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Energy Transformation Index ETI: Wie sich die Energiewende - VSE

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Energy Transformation Index ETI:
Wie sich die Energiewende messen lässt
Gerhard Stryi-Hipp
Leiter Energiepolitik
Fraunhofer-Institut für
Solare Energiesysteme ISE
Freiburg i.Br./Deutschland
Info-Lunch des VSE zur Session des
eidgenössischen Parlaments
Bern/Schweiz, 4. Juni 2014
Jahrhundertaufgabe Energiewende
n  Klimaschutz
Die Begrenzung des globalen Temperaturanstiegs
auf max. 2 °C ist sozial und ökonomisch ein
vordringliches Ziel der Weltgemeinschaft
n  Versorgungssicherheit und Preisstabilität
sichern
Verknappung fossiler Ressourcen und steigende
Importabhängigkeit von Krisenregionen
© picture alliance / dpa
© Dirk Suhm / PIXELIO
n  Reduktion der Risiken der Energieerzeugung
Die Risiken der Kernenergienutzung werden von
vielen Ländern als nicht sicher beherrschbar
angesehen
© Viktor Mildenberger / PIXELIO
© Fraunhofer ISE 2014
CO2-Ausstoß als Maßstab?
n  Internationale Klimapolitik
Der Emissionshandel begrenzt den
CO2-Ausstoß, aber:
n  das Verfahren ist komplex,
n  die Bereitschaft der Staaten ist begrenzt, sich
ambitionierte Grenzen aufzuerlegen,
16.05.14: Über der Nordhalbkugel lag die CO2-Konzentration erstmals einen
ganzen Monat lang über dem symbolischen Schwellenwert von 400 ppm.
Anthropogene Treibhausgasemissionen
nach Gruppen von Gasen 1970 – 2010
n  Missbrauch ist nicht auszuschließen und
n  unerwartete Entwicklungen können zu falschen
Signalen führen
(z.B. Rückgang der Emissionen bei Wirtschaftskrise)
⇒  Zentrales Problem: Fehlender Bezug der
nationalen Politik und der einzelnen Bürger
zum CO2-Ausstoß als Maßstab,
deshalb kaum Verhaltensänderungen
Quelle: 5. IPCC Bericht 2014, WG3
© Fraunhofer ISE 2014
Motivation Energie-Transformationsindex (ETI)
Basisjahr
2020
2050
Reduktion
Klimagase
1990
20%
> 80%
Steigerung EE
1990
20%
Anteil RE
2009:
11,6%
20%
Klimaschutzziele
EU
n  Energiewende ist ein positives Ziel mit
klarem Bezug zu jedem Bürger als
Verbraucher und (teilweise) Erzeuger
n  Ziel: Nachhaltige Energieversorgung
mit hoher Energieeffizienz (EE)
und Nutzung regenerativer Energien (RE)
Deutschland
n  Das Ziel ist auf verschiedenen Wegen
erreichbar und die Zwischenschritte sind
immer eine Kombination von EE & RE
Reduktion
Klimagase
1990
40%
80-95%
Steigerung EE
2008
20%
50%
⇒  Der ETI macht die Fortschritte der
Länder auf den unterschiedlichen
Wegen der Energiewende vergleichbar
Anteil RE gesamt
2011:
12,2%
18%
60%
Anteil RE Strom
2011:
20,0%
35%
80%
© Fraunhofer ISE 2014
Energie-Transformationsindex ETI - Definition
2,0
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
Energieeffizienz (max) = 2 US$/kWh
Energieeffizienz = BIP / PEV [US$2013/kWh]
1,8
ETI = Normierte Länge des
Vectors im Eff / RE Diagramm
