU ETS von Bedeutung– Klimaschutzanstrengungen gewinnen langfristig auch international an Bedeutung
– Öffnung des europäischen CO2-Regimes hin zu internationalen Klimaregimen hilft, Zielkonflikte zwischen Klimaschutz und internationaler Wettbewerbsfähigkeit sowie Verlagerungen CO2-intensiver Produktionen (Carbon Leakage) zu begrenzen und die Akzeptanz des Klimaschutzes zu stützen.
� Rückgang der THG-Emissionen . . . – . . . zwischen 2011 und 2030 bedingt durch rückläufigen PEV,
– . . . zwischen 2030 und 2050 durch weiter sinkenden PEV und abnehmende THG-Intensität des PEV.
– THG-Intensität des PEV liegt 2050 um 23% niedriger als 2011/2030.
– Zwischen 2011 und 2030 kompensiert EE-Ausbau den Ausstieg aus der Kernenergie in seiner Wirkung auf die THG-Intensität.
57PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG 58
Ergebnisse Zielszenario im VergleichMain results of target scenario in comparison
58PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
Charakter des Zielszenarios
� Im Vordergrund steht das Erreichen der Ziele des Energiekonzepts, nicht die wahrscheinliche Entwicklung.
� Energiepolitische Ziele sind zentral und werden vorrangig verfolgt.
� Es werden gegenüber der Referenzprognose weitere – auch unter heutigen Bedingungen nicht rentable – Maßnahmen angenommen – z. B. Ausweitung der energetischen Gebäudesanierung
– z. B. schnellerer Ausbau der Elektromobilität
� Es werden auch spezifisch angepasste Technologien unterstellt– z. B. Biokraftstoffe der dritten Generation
– z. B. kostengünstige Hochleistungswärmedämmung
� Es wird angenommen, dass Systemträgheiten entschärft und Beharrungskräfte überwunden werden können– z. B. vorgezogene Sanierungen
– z. B. veränderte Investitionspräferenzen in Unternehmen
59PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
Maßnahmen Endverbrauchssektoren
� Private Haushalte– Ausweitung der energetischen Sanierungen
– Sanierungen auf höherem energetischen Niveau
– Energetisch höherwertiger Neubau
– Schnellere Marktdurchdringung stromsparender Elektrogeräten / bessere Geräte
– Substitution fossiler Energieträger (und von Strom) durch Erneuerbare in der Erzeugung von Raumwärme und Warmwasser (v.a. Wärmepumpen)
� Verkehr– Beschleunigter Ausbau der Elektromobilität (Pkw)
– Weiter gehende Verbrauchsabsenkung bei Verbrennungsmotoren
– Substitution von Benzin und Diesel durch Biokraftstoffe (von Erdgas durch Biogas)
� Industrie und Gewerbe– Beschleunigter Einsatz effizienter Querschnittstechnologien
– Beschleunigte Umsetzung branchenspezifischer Effizienztechnologien
– Substitution CO2-intensiver fossiler Energien durch weniger CO2-intensive fossile Energien, Strom, Erneuerbare und Fernwärme
60PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
Maßnahmen Stromsektor
� Geringere Erzeugung aus CO2-intensiven Kraftwerken– Weitere Anstrengungen zur Vermeidung von Treibhausgasemissionen notwendig
– Entsprechende zusätzliche CO2-Grenzvermeidungskosten in Höhe von 12-20 EUR2011/t CO2
� Schnellerer Ausbau von Wind Offshore
� Mehr Nachfrageflexibilität durch Elektromobilität
� Vermehrte Nutzung von Biomasse in der Industrie
� Stärkere Förderung von KWK in der Objektversorgung
� Mehr Flächen für die Nutzung von Windenergieanlagen
� Geringere Anpassung bezüglich des Eigenverbrauchs
61PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG 62
Installierte Kraftwerksleistunginstalled capacity of power plants
13 13 8 8
25 2522 20
19 17 19 17 16 165 5
30 3024 24
23 23 25 21 20 1619 16
24 24
17 17 31 28 3025 36
26 4835
6 6
2 2 2 23
33
3
3
3
0 0
8 8 8 88
88
8
8
8
11 11
4 4 4 44
44
4
4
4
29 29
38 43 40 4548
5151
54
64
70
0 0
57 10 12
1113
1113
2118
25 25 5758 62 63
68 7072
75
7578
5 5
99 8 8
7 108 11
812
0
50
100
150
200
250
300
Ref. Zielsz. Ref. Zielsz. Ref. Zielsz. Ref. Zielsz. Ref. Zielsz. Ref. Zielsz.
2011 Ist 2020 2025 2030 2040 2050
Inst
allie
rte
Lei
stu
ng
in G
W
Kernenergie Braunkohle Steinkohle GasHeizöl Sonstige Brennstoffe Speicher Lauf- und SpeicherwasserWind onshore Wind offshore PV Biomasse
62
© 2015 Prognos AG 63
Stromerzeugung aus EEelectricity production from renewables
3% 3% 3% 3% 3% 4% 3% 4% 4% 4% 3% 4%
8% 8%15% 17% 16%
19% 20%22% 21%
25% 25%
32%3%5% 6%
8% 7%
9%7%
10%13%
14%
3% 3%
10%
11% 11%
12% 12%
14%13%
16%13%
16%
6% 6%
9%
10% 10%
10% 10%
13%
9%
13% 9%
13%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
Ref. Zielsz. Ref. Zielsz. Ref. Zielsz. Ref. Zielsz. Ref. Zielsz. Ref. Zielsz.
