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07-08 | 2015

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Special Erneuerbare

Special Erneuerbare Energien Erneuerbare Energien tragen aufgrund einer auch in den letzten Jahren verstärkten Nutzung zunehmend zur weltweiten Energieversorgung bei. Dies gilt insbesondere für die Stromerzeugung mit überdurchschnittlichen Zuwächsen; verglichen damit zeigt die Wärme- und Kraftstoffbereitstellung nur einen unterdurchschnittlichen Anstieg. Heute tragen Kraftwerksanlagen auf der Basis von Wasser, Biomasse, Wind, Solarstrahlung und anderen erneuerbaren Energien mit etwa 50 % zur jährlich neu installierten Weltweit trug die Windenergie mit 13 bis 14 % zur Stromerzeugung aus regenerativen Energien bei. elektrischen Leistung – in Europa sogar noch deutlich darüber – bei und stellen etwa ein Fünftel des welt - weiten Stroms bereit. Diese Zunahme der Nutzung des regenerativen Energieangebots stellt sich bei verschiedenen Technologie- und Nutzungsoptionen jedoch regional zum Teil sehr unterschiedlich dar; neben einigen Industriestaaten (unter anderem USA, Deutschland, Japan) erfolgt der Ausbau bestimmter Optionen vor allem in einigen Entwicklungs- und insbesondere Schwellenländern (wie zum Beispiel China, Brasilien, Indien). Vor diesem Hintergrund werden im Folgenden der welt- und EU-weite Stand der Nutzung regenerativer Energien für das Jahr 2014 detailliert diskutiert und ein Ausblick auf die potenzielle Entwicklung bis 2020 gegeben. Bild: Andrea Kusajda / pixelio.de Globaler Stand 2014 Erneuerbare Energien Das Jahr 2014 war durch einen starken Verfall der fossilen Energieträgerpreise – und in deren Folge auch der Preise für Metalle und Agrarrohstoffe – geprägt. Im Zeitraum von Mitte 2014 bis Januar 2015 sank der börsennotierte Rohölhandelspreis um mehr als 50 % (Stand Mitte Juli 2014: 115 US-$/bbl; Stand Mitte Januar 2015: 46 US-$/bbl) [1]. Aufgrund eines parallel dazu stattgefundenen Kursverfalls des Euros gegenüber dem Dollar hat sich Autoren M.Sc. Karina Bloche-Daub, Jahrgang 1985, Studium der Versorgungswirtschaft an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg in Mannheim und Sustainable Energy Competence an der Hochschule für Technik in Stuttgart. Seit 2011 ist sie wissenschaftliche Mitarbeiterin im Bereich Bioenergiesysteme am Deutschen Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH (DBFZ) in Leipzig. i karina.bloche-daub@dbfz.de Dr.-Ing. Janet Witt, Jahrgang 1976, studierte Versorgungstechnik an der Fachhochschule Erfurt und Project Managements (Energy and Environment) an der University of Northumbria in Newcastle, Großbritannien. Seit 2002 ist sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin im Bereich Bioenergiesysteme am DBFZ tätig und leitet dort die AG Märkte und Nutzung. Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt, Jahrgang 1961, Studium an der Technischen Universität Clausthal, Promotion an der Universität Stuttgart. Dort Abteilungsleiter am Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung, Habilitation auf dem Gebiet erneuerbarer Energien. Von 2001 bis 2008 war er Geschäftsführer des Instituts für Energetik und Umwelt gGmbH in Leipzig. Als wissenschaftlicher Geschäftsführer war er von 2008 bis 2010 am DBFZ tätig. Seit 2006 ist er Leiter des Instituts für Umwelt und Energiewirtschaft (IUE) der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH). Dr.