Fragenkatalog
Vorwort
Die Anhörung kann in Anbetracht des zur Verfügung stehenden Zeitfonds den Fokus nur auf wenige Schlüsselgebiete zu dieser Thematik richten. Ziel soll es sein, den Mitgliedern der Enquete-Kommission durch Befragung der eingeladenen Sachverständigen über deren Ansichten und Erfahrungen einen möglichst umfassenden Überblick über die Entwicklungstrends auf den jeweiligen Schlüsselgebieten zu vermitteln. Nicht die flächendeckende Beschreibung, Besprechung und Darstellung des aktuellen Status einzelner Technologien steht im Mittelpunkt, sondern die Gewinnung der für die Fragestellung und Ziele der Enquete-Kommission aus der Sicht eines Fachmannes benötigten Informationen über mögliche zukünftige Entwicklungen einzelner technologischer Bereiche.
Daher werden den Sachverständigen in der Anhörung auch keine detaillierten Fragenlisten zur Beantwortung vorgelegt, sondern es wird davon ausgegangen, dass in der vorab erbetenen schriftlichen Beantwortung der Fragen ein möglichst breiter Überblick gegeben wird und im mündlichen Vortrag zum vorgegebenen Themenschwerpunkt die Entwicklungsmöglichkeiten der Technologie-Felder gegebenenfalls etwas tiefgründiger dargestellt werden.
1 Hintergrund und Ziele der
Anhörung
Angesichts einer wachsenden Weltbevölkerung und eines zunehmenden Bedarfs an Energiedienstleistungen, eines 80 %igen Anteils fossiler Energien am gesamten Weltenergieverbrauch und der energiebedingten Umweltbelastungen und Treibhausgasemissionen kommt neuen und weiterentwickelten Energietechniken für eine nachhaltige Energienutzung und -wandlung eine besondere Bedeutung zu. Auch sind technische Veränderungen, in einem größeren Systemzusammenhang betrachtet, von erheblicher Bedeutung für eine effiziente Nutzung von Energie, z. B. die Kreislaufführung von energieintensiven Werkstoffen in einer Volkswirtschaft oder eine Siedlungsweise, die benötigte Temperaturniveaus von Energieverbrauchern oder Warenverflechtungen mitberücksichtigt.
Europa mit einem heutigen Energieverbrauch von rd. 6000 W pro Kopf und Jahr und CO2-Emissionen von 8 t CO2/cap x a müsste zur Erreichung des Ziels einer nachhaltigen Energienutzung und -versorgung seinen Energiebedarf bis etwa Mitte dieses Jahrhunderts auf etwa 2000 W/cap x a sowie etwa 2,5 t CO2/cap x a reduzieren.
Ziel der Anhörung ist es, die Perspektiven und Beiträge von neuen und weiter entwicklungsfähigen Energietechniken zu dieser Vision einer nachhaltigen Energienutzung und -versorgung aufzuzeigen. Dabei soll auch der notwendige Forschungs- und Entwicklungsbedarf angesprochen und die Dynamik von Re-Investitionszyklen mit berücksichtigt werden.
2 Technologiefelder der
Anhörung
Ausgehend von den Anforderungen an eine nachhaltige Energienutzung und -versorgung hat die Kommission die nachstehenden Technologiefelder als Gegenstand der Anhörung ausgewählt. Bei der Beantwortung der Fragen erwartet die Kommission neben Antworten zur Darlegung des Entwicklungsstands und der technischen Entwicklungsperspektiven auch Aussagen zu Kosten und möglichen Kostenentwicklungen, möglichst auch mit einem längeren Zeithorizont bis 2030 und bis 2050, zu den Technikbereichen:
· Gebäudebereich einschließlich Heiz- bzw. Klimatisierungstechnik
· Industrieprozesse (Energieeinsparung, neue Technologien)
· Erneuerbare Energien
· Kraftwerkstechnik und neue Umwandlungstechnologien
· CO2-Rückhaltung
· Neue Energieträger (Wasserstoff, Methanol)
· Systemaspekte (virtuelle Kraftwerke, Steuerung fluktuierender Quellen).
