Halbzeit der Energiewende? (eBook)

Einleitung und Danksagung 5
Inhaltsverzeichnis 8
Teil I Die Energiewende bisher 15
1 Energiewende 1.0 16
1.1Momentaufnahmen 17
1.2Energiewende gleich Stromwende 21
1.3Entwicklung der erneuerbaren Energien 23
1.3.1Die ersten 25 Jahre der Energiewende in Deutschland 24
1.3.2Die Erneuerbaren werden erwachsen 28
1.3.3Das Auf und Ab der Photovoltaik in Deutschland 28
1.4Energiewende – Stillstand contra Durchstarten 30
1.4.1Kaum Fortschritte bei der Energiewende 30
1.4.2Gründe für das Stocken der Energiewende 32
1.4.3Engagement für die Energiewende 42
Literatur 44
2 Am Ende der ersten Halbzeit 47
2.1Der Spielplan der Energiewende 47
2.1.1Ziele und Spielregeln 48
2.1.2Märkte und Grundstruktur des Energiesystems 49
2.1.3Zwei Mannschaften 50
2.1.4Zeitlich begrenzte Spieldauer – zwei Halbzeiten 51
2.1.5Der Schiedsrichter und die Zuschauer 51
2.2Der Verlauf der ersten Halbzeit 52
2.2.1Die Neuen im Markt 52
2.2.2Probleme tauchen auf 53
2.2.3Kurskorrekturen der Politik 58
2.2.4Der Beginn der Ernsthaftigkeit 62
2.2.5Das Ende der ersten Halbzeit 62
2.3Neuorientierung 63
2.3.1Vernachlässigung der Klimapolitik 63
2.3.2Das Wachrütteln 66
2.3.3Abschied von den Fossilen 68
2.3.4Neue Energie- und Klimapolitik 71
2.3.5Die Herausforderungen der zweiten Halbzeit 72
Literatur 72
3 Energiewirtschaft und Industrie 75
3.1Der Wandel in der Energiewirtschaft 75
3.1.1RWE – alte und neue Energiewelt unter einem Dach 75
3.1.2Die neue E.ON-Story 82
3.1.3Das Tauschgeschäft 86
3.1.4Leitmesse E-world energy & water
3.2Auf dem Weg zur Industrie 2050 91
3.2.1Industrie treibt Klimaschutz voran 91
3.2.2Energieintensive Industrien 93
3.2.3Transformationspfade der Industrie bis 2050 95
3.3Die Automobilindustrie und das Ende des Verbrennungsmotors 96
3.3.1Automobiltechnik am Ende des Ölzeitalters 96
3.3.2Das Festhalten am Verbrennungsmotor 99
3.3.3Mobilität im Wandel 101
Literatur 102
Teil II Der Wandel der Energiewelt 105
4 Industrielle Revolutionen und die neue Energiewelt 106
4.1Die bisherigen wirtschaftlichen Revolutionen 106
4.1.1Charakteristika ökonomisch-gesellschaftlicher Revolutionen 107
4.1.2Vor den industriellen Revolutionen – die Bedarfswirtschaft 111
4.1.3Erste industrielle Revolution???der Siegeszug der Dampfkraft 113
4.1.4Die zweite industrielle Revolution???die Elektrizität, das Öl und der Verbrennungsmotor 114
4.2Die dritte industrielle Revolution – oder doch nur Industrie 3.0? 117
4.2.1Veränderungen in der Kommunikation-Energie-Matrix 118
4.2.2Dritte ökonomische Revolution versus Industrie 4.0 120
4.3Eine neue ökonomische Revolution? 122
4.3.1Kommunikation – individual und global 122
4.3.2Logistik – verteilt und autonom 123
4.3.3Energie – dezentral und regenerativ 125
4.4Disruptive Veränderungen in den industriellen Revolutionen 126
4.4.1Merkmale disruptiver Innovationen 127
4.4.2Bewertung der Veränderungen in den industriellen Revolutionen 129
4.4.3Disruptionen und Revolutionen – wann hat sich wirklich etwas verändert? 129
4.5Die Rolle der Energie in der 4. Industriellen Revolution 133
4.5.1Die neue Kommunikation-Energie-Matrix 133
4.5.2Verständnis und Definition der Energiewende 135
Literatur 138
5 Digitalisierung und gesellschaftlicher Wandel 140
5.1Die Zukunft ist heute – Szenarien für 2020 141
5.1.1Zukunftsforschung 141
5.1.2Horizons2020 – unsere Gesellschaft im Jahr 2020 142
5.1.3Die prognostizierte Energiewelt 2020 147
