Erneuerbare Energien und Umwelt in Zahlen · Referat Öffentlichkeitsarbeit – 11055 Berlin Redaktion: BMU, Referat Z II 7 »Umwelt und Erneuerbare Energien«, Dr. Wolfhart Dürrschmidt,

UMWELTPOLITIK

ERNEUERBARE ENERGIEN UND UMWELTIN ZAHLEN– Stand: März 2002 –

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IMPR ESSUM

Herausgeber: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU)

Referat Öffentlichkeitsarbeit – 11055 Berlin

Redaktion: BMU, Referat Z II 7 »Umwelt und Erneuerbare Energien«, Dr. Wolfhart Dürrschmidt, Gisela Zim mer mann BMU, Referat Z II 3 »Öffentlichkeitsarbeit«, Alexandra Liebing

Inhaltliche Bearbeitung im Auftrag des BMU durch: Dr. Frithjof Staiß, Dipl.-Phys. Maria Klingebiel, Dipl.-Ing. (FH) Christel Linkohr bei: Zentrum für Sonnenenergie- und Was ser stoff-For schung Baden-Württemberg (ZSW), Stuttgart

Gestaltung: Basta Werbeagentur GmbH, Göttingen

Druck: Gebr. Garloff GmbH, Mag de burg

Stand: März 2002 (1. Aufl age: 20.000 Stück)

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VORWORT

Liebe Leserin, lieber Leser,

Umweltschutz und Klimaschutz erfordern den beherzten Aus bau der Nut zung erneuerbarer En er gi en. Im Zuge der En er gie wen de und des Auf baus einer nach-haltigen En er gie ver sor gung gilt es, allen Spar ten der er neu er ba ren Energien ihren Stel len wert zu ver schaf fen und gleich zei tig An stren gun gen zur Stei ge rung der En er - gie ef fi zi enz zu unternehmen.

Die Windenergiebranche hat die Lokomotivfunktion über nom men: Allein im Jahr 2001 sind in Deutsch land rund 2.660 MW Lei stung neu installiert worden, so dass Ende 2001 ins ge samt 11.400 Wind kraft an la gen mit einer Leistung von 8.750 MW Strom ins Netz ein ge speist haben – ein Drittel des welt weit aus Wind kraft erzeug-ten Stroms. Aber auch in den an de ren Spar ten hat eine ver gleich ba re In ve sti ti ons -dy na mik ein ge setzt, allerdings von einem geringeren Aus gangs ni veau startend. So wur den allein im Jahr 2001 über 600 Biogasanlagen in Deutsch land er rich tet; insgesamt liegt der Stand Ende 2001 bei 1.650 An la gen. Auch der Solarenergie-bereich boomt: Im Jahr 2001 wur den 900.000 m2 So lar kol lek tor fl ä che und 65 MW Solarstromanlagen auf Dä chern installiert.

An das Bundesumweltministerium werden viele Anfragen zum Stand des Ausbaus der er neu er ba ren Energien und zu den damit erzielten Um welt ef fek ten heran-getragen. Wie viele kli ma schäd li che Treib haus ga se und wie viele Schad stof fe werden durch den Einsatz der er neu er ba ren Energien ver mie den? Wie ist der Stand der einzelnen Sparten der er neu er ba ren Energien? usw.

Hier schon eine Antwort vorweg: Windkraft, Wasserkraft, Biomasse und So lar -en er gie ha ben im Jahr 2001 be reits rund 43 Mio. Tonnen CO2 ver mie den. Diesen Weg wollen wir kon se quent wei ter ver fol gen. Bis 2010 soll der Anteil am Strom- ver brauch von 6,25 % im Jahr 2000 auf 12,5 % und der An teil be zo gen auf den ge sam ten Pri mär en er gie ein satz von 2,1 % im Jahr 2000 auf 4,2 % steigen. Nach 2010 soll der Aus bau der er neu er ba ren Energien nicht auf hö ren, son dern erst rich tig durch star ten. Mein Ziel ist es, bis 2050 min de stens die Hälfte der En er gie -ver sor gung in Deutsch land und glo bal mit er neu er ba ren En er gi en bereitzustellen.

Die vorliegende In for ma ti ons schrift enthält die aktuellen Umweltdaten zur Nutzung der er neu er ba ren Energien.

Jürgen TrittinBundesminister für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit

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INHALT

Inhalt

Vermiedene Emissionen durch die Nut zung erneuerbarer En er gi en 2001 6 – 7

Zeitliche Entwicklung der en er gie be ding ten Emissionen 1990 – 2000 8

Struktur der energiebedingten Emissionen nach Ver brauchs sek to ren 2000 9

Beitrag erneuerbarer Energien zur En er gie be reit stel lung 2001 10

Struktur der En er gie be reit stel lung aus erneuerbaren Energien 2001 10

Zeitliche Entwicklung der En er gie be reit stel lung aus erneuerbaren Energien und installierte Leistung 1990 – 2001 11

Anteile der erneuerbaren En er gi en an der Energiebereitstellung 11

Abschätzung der monetären För de rung zur Markteinführung er neu er ba rer Energien aus den wichtigsten Förderinstrumenten auf Bun des- und Länder ebe ne 2001 12

Gezahlte Vergütung nach Strom ein spei sungs ge setz und Er neu er ba re-Energien-Gesetz (EEG) 12

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INHALT

Förderung der Nutzung er neu er ba rer Energien in den Bundesländern 13

Investitionsvolumen im Bereich erneuerbarer Energien 2000 14

Umsatzerlöse aus der Nutzung erneuerbarer En er gi en 2000 14

Gesamtumsatz mit erneuerbaren Energien 2000 15

Arbeitsplätze 15

Technisches Nutzungspotenzial erneuerbarer Energien für die Strom- und Wärmeerzeugung 16 – 17

Szenario eines verstärkten Ausbaus erneuerbarer Energien 18

Anhang: Methodische Hinweise 19 – 21

Umrechnungsfaktoren, Treib haus ga se und wei te re Luftschadstoffe 22

Quellenverzeichnis 23 – 24

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Vermiedene Emissionen durch die Nut zung erneuerbarer En er gi en 2001

Wärmebereitstellung: 54.900 GWh aus Biomasse, Solarthermie, Geothermie

Biomasse gibt bei der Verbrennung nur die Menge CO2 in die At mo sphä re ab, die sie während des Wachstums auf ge nom men hat und ist daher CO2-neutral. Die bei der Verbrennung von Biomasse ent ste hen den son sti gen Schadstoffe – ins be son de re NOX, CO und Staub – sind hier nicht be rück sich tigt. Bei äl te ren Feuerungsanlagen oder bei der Verbrennung von Holz im Kachel- oder Kaminofen sind sie zum Teil wesentlich höher als im fossilen Wärmebereitstellungsmix. Mo der ne Holz feue run -gen (Hei zun gen und Heizwerke) können die Emis sio nen er heb lich re du zie ren.

Stromerzeugung: 37.470 GWh aus Wasser, Biomasse, Wind, Solarenergie

Treibhausgas/Luftschadstoff

Strom I1) Strom II2) Strom III3)

Emissions-faktor4)

vermiedene Emissionen

Emissions-faktor4)


Emissions-faktor4)


[kg/GWh] [1.000 t] [kg/GWh] [1.000 t] [kg/GWh] [1.000 t]

Trei

bhau

s-ef

fekt

5)

CO2 577*103 21.620 923*103 34.585 800*103 29.976

CH4 10,4 0,4 16,7 0,6 14,5 0,5

N2O 20,7 0,8 33,1 1,2 28,7 1,1

CO2-Äquivalent 583*103 21.845 934*103 34.997 809*103 30.313

Vers

auer

ung6

)

SO2 330 12,4 529 19,8 458 17,2

NOx 411 15,4 657 24,6 569 21,3

HCl 15,0 0,6 24,0 0,9 20,8 0,8

HF 1,0 0,0 1,6 0,1 1,4 0,1

SO2-Äquivalent 631 23,6 1.009 37,8 875 32,8

Ozon

7)

CO 115,7 4,3 185,2 6,9 160,5 6,0

NMVOC 17,2 0,6 27,4 1,0 23,7 0,9

Flugasche 29,0 1,1 46,4 1,7 40,2 1,5

anderer Staub 5,3 0,2 8,5 0,3 7,3 0,3


Emissionsfaktor1)

[kg/GWh]


[1.000 t]

Trei

bhau

s-ef

fekt

2)

CO2 236*103 12.983

CH4 12,0 0,7

N2O 2,5 0,1

CO2-Äquivalent 238*103 13.039

Vers

auer

ung3

) SO2 167,8 9,2

NOx 92,9 5,1

HCl 3,3 0,2

HF 0,2 0,0

SO2-Äquivalent 235,7 12,9

Ozon

4)

CO 512,7 28,1

NMVOC 16,7 0,9

Flugasche 11,5 0,6

anderer Staub 3,3 0,2

1) fossiler Kraftwerksmix und Kern-energie, nur öffentliche Ver sor gung

2) nur fossiler Kraftwerksmix, nur öffentliche Versorgung

3) angenommener Kraftwerksmix, der durch er neu er ba re En er gi en ersetzt wird

4) bezogen auf Net to strom er zeu gung

5) weitere Treibhausgase (SF6, PFC, HFC) hier nicht relevant

6) weitere Luftschadstoffe mit Ver-sauerungspotenzial (HCl, HF) hier nicht re le vant

7) bodennahe Ozon vor läu fer bil dung

Zur Berechnung der Emissionsfaktoren und zu den ver schie de nen Varianten des Strommixes sie he Anhang (1).