0,2
0,0
0%
EE = Energieeffizienz = BIP/PEV
[0 .. 2 US$2013/kWh]
EEN = ½ * EE [0 .. 1]
BIP = Bruttoinlandsprodukt
PEV = Primärenergieverbrauch
RE = Anteil regenerativer Energien
[0 .. 100%]
ETI = 100 * (EEN + RE)/2
[0 .. 100]
Regenerative Energien (max) = 100%
20%
40%
60%
80%
Anteil regenerativer Energien am PEV
© Fraunhofer ISE 2014
100%
Der ETI wurde entwickelt von
Prof. Eicke R. Weber und
Gerhard Stryi-Hipp, Fraunhofer ISE
Energie-Transformationsindex ETI - Definition
1,8
ETI = Normierte Länge des
Vectors im Eff / RE Diagramm
1,6
EE = Energieeffizienz = BIP/PEV
[0 .. 2 US$2013/kWh]
EEN = ½ * EE [0 .. 1]
1,4
BIP = Bruttoinlandsprodukt
Beispiel Deutschland
Angabe für 2011
1,2
PEV = Primärenergieverbrauch
RE = 10%
0,8
0,6
0,4
RE = Anteil regenerativer Energien
GER
30
1,0
[0 .. 100%]
EE = 0,99 US$/kWh
Energieeffizienz = BIP / PEV [US$2013/kWh]
2,0
ETI = 100 * (EEN + RE)/2
[0 .. 100]
0,2
0,0
0%
20%
40%
60%
80%
Anteil regenerativer Energien am PEV
© Fraunhofer ISE 2014
100%
Der ETI wurde entwickelt von
Prof. Eicke R. Weber und
Gerhard Stryi-Hipp, Fraunhofer ISE
Energie-Transformationsindex ETI ausgewählter Länder
CHE
65
ETI
max
100
Energieeffizienz = BIP / PEV [US$2013/kWh]
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
ITA
34
GER
30
0,8
EU-27
25
0,6
JAP
30
AT
40
SWE
40
JAP
CHN
KOR
IND
CHE
AT
BRA
39
CAN
USA
18MEX 24
18
2010
0,4 KOR
10
CHN
11
0,2
0,0
0%
IND
19
20%
40%
60%
80%
Anteil regenerativer Energien am PEV
© Fraunhofer ISE 2014
EU-27 Europäische Union
GER Deutschland
ITA
Italien
SWE Schweden
USA Vereinigte Staaten
von Amerika
CAN Kanada
MEX Mexiko
BRA Brasilien
100%
Japan
China
Südkorea
Indien
Schweiz
Österreich
Daten: Weltbank,
Bundeswirtschaftsministerium
ETI Ranking ausgesuchter Länder
und prozentuale Änderung des ETI zwischen 1990 und 2011
Schweiz +124%
Österreich +67%
Schweden +74%
Brasilien* +30%
Italien +79%
Spanien +94%
Japan +76%
Großbritannien +173%
Deutschland +173%
Australien +145%
Frankreich +80%
EU-27* +108%
Kanada +71%
Indien -21%
Mexiko +64%
USA +100%
Südafrika* +38%
China -15%
Südkorea +43%
© Fraunhofer ISE 2014
65
40
40
39
34
31
30
30
30
27
27
25
24
19
18
18
11
11
10
ETI 2011 (*2010)
ETI 1990
Kritische Diskussion des ETI
Regenerative Energien (RE)
n  Keine Aussage über den Aufwand für ein
Land zur Erhöhung seines RE-Anteils
è Prozentuale Änderung ist wichtiger Indikator
Energieeffizienz (EE) = BIP / PEV
n  Länder mit höherem Wohlstand wird ein
höherer Energieverbrauch zugestanden
n  widerspricht der Idee 2000 Watt-Gesellschaft
= jedem Weltbürger steht gleich viel zu
n  aber: wird der Bedarf mit RE gedeckt,
spricht nichts gegen einen erhöhten Bedarf
n  Deindustrialisierte Länder haben
Energiebedarf für Produktion »exportiert«
è graue Energie ist nicht berücksichtigt
n  Normierung auf US$ führt zu Verzerrungen
© Fraunhofer ISE 2014
Entwicklung des ETI für ausgesuchte Länder 1990-2011