Der Verkehrsbereich wird in der Anhörung nicht behandelt, weil diesem Energieverbrauchssektor eine eigene Anhörung gewidmet wird.
3 Fragenkatalog an die
Sachverständigen
Der Fragenkatalog besteht aus einem allgemeinen und einem
technikspezifischen Fragenteil.
3.1 Allgemeine Fragen
1. Sie haben die o. g. Technikbereiche zur Kenntnis genommen. Fehlen nach Ihrer Ansicht Technikbereiche, die als wesentliches Feld im Jahre 2050 merklich zum Klimaschutz in Westeuropa beitragen dürften (z. B. höhere Materialeffizienz und Recycling energieintensiver Werkstoffe)?
Wenn ja, welche und warum (abgesehen von der Verkehrstechnik, die separat Thema einer Anhörung sein wird)? Wenn ja, welche Bedeutung hätte dieses Technologiefeld für den Klimaschutz bis 2050?
2. Wenn Westeuropa bis 2050 seine energiebedingten Treibhausgasemissionen um zwei Drittel bis 80 % gegenüber 1990 vermindern müsste, für welche Technologiefelder stehen heute schon wichtige emissionsarme (oder -freie) Technologien bereit, die wegen langer Re-Investitionszyklen schon im kommenden Jahrzehnt marktfähig entwickelt und politisch durch entsprechende Rahmenbedingungen gefördert werden müssten?
3. Bei welchen System-Innovationen der Energienutzung oder -versorgung sehen Sie große Effizienzverbesserungs- oder Emissionsminderungspotentiale, aber zugleich sehr große Einführungshemmnisse und -zeiten? Welche Hemmnisse und vorhanden Strukturen sind das?
4. Sehen Sie für die o. g. sieben Technologiebereiche und ihre Systemaspekte heutzutage hinreichend Aufmerksamkeit bei den Technischen Hochschulen, Universitäten und sonstigen nicht-universitären Forschungseinrichtungen oder bei der Technologieförderung des Staates auf Landes-, Bundes- und EU-Ebene? Sehen Sie hinreichend Aufmerksamkeit in den FuE-Labors der betroffenen Industriezweige? Wenn nein, welche Gründe sehen Sie für die unzureichende Aufmerksamkeit bzw. unzureichende Aktivitäten?
3.2 Spezielle Fragen zu einzelnen
Technologien
3.2.1 Gebäudebereich einschließlich Heiz- und
Klimatisierungstechnik
1. Welche Mehrkosten entstehen bei Neubauten nach der neuen Energiesparverordnung durchschnittlich gegenüber der alten Fassung der WärmeschutzVO? Um welchen Prozentsatz könnten sich diese Kosten in den nächsten fünf bis zehn Jahren etwa reduzieren?
2. Welche neuen Wärmedämmtechnologien für Neubauten und Gebäudesanierungen sind derzeit in der Entwicklung, und wann rechnen Sie mit einem breiten Markteinsatz dieser Technologien (z. B. Vakuumisolation, Wärmedämmputze, Ultra-Wärmedämm-Fenstersysteme, etc.)?
Welche Jahreswärmebedarfswerte ließen sich mit derartigen Systemen erzielen? Wie würde sich der Energiebedarf bei klimatisierten Gebäuden verändern?
3. Welche Wärmeerzeuger könnten bei neuen Siedlungen und bestehenden Gebäuden und Siedlungen die energiebedingten Treibhausgasemissionen einschließlich der vorgelagerten Energiewandlungsstufen wesentlich reduzieren? Wie bewerten Sie dabei Systeme, wie z. B. solarthermisch gestützte Wärmeerzeugungssysteme, kombiniere Brennstoffzellen/Wärmepumpensysteme, die auch die Warmwassererzeugung und eventuell die Klimatisierung mit einschließen?
4. Welche Gründe sprechen dagegen, dass die Wärmedämmsysteme der gemäßigten Breiten auch in Ländern mit hohem Klimatisierungsbedarf eingesetzt werden könnten?