5.1.4Was die Szenarien nicht beschreiben 149
5.2Gesellschaft im Umbruch 150
5.2.1Globalisierung und Nationalstaaten 151
5.2.2Starker Staat oder mehr Marktfreiheit? 153
5.2.3Demografischer Wandel – mangelnde Veränderungsbereitschaft? 156
5.3Digitalisierung und digitale Wirtschaftsentwicklung 162
5.3.1Digitalisierung im Mittelstand 162
5.3.2Digitalisierung und digitale Transformation 163
5.3.3Cyber-physische Systeme in der Industrie 4.0 165
5.3.4Unterschiedliche Bezugsebenen des digitalen Wandels 165
5.3.5Veränderung der Wertschöpfung 167
5.3.6Value Creation in einer digitalisierten Welt 170
5.3.7Gesellschaftliche Herausforderung – Veränderung der Arbeitswelt 171
5.3.8Bedeutung der Digitalisierung für die Energiewelt 172
Literatur 173
6 The Value of Energy – Der Wert der Energie 176
6.1Unsere wertvolle Welt 176
6.2Der Wertbegriff in den ökonomischen Theorien 178
6.2.1Arbeit, Wertschöpfung und Preisbildung 178
6.2.2Vom Merkantilismus zur Neoklassik – ökonomische Werttheorien im Wandel 179
6.3Wertschöpfung im Energiesystem 183
6.3.1Die Wertschöpfungskette der konventionellen Energien 184
6.3.2Wertschöpfungsketten der regenerativen Energien 187
6.4Energie- und Strompreisgestaltung 191
6.4.1Energiepreise und Markt 191
6.4.2Strompreise in Deutschland 193
6.4.3Stromgestehungskosten und Merit-Order-Effekt 196
6.5Der neue Wert der Energie 199
6.5.1Wertbildung bei den erneuerbaren Energien 201
6.5.2Wertelemente der Energie jenseits der Kosten 202
6.5.3Der Wert der Versorgungssicherheit 204
6.6Kostenlose Energie in der neuen Energiewelt? 207
6.6.1Infrastruktur als Voraussetzung zur Wertgenerierung 207
6.6.2Kostenlose Energie? 208
6.6.3Wem gehört die Energie? 209
6.6.4Eintrittsgeld für Offshore-Windparks 211
6.7Die neuen Wertdimensionen der Energie 213
6.7.1Messung des wirtschaftlichen Fortschritts 213
6.7.2Die neuen Wertgrößen der Energie 214
Literatur 215
Teil III Die neue Energiewelt 217
7 Die Nutzensicht der Energiewende 218
7.1Nutzenbetrachtung 218
7.1.1Wenn nicht, dann negativ 218
7.1.2Individueller Nutzen als Treiber 222
7.1.3Nutzendefinition – direkter und indirekter Nutzen 222
7.2Zustandsänderung Klimawandel 225
7.2.1Negative Zustandsänderung 225
7.2.2Beispiele für die Auswirkungen des Klimawandels 226
7.2.3Aufwand zur Vermeidung negativer Zustandsänderungen 231
7.3Symbiose von direktem und indirektem Nutzen 234
7.4Nutzen der Energiewende 237
7.4.1Wende zum Weniger? 237
7.4.2Gesamtwirtschaftlicher Nutzen der Energiewende 238
7.4.3Individueller Nutzen verschiedener Bezugsgruppen 241
7.4.4Nutzenstreben in der Marktwirtschaft 243
Literatur 244
8 Wasserstoff 246
8.1Innovation Wasserstoff 247
8.1.1Im Anfang war der Wasserstoff 247
8.1.2Die neue Rolle des Wasserstoffs 247
8.1.3Vor 30 Jahren: Technologien für solaren Wasserstoff 249
8.2Wasserstofftechnologien 252
8.2.1Verfahren zur Wasserstofferzeugung 252
8.2.2Die Wasserstoff-Farbenlehre 256
8.2.3Das Dream-Team – Wasserstoff und elektrischer Strom 260
8.2.4Wasserstoff speichern 263
8.2.5Nutzung der Erdgasinfrastruktur 265
8.3Die Wasserstoffpolitik in Deutschland 266
8.3.1Förderung der Wasserstofftechnologie 267
8.3.2Anlass für eine Nationale Wasserstoffstrategie 267
8.3.3Die Politik ergreift die Initiative 269
8.3.4Kernpunkte der Nationalen Wasserstoffstrategie 270
8.4Marktdesign für eine Wasserstoffwirtschaft 273
8.4.1Globale Wertschöpfungsketten der Wasserstoffproduktion 273