2,5
Germany
Energieeffizienz = BIP / PEV [US$2013/kWh]
ETI = 6
0
USA
2011
China
2,0
Sweden
ETI = 4
Canada
0
1,5
Italy
GB
30
1,0
GER
30
ITA
34
Great Britain
AT
40
1990
USA
18
Switzerland
Austria
CAN
24
0,5
CHN
11
0,0
India
SWE
40
IND
19
ETI = 2
0
0
0%
5%
10%
15%
20%
Anteil regenerativer Energien am PEV
© Fraunhofer ISE 2014
25%
30%
35%
Daten: Weltbank
Bundeswirtschaftsministerium
Entwicklung des ETI für ausgesuchte Länder 1990-2011
2,5
Die Schweiz im ETI
Energieeffizienz = BIP / PEV [US$2013/kWh]
ETI = 6
0
Germany
n  Die Schweiz nimmt im USA
ETI die
China
Spitzenposition mit 65 Punkten
ein
2011 CHF/USD = 1,1
2,0
Sweden
n  Die Stärke liegt im Bereich
EE:
ETI = 4
0
Canada
n  EE (2011) = 2,23 USD/kWh
Italy führt
n  Starker Wechselkursanstieg
2008 CHF/USD = 0,9
1,5
2006 CHF/USD = 0,8
GB
30
1,0
GER
30
ITA
34
2002 CHF/USD = 0,7
USA
18
CAN
24
0,5
n  Stagnation im Bereich RE
n  RE (2001) = 18,4%
IND
E
20
19RE (2011) T=I =18,1%
CHN
11
0,0
0
0%
5%
10%
15%
20%
Anteil regenerativer Energien am PEV
© Fraunhofer ISE 2014
zu starkem Anstieg: Great Britain
ca 0,6 CHF/USD
India
2011: ca SWE
1,1
CHF/USD
40
Switzerland
n  Hoher Anteil Dienstleistungssektor
Austria
AT2000:
40
⇒ Die Herausforderung
besteht
Data: Weltbank
25%
30%
35%
Bundeswirtschaftsim Ausbau der reg.ministerium
Energien
Entwicklung des ETI für ausgesuchte Länder 1990-2011
2,5
Germany
Energieeffizienz = BIP / PEV [US$2013/kWh]
ETI = 6
0
USA
2011 CHF/USD = 1,1
ETI = 4
0
China
Stünde der Wechselkurs
CHF/USD auf dem Stand
des Jahres 2000, wäre:
ETI = 40
2,0
2008 CHF/USD = 0,9
Sweden
Canada
1,5
Italy
2006 CHF/USD = 0,8
GB
30
1,0
GER
30
ITA
34
India
SWE
40
2002 CHF/USD = 0,7
USA
18
Switzerland
Austria
CAN
24
0,5
CHN
11
0,0
Great Britain
AT
40
IND
19
ETI = 2
0
0
0%
5%
10%
15%
20%
Anteil regenerativer Energien am PEV
© Fraunhofer ISE 2014
25%
30%
35%
Data: Weltbank
Bundeswirtschaftsministerium
Zusammenfassung ETI
n  Der ETI macht
Energiewende-Fortschritte vergleichbar
n  Der ETI ist Ergänzung des CO2-Ausstoß
als Maßstab für den Klimaschutz
n  Der ETI ist für Politik und Bürger ein
verständlicher und motivierender Maßstab
mit direktem Bezug zum eigenen Handeln
n  Die Schweiz führt das ETI-Ranking an,
aufgrund einer relativ hohen Energieeffizienz,
allerdings ist der Wert durch Sondereffekte
überhöht (Wechselkursentwicklung)
n  Die Schweiz sollte jetzt den Ausbau der
regenerativen Energien forcieren, da hier in
den letzten 10 Jahren keine Fortschritte erzielt
wurden è nur ein ausgewogener Mix aus
RE und EE führt zum Ziel
© Fraunhofer ISE 2014
Bild: GreenCityCluster Freiburg
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE
Gerhard Stryi-Hipp und Prof. Eicke R. Weber
gerhard.stryi-hipp@ise.fraunhofer.de
eicke.weber@ise.fraunhofer.de
www.ise.fraunhofer.de
© Fraunhofer ISE 2014
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