ENERGIEEFFIZIENZ: POTENZIALE, VOLKSWIRTSCHAFTLICHE EFFEKTE UND I N N O VAT I V E H A N D L U N G S F E L D E R F Ü R D I E N AT I O N A L E K L I M A S C H U T Z - I N I T I AT I V E (TEIL 2)
Wolfgang Eichhammer Fraunhofer Institut für System - und Innovationsforschung ISI B e r l i n , 2 0 . 1 0 . 2 0 11 © Fraunhofer ISI
Überblick
Fokussierung auf Energieeffizienz in Gewerbe und Industrie 1. Energieeffizienzpotenziale in Gewerbe und Industrie 2. Fallstudie Elektromotoren Patentanalyse, Exportpotenziale, Maßnahmenbündel 3. Fallstudie Branchenspezifische Technologien Einbettung der NKI in den Instrumentenkontext
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Überblick
Fokussierung auf Energieeffizienz in Gewerbe und Industrie 1. Energieeffizienzpotenziale in Gewerbe und Industrie 2. Fallstudie Elektromotoren Patentanalyse, Exportpotenziale, Maßnahmenbündel 3. Fallstudie Branchenspezifische Technologien Einbettung der NKI in den Instrumentenkontext
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Einsparpotenzial bei Realisierung des a t t r a k t i v e n P o t e n z i a1 l s i m G H D S e k t o r Maßnahme
Attraktives zusätzliches Einsparpotenzial im Jahr (PJ) Gegenüber Referenz
Gegenüber Frozen Efficiency
2020
2030
2020
2030
Summe der untersuchten Maßnahmen
94
141
247
409
Gebäudesanierung und Erneuerung Heizungssysteme
46
81
148
318
Effiziente Beleuchtung
25
25
42
43
Optimierung von RLT-Systemen
9
12
23
34
Optimierung von Kühl- und Gefriersystemen
3
4
10
11
Effiziente Bürogeräte
6
11
12
15
LED Ampelanlagen
1
2
2
4
Effiziente Straßenbeleuchtung
4
6
10
16
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Einsparpotenzial bei Realisierung des attraktiven Potenzials im Industrie Sektor (1) Strom Maßnahmenpaket 1 Elektromotoren 2 Druckluft 3 Pumpensysteme Querschnitts4 Lüftungssysteme technologien 5 Kältebereitstellung 6 Übrige Motorsysteme 7 Beleuchtung 8 Gas-Brennwertkessel 9 Metallerzeugung 10 Nicht-Eisen Metalle 11 Papiergewerbe Branchenspezifische 12 Glas und Keramik Technologien 13 Steine-Erden 14 Grundstoffchemie 15 Ernährungsgewerbe Summe Summe
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Attraktives Einsparpotenzial [PJ] Gegenüber Gegenüber Referenz Frozen Efficiency 2020 2030 2020 2030 6,5 12,5 8,1 15,8 16,2 18,9 23,0 27,1 18,9 23,3 26,9 33,6 15,9 19,9 22,6 28,6 3,6 4,4 5,2 6,4 27,2 39,8 38,6 56,5 9,0 10,7 12,4 15,1 n.a. n.a. 1,1 6,6 2,7 10,8 3,1 3,7 4,4 6,1 3,4 7,5 4,5 9,8 0,1 0,2 0,2 0,5 1,2 1,5 1,7 2,2 1,6 0,8 7,7 11,6 1,4 1,7 2,1 2,9 109,1 151,5 160,0 226,8
Einsparpotenzial bei Realisierung des attraktiven Potenzials im Industrie Sektor (2) Brennstoffe Maßnahmenpaket 1 Elektromotoren 2 Druckluft 3 Pumpensysteme Querschnitts4 Lüftungssysteme technologien 5 Kältebereitstellung 6 Übrige Motorsysteme 7 Beleuchtung 8 Gas-Brennwertkessel 9 Metallerzeugung 10 Nicht-Eisen Metalle 11 Papiergewerbe Branchenspezifische 12 Glas und Keramik Technologien 13 Steine-Erden 14 Grundstoffchemie 15 Ernährungsgewerbe Summe Summe
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Attraktives Einsparpotenzial [PJ] Gegenüber Gegenüber Referenz Frozen Efficiency 2020 2030 2020 2030 5,2 8,1 n.a. n.a. 16,7 43,5 23,7 59,1 5,3 5,8 9,3 11,3 13,9 19,1 20,2 30,7 3,2 5,5 7,2 13,1 7,8 10,7 11,0 15,1 14,3 5,8 38,8 49,3 5,8 7,7 7,7 11,8 72,0 106,1 117,8 190,4
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Fokussierung auf Energieeffizienz in Gewerbe und Industrie 1. Energieeffizienzpotenziale in Gewerbe und Industrie 2. Fallstudie Elektromotoren Patentanalyse, Exportpotenziale, Maßnahmenbündel 3. Fallstudie Branchenspezifische Technologien Einbettung der NKI in den Instrumentenkontext