5. Welchen Heizwärmebedarf erwarten Sie typischerweise für Ein- und Zweifamilienhäuser, Mehrfamilienhäuser, Bürogebäude und Produktionshallen, wenn sie im Stil der Passivhäuser gebaut werden würden? Wo liegen die Grenzen des Konzeptes der Passivhäuser (z. B. hohe Gebäude in Innenstädten, Produktionshallen, Tallagen mit Verschattung im Winter, Kosten)? Wie groß schätzen Sie den Anteil neuer Gebäude in diesem Jahrhundert ein, der nicht nach dem Passivhauskonzept aus den o. g. und anderen Gründen gebaut werden könnte?
6. Welche Siedlungskonzepte sind erforderlich, um Passivhausbauweisen optimal nutzen zu können? Welche rechtlichen Gegebenheiten stehen diesem Ansatz derzeit in Deutschland entgegen?
7. Welche Wärmeerzeuger (einschließlich Warmwassererzeugung) sind für Passivhäuser und -gebäude unter dem Aspekt der Vermeidung von Treibhausgasemissionen am ehesten zu empfehlen und warum?
8. Könnte man das Konzept der Passivhausbauweise auch so abändern, dass es in heißen Erdteilen zu einem minimalen Aufwand für Klimatisierungsenergie führt? Oder sind hier eher neue Konzepte erforderlich?
3.2.2 Industrieprozesse (Energieeinsparung, neue Technologien)
9. Welche technologischen Entwicklungen lassen langfristig (z. B. in den kommenden drei bis fünf Jahrzehnten) eine wesentliche Reduktion des spezifischen Energieverbrauchs von Industrieprozessen erwarten? Wie groß sind ihre Energieeinsparpotentiale in den einzelnen Industriesektoren oder Technologiebereichen (z. B. Trocknung, Stofftrennung, Hochtemperaturverfahren, Zerkleinern, Formgebung, etc.)?
10. Welche Rolle spielen vermutlich dabei in Zukunft die Biotechnologie, die Membrantechnik, die Nanotechnik, Adsorptions-Verfahren und andere physikalisch-chemische Verfahren? Welche Rolle spielen neue Katalysatoren, neue Materialien (inkl. Sprayen oder Porosieren von Metallen), ein verstärktes Recycling energie- und werkstoffintensiver Materialien, neue Konstruktionsprinzipien oder die Werkstoffsubstitution?
11. Wenn Sie sich alle diese technologischen Möglichkeiten vor Augen halten, auf welche Gebiete sollte sich staatliche Forschungsförderung konzentrieren? Können Sie für Ihre Empfehlungen stichwortartig Ihre Begründung nennen?
12. Welche organisatorischen, unternehmerischen und rechtlichen Innovationen halten Sie für erforderlich, um die Energieintensität der industriellen Produktion und der Nutzung von Industriegütern zu reduzieren (z. B. Geräte-, Maschinen-, Fahrzeug- und Anlagen-Leasing? Re-Use von Teilkomponenten von Maschinen und Anlagen?). Welche rechtlichen Rahmenbedingungen oder technologischen Neuerungen würden diese Entwicklungen erleichtern?
13. Welche Bedingungen müssten gegeben sein, damit man neue (und alte) Gewerbe- und Industriegebiete auch unter thermodynamischen Gesichtspunkten plant bzw. bei Schließungen bestehender Betriebe umstrukturiert, d.h. die
Abwärme energieintensiver zentral gelegener Betriebe als Nutzwärme in umliegenden Betrieben in Form einer Wärme-kaskadennutzung weiterverwendet?
3.2.3 Erneuerbare Energien
14. Wie weit sind die technischen Möglichkeiten der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen noch nicht ausgeschöpft? Welche Stromwandler haben demnach noch das größte technische Entwicklungspotenzial, und welche Gründe lassen sich dazu anführen?
14. Welche dieser Stromerzeugungstechniken hat aufgrund der natürlichen Bedingungen das höchste Anwendungspotenzial in Deutschland? Inwieweit fällt die Prioritätenliste aufgrund der natürlichen Bedingungen mit der Prioritätenliste der wirtschaftlichen Potenziale zusammen?
16. Ist absehbar, dass sich diese ökonomische Prioritätenliste durch Großserienfertigung und damit einhergehende Kostendegression verändern könnte? Wenn ja, für welche Technologie, zu etwa welchem Zeitpunkt oder unter welchen Bedingungen?
