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Energieszenarien

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Christian Dieckhoff
, 
Wolf Fichtner
, 
Armin Grunwald
, 
et al.

Energieszenarien – Angebote der Wissenschaft treffen die Nachfrage der Gesellschaft. Einführung in den Tagungsband

Christian Dieckhoff et Armin Grunwald

Texte intégral

1 Zur Relevanz der Thematik

1Im September 2010 hat die deutsche Bundesregierung ihr lange angekündigtes Energiekonzept vorgestellt. Diesem Ereignis – welches in der Öffentlichkeit fast ausschließlich unter dem Aspekt der Laufzeitverlängerung für Kernkraftwerke diskutiert wurde – ging ein anderes, direkt darauf bezogenes Ereignis voraus: Ein Konsortium deutscher Forschungsinstitute veröffentlichte einen Satz von Szenarien, der als Grundlage für das Energiekonzept herangezogen werden sollte. Diese Institute waren spezifisch beauftragt worden, Szenarien zu entwerfen, um damit eine Orientierung für das Konzept der Bundesregierung zu liefern.

2Dieses Vorgehen ist mustergültig für viele Fragen der modernen Gesellschaft. Entscheidungsträger, ob Personen oder Institutionen, ob aus Politik oder Wirtschaft, holen sich wissenschaftlichen Rat ein, um ihre Entscheidungen auf eine solide Basis zu stützen. Ob es sich hierbei um Technikfolgenanalysen handelt, um Einschätzungen der Folgen des globalen Klimawandels für eine Region, um Marktaussichten für neue Dienstleistungen oder um die Analyse des demographischen Wandels: stets wird „Zukunftswissen“ (es ist durchaus umstritten, ob diesem Typ von Orientierung das Attribut „Wissen“ zugestanden werden sollte) benötigt, um Entscheidungen in der Gegenwart zu orientieren oder auch zu legitimieren.

3Besonders deutlich ist dies ersichtlich, wenn es um Entscheidungen über Infrastrukturen geht, die aufgrund ihrer Kosten und Eindringtiefe in gesellschaftliche Prozesse besonders schwierig zu verändern sind. Beispielsweise sind die heutigen Infrastrukturen der europäischen Eisenbahnen fast komplett im 19. Jahrhundert errichtet worden und stellen heute eine nur schwer veränderbare Größe dar. Ein anderes Beispiel sind die Infrastrukturen der Wasserver- und-entsorgung, die ähnlich alt sind.

4Für den Energiebereich treffen die genannten Kriterien ebenfalls zu. Es geht um komplexe Infrastrukturen der Energiebereitstellung, des Transports und der Nutzung, welche die gesamte Gesellschaft durchziehen, die gleichzeitig sehr teuer und die teils nur schwer modifizierbar sind. Aktuelle Vorhaben, neue Hochspannungsleitungen zu bauen, stoßen bereits in den allerersten Planungen auf erheblichen Widerstand, genauso wie Kohlekraftwerke oder die CCS-Technologie. Der erhebliche Kapitalbedarf, z. B. für Großkraftwerke, erfordert lange Zeiträume der Nutzung und Abschreibung. Durch Entscheidungen im Energiesektor werden damit teils über Jahrzehnte dauernde Festlegungen getroffen – umso wichtiger, sich sorgfältig im Vorhinein damit zu befassen, ob und unter welchen Umständen die Erwartungen an die langen Zeiträume als erfüllbar angesehen werden können, damit die Entscheidungen möglichst „robust“ sind und sich nicht nach kurzer Zeit bereits als korrekturbedürftig herausstellen.

5Diese Situation stellt die maßgebliche Erklärung dafür dar, dass wahrscheinlich in kein anderes Feld von „Zukunftswissen“ derart viel wissenschaftliche Kreativität, aber eben auch erhebliche Ressourcen investiert wurden und werden. Wissenschaftliche, in der Regel modellbasierte Energieszenarien haben sich zu einem eigenen Forschungsfeld entwickelt und erfreuen sich großer Beliebtheit bei Entscheidungsträgern, wie das eingangs erwähnte Beispiel zeigt. Dementsprechend sind in diesem Feld viele Akteure aktiv, im südwestdeutschen Bereich sind hier besonders zu nennen das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) [vgl. Möst et al. 2009], das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) in Karlsruhe, die Universität Stuttgart und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). DLR und KIT sind Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft und arbeiten zusammen mit weiteren Zentren im Programm „Technologie, Innovation und Gesellschaft“ (TIG, http://www.kit.edu/​forschen/​1299.php) unter anderem an Energieszenarien.