Quellen: GEMIS, Öko-In sti tut [1];ZSW [3]

1) bezogen auf Endenergie, nur Raumwärme privater Haushalte, Wärmebereitstellungs-Mix ohne erneuerbare Energien

2) weitere Treibhausgase (SF6, PFC, HFC) hier nicht re le vant

3) weitere Luftschadstoffe mit Ver-sauerungspotenzial (HCl, HF) hier nicht relevant

4) bodennahe Ozon vor läu fer bil dung

Zur Berechnung der Emissionsfaktoren und der vermiedenen Emissionen siehe Anhang (2).

Quellen: GEMIS, Öko-In sti tut [1]; ZSW [3]

VE RM IEDENE EMISS IONEN

7

Vermiedene Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer En er gi en 2001

Die Strom- und Wärmeerzeugung aus erneuerbaren En er gie quel len ver min dert die CO2-Emissionen um über 40 Mio. Tonnen im Jahr.

Das Ziel, die CO2-Emissionen bis zum Jahr 2005 um 25% ge gen über 1990 zu verringern, erfordert die Einsparung von wei te ren 115 Mio. Tonnen jährlich durch verstärkte Nutzung er neu er ba rer En er gi en, durch ef fi zi en te re Nutzung fossiler En er gie trä ger und durch eine Re du zie rung des Energie bedarfs.

Biodiesel (RME) wird als CO2-neutraler Kraftstoff angesehen, da das bei der Verbren-nung freigesetzte CO2 zuvor von den Pfl an zen wäh rend des Wachstums aufgenom-men wurde.

Die angegebene Vermeidung der CO2-Emissionen reduziert sich al ler dings, wenn man nicht nur die direkten Emissionen der Ver bren nung, sondern auch die zur Gewinnung und Ver ar bei tung des Biodiesels er for der li chen Prozesse berücksichtigt.

Relativ hohe N2O-Emissionen tragen außerdem zum Treib haus ef fekt bei und schwächen den positiven Effekt der CO2-Ein spa rung ab.

Emissionsminderung durch Strom- und Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energien

1) angenommener Kraftwerksmix, der durch erneuerbare En er gi en ersetzt wird; siehe auch Anhang (1)

2) weitere Treibhausgase (SF6, PFC, HFC) hier nicht relevant

3) weitere Luftschadstoffe mit Ver-sauerungspotenzial (HCl, HF) hier nicht relevant

4) bodennahe Ozonvorläuferbildung

Quellen: GEMIS, Öko-Institut [1]; ZSW [3]

1) bezogen auf Endenergie, Diesel-kraftstoff

Quelle: GEMIS, Öko-Institut [1]

vermiedene Emissionen [1.000 t]


Strom III1) Wärme gesamt

Treibhaus-effekt2)

CO2 29.976 12.983 42.959

CH4 0,5 0,7 1,2

N2O 1,1 0,1 1,2

CO2-Äquivalent 30.313 13.039 43.352

Versauerung3)

SO2 17,2 9,2 26,4

NOx 21,3 5,1 26,4

HCl 0,8 0,2 1,0

HF 0,1 0,0 0,1

SO2-Äquivalent 32,8 12,9 45,7

Ozon4) CO 6,0 28,1 34,1

NMVOC 0,9 0,9 1,8

Flugasche 1,5 0,6 2,1

anderer Staub 0,3 0,2 0,5

Treibhausgas Emissionsfaktor1)vermiedene Emissionen

[kg/GWh] [1.000 t]

CO2 276*103 985

VERMIEDENE EMISS IONEN

Kraftstoff: 500.000 Tonnen Biodiesel

8

1) berücksichtigt sind CO2, CH4 und N2O

2) berücksichtigt sind SO2 und NOX

3) berechnet als NO2

4) vorläufi ge Angaben

5) Schätzwerte

Zur Bedeutung und Berechnung des CO2- und SO2-Äquivalents siehe Anhang (3).

Quellen: Umweltbundesamt [4]; ZSW [3]

Quelle: Umweltbundesamt [4]


Zeitliche Entwicklung der en er gie be ding ten Emissionen 1990 – 2000

Entwicklung der en er gie be ding ten CO2-Emissionen

Während die Industrie und der Kraft werks sek tor ihren Ausstoß an Koh len di oxid ver rin gert ha-ben, zeigt der Verkehrssektor nach wie vor steigende Ten denz aufgrund der Zu nah me des Ver- kehrs auf kom mens.

Die Emissionen von Schwefel-dioxid konn ten zwischen 1990 und 2000 um über 75% ge senkt wer den. Den größ ten Effekt machte dabei die Modernisierung des Kraft werks parks in den neuen Bun des län dern bis Mitte der 90er Jahre aus.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

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1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

Industrie Verkehr

Haushalt und Kraft- und Kleinverbraucher Fernheizwerke

CO2 CO2- Äquivalent1) SO2 SO2- Äquivalent2)

NOX3) CO

[Mio. t] [Mio. t] [1.000 t] [1.000 t] [1.000 t] [1.000 t]

1990 986,8 1.035,3 5.095 6.991 2.678 10.516

1991 951,1 997,1 3.906 5.664 2.478 8.857

1992 902,9 948,2 3.223 4.855 2.292 7.744

1993 893,0 936,0 2.865 4.425 2.182 7.137

1994 877,2 917,3 2.396 3.847 2.028 6.460

4)1995 876,7 916,4 2.013 3.429 1.975 6.074

4)1996 898,2 936,2 1.399 2.768 1.906 5.695

4)1997 867,7 904,2 1.284 2.602 1.834 5.272

4)1998 860,8 896,9 1.217 2.490 1.768 4.825

5)1999 848,5 884,3 1.196 2.426 1.706 4.527

5)2000 850,9 886,2 1.195 2.393 1.664 4.352

[ Mio

. t]

[ 1.0

00 t

]

E N ERG IEBEDINGTE EMISS IONEN

Entwicklung der en er gie be ding ten SO2-Emissionen

9

Schätzwerte

1) bei Industriekraftwerken nur Strom-erzeugung

2) einschließlich militärische Dienst-stellen

3) einschließlich nationaler Luftver-kehr

4) Industriefeuerungen, ohne prozess-bedingte Emissionen; übriger Um-wandlungsbereich, verarbeitendes Gewerbe und Bergbau; Erdgasver-dichterstationen; bei Industriekraft-werken nur Wärmeerzeugung

5) Summe beinhaltet auch CH4-Emis-sionen aus der Gewinnung und Verteilung von Brennstoffen

6) Strom- und Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energien

7) berücksichtigt sind CO2, CH4 und N2O

8) berechnet als NO2

9) berücksichtigt sind SO2 und NOX


1) Bergbau, lokale Gasverteilungsnet-ze, Erdöl- und Erdgasförderung


Haushalte undKleinverbraucher

22%

Industrie17%

Kraft- undFernheizwerke

38%

Gewinnung undVerteilung vonBrennstoffen1)

2%

Verkehr21%

Kraft- und Fernheiz-werke1)

Haushalte u.Kleinverbr.2) Verkehr3) Industrie4) gesamt5)

Einsparung durch EE6)

(2001)