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M a r k t a n t e i l e e ff i z i e n t e r E l e k t ro m o t o re n i n E u ro p a
1
Alte Klassifikation1
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Aktuelle Klassifikation2
—
—
IE4
Super Premium Efficiency
—
—
IE3
Premium Efficiency
EFF1
High Efficiency
IE2
High Efficiency
EFF2
Improved Efficiency
IE1
Standard Efficiency
EFF3
Standard Efficiency
Below Standard Efficiency
Relativer Patentvorteil versus relativer Handelsvorteil Elektromotoren
Relativer Handelsvorteil (RWA)
200% Handelsstark
CN
DE
150%
FR
JP
100%
US GB
50%
0%
Handelsschwach Innovationsschwach 0%
50%
Innovationsstark 100%
150%
Relativer Patentvorteil /Spezialisierungsgrad
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200%
S W O T- A n a l y s e D e u t s c h l a n d E - M o t o re n
Stärken Führende Position bei Forschung im Bereich Elektromotoren Starke internationale Marktposition bei Elektromotoren, führend bei (Mehrphasen-) Drehstrommotoren International anerkannter Hersteller für technische Produkte
Schwächen
Bisher Marktführung nur im Bereich Drehstrommotoren Deutschland und Europa international nicht führend bei Energieeffizienzstandards für Elektromotoren – trotz Fortschritten durch die Ökodesign-Richtlinie © Fraunhofer ISI Seite 10
Chancen Große Anteile am Weltmarkt für effiziente Elektromotoren und elektrische Antriebssysteme Hohes kostengünstiges Einsparpotenzial (Energie und Treibhausgase) Forschungs- und Bildungsvorsprung können genutzt werden und bieten Vorteil gegenüber Konkurrenz aus Niedriglohnländern Starker Druck auf andere Länder (insbesondere China), Strom einzusparen um das Wirtschaftswachstum aufrecht zu erhalten. Herausforderungen
Starke Konkurrenz durch japanische und chinesische Hersteller Für gewissen hocheffiziente Elektromotoren besteht schwache Abhängigkeit von speziellen Rohstoffen
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Zeitpunkt der E i n f ü h r u n g v o n M i n d e s t s t a n d a rd s
Neuseeland Australien Brasilien Taiwan
IE1
China USA Canada IE2
IE3
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Israel Neuseeland Korea EU China USA EU
F a z i t E - m o t o re n F a l l s t u d i e / Handlungsempfehlungen 1. E-motoren /Systeme: 40 % Stromverbrauch weltweit , 70 % Industrie 2. F&E in D und Japan international führende Rolle (überproportional viele transnationale Patente). Deutsche und chinesische Unternehmen international führend im Export von Elektromotoren (D dominiert bei Mehrphasen-Wechselstrommotoren) 3. Handlungsempfehlungen Verschärfung europäischer und internationaler Mindeststandards für hocheffiziente Elektromotoren, da die EU hier international zeitlich leicht zurückliegt und gerade deutsche Hersteller hochwertige effiziente Motoren herstellen. Verschärfung und Vereinheitlichung internationaler Standards für elektrische Antriebssysteme, da diese als System noch ein hohes Einsparpotenzial besitzen und sich deutschen Herstellern als Berater und Dienstleister zur Effizienzsteigerung ein großer Markt bietet. Förderung der Forschung zukünftiger Technologien zur Effizienzsteigerung wie Hochtemperatursupraleitung und Leistungselektronik, damit Deutschland auch langfristig seine Rolle ausbauen kann und da konventionelle Systeme schon sehr gut entwickelt sind und keiner speziellen Förderung bedürfen.