8.4.2Erforderliche Wasserstoffinfrastruktur 275
8.4.3Dezentralität und Regionalität – Wasserstoffprojekte in Deutschland 278
Literatur 281
9 Ziele und Merkmale der neuen Energiewelt 286
9.1Ziele des neuen Energiesystems 286
9.1.1Unklare Energieziele 286
9.1.2Weiterentwicklung des bisherigen Zieldreiecks 288
9.1.3Zieldimension Energieeffizienz 290
9.1.4Zieldimension Transparenz 293
9.1.5Das erweiterte Energiezielsystem 294
9.1.6Die neue Energie-Zielraumkarte 295
9.2Dezentralität und Netzwerkansatz 298
9.2.1Dezentralität als Merkmal des Energiesystems 298
9.2.2Innovationen und Mittelstand 301
9.2.3Der Netzwerkansatz 303
9.3Digitalisierung und intelligente Systeme 305
9.3.1Verteilte Systeme 306
9.3.2Verfügbarkeit der Daten 307
9.3.3Intelligente Systeme 308
9.3.4Neue digitale Geschäftsmodelle 309
9.4Verfügbarkeit der Energie 311
9.4.1Der zukünftige Energiebedarf 311
9.4.2Strom als Energieträger 312
9.4.3Stromerzeugung in Deutschland 313
9.4.4Puffer- und Speicherfähigkeit 315
9.4.5Verantwortung für die Verfügbarkeit 317
Literatur 318
Teil IV Auf dem Weg in eine neue Energiegesellschaft 321
10 Strategien für die zweite Halbzeit 322
10.1Die Energiewelt aus Sicht der Wissenschaft 323
10.1.1ESYS – Energiesysteme der Zukunft 323
10.1.2Dena-Leitstudie Integrierte Energiewende 327
10.1.3Vergleich der drei Grundsatzstudien ESYS, BDI und dena 332
10.1.4Agora Energiewende – Thinktank und Politiklabor 332
10.1.5Ecologic Institut – Transition in die neue Energiewelt 334
10.2Die vier Ebenen der Energiewelt 337
10.3Nationale Politik 340
10.3.1Bundesministerium für Wirtschaft und Energie 340
10.3.2Zukunftsbilder der Parteien 343
10.3.3Wärmewende und Sektorkopplung 349
10.4Anforderungen an das Marktdesign 351
10.4.1Das alte Marktdesign wird nicht mehr funktionieren 351
10.4.2Strom und Wasserstoff – die Energieträger der neuen Energiewelt 352
10.4.3Wasserstoffmarktdesign 353
10.4.4Der flexible Strommarkt 355
10.5Mobilität in der neuen Energiewelt 358
Literatur 359
11 Energiewandel in der Wirtschaft 362
11.1Neuorientierung der Energiewirtschaft 363
11.1.1Die neue Energiewelt aus Sicht von RWE und E.ON 363
11.1.2Siemens und die Energiezukunft 366
11.2Die Renaissance der Kernenergie? 372
11.2.1Das Klima retten mit Atomstrom? 373
11.2.2Bewertung der Nutzung der Kernenergie 374
11.2.3Abwägen oder neu denken? 377
11.3Die Konzepte der Industrie 379
11.3.1Szenarien der Großindustrie 379
11.3.2Die Klimastudie des BDI 383
11.3.3Auf dem Weg zum grünen Stahl 385
11.3.4Roadmap Chemie 2050 389
11.3.5Batterie- und Speichertechnik im industriellen Maßstab 391
11.4Mittelstand, Innovationen und Start-ups 393
11.4.1Mittelstand und Innovationen 393
11.4.2Start-ups im Energiebereich 395
Literatur 397
12 Kommunale neue Energiewelt 401
12.1Stadtwerke – Energiewirtschaft vor Ort 401
12.1.1Stadtwerk der Zukunft 401
12.1.2Stadtwerke als lokale Infrastrukturdienstleister 403
12.2Quartiersentwicklung und Sektorkopplung 405
12.2.1Sektorkopplung auf kommunaler Ebene 405
12.2.2Kommunale Wärmenetze 406
12.2.3Urbane Wärmewende gestalten 407
12.2.4Transformation des Wärmemarktes 407
12.3Kommunale und regionale Konzepte 409
12.3.1Energieland2050 409
12.3.2Kommunale Mobilität 412
12.4Smart City – mehr als nur eine Energiefrage 413
Literatur 415
13 Wegmarken zu einer neuen Energiegesellschaft 416
13.1Neues Verständnis von Energie 416
13.2Merkmale der neuen Energiewelt 418
13.3Auf dem Weg 419
13.4Was nun zu tun ist 421