CO2 [Mio. t] 333 194 178 146 851 43,0

CH4 [1.000 t] 6 49 21 7 1.116 1,2

N2O [1.000 t] 12 5 18 4 39 1,2

CO2-Äquivalent7) [Mio. t] 337 197 184 147 887 43,4

SO2 [1.000 t] 774 135 31 255 1.195 26,4

NOX8) [1.000 t] 323 137 982 222 1.664 26,4

SO2-Äquivalent9) [1.000 t] 999 230 714 410 2.353 45,7

CO [1.000 t] 105 925 2.681 641 4.352 34,1

Struktur der energiebedingten Emissionen nach Verbrauchssektoren 2000

Anteile der Sektoren an den en er gie be ding ten Treibhausgas-Emis sio nen / berechnet als CO2-Äquivalentgesamt: 865 Mio. t

STRUKTUR DER EMISS IONEN

10

Schätzwerte

1) zur Berechnung siehe Anhang (4)

2) bei Pump spei cher kraft wer ken nur Stromerzeugung aus natürlichem Zufl uss

3) nur Einspeisung ins öffentliche Netz

4) bei einem an ge setz ten mitt le ren Ertrag von 800 kWh pro kWP installierter Leistung

5) bei einem angesetzten mittleren Ertrag von 450 kWh pro m2 instal-lierter Kollektorfl äche

6) bezogen auf Bruttostromerzeugung

7) bezogen auf Endenergieverbrauch für Raumwärme, Warmwasser und sonstige Prozesswärme; Bezugsjahr 1999

8) Bezugsjahr 1999

Zur Stromerzeugung aus Fotovoltaik und zur Wärmebereitstellung aus Solarthermie siehe auch Anhang (5).

Quellen: AGEB [5]; EnBW Ingenieure [6]; DIW [7]; nach VDEW [8]; Fachverband Biogas [ 9]; nach ASEW [10]; nach ATV-DVWK [11]; ZSW [3]; DFS [12]; nach Geothermische Vereinigung [13]; Oelmühle Leer Connemann [14]

Bezogen auf die Endenergiebereitstel-lung.

Quellen: siehe obenstehende Tabelle

Endenergie Primär-energie-

äquivalent1)

Anteil am Endenergie-verbrauch

Anteil am ges. Primärenergie-

verbrauch

[GWh] [GWh] [PJ] [%] [%]

Strom -erzeugung

Wasserkraft2) 23.830 23.830 85,8

An

teil a

n d

er S

trom

erze

ugun

g6) 4,2 0,6

Windenergie 11.500 11.500 41,4 2,0 0,3

biogene Festbrennstoffe3) 250 693 2,5 0,04 0,02

biogene fl üssige Brennstoffe3) 10 28 0,1 0,002 0,001

Biogas 840 2.327 8,4 0,15 0,06

Klärgas3) 150 416 1,5 0,03 0,01

Deponiegas 750 2.078 7,5 0,13 0,05

Fotovoltaik4 ) 140 140 0,5 0,02 0,003

gesamt 37.470 41.012 147,6 6,6 1,0

Wärme -erzeugung

biogene Festbrennstoffe

50.950 50.950 183,4

An

teil a

n d

er

Wär

meb

erei

tste

llun

g7) 3,5 1,3

biogene gasförmige Brennstoffe

1.000 1.000 3,6 0,07 0,02

biogene fl üssige Brennstoffe

50 50 0,2 0,003 0,001

Solarthermie5) 1.880 1.880 6,8 0,13 0,05

Geothermie 1.020 1.020 3,7 0,07 0,03

gesamt 54.900 54.900 197,6 3,8 1,4

Kraft- stoff

Biodiesel 5.230 5.230 18,8

Anteil am Kraft-

stoffver-brauch8)

0,7 0,13

Summe 97.600 101.142 364,1 2,5

Beitrag erneuerbarer Energien zur Energiebereitstellung 2001

Über die Hälfte der ge sam ten End energie aus er neu er ba ren En er gie quel len wird durch Biomas-se be reit ge stellt. Bezogen auf die Wär me er zeu gung aus er neu er ba ren En er gi en hat feste Biomasse (haupt- säch lich Holz) einen Anteil von 93%. Für die Strom er zeu gung hin ge gen sind vor al lem die Was ser kraft mit 64% und die Wind en er gie mit 31% von gro ßer Be deu tung.

Struktur der Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien 2001

biogene Brenn stof fe, Wärme 53 % Fotovoltaik 0,1 % Wasserkraft 25 % Windenergie 12 % biogene Brennstoffe, Strom 2 % Biodiesel 5 % Solarthermie 2 % Geothermie 1 %

gesamt: ca. 97,6 TWh

B E IT RAG ZUR ENERGIEBERE ITSTELLUNG

11

Die Angaben zur installierten Lei stung beziehen sich jeweils auf den Stand zum Jahresende.

1) bei Pumpspeicherkraftwerken nur Stromerzeugung aus natürlichem Zufl uss; Leistungsangabe über- schlä gig, eine vollständige Er he -bung exi stiert nicht

2) Schätzwerte auf der Basis sektoraler Erhebungen

3) Schätzwerte, eine vollständige Er he -bung existiert nicht

4) vorläufi ge Angaben

–) keine An ga ben

Zur Stromerzeugung aus Fo to vol taik und zur Wär me be reit stel lung aus Solarthermie siehe auch Anhang (5).

Quellen: AGEB [5]; EnBW Ingenieure [6]; VIK [15]; BWE [16]; DIW [7]; DFS [12]; ZSW [3]; nach Geothermische Vereinigung [13]; Oelmühle Leer Connemann [14]

vorläufi ge Angaben

1) Bezugsjahr für Wärme und Kraft- stoff: 2000

Quellen: nach JEE [20]; nach DIW [26]; nach VDEW [27]

Zeitliche Entwicklung der Energiebereitstellung aus erneuerbaren En er gi en und installierte Leistung 1990 – 2001Endenergie

Jahr

Strom WärmeKraft-stoff

SummeWasserkraft1) Windenergie

Bio- masse

Strom2) FotovoltaikBiomasse Wärme3) Solarthermie

Geo- thermie3)

Bio- diesel

[GWh] [MW] [GWh] [MW] [GWh] [GWh] [MWp] [GWh] [GWh] [1.000 m2]

[GWh] [GWh] [GWh]

1990 15.370 4.403 40 56 300 1 2 – 128 338 – – –

1991 15.460 4.403 140 98 300 2 3 – 177 466 – 2 –

1992 18.100 4.374 230 167 375 4 6 – 221 582 – 52 –

1993 18.470 4.520 670 310 375 7 9 – 285 749 – 105 –

1994 19.495 4.529 940 605 670 10 12 – 357 940 – 261 –

1995 20.865 4.521 1.800 1.094 670 14 18 – 439 1.156 – 470 –

1996 18.380 4.563 2.200 1.547 900 21 27 – 552 1.453 – 627 –

1997 19.215 4.578 3.000 2.082 980 32 40 – 691 1.817 – 1.045 –

1998 19.181 4.601 4.489 2.875 1.150 42 52 45.000 833 2.191 820 1.045 72.559

1999 21.798 4.547 5.528 4.444 1.270 54 67 45.000 1.187 2.638 870 1.359 77.065

4) 2000 25.141 4.572 9.200 6.095 1.725 89 111 51.000 1.468 3.263 970 3.659 93.252

4) 2001 23.830 4.600 11.500 8.754 2.000 140 176 52.000 1.880 4.200 1.020 5.230 97.600

Das Energieangebot aus Wasserkraft, Windenergie und So lar en er gie unterliegt natür-lichen Schwankungen, die sich sowohl kurz fri stig und saisonal als auch auf den gesam-ten Jahresenergieertrag auswirken. Die Wärmebereitstellung aus erneuerbaren Ener gien wird von der Wärme nachfrage beeinfl usst, die mit den Au ßen tem pe ra tu ren va ri iert.