17. Wie weit sind die technischen Möglichkeiten der o. g. Techniken der Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen heute noch nicht ausgeschöpft? Welche Wärmeerzeuger aus erneuerbaren Energiequellen haben derzeit noch ein erhebliches technisches Entwicklungspotenzial?
18. Welche Nutzungskonflikte, insbesondere bei der Biomasse bei der Landnutzung, sind von Bedeutung? Könnte langfristig biotechnologisch erzeugte Biomasse eine technologische Option werden?
19. Welche Kostendegressionen und Lerneffekte sind durch Groß-serienfabrikation der unterschiedlichen Technologien in welchen Zeiträumen vorstellbar?
3.2.4 Kraftwerkstechnik und neue Umwandlungstechnologien
20. Welche fortgeschrittenen Konzepte thermischer Kraftwerke sind mit welchen Nettowirkungsgraden und spezifischen Investitionskosten in den nächsten zwei Jahrzehnten zu erwarten? Bitte differenzieren Sie dabei nach den Brennstoffen einschließlich nuklearer Kraftwerkstechnik.
21. Wie schätzen Sie die Bedeutung der zentralen Kraftwerke in den kommenden Jahrzehnten in Deutschland ein, wenn zunehmend dezentrale Stromerzeugungspotentiale (Brennstoffzellen, BHKW, Mikroturbinen, erneuerbare Energiequellen) genutzt und die Informations- und Kommunikationstechnik diese Investitionen durch Fernüberwachung und -steuerung unterstützen würde (virtuelle Kraftwerke)?
22. Welche neuen Kernkraftwerkstypen und Entsorgungstechniken zeichnen sich in den kommenden zwei, drei Jahrzehnten ab? Wie sind das maximale Schadensausmaß bei einem Unfall, sowie die anfallenden Mengen der langlebigen Radionuklide zu beziffern? Welche spezifischen Investitionskosten hätte das Gesamtsystem? Welche Entwicklungsarbeiten sind hierzu noch zu meistern?
23. Welchen Einfluss könnte die Supraleitung in zwei, drei Jahrzehnten auf die Stromverwendung, -speicherung und den Stromferntransport haben? Wären die spezifischen Betriebs- und Kapitalkosten von supraleitenden Stromtransportleitungen deutlich höher als die der heutigen Höchstspannungsleitungen?
24. Die Brennstoffzellen-Technologie würde im konkreten Fall und unter technisch-ökonomischen Wettbewerbsbedingungen andere existierende Energiewandlertechniken verdrängen. Haben diese existierenden Wandlertechniken (Kessel-/Brennertechnik, motorische BHKW, Mikroturbinen, Verbrennungsmotoren) nicht noch ein erhebliches technisches Verbesserungspotenzial und ein Kostensenkungspotenzial, so dass Zweifel an der schnellen Diffusion der Brennstoffzellen-Technik angebracht sind? Wie schätzen Sie die Tatsache ein, dass die Brennstoffzellen auf der Kostenseite bei ihrer derzeitigen Kleinserien- oder Einzelfertigung gegenüber den technischen Wettbewerbern noch einen Aufholbedarf um den Faktor 10 bis 20 haben? Welche Großserienfertigung müsste zumindest erreicht werden, um diese erforderlichen Kostenreduktionen zu erreichen?
25. Hätte die Hybridform von Brennstoffzellen- /Wärmepumpen-Nutzung besondere technische oder Kostenvorteile oder auch Vorteile der besseren Akzeptanz von stromgetriebenen Wärmepumpen? Welche besonders geeigneten Anwendungsgebiete sehen Sie in diesem Zusammenhang (nur im Niedertemperaturbereich oder auch im Mitteltemperaturbereich)?
26. Welche technischen und ökonomischen Entwicklungschancen sehen Sie für gas- und strombetriebene Wärmepumpen? Für welche Anwendungsgebiete bestehen Einstiegsmärkte? Wie sehen Sie die technisch-ökonomischen Chancen von thermischen Solarkollektoranlagen kombiniert mit Wärmepumpen für welche Märkte (kurzfristig bzw. langfristig)?
