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Energiewende-Studie | Donnerstag, 18.01.2018

Klimapfade für Deutschland

Wie kann Deutschland seine Klimaziele zum Jahr 2050 erfüllen – und unter welchen Bedingungen? Diese Frage beantwortet eine Studie für den BDI, die die Prognos AG als wissenschaftlicher Partner gemeinsam mit BCG erstellt hat.

©iStock - aydinmutlu

Deutschland hat sich als Beitrag zum weltweiten Klimaschutz zum Ziel gesetzt, die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2050 um 80 Prozent bis 95 Prozent gegenüber dem Wert von 1990 zu reduzieren. Seit vielen Jahren wird darum gerungen, wie und unter welchen Bedingungen diese Ziele zu erreichen sind.

Da dieser „Zielkorridor“ einerseits durchaus ambitioniert und andererseits auch „breit“ ist, da eine Reduktion um 95 Prozent nochmals eine Reduktion um 75 Prozent gegenüber dem 80 Prozent-Ziel bedeutet, ist es durchaus wichtig, diesen „Korridor“ detailliert auszuloten.

Das sind die Ergebnisse der Studie:

Eine Senkung der Treibhausgasemissionen um 80 Prozent ist mit heute bekannten Technologien und ohne volkswirtschaftlichen Schaden und ohne gravierende Strukturveränderungen möglich.

Eine Senkung der Treibhausgasemissionen um 95 Prozent ist ebenfalls möglich, erfordert aber sehr viel mehr Aufwand: Hierfür sind Technologien, die noch in frühen Entwicklungsstadien sind, sehr viel schneller zu entwickeln. Darüber hinaus müssen neue gesellschaftliche Konsense und Akzeptanz geschaffen werden. Ein solcher Pfad ist sinnvoll nur bei globaler Klimaschutzkooperation erreichbar. Dann allerdings hat auch dieser eher positive volkswirtschaftliche Auswirkungen und erlaubt eine Aufrechterhaltung einer technisch anspruchsvollen, produktiven Industrie- und Wirtschaftsstruktur.

Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie, die die Prognos AG gemeinsam mit der Boston Consulting Group (BCG) für den Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI) erstellt hat. Prognos war als wissenschaftlicher Partner für die Szenarienrechnungen für das Energiesystem sowie die Berechnungen der volkswirtschaftlichen Auswirkungen zuständig. Hierfür wurden die Energiesystemmodelle (sektorale Bottom-up-Modelle für die Energienachfrage sowie kraftwerksscharfes europäisches Strommarktmodell) und das makroökonomische Modellsystem der Prognos AG genutzt. In der Kombination lassen sich damit sehr detailliert sowohl Auswirkungen von Technologieentwicklungen und -einsätzen als auch politischen Strategien auf das Energie- und Wirtschaftssystem ermitteln.

Die Prognos-Experten berechneten zunächst drei energie- und klimapolitische Szenarien – sogenannte Klimapfade: den „Referenz-Pfad“, den „80 Prozent-Pfad“ und den „95 Prozent-Pfad“.
Den 80 Prozent-Pfad und den 95- rozent-Pfad haben die Forscher zudem in zwei unterschiedliche internationalen Kontexte gestellt: Zum einen in den Kontext „Nationale Alleingänge“, in dem zahlreiche Industriestaaten und einige Schwellenländer sich zu verstärktem Klimaschutz verpflichten, aber keine vollständige internationale Kooperation zustande kommt. Zum anderen in den Kontext „Globale Kooperation“, in dem die Staatengemeinschaft im Klimaschutz zusammenarbeitet.

In allen Szenarien wird im ersten Schritt von der gleichen Bevölkerungsentwicklung und einer Fortsetzung des robusten Wirtschaftswachstums ausgegangen, so dass bis 2050 das deutsche Bruttoinlandsprodukt um ca. 50 Prozent gegenüber heute anwächst (in realen Preisen).

Referenz-Pfad

Der Referenz-Pfad geht davon aus, dass die Energiewende in derselben Geschwindigkeit verläuft wie bisher. Es handelt um das Ausgangsszenario, an dem die beiden weiteren energie- und klimapolitische Szenarien gemessen werden.

Der Referenz-Pfad nimmt an, dass bis 2050 unter anderem die folgenden Maßnahmen ergriffen werden:

  • Energie: Der Erneuerbare Energien-Anteil an der Nettostromerzeugung wird auf 76 Prozent  gesteigert – und die Kohleverstromung ist noch mit  18 Gigawatt Leistung im Kraftwerkpark vertreten.
  • Verkehr: Es gibt 14 Millionen elektrische Pkws.
  • Gebäude: Im Zeitraum von 2015 bis 2050 liegt die energetische Sanierungsrate für den Gebäudebestand im Mittel bei 1,1 Prozent nach wie vor relativ niedrig.

Das Ergebnis in diesem Fall: Die Treibhausgas-Emissionen in Deutschland sinken bis zum Jahr 2050 um 61 Prozent – gegenüber dem Niveau des Vergleichsjahrs 1990. Damit werden die Ziele des „Klimaschutzplans 2050“ der Bundesregierung deutlich verfehlt.

80 Prozent-Pfad

Der 80 Prozent-Pfad berechnet, welche Strategien und vor allem technischen Maßnahmen benötigt werden, damit die Treibhausgas-Emissionen Deutschlands bis zum Jahr 2050 um 80 Prozent unter dem Niveau des Jahrs 1990 liegen.