Anteile der erneuerbaren Energien an der Energiebereitstellung

2000 20011)

[%]

Endenergieverbrauch

Stromerzeugung (bezogen auf gesamte Bruttostromerzeugung)

6,4 6,6

Wärmebereitstellung (bezogen auf gesamte Wärmebereitstellung)

3,7 3,8

Kraftstoffverbrauch (bezogen auf gesamten Kraftstoffverbrauch)

0,5 0,7

Primärenergieverbrauch 2,4 2,5

Stromerzeugung (bezogen auf gesamten Primärenergieverbrauch)

1,0 1,0

Wärmebereitstellung (bezogen auf gesamten Primärenergieverbrauch)

1,3 1,4

Kraftstoffverbrauch (bezogen auf gesamten Primärenergieverbrauch)

0,09 0,13

ZE ITL ICHE ENTWICKLUNG

20.000

30.000

40.000

10.000

01990 1992 1994 1996 1998 2000

Beitrag erneuerbarer Energien zur Strom er zeu gung

Biomasse

Windenergie

Wasserkraft

Der Beitrag der Fotovoltaik ist wegen des geringen Anteils nicht dar ge stellt. Quellen: siehe obenstehende Tabelle

[ GW

h]

12

Zwar ist in den meisten Bereichen erneuerbarer Energien noch eine fi nanzielle Förderung er for der lich, andererseits kön nen durch ihre Nutzung externe Kosten der fossilen und nuklearen En er gie be reit stel lung vermieden wer den.

Zur Bewertung der Förderung aus Darlehensprogrammen siehe auch Anhang (8).

Quellen: DVG [17]; BINE [18]; KfW [19]; DtA [2]

Quellen: VDEW [8]; DVG [17]

Abschätzung der monetären Förderung zur Markteinführung erneuerbarer Energien aus den wich tig sten För de rin str um en ten auf Bundes- und Länderebene 2001

Das Stromeinspeisungsgesetz wurde am 1. April 2000 durch das Er neu er ba re-Ener-gien-Gesetz abgelöst und die Vergütungssätze an ge ho ben. Da nach erhielt Fotovol-taikstrom im Jahr 2001 mit 50,62 Cent/kWh die mit Abstand höchste Vergütung; wegen seines geringen Anteils fällt diese in der Summe jedoch kaum ins Gewicht. Rund zwei Drittel der gesamten Vergütung entfi elen auf Strom aus Wind en er gie. Im Jahr 2001 wurden im Durchschnitt 8,7 Cent/kWh für Strom aus erneuerbaren Energien vergütet.

Gezahlte Vergütung nach Strom ein spei sungs ge setz und Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)

Erneuerbare-Energien-Gesetz

Stromeinspeisungs-gesetz

[Mio

. €]

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

1991 1993 1995 1997 1999 2001*

66

90

115

182

230

301 3

98 551 639

845

291

1367

InstrumentFörderung [Mio. €]

Berechnungsgrundlage / Kommentare

Erneuerbare-Energien-Gesetz 620

Einspeisung von 15,8 Mrd. kWh bei einer mittleren Einspeisevergütung von 8,66 Cent/kWh und einem angesetzten Wert für den Strom von 4,73 Cent/kWh;Strom aus Wasserkraft stammt zu über 80% aus Anlagen mit mehr als 5 MW Leistung; dieser Anteil wird nicht vergütet.

Marktanreizprogramm zur Förderung der Nutzung Erneuerbarer Energien

153 Ansatz im Bundeshaushalt 2001 (rd. 150 Mio. €)

100.000 Dächer Solarstrom-Programm

30Schätzwert auf der Basis der Darlehenszusagen der Kreditanstalt für Wiederaufbau im Zeitraum 1999–2001 bei einer angenommenen Zinsverbilligung von 4,5% p.a.

ERP-Umwelt- und Energiesparprogramm

76Schätzwert auf der Basis der Darlehenszusagen der Deutschen Ausgleichsbank im Zeitraum 1992–2001 bei einer angenommenen Zinsverbilligung über 10 Jahre von durchschnittlich etwa 2% p.a.

DtA-Umweltprogramm 36Schätzwert auf der Basis der Darlehenszusagen der Deutschen Ausgleichsbank im Zeitraum 1992–2001 bei einer angenommenen Zinsverbilligung über 10 Jahre von durchschnittlich etwa 1,5% p.a.

Programme der Bundesländer 139Haushaltsansätze der Bundesländer; einschließlich Demonstration, Forschung und Entwicklung; vgl. S. 13

Summe 1.054ohne kommunale und private Förderung sowie sonstige För der maßnahmen, wie z.B. nach dem Eigenheimzulagengesetz oder Mineralölsteuerbefreiung von Biodiesel

ABSCHÄTZUNG DER MONETÄREN FÖRDERUNG

*Prognose

13

Förderung der Nutzung er neu er ba rer Energien in den Bundesländern

Sum

me

Nordr

hein

-Wes

tf.0

10

20

30

40

50

60

Bade

n-W

ürtt.

Baye

rn

Berli

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Bran

denb

urg

Brem

en

Hambu

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Hesse

n

Mec

klen

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Saar

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Sach

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Sach

sen-Anh

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Schl

eswig

-Holst.

Thür

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n

[DM

/Ein

woh

ner

]

1

13

40

21

49

17

7

23

39

17

42

14

40

28

37

22

34

1) Forschung und Entwicklung ein- schließ lich rationelle En er gie ver -wen dung; Demo- und Pi lot pro jek te in allen Be rei chen

2) Die För der gel der werden auf die Bereiche Wasserkraft, So lar kol -lek to ren, Biomasse und Forschung und Entwicklung verteilt

3) So lar kol lek to ren und Fotovoltaik sind ge mein sam veranschlagt

x) je nach Antragslage

–) kei ne An ga ben

Quelle: BINE [18]

ohne Forschung und Entwicklung

Quelle: BINE [18]

Haushaltsansätze 2001, in Mio. €

Win

dW

asse

r

Sola

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mie

Foto

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ik

Biom

asse

Wär

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Geoth

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rder

ung

Länderförderung je Einwohner im Zeit raum 1991 – 2000

Baden-Württemberg1) – – 1,534 0,767 2,556 0,102 0,256 0,102 11,76 0,051 17,128

Bayern 0,051 1,534 1,892 1,074 17,895 4,755 0,614 0,665 7,414 – 35,893

Berlin – – 0,690 1,820 0,015 – – 0,010 0,102 0,261 2,899

Brandenburg – – – – – – – – – – 4,704

Bremen 2,812 – – – – – – – – – 2,812

Hamburg – x 0,562 – x – – 0,026 – x 0,588

Hessen – – – – max. 4,1

– – – – – 8,692

Mecklenburg-Vorpommern – – – – – – – – – – 2,403

Niedersachsen2) – – – – – – – – – – 7,669

Nordrhein-Westfalen 0 0,102 2,045 7,669 3,068 2,556 3,579 1,994 25,565 0,971 47,550

Rheinland-Pfalz 0,592 0,011 0,036 – 0,232 0,138 – – – 0,522 1,534

Saarland3) – – 1,616 – 0,128 – – 0,102 0,051 – 1,897

Sachsen – – – – – – – – – – –

Sachsen-Anhalt – – – – 0,511 – – – – – 0,511

Schleswig-Holstein – – – – 1,023 – – 0,051 0,051 – 1,125

Thüringen – 0,409 0,920 0,767 1,329 – – 0,179 – 0,102 3,707

FÖRDERUNG IN DEN LÄNDERN

14

Schätzung

1) Großanlagen

2) z. B. Kachelöfen etc.

Quelle: Jahrbuch Erneuerbare Energien 2001 [20]

Schätzung

1) Holz

2) > 5 MW

3) bis 5 MW

Umsätze aus dem Betrieb der Anlagen. Erläuterungen siehe Anhang (6).


Die Investitionen ent fal len haupt-sächlich auf den Neu bau, nur zu ei nem ge rin gen Teil auch auf die Er wei te rung oder Er tüch ti gung von An la gen, wie z.B. die Re ak ti vie rung alter Was ser kraft wer ke. Den größ-ten Anteil an den In ve sti tio nen hat ten im Jahr 2000 die Wind en -er gie an la gen. Im Jahr 2001 stieg das Investitionsvolumen in die sem Be reich auf rund 3 Mrd. €.

Neben den Neu in ve sti tio nen wer-den Umsätze aus dem Betrieb der Anlagen erzielt. Für die Stromerzeu-gung ergibt sich der Umsatz aus der gezahlten gesetzlichen Einspeise-vergütung oder aus dem am freien Strom markt er ziel ba ren Preis, für Kraft stoff aus dem Verkauf von Bio-diesel. Bei der Wärmeerzeugung trägt nur der Verkauf von Brenn- stof fen, d.h. in der Regel Holz, zum Umsatz bei, da die er zeug te Wär me meistens nicht ver kauft, sondern selbst genutzt wird. Im Jahr 2001 konnten die Umsätze weiter ge stei -gert werden; allein die Windener-gie erzielte über 1 Mrd. €.