6Gemeinsam mit ISI und Universität Stuttgart findet sich damit im südwestdeutschen Raum eine Zusammenballung von Kompetenzen im Bereich der Energieszenarien, welche Anlass gab, sich gemeinsam von unterschiedlichen Seiten her, und damit möglichst umfassend, mit dieser Thematik zu befassen – und die Workshops zu veranstalten, deren Ergebnisse in diesem Band zusammengefasst sind.

2 Die Workshops

7Energieszenarien entstehen nicht von selbst und auch nicht aus einem rein wissenschaftlichen Erkenntnisinteresse. Wie oben gesagt, sind es Anforderungen „von außen“, von Ministerien und Behörden, von Nichtregierungsorganisationen und Konzernen, von Energieversorgern und Banken. Das heißt, es gibt eine Nachfrageseite, zu deren Befriedigung wissenschaftliche Institute Angebote, d. h. hier Energieszenarien, entwickeln und auf einem „Markt“ anbieten. Die beiden in Karlsruhe veranstalteten Workshops, deren Ergebnisse hier dokumentiert sind, waren dem Ziel gewidmet, Nachfrager und Anbieter in einen Dialog zu bringen – in einem ersten Workshop am 2. und 3. Dezember 2010 aus nationaler und in einem zweiten Workshop am 13. Januar 2011 aus internationaler Perspektive. Für beide Workshops waren die folgenden Schwerpunkte leitend:

  • Anforderungen und Wünsche von „Nutzern“ von Energieszenarien an die Wissenschaft vorstellen und analysieren;

  • die konkreten Formen der Nutzung von Szenarien in Entscheidungsprozessen diskutieren;

  • methodische „Angebote“ und Probleme aus Sicht der Wissenschaft vorstellen und mit den „Nachfragern“ diskutieren;

  • Schlüsse auf die Erwartungen von „Nutzern“ an die Qualifikation von Universitätsabsolventen und Doktoranden in diesem Feld ziehen.

8Auf der Anbieterseite wurden sowohl Vertreter verschiedener einschlägiger nationaler universitärer und außeruniversitärer Forschungsinstitute als auch ein Vertreter der IEA, und damit eines internationalen Anbieters, eingeladen. Ihre Aufgabe war es, in erster Linie zu schildern, welche Methoden ihren Energieszenarien – ihrem Angebot also – zugrunde liegen und in welchen Bereichen sie selbst Entwicklungs- und Forschungsbedarf sehen. Mit dem Ziel, einen Einblick in möglichst unterschiedliche Rezeptions- und Verwendungskontexte von Energieszenarien zu erhalten, wurden auf der Nachfragerseite Vertreter eines breiten Spektrums unterschiedlicher gesellschaftlicher Akteure eingeladen. Neben nationalen Ministerien und der Europäischen Kommission waren privatwirtschaftliche Unternehmen und eine internationale Nichtregierungsorganisation vertreten. Sie hatten die Aufgabe, ihre Verwendungsweise von Energieszenarien zu beschreiben und auf dieser Grundlage ihren spezifischen Bedarf in Bezug auf Energieszenarien darzulegen.

9Die Workshops wurden gemeinsam von den in Tabelle 1 angeführten Partnern veranstaltet. Die organisatorische Gestaltung übernahmen Linda Nierling (ITAS/KIT) und Sarah Meyer (ITAS/KIT).