Dazu müssen bis 2050 unter anderem die folgenden Maßnahmen ergriffen werden:

  • Energie: Der Erneuerbare-Energien-Anteil an der Nettostromerzeugung wird auf 90 Prozent gesteigert. Die Kohleverstromung läuft bis 2050 vollständig aus. Backup-Kapazitäten werden durch wenige Gaskraftwerke bereitgestellt, die fluktuierende Stromerzeugung wird stark durch Speicher ausgeglichen.
  • Verkehr: Die Anzahl elektronischer Pkws wird auf 26 Millionen erhöht. Zudem werden 4.000 Kilometer Oberleitungen für Elektro-Lkws gebaut.
  • Gebäude: Zwischen 2015 und 2050 ist es eine durchschnittliche Sanierungsrate von 1,7 Prozent erforderlich, also eine deutliche Erhöhung gegenüber dem heutigen Stand und dem Referenzszenario. Zudem werden die Heizsysteme in großem Stil durch Wärmepumpen ersetzt: 14 Millionen Wärmepumpen werden installiert.
  • Industrie: Die deutsche Industrie setzt verstärkt Biomasse zur Produktion von Prozesswärme auf niedrigem und mittlerem Temperaturniveau ein.
  • Landwirtschaft: Die deutsche Landwirtschaft setzt Dünger effizienter ein als bisher und nutzt die Böden effizienter.

Die zeitlich kumulierten Mehrinvestitionen (Effizienztechnologien, Infrastruktur, Erneuerbare Energieträger) für diesen Klimapfad im Vergleich zum Referenzszenario betragen 1.000 Milliarden Euro. Da diesen Mehrinvestitionen aber Energieeinsparungen in erheblichem Maße gegenüberstünden, liegen die tatsächlichen Mehrkosten im Kontext „Nationale Alleingänge“ gegenüber der Referenz bei 240 Milliarden Euro. Im Kontext „Globale Kooperation“ – da infolge der weltweit verringerten Nachfrage die Preise für fossile Energieträger (Öl, Kohle, Gas) stark sinken – werden in der deutschen Volkswirtschaft sogar 500 Milliarden Euro eingespart.

Die Investitionen sind schwerpunktmäßig Bau- und Anlageninvestitionen und werden zu einem großen Teil bei deutschen Herstellern nachgefragt. Bei einer Berechnung der gesamten volkswirtschaftlichen Auswirkungen zeigt sich, dass die Wirkungen insgesamt leicht positiv sind – das BIP wächst bis 2050 gegenüber dem Referenzszenario um 0,6 Prozent bei nationalen Alleingängen und um 0,9 Prozent bei globaler Kooperation.

Fazit: Der 80 Prozent-Pfad ist mit bestehenden Technologien machbar und für die deutsche Volkswirtschaft tragbar.

95 Prozent-Pfad

Wie kann Deutschland 95 Prozent seiner Treibhausgas-Emissionen einsparen? Diese Frage beantwortet der 95 Prozent-Pfad.

Um dieses Ziel zu erreichen, müssen bis zum Jahr 2050 unter anderem die folgenden Maßnahmen umgesetzt werden:

  • Energie: Der Strom in Deutschland wird vollkommen aus erneuerbaren Energien erzeugt. Zudem werden 340 Terawattstunden (TWh) synthetische Brenn- und Kraftstoffe importiert werden.
  • Verkehr: Die Anzahl elektrischer Pkws wird auf 33 Millionen erhöht werden. Zudem werden 8.000 Kilometer Oberleitungen für Elektro-Lkws gebaut.
  • Gebäude: Zwischen 2015 und 2050 ist eine durchschnittliche Sanierungsrate von 1,9 Prozent erforderlich. Die Raumwärme wird mit Wärmepumpen nahezu vollständig elektrifiziert.
  • Industrie: In der Stahl- und Zementerzeugung sowie in der Abfallwirtschaft müssen zwingend „CO2 Capture and Storage“-Technologien zum Einsatz kommen.
  • Landwirtschaft: Die Emissionen der Tierhaltung müssen deutlich reduziert werden – etwa mithilfe von „Methanpillen“ für Rinder.

Die kumulierten Mehrinvestitionen für diesen Klimapfad im Vergleich zum Referenzszenario betragen 1.170 Milliarden Euro. Aufgrund der Energieeinsparungen belaufen sich die tatsächlichen Mehrkosten im Kontext „Nationale Alleingänge“ auf 730 Milliarden Euro belaufen. Im Kontext „Globale Kooperation“ liegen die tatsächlichen Mehrkosten bei 150 Milliarden Euro – infolge der sinkenden Preise für fossile Energieträger. Der BIP-Effekt beträgt im Kontext „globaler Klimaschutz“ 0,9 Prozent.

Fazit: Der 95 Prozent-Pfad  erfordert ambitionierten und konsequenten Einsatz sehr effizienter und neuer Technologien und neue Aushandlungsprozesse, um gesellschaftlicher Akzeptanz zu erreichen.

Hintergrund

Die Studie wurde in einem umfangreichen Beteiligungsprozess mit den BDI-Mitgliedsverbänden erstellt, den Boston Consulting Group als Hauptauftragnehmer organisierte. An der Untersuchung beteiligten sich etwa 70 Verbände sowie Unternehmen und 200 Industrieexperten. Die Autoren veranstalteten rund 40 Workshops und 300 Expertenabstimmungen. Prognos hat als wissenschaftlicher Partner von BCG fachlichen Input geliefert und war für die energiewirtschaftlichen sowie ökonomischen Modellrechnungen verantwortlich.

undefinedZur Studie

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undefinedZur Website der Boston Consulting Group

Korrekturhinweis: In einer früheren Version des Artikels wurden in den Abschnitten zum „80 Prozent-Pfad“ und zum „95 Prozent-Pfad“ die Mehrkosten nicht durchgängig auf das Referenzszenario bezogen. Das wurde behoben und die Zahlen entsprechend angepasst. / 19.01.2018