Investitionsvolumen im Bereich erneuerbarer Energien 2000gesamt: ca. 4,4 Mrd. €

Solarthermie 510 Mio. € 11,4% Fotovoltaik 300 Mio. € 6,7% Wärmepumpen 110 Mio. € 2,5% Geothermie1) 15 Mio. € 0,3% nicht eindeutig zuzuordnen 70 Mio. € 1,6% feste Biomasse2) 1070 Mio. € 24,0% sonstige Biomasse 440 Mio. € 10,0% Wasser 100 Mio. € 2,2% Wind 1.840 Mio. € 41,3%

Umsatzerlöse aus der Nutzung erneuerbarer Energien 2000gesamt: ca. 2,5 Mrd. €

Wasserkraft groß2) 710 Mio. € 28,5% Wind 840 Mio. € 33,7% Fotovoltaik 40 Mio. € 1,6% Biomasse Strom 110 Mio. € 4,4% biogene Festbrennstoffe1) 280 Mio. € 11,2% Biodiesel 260 Mio. € 10,4% Wasserkraft klein3) 250 Mio. € 10,0%

IN V EST IT IONSVOLUMEN

15

Erläuterungen siehe Anhang (7).

Quellen: Jahrbuch Erneuerbare Energien 2001 [20]; Windenergie: VDMA [25]; Biomasse: C.A.R.M.E.N. [28] ; BBE [29]

Schätzung

1) Fotovoltaik und Solarthermie

2) Großanlagen und Wärmepumpen

Der Gesamtumsatz ergibt sich als Summe aus In ve sti ti ons vo lu men und Umsatzerlösen.


Gesamtumsatz mit erneuerbaren Energien 2000

Arbeitsplätze

Zur Anzahl der Arbeitsplätze im Bereich erneuerbarer Energien gibt es keine voll-ständigen Angaben. Eine Abschätzung auf der Ba sis der er ziel ten Umsätze ergibt für das Jahr 2000 einen Be schäf ti gungs ef fekt in der Größenordnung von 100.000 Ar beits plät zen. Hierbei sind so wohl die di rekt im Bereich erneuerbarer En er gi en Be schäf tig ten erfasst als auch indirekt Beschäftigte, z.B. in den Bereichen For schung und Entwicklung, Herstellung von An la gen kom po nen ten, Han dels ver mitt lung oder Wer bung. Schätzungen für das Jahr 2001 gehen von rund 120.000 Ar beits plät zen im Bereich erneuerbarer Energien aus.

gesamt: ca. 6,9 Mrd. €

Wind 2.680 Mio. € 39% Biomasse 2.160 Mio. € 31% Solarenergie1) 850 Mio. € 12% Geothermie2) 125 Mio. € 2% Wasser 1.060 Mio. € 15%

geschätzte Anzahl an Arbeitsplätzen

im Jahr 2000(direkt und indirekt) Kommentare

Windenergie ca. 35.000Davon rund 3.000 direkt bei den Herstellern;weitere Arbeitsplätze bei Zulieferbetrieben, Planungsbüros, Gutachtern usw.

Solarthermie ca. 10.000

Fotovoltaik ca. 4.000Arbeitsplätze in Deutschland; jedoch wurden im Jahr 2000 annähernd zwei Drittel der Fotovoltaik-Module aus dem Ausland bezogen

Wasserkraft wenige tausend

Die wichtigsten deutschen Hersteller sind überwiegend im Ausland aktiv, andererseits drängen ausländische Anbieter auf den deutschen Markt. Eine Abschätzung der Beschäftigungseffekte in Deutschland ist daher schwierig.

Geothermie ca. 2.000

Grobe Abschätzung auf der Basis der Absatzzahlen für Wärmepumpen.Hinzu kommt noch eine geringe Anzahl im Bereich der Anlagenwartung und bei Forschungseinrichtungen.

Biomasse ca. 40.000 Abschätzung der Bundesinitiative Bio-Energie (BBE), 2002

GESAMTUMSATZ /ARBE ITSPLÄTZE

16

Technisches Nutzungspotenzial er neu er ba rer Energien für die Strom- und Wärmeerzeugung

Bei den Angaben zu den tech ni -schen Potenzialen handelt es sich um Ori en tie rungs wer te. Auf grund unterschiedlicher Annahmen zur Verfügbarkeit geeigneter Stand or te, zu den tech ni schen Ei gen schaf ten der Nut zungs tech no lo gi en und weiteren Faktoren können die Er geb nis se von Po ten zi al ab schät zun gen sehr stark streuen. Importe von Energieträgern auf Basis erneuerbarer Energien sind hierbei nicht erfasst.

1) z.B. Lärmschutzwände, Überdachungen

2) vorläufi ge Werte; das Büro für Tech nik fol gen ab schät zung beim Deutschen Bundestag wird im Jahr 2002 eine Po ten zi al stu die zur Geothermie ver öf fent li chen

3) da örtlich das Wärmeangebot die Nachfrage übersteigen kann, ist hier nur ein Teil des gesamten tech ni schen Potenzials angesetzt

4) Bei abnehmendem Primärener-gieverbrauch in Folge erhöhter Energie effi zienz steigt der pro-zentuale Anteil der erneuerbaren Energien entsprechend.

Quellen: nach Klimaschutz durch erneuerbare Energien [21]; Wind/Offshore: nach Strategie der Bun des re gie rung zur Wind en er gie-nutzung auf See [22]

Potenzial der Strom- und

Wärmeerzeugung Leistung Kommentare

[TWh/a] [MWel]

Strom Wärme

Biomasse

Feste Reststoffe 18 56 4.000 Restholz, Reststroh

Ban

dbre

ite

100

– 35

0 TW

h/a

Anpfl anzungen als Brennstoff, alternativ zur Herstellung von Biokraftstoffen

30 90 6.700 Anbaufl äche 2,5 Mio. ha

Vergärung organischer Reststoffe 11 15 2.200 Bio-, Klär- und Deponiegas

Wasserkraft

Gesamtpotenzial 25 4.650Laufwasser und natürlicher Zufl uss zu Speichern

davon Zubaupotenzial > 1MW

< 1MW51

780330

Bandbreite1) 21 – 35 TWh/a

Windenergie

Anlagen an Land (Flächenausweisung) 83 50.000

Standorte mit mittlerer Windgeschwindigkeit >=5m/s;zusätzlich ca. 45 TWh/a erschließbar an Standorten mit niedrigeren mittleren Windgeschwindigkeiten

Offshore-Anlagen 85 25.000 schrittweise Erschließung bis 2030

Solarenergie (Solarthermie und Fotovoltaik)

geeignete Dachfl ächen: geeignete Fassadenfl ächen:geeignete Siedlungsfl ächen1) :

800 km2

150 km2

700 km2

Solarthermie

Warmwasser und Raumheizung (Nahwärme)75% der geeigneten Dachfl ächen: 50% der geeign. Siedlungsfl ächen1) :

600 km2

350 km2428

Wärmeertrag: 450 kWh pro m2 und Jahrinsgesamt 950 km2 Kollektorfl äche

davon nur Warmwasser (Dachfl ächen) 68 150 km2 Kollektorfl äche

Fotovoltaik

Flächenbegrenzung25% der geeign. Dachfl ächen:100% der geeign. Fassaden:50% der geeign. Siedlungsfl ächen 1):

200 km2

150 km2

350 km2

84105.000

MWp

Energieertrag: 800 kWh/kWp jährlich

insgesamt 700 km2 Modulfl äche

Geothermie2)

125Hot-Dry-Rock-Verfahren, bei aus schließ licher Stromerzeugung

350hydrothermale und oberfl ächennahe Erdwärmenutzung, orientiert an der Wärmenachfrage3)

Stromerzeugung gesamtca.450

Wärmeerzeugung gesamtca.950

Anteil am Primärenergieverbrauch des Jahres 2001 4)

ca. 37%

ca. 55%

nach Wirkungsgradmethode (für Strom)[vgl. Anhang (4)]

nach Substitutionsmethode [vgl. Anhang (4)]

TECHNISCHES NUTZUNGSPOTENZ IAL

17

Das technische Nutzungspotenzial beschreibt die aus heutiger Sicht bereitstellbaren Strom- und Wärmemengen aus erneuerbaren En er gie quel len. Bei der Bestimmung des Potenzials müssen zahlreiche Aspekte berücksichtigt werden, z.B. die verfügba-ren Nut zungs tech no lo gi en, ökologische Einschränkungen (z.B. Gewässerschutz bei Wasserkraft), die zur Verfügung stehenden Flächen (auch in Konkurrenz zu ande-ren Nutzungen, wie z.B. Nah rungs mit tel pro duk ti on, Landschaftsschutz) usw.