27. Welche Anwendungsbereiche der Abwärmenutzung durch ORC-Anlagen, bzw. Wärmetransformatoren, sehen Sie? Inwieweit besteht hier eine ähnliche Situation bezüglich der derzeit hohen Anlagekosten wie bei der Brennstoffzellen-Technik, bei der man die ökonomische Wettbewerbsfähigkeit durch Großserienproduktion zu erreichen sucht? Warum versucht man dies nicht bei ORC-Anlagen und Wärmetransformatoren, obwohl die erforderliche Kostenreduktion wesentlich geringer wäre, als bei der Brennstoffzellen-Technik?
28. Welche Einsatzfelder der Wärmeerzeugung sehen Sie, bei denen die Brennertechnik zur Wärmeerzeugung durch Gasturbinen ersetzt werden könnte, um dadurch das exergetische Potenzial besser zu nutzen?
29. Welche anderen Wandlungstechniken zur Wärme- oder
kombinierten
Strom-/Wärme-Erzeugung, die hier nicht genannt wurden und auch
in den Punkten 4.2.3 und 4.2.4 nicht genannt werden, halten Sie
für die Zukunft für sehr bedeutsam? Bitte spezifizieren
Sie auch ihr Einsatzfeld.
3.2.5 CO2-Rückhaltung
30. Wie beurteilt man heute die technischen Möglichkeiten der CO2-Rückhaltung aus großtechnischen Verbrennungsprozessen und die CO2-Speicherung in ausgebeuteten Erdöl- oder Erdgaslagerstätten sowie in tiefliegenden Aquiferen? Kann eine über Jahrhunderte dauernde Speicherung des CO2 garantiert werden?
31. Welche umweltschädigenden Auswirkungen (z. B. durch Veränderung von Grundwasserschichten) wären möglich? Könnten diese technisch beherrscht werden und welche zusätzlichen Kosten würden hierbei entstehen?
32. Wie groß wäre die Speicherkapazität für Deutschland anzusetzen, wenn man alle ausgebeuteten und geeigneten Lagerstätten sowie geeignete Aquifere als CO2-Speicher benutzen wollte?
3.2.6 Neue Energieträger (Wasserstoff, Methanol)
33. Welche Vorteile wären aus Sicht der Nachhaltigkeit gegeben, wenn man Wasserstoff oder Methanol (zunächst aus fossilen Energieträgern) verstärkt als Sekundärenergieträger einsetzen würde? Welche Kostenreduktionen könnte man für bestimmte Anwendungsfälle der Wasserstoff- oder Methanolnutzung durch Massenanwendung erzielen, wenn man diese Sekundärenergieträger in einem erheblich größeren Umfang (z. B. im Verkehr) einsetzen würde?
34. Unter welchen Einsatz- und Randbedingungen und für welche Anwendungsgebiete rechnen Sie frühestens ab wann mit einem ökonomisch wettbewerbsfähigen Einsatz von Wasserstoff auf Basis erneuerbarer Energien? Welchen technologischen Wasserstofferzeugungspfad halten Sie dabei als am wahrscheinlichsten (z. B. Strom/Elektrolyse, photolytische Erzeugung)? Lassen sich hierzu Kostenangaben machen? Wie sind die technischen und kostenbezogenen Einflüsse der Wasserstoffspeicherung?
3.2.7 Systemaspekte (virtuelle Kraftwerke, Steuerung fluktuierender Quelle)
35. Welche ökonomischen und ökologischen Chancen sehen Sie in der Verknüpfung dezentraler Stromenergieeinheiten zu virtuellen Kraftwerken?
36. Wie ist der Stand der Entwicklung der neuen Technik "intelligente Netze" und wann ist mit deren Marktreife zu rechnen?
37. Wie würde sich die Struktur der Energiewirtschaft bei Einführung dieser Technologie verändern (Inklusive Technologie, Netzmanagement und Akteure)?
38. Wie kann und sollte Politik die Einführung dieser Technologie unterstützen?
Können durch diese Technologie auch durch dezentrale Stromerzeugung die Grund- und Spitzenlast sichergestellt und damit Versorgungssicherheit gewährleistet werden?