Tabelle 1: Veranstalter der Workshops

Partner

Einrichtung

Prof. Wolf Fichtner

Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP) Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Prof. Armin Grunwald

Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Dipl. Phys. Peter Michael Nast

Institut für Technische Thermodynamik Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR), Stuttgart

Prof. Ortwin Renn

Institut für Sozialwissenschaften (ZIRN) Universität Stuttgart

Prof. Alfred Voß

Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung Universität Stuttgart

Prof. Martin Wietschel

Fraunhofer Institut für System und Innovationsforschung (ISI), Karlsruhe

3 Energieszenarien – Bestimmung des Gegenstandes

  • 1 Die als Autor ausgewiesene Internationale Energieagentur (IEA) ist eine Tochterorganisation der Org (...)

10Nationale und internationale Energieszenarien werden seit den 1970er Jahren in großer Zahl zu unterschiedlichen energiepolitischen Fragen veröffentlicht. So wurde etwa der regelmäßig aktualisierte World Energy Outlook der IEA/OECD1, der in seiner jährlichen Aktualisierung heute eine der meistzitierten Szenarioanalysen zur Entwicklung des globalen Energiesystems darstellt, erstmals 1993 veröffentlicht [International Energy Agency 1993]. Die Vielfalt der heute vorliegenden und jährlich hinzukommenden Studien ist in mehreren Dimensionen heterogen und schwer überschaubar:

11Hinsichtlich der thematischen Ausrichtung reicht das Spektrum von der Analyse der Konsequenzen der Durchführung einzelner politischer Maßnahmen auf nationale Energiesysteme bis zur Beschreibung möglicher Entwicklungen der globalen Energieversorgung. So wurden 2010 in den Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung etwa die Konsequenzen alternativer Laufzeitverlängerungen von Kernkraftwerken für die deutsche Energiewirtschaft untersucht ([Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie 2010a], Wolfgang Langen in diesem Band), während der aktuelle World Energy Outlook die möglichen Entwicklungen der globalen Energieversorgung unter Berücksichtigung nationaler Klimaschutzmaßnahmen beschreibt [International Energy Agency 2010a].

12Für die Erstellung von Energieszenarien kommt ein breites Spektrum unterschiedlicher Modellierungsansätze zum Einsatz. Üblicher Weise werden eher volkswirtschaftlich orientierte Top-Down-Ansätze von eher prozessorientierten Bottom-Up-Ansätzen unterschieden, wobei in beiden Gruppen wiederum unterschiedliche Modelltypen Verwendung finden (Martin Schönfelder et al. und Martin Wietschel et al. in diesem Band). Weitere Methoden stehen für den Brückenschlag zwischen diesen quantitativ arbeitenden Verfahren und qualitativen Ansätzen zu Verfügung (Wolfgang Weimer-Jehle und Hannah Kosow in diesem Band).

13Auch hinsichtlich der Autoren von Energieszenarien ist ein breites Spektrum unterschiedlicher Einrichtungen erkennbar. Es reicht von transnationalen Organisationen wie im Falle des World Energy Outlook, über universitäre und außeruniversitäre Forschungsinstitute wie im Falle der Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung bis hin zu internationalen Konzernen wie etwa im Falle der Shell energy scenarios to 2050 [Shell International BV 2008].

14In einer vierten Dimension sind schließlich auch die jeweiligen Konstellationen, in denen die Studien zum einen erstellt und zum anderen rezipiert und verwendet werden, sehr heterogen. Während der World Energy Outlook ohne externe Beauftragung aus Eigeninitiative der IEA/OECD heraus verfasst wird und einen unspezifischen Adressaten aufweist, werden etwa die Politikszenarien im Auftrag des Umweltbundesamtes als Bestandteil der nationalen Berichterstattung über die Entwicklung der Treibhausgasemissionen gegenüber der Europäischen Kommission erstellt ([Umweltbundesamt 2009], Diana Nissler in diesem Band).

15Wie im ersten Beitrag von Armin Grunwald geschildert wird, stellt die skizzierte mehrdimensionale Heterogenität von Energieszenarien nicht nur eine Herausforderung für eine Gegenstandsbestimmung dar, sondern verweist auf eine ganze Reihe weitgehend offener Forschungsfragen, die dem Feld der Energieszenarien zugrunde liegen. Betrachtet man Energieszenarien entlang ihres „Lebensweges“, beginnend bei ihrer Konstruktion über ihre Bewertung und endend bei ihrer Wirkung, wird deutlich, dass es sich hierbei nicht um isolierte Einzelfragen handelt, die von den beteiligten Disziplinen alleine beantwortet werden könnten. Vielmehr handelt es sich um stark miteinander verwobene Problemstellungen, die es in einem interdisziplinären Forschungsprogramm zu bearbeiten gilt.