Die Angaben zum Nutzungspotenzial sind also von zahlreichen An nah men und Randbedingungen abhängig und daher keine fe sten Grö ßen. Es handelt sich viel-mehr um einen Ori en tie rungs rah men für das »technisch Machbare«. In diesem Sin-ne bieten sie eine Basis für die Er mitt lung der aus wirtschaftlicher und en er gie po li- ti scher Sicht mög li chen Beiträge erneuerbarer Energien zur En er gie ver sor gung und ver deut li chen den Stellenwert einzelner En er gie quel len und Nut zungs tech no lo gi en.

Solarenergie: Fotovoltaik und Solarthermie

Bei der Bestimmung der »geeigneten« Dachfl ächen muss fest ge legt werden, ob und in welchem Umfang auch Dachfl ächen als sinn voll erschließbar gelten sollen, die von der optimalen Süd aus rich tung und Dachneigung abweichen, auf denen also nicht der maximale En er gie er trag erreicht wird. Wird ein Min-derertrag von 10% ak zep tiert, dann erschließen sich zusätzlich die Dachfl ächen zwischen südöstlicher und südwestlicher Ausrichtung. Die nutzbare Fläche beläuft sich in diesem Fall auf etwa 800 km2. Würde man das Er trags kri te ri um hingegen we ni ger streng ansetzen, stiege die so lar tech nisch geeignete Dach-fl äche entsprechend an.Darüber hinaus muss festgelegt werden, zu welchem Anteil die ge eig ne te Flä-che für die Fotovoltaik-Nutzung und zu welchem An teil sie für Solarkollektoren zur Verfügung stehen soll.

Windenergie

Einen großen Einfl uss auf die Abschätzung des Potenzials hat ne ben der Wahl der Standorte auch die jeweils verfügbare Technik. Wäh rend vor 10 Jahren Windenergieanlagen der 100-Kilowatt-Klas se den Stand der Technik repräsen-tierten, so sind es heute Anlagen ab 1,5 MW, die am gleichen Standort bei Ein-zelaufstellung etwa 20-mal soviel Strom im Jahr erzeugen.

Technisches Nutzungspotenzial er neu er ba rer Energien für die Strom- und Wärmeerzeugung

TECHNISCHES NUTZUNGSPOTENZ IAL

18

Quelle: nach Schlüsseltechnologien Erneuerbare Energien [24]

* aus solarthermischen Kraftwerken** EE = erneuerbare Energien

Solarstrom-Import* Import andere EE** Fotovoltaik Wind, einschl. Offshore Geothermie Biomasse einschl. Biogase Wasserkraft

Geothermie Nahwärme Solare Nahwärme Solare Einzelanlagen Biomasse Nahwärme Biomasse Einzelanlagen

Quelle: nach Schlüsseltechnologien Erneuerbare Energien [24]

Szenario eines verstärkten Ausbaus erneuerbarer En er gi en

Das hier beispielhaft dargestellte Szenario be rück sich tigt den schrittweisen Ausstieg aus der Kernenergienutzung, das Verdopplungsziel für erneuerbare Energien bis 2010 und einen deut li chen Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung.

Durch eine effi zientere Energienutzung könnte der Primärenergiebedarf bis zum Jahr 2050 um mehr als 40% gegenüber 2000 reduziert werden. Ver bun den mit einer stark zunehmenden Nutzung erneuerbarer Energien könn ten diese im Jahr 2050 über die Hälfte des Pri mär en er gie be dar fes decken. Die CO2-Emissionen könn-ten gegenüber 1990 um 80% gesenkt werden.

Mögliche Entwicklung des Primärenergieverbrauchs und der CO2-Emissionen bis 2050

Mögliche Beiträge erneuerbarer Energien in der Strom- und Wärmeerzeu-gung bis 2050 unter günstigen energiepolitischen Rahmenbedingungen

14 000

12 000

10 000

8 000

6 000

4 000

2 000

0

16 000

0 %

100 %

20 %

40 %

60 %

80 %

14 300 12 600 11 100 9 900 8 700 8 000

75 %

86 %

64 %

49 %

32 %

20 %

2000 2010 2020 2030 2040 2050

Mineralöl Steinkohle Kernenergie Import erneuerbarer Energien

Naturgase Braunkohle Erneuerbare Energien CO2-Emis sio nen

0

50

100

150

200

250

300

350

400

2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

[TW

h/a

]

2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 20500

50

100

150

200

250

300

350

400450

500

[TW

h/a

]

Stro

mer

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g

Prim

ären

ergie

verb

rauch

(in

PJ)

CO

2-Em

issi

on

en (19

90 =

100

%)

SZ ENAR IO E INES VERSTÄRKTEN AUS BAUS

19

Anhang: Methodische Hinweise

1. Berechnung der Emis si ons fak to ren für die StromerzeugungDie Be rech nung be rück sich tigt nur di rek te Emis sio nen, d.h. keine vor ge la ger ten Prozesse (z.B. Bau von Anlagen) und keine nachgelagerten Prozesse (z.B. Entsor-gung).

Für die Be rech nung der vermiedenen Emis sio nen muss eine An nah me darüber getroffen wer den, welche En er gie trä ger zu welchen An tei len durch erneuerbare En er gi en sub sti tu iert werden. Strom aus Was ser kraft und biogenen Brenn stof fen fällt re la tiv konstant an und ersetzt in erster Linie Strom er zeu gung in Grund last -kraft wer ken (Braun koh le, Kernenergie), wäh rend die Strom er zeu gung aus Wind- en er gie und So lar en er gie stark schwankt und daher vor allem Strom er zeu gung in Mit tel- und Spit zen last kraft wer ken (Stein koh le, Erd gas, Öl) sub sti tu iert. Daher und auch auf grund un ter schied li cher geografi scher Ge ge ben hei ten hinsichtlich der Struk tur der Strom er zeu gung kann nicht ein deu tig bestimmt werden, welche En er -gie trä ger zu welchen An tei len durch er neu er ba re En er gi en sub sti tu iert werden. Hier werden deshalb drei Varianten betrachtet:Strom I: Gesamter Kraftwerksmix im Jahr 2000 einschließlich Kernenergie,

ohne erneuerbare Energien;Strom II: Kraftwerksmix im Jahr 2000 ohne Kernenergie, ohne erneuerbare

Energien;Strom III: Angenommener Mittelwert, der die Substitution von Kernenergie nur

zum Teil berücksichtigt, jedoch nicht in dem Maße, in dem sie heute zur Strom er zeu gung beiträgt. Dieser Wert kann mittelfristig als Ver gleichs -ba sis zur Berechnung der vermiedenen Emissionen beibehalten werden und soll dem Umstand Rechnung tragen, dass der Beitrag der Kernener-gie zur Stromerzeugung wegen des schrittweisen Ausstiegs aus ihrer Nutzung abnehmen wird.

2. Berechnung der Emis si ons fak to ren für die Wär me er zeu gung Die Berechnung be rück sich tigt nur direkte Emis sio nen (inklusive Hilfs strom und Wär me ver tei lung), d.h. keine vor ge la ger ten Pro zes se und Ent sor gung. Die Emis si-o nen aus der Ver bren nung von Biomasse sind nicht berücksichtigt.

3. CO2- und SO2-Äqui va lent

CO2-ÄquivalentWich ti ge Treib haus ga se sind die so ge nann ten Kyoto-Gase CO2, CH4, N2O, SF6, PFC und HFC, die in un ter schied li chem Maße zum Treibhauseffekt bei tra gen. Um die Treib haus wir kung der ein zel nen Gase ver glei chen zu kön nen, wird ihnen ein Fak-tor, das re la ti ve Treibhauspotenzial (THP), zugeordnet, das ein Maß für ihre Treibh-auswirkung im Vergleich zum »Leitgas« CO2 dar stellt.Das CO2-Äquivalent der Kyoto-Gase ergibt sich durch Mul ti pli ka ti on des relativen Treibhauspotenzials mit der Mas se des jeweiligen Gases und gibt an, welche Men-ge an CO2 in einem Be trach tungs zeit raum von 100 Jahren die glei che Treib haus -wir kung entfalten wür de.

SO2-ÄquivalentAnalog zum CO2-Äquivalent wird das Versauerungspotenzial von SO2, NOX, HF, HCl, H2S und NH3 bestimmt. Das SO2-Äqui va lent die ser Luft schad stof fe gibt an, welche Menge an SO2 die glei che ver sau ern de Wirkung auf weist.