2011 Ist 2020 2025 2030 2040 2050
An
teil
am B
rutt
ost
rom
verb
rau
ch
Lauf- und Speicherwasser Windkraft onshore Windkraft offshore PV Biomasse Zielpfad
Mit der Öffnung der nationalen Förderinstrumente für erneuerbare Energien erfolgt der Zubau zunehmend kostenorientiert in Europa. Deutschland beteiligt sich an den Kosten für diesen Zubau entsprechend der nationalen Ziele für erneuerbare Energien.
63PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG 64
Vergleich Strompreise (real)electricity prices by consumer groups
259
292
312
284276
268
304
323
295285
272
188
218234
211203
195
227243
219210
199
148159
177
157 152 147
169
187
166 159150
55 49
6978
94 10054
7383
99 104
2011 2020 2025 2030 2040 2050
Str
om
pre
ise
nac
h V
erb
rau
cher
gru
pp
en E
UR
2011
/MW
h
Haushalte Prognose/Trendsz. Haushalte Zielszenario
Handel & Gewerbe Prognose/Trendsz. Handel & Gewerbe Zielszenario
Industrie Prognose/Trendsz. Industrie Zielszenario
Stromintensive Industrie Prognose/Trendsz. Stromintensive Industrie Zielszenario
Ist
64PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
Treibhausgasemissionenim Vergleich (in Mio t)
Mio t
65
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
-40% -80%
Referenz-prognose
Ziel-szenario
-55% -70%
-36% -43%
-43% -56%
-54% -70%
-65% -80%
Trend-szenario
Zielwert-Energiekonzept
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
Primärenergieverbrauch im Vergleich(in PJ)
PJ
66
0
3000
6000
9000
12000
15000
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
-20% -50%
-18% -21%
-42% -52%
Referenz-prognose
Ziel-szenario
Trend-szenario
Zielwert-Energiekonzept
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
Bruttostromverbrauch im Vergleich(in TWh)
TWh
67
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
-10% -25%
-7% -11%
-10% -23%
Referenz-prognose
Ziel-szenario
Trend-szenario
Zielwert-Energiekonzept
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
Endenergieproduktivität im Vergleich(Index, 1990=100)
Index
68
0
50
100
150
200
250
300
350
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
1,7% p.a.
BIP
2008-2050
Ziel Energiekonzept: 2,1% p.a.
Ergebnis Prognose/Trend: 1,9% p.a.
Ergebnis Zielszenario: 2,3% p.a.
EEV
BIP / EEV
Referenz-prognose
Ziel-szenario
Trend-szenario
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
EE-Anteil am Bruttoendenergieverbrauch (in %)
69
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
22% 24%
29% 35%
33% 46%39% 58%
18%
60%
30%
45%
Referenz-prognose
Ziel-szenario
Trend-szenario
PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG 70
Gesamtwirtschaftliche Konsequenzen des Zielszenarios im Vergleich zu Referenzprognose / TrendszenarioMacroeconomic consequences in comparison ofthe scenarios (target vs. ref/trend)
70PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG 71
Wirkungen auf BIP, Beschäftigung und PreisniveauDifferences in GDP, employment and consumer prices
71PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG 72
Sektorale Beschäftigungseffekte – difference in employmentby sectors
72PROGNOS / EWI / GWS 2014
© 2015 Prognos AG
Kernergebnisse Vergleich- Interpretation
� Ziele des Energiekonzepts der Bundesregierung werden in der Referenzprognose und im Trendszenario überwiegend nicht erreicht– THG-Ziel durchgehend verfehlt, Abstand zum Ziel nimmt im Zeitverlauf zu
– Effizienzziele werden durchgehend nicht erreicht, nach 2020 / 2030 werden die Abweichungen größer
– EE-Ziele bis 2020 (fast) erreicht, danach zunehmende Zielverfehlung (bewertet nach Inlandsprinzip)
– Prognose geht trotzdem deutlich über business-as-usual hinaus
� Im Zielszenario werden die Ziele in den meisten Fällen erreicht– THG-Ziel durchgehend erreicht, bis 2030 leicht übererfüllt
– Effizienzziele werden meist erreicht oder übererfüllt Ausnahme: angestrebter Rückgang des Bruttostromverbrauchs bis 2050 wird knapp verfehlt
– EE-Ziele werden bis 2040 – zum Teil deutlich – übererfülltZiele 2050 werden knapp verfehlt (bewertet nach Inlandsprinzip)
– Vergleich mit Prognose keine Analyse der „Energiewende“
� Umsetzung des Zielszenarios wäre gesamtwirtschaftlich unkritisch– BIP und Erwerbstätige bis etwa 2030 kaum verändert, Preisniveau etwas erhöht
– Nach 2030 zeigen sich positive Effekte bei BIP und Erwerbstätigen
– Umsetzung erfordert den Abbau von Hemmnissen (Marktversagen, irrationales Verhalten, andere Rationalitäten) und würde durch international verbindliches Abkommen zum Klimaschutz begünstigt
73PROGNOS / EWI / GWS 2014
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