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Ü b e r s i c h t d e r H e m m n i s s e d e r E n e r g i e e ff i z i e n z i m P ro d u k t z y k l u s b e i E l e k t ro m o t o re n
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M ö g l i c h e S ä u l e n e i n e s F ö rd e r k o n z e p t e s „ E l e k t ro m o t o re n u n d M o t o r s y s t e m e “
Systeme
Komponenten
Förderung von hocheffizienten DruckluftAnlagen
Später:
Förderung von Individualsystemen nach vorhergehender Beratung
Informationsund FortbildungsKampagne
Effizienztische, 30Pilotnetzwerke, u.a.
gemeinsam mit den Wirtschaftsverbänden
Weitere flankierende Instrumente
Förderung von hocheffizienten RLTAnlagen
Weitere
Förderung von IE3und IE4Einzelmotoren
Umfeld
Vorgaben der Ökodesign-Richtlinie für Einzelmotoren, Ventilatoren, Pumpen, Lüftungsanlagen, Werkzeugmaschinen, ... IFEU: NKI\Fördersystematik.ppt
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Fokussierung auf Energieeffizienz in Gewerbe und Industrie 1. Energieeffizienzpotenziale in Gewerbe und Industrie 2. Fallstudie Elektromotoren Patentanalyse, Exportpotenziale, Maßnahmenbündel 3. Fallstudie Branchenspezifische Technologien Einbettung der NKI in den Instrumentenkontext
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Industrielle Branchentechnologien
Förderschwerpunkt r² „Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – rohstoffintensive © Fraunhofer ISI Seite 16 Produktionsprozesse“ (http://www.r-zwei-innovation.de/) (BMBF/FONA)
Überblick
Fokussierung auf Energieeffizienz in Gewerbe und Industrie 1. Energieeffizienzpotenziale in Gewerbe und Industrie 2. Fallstudie Elektromotoren Patentanalyse, Exportpotenziale, Maßnahmenbündel 3. Fallstudie Branchenspezifische Technologien Einbettung der NKI in den Instrumentenkontext
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A n f o rd e r u n g s p ro f i l f ü r e i n e a m b i t i o n i e r t e E n e r g i e e ff i z i e n z p o l i t i k Potenziale erhebliche Potenziale für Energieeinsparungen und Energieeffizienz. alle Sektoren und Segmente (weitgehend gleich) verteilt. überwiegend wirtschaftlich erschließbar. unterschiedlich schwerwiegende Hemmnisse in einzelnen Sektoren/ Segmenten , kein"Meta"-Instrument Sektoren und Segmente weiterhin einzeln zu adressieren (Ordnungsrecht, markt- und umsetzungsorientierte Instrumente, Information, Motivation, Qualifikation, Förderung und Finanzierung. Finanzielle Förderung: ökonomische Hemmnisse und als Türöffner für nicht-ökonomische Hemmnisse. Übersichtlichkeit und Transparenz; Kontinuität und Vorhersehbarkeit
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Positionierung der NKI im (zukünftigen) Instrumentenmix NKI (finanzielle Förderung, 6 Programme, spezielle Anwendergruppen, Einzelprojekte). Wichtige Ergänzung der sektoralen Instrumente. Positionierung gegenüber weiteren sektorübergreifenden Instrumenten… Energieeffizienz-Fonds mögliche Energieeffizienz-Verpflichtung/ Weiße Zertifikaten) ….und sektorspezifischen Instrumenten KfW-Gebäudeförderung, Sonderfonds Energieeffizienz für KMU, MAP ….und Ordnungsrecht (mangelnde Umsetzung…) © Fraunhofer ISI Seite 19
Breitenförderung von Energieeffizienz-Technologien mit hohem Finanzvolumen; Anwendungsfelder bisheriger sektoraler Förderinstrumente
Positionierung der NKI im (zukünftigen) Instrumentenmix Profilschärfung der NKI in Richtung auf die Förderung sozialer, institutioneller und technischer Innovationen. Aktivitäten zur Stärkung der Energieeffizienz von Wirtschaft: Hemmnisse durch Akteure des Innovationssystems selbst abbauen Frage der künftigen Finanzierung von zentralen Instrumenten wachsenden Finanzierungsbedarf bei gleichzeitiger Verschärfung der Haushaltslage Dauerhaftigkeit und Verlässlichkeit von Fördermaßnahmen (MAP, KfW) Sondervermögens „Energie- und Klimafonds“ (EKF, Änderungsgesetz vom 6.6.2011 ) © Fraunhofer ISI Seite 20
Mittelansätze im EKF-Wirtschaftsplan 2012 für NKI, E n e r g i e e ff i z i e n z f o n d s u n d F + E E n e r g i e e ff i z i e n z Bewirtschaftung
NKI BMU
2011 2012 2013 2014 2015
40 (108) 100 (168) 152 (220) 113 (181) 71 (139)
Energieeffizienzfonds BMWi / BMVBS Mio. Euro 90 89 267 266 266
F+E Energieeffizienz BMWi / BMBF 28 21 30 30 30
Werte in Klammern: Inklusive vorgesehener Zuweisungen von jährlich 68 Mio. Euro aus dem Bundeshaushalt.