Quelle: Strom I, Strom II: nach AG Energiebilanzen

Nicht berücksichtigt wird hier, dass fossile Mittel- und Spitzenlastkraft-werke bei un re gel mä ßi ger Strom ein -spei sung durch er neu er ba re En er gi en zeitweilig in Teil last be trie ben werden müs sen und ihr Wir kungs grad da bei sinkt, was zu er höh ten Emissionen führt.

Die einzelnen En er gie trä ger haben in den drei Varianten folgende Anteile:

Kern

ener

gie

Brau

nkoh

le

Stei

nkoh

le

Erdg

as

Öl

Strom I 37,5% 28,8% 25,7% 7,3% 0,7%

Strom II 0,0% 46,1% 41,1% 11,6% 1,2%

Strom III 13,3% 40,0% 35,6% 10,1% 1,0%

Struktur des durch erneuerbare En er -gi en substituierten Wärmebereit stel-lungsmixes:

Quellen: nach VDEW; nach Sta ti sti sches Bun des amt, Mi kro zen sus-Zusatz-erhebung 1998

Erdgas Heizöl Kohle Strom

50,1% 42,8% 2,6% 4,5%

ANHANG: METHODISCHE H INWEISE

H2S und NH3 wer den im vor lie gen den Be richt nicht be rück sich tigt. Quelle: Ge mis, Öko-Institut [1]

relativesVersauerungspotenzial

SO2 1

NOX 0,696

HF 1,601

HCl 0,878

H2S 0,983

NH3 3,762

relativesTreibhauspotenzial

CO2 1

CH4 21

N2O 310

SF6 23.900

PFC 6.500 – 9.200

HFC 140 – 11.700

SF6, PFC und HFC wer den im vor lie -gen den Be richt nicht be rück sichtigt.

Quelle: In ter go vern men tal Pa nel on Cli ma te Chan ge (IPCC)

20

4. Berechnung des Pri mär en er gie äqui va lents für Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien Bei der Berechnung des Pri mär en er gie äqui va lents für die Strom er zeu gung aus er neu er ba ren Energien wird in Deutsch land seit 1995 die Wirkungs gradmethode an ge wen det. Für En er gie trä ger, denen kein Heiz wert zu ge rech net werden kann, wird für die Um wand lung von Pri mär en er gie in End energie ein Wir kungs grad fest ge legt. Die ser wird für Strom aus Was ser kraft, Wind en er gie und Fotovoltaik mit 100% angesetzt. Im Ver gleich zur vorher an ge wand ten Sub sti tu ti ons me tho de, die zur Er mitt lung des Pri märenergieäquivalents den durch schnitt li chen Nut zungs grad kon ven tio nel ler Kraft wer ke an setz te, nimmt der Beitrag der er neu er ba ren En er gi en jetzt kleinere Werte an.

Zur Ermittlung des Primärenergieäquivalents für Strom aus Biomasse wird hier der durchschnittliche Nut zungs grad kon ven tio nel ler Kraft wer ke von ca. 36% ange-setzt.

Zur Ermittlung des Primärenergieäquivalents für Wär me und Kraft stoff aus er-neuerbaren Energien wird hier Endenergie gleich Pri mär en er gie angesetzt.

5. Energiebereitstellung aus Fotovoltaik und SolarthermieFotovoltaik

Die angegebene Stromerzeugung errechnet sich aus der in stal lier ten Lei stung, wo-bei ein mittlerer Stromertrag von 800 kWh/kWp pro Jahr an ge setzt wird. Da die am Jahresende installierte Leistung zur Berechnung her an ge zo gen wird, und nicht die durchschnittlich im Laufe des Jahres zur Ver fügung ste hen de Leistung, ist auf grund des Anlagenzubaus die tat säch lich erzeugte Strom men ge etwas ge rin ger als ange-geben.

SolarthermieDie angegebene Wärmebereitstellung errechnet sich aus der in stal lier ten Kollektor-fl äche, wobei bis 1998 ein mitt le rer jährlicher Er trag von 380 kWh/m2 und ab 1999 von 450 kWh/m2 angesetzt wird. Da die am Jah res en de in stal lier te Kollektorfl äche zur Be rech nung her an ge zo gen wird, und nicht die durchschnittlich im Laufe des Jahres genutzte Fläche, ist aufgrund des Anlagenzubaus die tatsächlich bereitgestell-te Wär me men ge etwas geringer als angegeben.

6. Umsatzerlöse aus der Nutzung erneuerbarer EnergienDie Umsätze aus der Stromerzeugung lassen sich anhand der ein ge spei sten Strom-mengen und der gezahlten Ver gü tungs sät ze nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz abschätzen. Für Strom aus Was ser kraft wer ken mit mehr als 5 MW Leistung wird der am freien Strom markt er ziel ba re Preis an ge setzt. Bei einem Durch schnitts wert von ca. 3,8 ct/kWh und einer Strom er zeu gung von 18,4 Mrd. kWh im Jahr 2000 ergibt sich hier ein Umsatz von 0,70 Mrd. €. Für den Kraftstoffbereich beträgt der Erlös 260 Mio. €, bei ei nem Ab satz von 360.000 t (410 Mio. Liter) und einem mitt le ren Tankstel len preis von ca. 0,64 €/Liter (netto).

Der Wert der Wärmebereitstellung aus erneuerbaren Energien wird ver- nachlässigt, da die Wärme zum weit aus größ ten Teil selbst ver braucht wird. Als Wertansatz wären hier aber auch die ver mie de nen Kosten für Heiz öl bzw. Erdgas denkbar. Bei einer Wär me be reit stel lung von schät zungs wei se 44 Mrd. kWh und einem mitt le ren Heiz öl-/Erdgaspreis von 3 ct/kWh ent sprä che dies einem Wert von ca. 1,32 Mrd. €. Wei ter hin wer den folgende Faktoren nicht be rück sich tigt: Die Kosten für die War tung und In stand hal tung wär me er zeu gen der Anlagen, die Erlöse aus dem Wär me ver kauf bei Nah- und Fern wär me net zen und die Ko sten für


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Brenn holz, das weit ge hend nicht über Märkte ge han delt wird. Damit ver bleibt die Bewertung bio ge ner Einsatzstoffe wie Wald rest holz, Industrierestholz und Altholz. Bei mitt le ren Wert an sät zen für In du strie-/Altholz von 26 €/t (ca. 0,66 ct/kWh) sowie 1,8 ct/kWh für Wald rest holz ergibt sich bei einer Nutzung von ca. 93 PJ (30 Mrd. kWh) ein Umsatz in der Größenordnung von 370 Mio. €.

7. Geschätzte ArbeitsplatzeffekteDer Brutto-Beschäftigungseffekt kann näherungsweise auf der Basis der Um satz- vo lu mi na abgeschätzt werden. Dabei stellt sich zunächst das Pro blem der Au ßen -han dels re la tio nen. Unterstellt man in erster Nä he rung, dass sich Importe und Exporte im Bereich er neu er ba rer Energien aus glei chen, so re prä sen tie ren die ge- nann ten Um satz zah len die in län di sche Wert schöp fung.

In einem weiteren Schritt ist zwischen direkten und in di rek ten Ef fek ten zu un-terscheiden. Legt man für den investiven Bereich den durch schnitt li chen Umsatz je Beschäftigten im Maschinenbau von 144.000 € (1999) zu grun de, so errechnen sich rund 30.000 Ar beits plät ze. Dabei sind al ler dings nicht die Erwerbstätigen bei Vor- lie fe ran ten berücksichtigt, die z.B. Halb fer tig pro duk te oder An la gen kom po nen ten liefern, sowie Personen, die in den Bereichen Han dels ver mitt lung, Werbung, For-schung und Ent wick lung usw. tätig sind. Überschlägig kann angenommen wer den, dass diese Ak ti vi tä ten ei nem re prä sen ta ti ven Querschnitt der ge sam ten Volks wirt -schaft ent spre chen. Dann kann als Messgröße für den Be schäf ti gungs ef fekt die Brut- to wert schöp fung je Er werbs tä ti gen dienen, die im Jahr 2000 etwa 50.300 € betrug. Unter dieser An nah me errechnen sich aus dem Gesamtumsatz mit erneuerbaren Energien etwa 135.000 Arbeitsplätze (davon etwa 85.000 im investiven Bereich und etwa 50.000 aus dem Be trieb der An la gen). In der Sum me dürften damit in Deutsch- land zwi schen 80.000 und 135.000 Be schäf tig te direkt oder in di rekt im Bereich er-neuerbarer En er gi en tätig sein.