-Ing. Sebastian Janczik, Jahrgang 1979, promovierte im Bereich Regenerative Energiesystemtechnik mit dem Schwerpunkt Nutzung der Tiefen Geothermie an der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH). Seit 2009 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft der TUHH. diese Entwicklung im Euroraum jedoch nur gedämpft bemerkbar gemacht. Inzwischen haben sich die Rohölpreise und auch der Wechselkurs des Euro gegenüber dem Dollar wieder etwas erholt; sie liegen aber noch immer deutlich unter den Vorjahreswerten [2]. Aktuelle Abschätzungen gehen davon aus, dass kurzfristig nicht zu erwarten ist, dass ein Ölpreisniveau von über 100 US-$/bbl in den kommenden Monaten erreicht werden könnte. Diese Entwicklung hat jüngst den weiteren Ausbau der Nutzung regenerativer Energien merklich erschwert; und dieser Effekt dürfte sich in den kommenden Monaten noch verstärken. Auch haben die politischen Unsicherheiten, die die Energieversorgung der OECD-Staaten bestimmten, 2014 nicht abgenommen. In Europa prägt noch immer die Ukrainekrise die mediale Diskussion – mit allen damit verbundenen energiewirtschaftlichen und -politischen Konsequenzen, insbesondere auch im Hinblick auf die von Russland nach Westeuropa gelieferte fossile Energie. Parallel dazu haben global der Klimaschutz – und damit insgesamt der Umweltschutz – weiter an politischer und gesellschaftlicher Bedeutung verloren; selbst in Europa und auch in Deutschland hat dieses Thema eine zunehmend geringere Relevanz. Und die in den Nuller-Jahren in vielen (europäischen) Ländern eingeführten Einspeisegesetze zur forcierten Markteinführung regenerativer Energien –und hier insbesondere im Strommarkt – werden sukzessive novelliert mit dem Ziel, die Bedingungen für den Ausbau erneuerbarer Energietechnologien zunehmend zu verschlechtern, um unter anderem den damit verbundenen Mittelaufwand zu begrenzen. Auch diese Entwicklungen unterstützen in der Summe den weiteren Ausbau des regenerativen Energieangebots nicht. Hinzu kommt, dass die Gründe für einen weiteren Ausbau regenerativer Ener- 6 BWK Bd. 67 (2015) Nr. 7/8

Erneuerbare Energien Special gien erheblichen Veränderungen unterliegen. Beispielsweise ist China und Indien durch ein beachtliches Bevölkerungswachstum auch in den nächsten Jahrzehnten – und das bei einer deutlichen Zunahme der so genannten Mittelschicht – gekennzeichnet; das heißt, diese Länder müssen eine stark steigende Energienachfrage decken und unterstützen deshalb den Ausbau der Nutzung des erneuerbaren Energieangebots – und das auch unter wirtschaftspolitischen Aspekten. Hinzu kommen in vielen Staaten immer mehr Aspekte der Versorgungssicherheit, die Schonung der (begrenzten) natürlichen Ressourcen und jüngst – nach dem Preisverfall beispielsweise bei der Photovoltaik – auch die Kosteneffizienz der regenerativen Energiebereitstellung [3]. Auch werden erneuerbare Energien, da sie in einigen größeren Industrieländern erfolgreich implementiert wurden und werden, immer mehr als ein (immer wichtiger werdender) Teil des Energiesystems gesehen – wenn auch oft nur als ein kleiner Teil mit einem aber durchaus beachtlichen Wachstumspotenzial. Derartige vergleichsweise robuste Tendenzen unterstützen insgesamt die weitere Nutzung der erneuerbaren Energien. Vor diesem Hintergrund wird nachfolgend auf die einzelnen Optionen zur Nutzung des erneuerbaren Energieangebots eingegangen und jeweils der derzeitige Stand aus globaler Perspektive und für die EU diskutiert. Zusätzlich wird abgeschätzt, wie sich die Nutzung weltweit und in der EU bis 2020 entwickeln könnte. Wasserkraft ? Welt Stromerzeugung in TWh/a 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0 1990 1995 2000 2005 2010 2015* 2020* Europa & Eurasien Nordamerika Süd- und Mittelamerika Mittlerer Osten Afrika Asien/Pazifik Bild 1 Weltweite Stromerzeugung aus Wasserkraft; der Rückgang der Stromerzeugung in den Jahren 2001 bis 2003 und 2011 ist auf global deutlich reduzierte Niederschläge zurückzuführen (* Angaben für 2014 bis 2020 sind geschätzt) [7]. 