16Wenn also mit den Workshops Vertreter der Anbieter- und Nachfragerseite von Energieszenarien zum Dialog geladen wurden, so geschah dies gleichzeitig, um Experten sowohl für ihre Konstruktion als auch für ihre Wirkung in die Eruierung dieser Forschungsfragen einzubinden. Um die Problemstellungen entlang des Lebensweges in ihrer Gesamtheit erfassen zu können, wurden außerdem Vertreter der Philosophie als Experten für Fragen der Bewertung von Energieszenarien ebenfalls an den Workshops beteiligt.

4 Übersicht über die Beiträge der Workshops

17Mit dem ersten Beitrag des Tagungsbandes schließt Armin Grunwald an die zuvor skizzierte Bestimmung des Gegenstandes an und stellt einen analytischen Rahmen für die kritische Auseinandersetzung mit Energieszenarien vor. Ausgehend von der Entfaltung des Bewertungsproblems von Energieszenarien stellt er ein umfassendes Forschungsprogramm vor, das ihre integrierte Analyse über ihren gesamten Lebensweg hinweg zum Ziel hat.

18Für die Sortierung der weiteren Beiträge wurde die für die Workshops leitende Unterscheidung von Angebot und Nachfrage aufgegriffen, so dass zunächst Autoren aus der Wissenschaft die Perspektive der Anbieter einnehmen, indem sie methodische Aspekte und aktuelle Fallbeispiele ihrer Arbeit vorstellen. Anschließend nehmen Vertreter unterschiedlicher gesellschaftlicher Akteure die Sicht des Nachfragers ein und schildern ihren spezifischen Rezeptions- und Verwendungskontext von Energieszenarien.

19Martin Schönfelder et al. geben in ihrem Beitrag einen Überblick über die unterschiedlichen computergestützten Methoden der Erstellung von Energieszenarien und stellen anschließend optimierende Energiesystemmodelle als eine dieser Methoden im Detail vor. Mit der Fokussierung auf die Modellierung der Energienachfrageseite vertiefen Martin Wietschel et al. in ihrem Beitrag die methodische Diskussion. Um unter anderem der wachsenden Bedeutung von Energieeffizienzmaßnahmen zur Erreichung von Klima- und Ressourcenschutzzielen gerecht zu werden, sehen die Autoren auch auf der Seite der Modellierung einen dringenden Bedarf der methodischen Weiterentwicklung. Wolfgang Weimer-Jehle und Hannah Kosow stellen die Cross-Impact-Bilanzierungsanalyse als eine Methode für die systematisierte Festlegung von Rahmenannahmen vor. Im Zentrum dieser methodischen Erweiterung steht die Entwicklung konsistenter Kontextszenarien, die es erlauben, auch qualitative Annahmen bei der computergestützten Modellierung in systematischer Weise zu erfassen. Dem folgt der Beitrag von Ulrich Fahl et al., in dem mit der Energieprognose 2009 ein aktuelles Fallbeispiel vorgestellt wird [Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie 2010b]. Im Mittelpunkt ihrer Beschreibung steht die Diskussion der Annahmen, wie etwa die zugrunde gelegten Laufzeitverlängerungen für Kernkraftwerke, und der Ergebnisse dieser Studie – einschließlich einer Sensitivitätsanalyse. Franz Trieb und Tobias Naegler analysieren in einer weiteren Fallstudie die Möglichkeiten einer nachhaltigen Bereitstellung von Strom und Trinkwasser für Europa, den Mittleren Osten und Nordafrika. Im Zentrum der Analyse steht ein Szenario, das ausgehend von den heutigen Gegebenheiten in den drei Regionen eine mögliche Entwicklung der Energie- und Wasserversorgung beschreibt. Anhand der Energy Technology Perspectives 2010 der Internationalen Energieagentur erweitert Uwe Remme in seinem Beitrag den Blick auf globale Problemstellungen [International Energy Agency 2010b]. Anhand eines Energieszenarios und dessen Vergleich mit einer Referenzentwicklung wird die Möglichkeit der Erreichung einer Halbierung der energiebedingten globalen CO2- Emissionen bis 2050 in Bezug auf 2005 diskutiert.