Diesem positiven Beschäftigungseffekt steht allerdings ein Verlust von Arbeits-plätzen gegenüber, sowohl im Bereich der konventionellen En er gie be reit stel lung als auch bedingt durch den Produktionsrückgang in an de ren Wirt schafts be rei chen aufgrund der geringfügig er höh ten En er gie prei se durch die Nutzung erneuerbarer Energien. Hierzu lie gen bisher jedoch kei ne belastbaren quantitativen Angaben vor.

8. Bewertung der Förderung aus Dar le hens pro gram menBei den Darlehensprogrammen des Bundes ergibt sich die Förderung aus der Ge-währung verbilligter Darlehen. Für die Abschätzung der so be reit ge stell ten Förder-mittel wer den vereinfachend folgende Annahmen getroffen:

Für die Förderdarlehen wird lediglich die durch schnitt li che Zinsverbil ligung in angegebener Höhe angesetzt. Als Referenz für die Be rech nung des Förderäquiva-lents dient ein Bankdarlehen, das am freien Ka pi tal markt auf ge nom men wird. Hierfür wird ein durch schnitt li cher Zins satz von 6,5% p.a. bei einer Lauf zeit von 10 Jahren und einer Aus zah lung von 100% an ge nom men. Das Darlehen wer de in gleichbleibenden jährlichen Raten zu rück ge zahlt.

Für die Ermittlung des gesamten Förderäquivalents im Betrachtungsjahr wird die aus dem Förderprogramm zu ge sag te Darlehenssumme in diesem und den vor aus ge -gan ge nen maximal 10 Jahren zugrunde gelegt, ab züg lich der an ge nom me nen geleis-teten Tilgungszahlungen in diesem Zeit raum.


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kJ kcal kWh

1 Kilojoule kJ 1 0,2388 0,000278

1 Kilokalorie kcal 4,1868 1 0,001163

1 Kilowattstunde kWh 3.600 860 1

1 kg Steinkohleneinheit SKE 29.308 7.000 8,14

1 kg Rohöleinheit RÖE 41.868 10.000 11,63

2) Die Zah len be zie hen sich auf den Heizwert

Umrechnungsfaktoren

Vorsätze und Vorsatzzeichen Treibhausgase

CO2 Kohlendioxid CH4 Methan N2O Distickoxid (Lachgas) SF6 Schwefelhexafl uorid PFC Perfl uor-Kohlenwasserstoffe HFC wasserstoffhaltige Flu or-Koh len was ser stof fe

Weitere Luft schad stof fe

SO2 Schwefeldioxid NOX Stickoxide HCl Chlor was ser stoff (Salz säu re) HF Flu or was ser stoff (Flusssäure) CO Koh len mon oxid NMVOC fl üchtige Nicht-Me than-Koh len was ser stof fe

Kilo k 103

Mega M 106

Giga G 109

Tera T 1012

Peta P 1015

Exa E 1018

Joule J für Energie, Arbeit, Wärmemenge

Watt Wfür Leistung, Energiestrom, Wärmestrom

1 Joule (J) = 1Newtonmeter (Nm) = 1 Wattsekunde (Ws)

Terawattstunde 1 TWh = 1 Mrd. kWh

Gigawattstunde 1 GWh = 1 Mio. kWh

Megawattstunde 1 MWh = 1.000 kWh

UMRECH NUNGSFAKTOREN

Einheiten für En er gie und Lei stung1)

1) Für Deutsch land als ge setz li che Ein hei ten ver bind lich ab 1978. Die Ka lo rie und da von ab ge lei te te Ein hei ten wie Stein kohleeinheit und Roh öl ein heit wer den noch hilfs wei se ver wen det.

Umrechnungsfaktoren2)

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Quellenverzeichnis

[1] Öko-Institut – Institut für angewandte Ökologie e.V., Darmstadt, Gesamt-Emissions-Modell integrierter Systeme (GEMIS), Version 4, 2001

[2] Deutsche Ausgleichsbank (DtA), Bonn [3] Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg

(ZSW), Stuttgart [4] Umweltbundesamt, Daten zur Umwelt 2000 [5] Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB), Berlin [6] EnBW Ingenieure GmbH, Stuttgart [7] Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung (DIW), Berlin [8] Verband der Elektrizitätswirtschaft (VDEW), E. Wagner, Nutzung erneuerbarer

Energien durch die Elektrizitätswirtschaft, Elektrizitätswirtschaft Heft 24, 2000 [9] Fachverband Biogas e.V., Freising [10] Arbeitsgemeinschaft für sparsame Energie- und Wasserverwendung (ASEW),

Köln [11] Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V.

(ATV-DVWK), Hennef [12] Deutscher Fachverband Solarenergie (DFS) e.V., Freiburg [13] Geothermische Vereinigung e.V., Geeste [14] Oelmühle Leer Connemann GmbH & Co., Leer [15] Verband der Industriellen Energie- und Kraftwirtschaft e.V. (VIK), Essen, Statis-

tik der Energiewirtschaft 1999 / 2000 [16] Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE), Osnabrück [17] Deutsche Verbundgesellschaft e.V. (DVG), Heidelberg [18] In for ma ti ons dienst BINE, Fachinformationszentrum Karlsruhe, www.bine.info/ [19] Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW), Frankfurt a. M. [20] F. Staiß, Jahr buch Erneuerbare Energien 2001, Bieberstein Fachbuchverlag,

Radebeul 2001 Hrsg: Stiftung Energieforschung Baden-Württemberg [21] Klimaschutz durch Nutzung erneuerbarer Energien. Studie im Auftrag des

Bundesministeriums für Um welt, Na tur schutz und Reaktorsicherheit und des Um welt bun des am tes, 2000, Berlin; Arbeitsgemeinschaft Deut sches Zentrum für Luft- und Raum fahrt / Wuppertal-Institut für Klima, Umwelt, Energie / Zen trum für Sonnenenergie- und Wasser-stoff-For schung Ba den-Würt tem berg / Internationales Wirtschaftsforum Re ge -ne ra ti ve En er gi en / Forum für Zukunftsenergien

[22] »Strategie der Bundesregierung zur Windenergienutzung auf See«, unter Fe-derführung des Bundesministeriums für Umwelt, Na tur schutz und Reaktorsi-cherheit (BMU), Januar 2002

[23] M.Kaltschmitt, A. Wiese (Hrsg), Er neu er ba re Energien, Sprin ger-Verlag Berlin Heidelberg 1997

[24] J. Nitsch, C. Rösch u.a.: Schlüs sel tech no lo gi en Er neu er ba re En er gi en. Teilbe-richt im Rah men des HGF-Ver bund pro jekts: Global zukunftsfähige Ent wick lung – Per spek ti ven für Deutschland, Juli 2001;Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Stuttgart / Forschungszentrum Karlsruhe

[25] Verband deutscher Maschinen- und An la gen bau e.V. (VDMA), Frankfurt a. M. [26] Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung (DIW), Berlin;

Wochenbericht Nr. 7 / 2002

QUELLENVERZE ICHNIS

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[27] Verband der Elektrizitätswirtschaft (VDEW); VDEW-Ma te ria li en M-21 / 2001 [28] Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing- und Entwicklungs-Netz werk (C.A.R.M.E.N.

e.V.), Straubing [29] Bundesinitiative Bio-Energie, Bonn 2002

„Der Staat schützt auch in Verantwortung für die künftigenGenerationen die natürlichen Lebensgrundlagen...“

Grundgesetz, Artikel 20A

Bundesministerium für Umwelt,Naturschutz und ReaktorsicherheitReferat ÖffentlichkeitsarbeitD-11055 BerlinFax: 01888 – 305-2044Internet: www.bmu.deE-Mail: [email protected]

Diese Broschüre ist Teil der Öffentlichkeitsarbeit der Bundesregierung. Sie wird kostenlos abgegebenund ist nicht zum Verkauf bestimmt. Der Druck erfolgt auf Recyclingpapier aus 100 % Altpapier.

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Erneuerbare Energien und Umwelt in Zahlen · Referat Öffentlichkeitsarbeit – 11055 Berlin Redaktion: BMU, Referat Z II 7 »Umwelt und Erneuerbare Energien«, Dr. Wolfhart Dürrschmidt,