15 Euro / Tonne CO2. Bei etwa 225 Mio. Tonnen für D je Euro Zertifikatspreis +/200 Mio. Euro Mehr- oder Mindereinnahmen
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F i n a n z i e r u n g s m ö g l i c h k e i t e n f ü r ü b e r g e o rd n e t e I n s t r u m e n t e d e r E n e r g i e e ff i z i e n z p o l i t i k Mittelherkunft
Vorteile
Nachteile
Finanzierung aus allgemeinen Bundesmitteln:
Relativ einfache organisatorische Umsetzbarkeit.
Marktanreizprogramm (MAP)
Dauerhaftigkeit der Finanzierung dabei bei MAP und Ökosteuer besser gesichert als bei den Emissionshandelserlösen, bei denen auch in den nächsten Jahren von beträchtlichen Schwankungen bei den Zertifikatepreisen auszugehen ist, auch wenn sich das verfügbare Volumen ab 2013 inhärent erhöht.
Grundsätzliche Unsicherheit bezüglich Dauerhaftigkeit bei Finanzierung aus allgemeinen Bundesmitteln, da es zahlreiche alternative Verwendungs-möglichkeiten gibt.
KfW-Programme zur energetischen Gebäudesanierung und für KMU Energie- und Stromsteuer/-erhöhung Auktionserlöse Emissionshandel
Keine rechtlichen Hindernisse.
Erhöhung dieser Mittel auf nationaler Ebene derzeit politisch vermutlich schwer umsetzbar (allerdings bei EU-ETS inhärente Erhöhung ab 2013).
Mittelherkunft
Vorteile
Nachteile
Finanzierung durch Umlageverfahren:
Dauerhaftigkeit und Stetigkeit der Finanzierung gewährleistet.
Erhöhung des Strom- und Wärmepreises möglicherweise nur schwer vermittelbar.
Haushaltsunabhängige Finanzierung
Bei staatlicher Sonderabgabe rechtliche Probleme (Gruppennützigkeit)
Aufschlag auf Strom-/Wärmepreis in Form einer staatliche Sonderabgabe (z. B. „Effizienzzehntelcent―), beispielsweise im Rahmen des KWKG Umlage von Energieeffizienz-Vergütungen nach dem Vorbild des EEG (NEEGModell, insbesondere für Strom) Umlage auf Netzgebühren im Zuge der Netzentgeltregulierung (Strom, Wärme)
Mittelherkunft
Vorteile
Nachteile
Finanzierung durch „Weiße Zertifikate“
Dauerhaftigkeit und Stetigkeit der Finanzierung gewährleistet. Haushaltsunabhängige Finanzierung Ggf. Erhöhung des verfügbaren Finanzierungsvolumens, wenn die Alternativen aufgrund des Primats der Haushaltssanierung und des Widerstands gegen Steuererhöhungen und Umlagen volumenmäßig beschränkt sind.
Etablierung einer neuen Organisationsstruktur erforderlich, die zusätzliche administrative Kosten beim Staat und bei den Verpflichteten verursacht.
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Politische Durchsetzbarkeit möglicherweise schwierig wegen Widerstands der potenziell Verpflichteten und ggf. der Endkunden wegen steigender Strom- und Wärmepreise. Möglicherweise nachteilige Auswirkungen auf die Wettbewerbssituation innerhalb der Gruppe der Verpflichteten und auf den Energiedienstleistungsmarkt.
Danke für die Aufmerksamkeit !
Bei Fragen: Wolfgang Eichhammer Deputy Head Competence Centre Energy Policy and Energy Systems Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research ISI Breslauer Strasse 48 | 76139 Karlsruhe | Germany Phone +49 721 6809-158 | Fax +49 721 6809-272 mailto:
[email protected] http://www.isi.fraunhofer.de
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