20Die Perspektive der Nachfrager nehmen als Erste Aurélie Fleury et al. ein. Aus Sicht eines Energieversorgungsunternehmens schildern sie zum einen die Verwendung von Energieszenarien bei strategischen Entscheidungen des Unternehmens – etwa bei Investitionsentscheidungen über Kraftwerksneubauten – und formulieren hierauf aufbauend Anforderungen an Energieszenarien. Indem Diana Nissler in ihrem Beitrag die Verwendung von Energieszenarien im Umweltbundesamt schildert, wird erstmals die Perspektive eines politischen Akteurs eingenommen. Neben der vertiefenden Betrachtung von drei Studien wird die Koordination der Szenarienarbeit im Umweltbundesamt in übergreifender Weise vorgestellt. Anschließend beschreibt Wolfgang Langen – ebenfalls aus der Perspektive eines politischen Nachfragers – die Verwendung von Energieszenarien in der Entscheidungsvorbereitung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie. Im Zentrum stehen hierbei das Energiekonzept der Bundesregierung von 2010 und die hierfür in Auftrag gegebenen Energieszenarien. Mit der Vorstellung der aktuellen Studie Energy [R]evolution 2010 erweitert Sven Teske schließlich erneut den Blick auf die globale Perspektive [Greenpeace International und European Renewable Energy Council (EREC) 2010]. Neben einer detaillierten Vorstellung der Studie wird eingehend die historische Entwicklung des Umgangs mit Energieszenarien bei Greenpeace als einer internationalen Nichtregierungsorganisation geschildert.

Bibliographie

Literaturverzeichnis

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie 2010a, Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung, aufgerufen am 8. Dezember 2010, <http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/energieszenarien_2010.pdf>

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie 2010b, Die Entwicklung der Energiemärkte bis 2030. Energieprognose 2009, aufgerufen am 8. July 2010, <http://en.rwi-essen.de/media/content/pages/publikationen/rwi-projektberichte/PB_Energieprognose-2009.pdf>.

Greenpeace International und European Renewable Energy Council (EREC) 2010, Energy [R]evolution. A Sustainable Energy Outlook, aufgerufen am 12. Januar 2011, <http://www.greenpeace.org/usa/Global/usa/report/2010/6/greenpeace-energy-revolution.pdf>.

International Energy Agency 1993, World energy outlook to the year 2010, Paris: OECD/IEA.

International Energy Agency 2010a, World energy outlook 2010, Paris: OECD/IEA.

International Energy Agency 2010b, Energy Technology Perspectives 2010: scenarios and strategies to 2050, Paris.

Möst, D, Fichtner, W & Grunwald, A (Hrsg.) 2009, Energiesystemanalyse: Tagungsband des Workshops "Energiesystemanalyse'' vom 27. November 2008 am KIT Zentrum Energie, Karlsruhe, Karlsruhe: Universitätsverlag Karlsruhe.

Shell International BV, 2008, Shell energy scenarios to 2050, aufgerufen am 5. Dezember 2008, <http://www.shell.com/static/aboutshellen/downloads/our_strategy/shell_global_scenarios/shell_energy_scenarios_2050.pdf>.

Umweltbundesamt 2009, Politikszenarien für den Klimaschutz V – auf dem Weg zum Strukturwandel – Treibhausgas-Emissionsszenarien bis zum Jahr 2030, Reihe Climate Change, Dessau.

Notes

1 Die als Autor ausgewiesene Internationale Energieagentur (IEA) ist eine Tochterorganisation der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD).

Auteurs

Karlsruher Institut für Technologie, Campus Nord, Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS), 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, Deutschland, E-Mail: dieckhoff@kit.edu, Telefon: +49/(0)721/608-26794

Karlsruher Institut für Technologie, Campus Nord, Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS), 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, Deutschland, Telefon: +49/(0)721/608-26794

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