2013 waren global rund 1 000 GW elektrischer Leistung in Wasserkraftanlagen installiert; etwa 40 GW davon sind in diesem Jahr (2013) neu ans Netz gegangen. Daraus wurden 2013 rund 3 750 TWh erzeugt [5]. Geht man für 2014 von einem Ausbau im Mittel der letzten fünf Jahre aus (etwa 2,5 %/a), ist für 2014 eine global installierte Leistung von etwa 1 025 bis 1 030 GW und eine mittlere Stromerzeugung zwischen 3 850 und 4 120 TWh (2014; Bild 1) zu erwarten (ohne Wetterextreme, wie zum Beispiel dem niederschlagsarmen Jahr 2011). Die Länder, in denen mehr als 60 % der insgesamt global installierten Leistungen vorhanden sind, waren 2013 China (260 GW/905 TWh), Brasilien (85,7 GW/415 TWh), die USA (78,4 GW/269 TWh), Kanada (76,2 GW/388 TWh), Russland (46,7 GW/174,7 TWh), Indien (43,7 GW/143 TWh) und Norwegen (29,3 GW/129 TWh). Damit verfügt allein China über ein Viertel der global verfügbaren Wasserkraftkapazitäten. Hier wurde mit 29 GW 2013 auch die weltweit größte Zubaurate realisiert. Ein bedeutender Zubau ist auch für 2014 zu erwarten, wenn in China das Xiluodo-Wasserkraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 13,86 GW den Betrieb aufnimmt; dies ist dann die weltweit drittgrößte Wasserkraftanlage nach dem chinesischen Drei-Schluchten- und dem brasilianischen Itaipu-Projekt. Aber auch in vielen anderen Ländern wird die Wasserkraft weiter ausgebaut; beispielsweise wurden in der Türkei 2013 die national installierte Leistung durch den Zubau von Großwasserkraftwerken um 2,9 GW auf insgesamt 22,5 GW erhöht und damit 59,2 TWh (2013) elektrischer Energie erzeugt [5]. Global gewinnt auch die Kleinwasserkraftnutzung in ländlichen Gebieten, als eine interessante Option zur Strombereitstellung, an Bedeutung. So ging 2014 zum Beispiel das 2,2 MW große Rukarara- II-Projekt in Ruanda in Betrieb, das 4 000 einkommensschwache Haushalte im ländlichen Raum mit Strom versorgt [6]. Trotz zunehmender Schwierigkeiten bei der Standortsuche nach neuen Wasserkraftwerken (die besten Standorte sind bzw. werden zunehmend erschlossen) sind weltweit durchaus noch beachtliche Potenziale vorhanden. Dabei handelt es sich aber oft um wenig attraktive Gebiete mit schlechter Infrastrukturanbindung in Afrika, Südamerika und Asien. Deren Erschließung ist kostenintensiv und das zur Erschließung dieser Standorte benötigte Kapital oft nicht vorhanden; dies erschwert die Marktausweitung. Auch deshalb geht ein Trend zur stärkeren Nutzung der kleinen Wasserkraft. Solche Projekte sind im Vergleich zu großen Wasserkraftwerken einfacher und schneller umsetzbar. Deshalb könnten sie potenziell in den kommenden Jahren überproportional ausgebaut werden. Insgesamt wird die relative und absolute Ausbaugeschwindigkeit der Wasserkraft global mittel- bis längerfristig tendenziell sinken (wenn die derzeit in Bau und Planung befindlichen (sehr) großen Wasserkraftwerke ans Netz gegangen sein werden). Sinnvoll erschließbare Standorte für sehr große Wasserkraftwerke sind global begrenzt und selbst ein extrem forcierter Ausbau der Kleinwasserkraft wird die derzeit im Mittel in Großwasserkraftanlagen neu installierten Leistungen nicht kompensieren können. Trotzdem wird aufgrund der bereits im Bau befindlichen Großkraftwerke bis 2020 die Stromerzeugung aus Wasserkraft weiter deutlich zunehmen. Wird eine weiterhin ungestörte Entwicklung unterstellt, könnten bis 2020 global insgesamt 1 130 bis 1 200 GW an elektrischer Kraftwerksleistung in Lauf- und Speicherwasseranlagen installiert sein; damit wäre eine Stromerzeugung zwischen 4 400 und 4 600 TWh/a möglich. Dieser Ausbau wird hauptsächlich in Asien, Afrika und Südamerika stattfinden. ? EU In Europa, wo aufgrund der geografischen Gegebenheiten und aus Umwelt- BWK Bd. 67 (2015) Nr. 7/8 7

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