Modell Deutschland

                                           Klimaschutz 2050:
                                         ...
Fragestellung, Abgrenzung, Aufgabenteilung


 Wie schafft man -95 % THG-Emissionen bis 2050 in einer „reifen
 Industrieges...
Anlage und Ergebnis Referenzszenario




                                                                      © Prognos A...
Referenzszenario


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Ergebnis Referenz (ohne CCS): energiebedingte THG-
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Innovationsszenario, strategische Setzungen


  Stromerzeugung: Ausbaupfad EE gem. Leitszenario DLR 2008, allerdings
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Innovationsszenario, strategische Setzungen


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Stromverbrauch nach Verwendungszwecken
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Rahmendaten


 Klimaerwärmung: Heizgradtage reduzieren sich um 18 %,
 Kühlgradtage nehmen um 62 % zu !
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Ergebnis Referenz (ohne CCS): energiebedingte THG-
Emissionen

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Ergebnis Innovationsszenario, Dienstleistungssektor


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Innovationsszenario, Ergebnisse Endenergieverbrauch


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Innovationsszenario, PEV (ohne nichtenergetischer Verbrauch)
ohne CCS

     16'000                                        ...
Ergebnisse Innovationsszenario: Energiebedingte THG (mit
CCS)

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Innovation: Gesamt-THG mit CCS


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Ergebnisse Innovationsszenario: Mehrkosten, Kostenelemente


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Parlamentarischer Abend "Modell Deutschland" - Präsentation Prognos

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Präsentation von Prognos zum Parlamentarischen Abend des WWF Deutschland, Berlin, 09.02.2009. Inhalt: Diskussion der Studie „Modell Deutschland – Klimaschutz bis 2050“, die zeigt, wie Deutschland die geforderte Reduktion der Treibhausgase um 95 Prozent erreichen kann und zugleich Stabilität, Wohlstand und Arbeitsplätze langfristig sichert.

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Parlamentarischer Abend "Modell Deutschland" - Präsentation Prognos

  1. 1. Modell Deutschland Klimaschutz 2050: Vom Ziel her denken Dr. Almut Kirchner Dr. Michael Schlesinger Basel / Berlin, 09.Februar 2010 © Prognos AG 1 Agenda/Inhaltsübersicht Methodik, Abgrenzung, Aufgabenteilung Anlage und Ergebnis Referenzszenario Anlage und Ergebnis Innovationsszenario Agenda © Prognos AG 2 1
  2. 2. Fragestellung, Abgrenzung, Aufgabenteilung Wie schafft man -95 % THG-Emissionen bis 2050 in einer „reifen Industriegesellschaft“? I d ti ll h ft“? – Geht das in einer „Welt wie wir sie kennen“? – Wie weit setzt die gegenwärtige Politik die richtigen Leitplanken? – Was bleibt wiedererkennbar ? – Wie weit hilft uns Technologie ? – Was muss grundsätzlich geändert werden ? Grösster Teil der THG-Emissionen in D sind energiebedingte CO2-Emissionen - Energiesektor wird mit detaillierten Energiesystemmodellrechnungen abgedeckt. g Aufgabenteilung: Fragestellung – Prognos: Energiesystemmodellrechungen, detaillierte Szenarien (Nachfrage und Kraftwerkspark) – Öko-Institut: sonstige Emissionen, weitere reduzierende Massnahmenpakete zur Zielerreichung, Komponentenzerlegung, Instrumentierung und Strategie © Prognos AG 3 Szenarien und Methodik 3-stufiges Vorgehen: – Referenzszenario (bup): heutige Klimapolitik und Effizienzentwicklung ambitioniert und ernsthaft fortgeschrieben bekannte Instrumente, stetige Technologieentwicklungen, best practice-Strategien – „Innovationsszenario“ (bup): Zielszenario strategische Vorgaben für Sektoren, Szenarien und Methodik Technologieinnovationen, modal split PV, GV Anpassung der Branchen – Varianten ohne CCS und mit CCS in der Stromerzeugung (ab 2025) M – Lücke: gibt es noch weitere Pakete oder Massnahmen, mit denen eine „allfällig“ zu schliessende Lücke angegangen werden kann? Veränderte Konsummuster etc. (aggregiert)? Komponentenzerlegung der Ergebnisse (Öko-Institut) (top-down): Welche Einflussfaktoren tragen wieviel bei, welche Fristigkeiten sind zu beachten? © Prognos AG 4 2
  3. 3. Anlage und Ergebnis Referenzszenario © Prognos AG 5 Rahmendaten Rahmendaten BIP: +43 %, 0,8 % p.a. Bev.: -12,5 %, Altersversch. Hh-Gr.: 2,11 1,86 © Prognos AG 6 3
  4. 4. Referenzszenario indikatives („wenn-dann)-Szenario“, Auswirkungen von Politikinstrumenten IEKP, allmählich (ambitioniert) verschärft, Gebäude (EnEV, EEW-G, Effizienzrichtlinien etc.) Technologie: – Beleuchtung, – innovative Gastechnologien – Solarthermie, odik – Querschnittstechnologien Motoren, Pumpen, Druckluft effizient – Ab ä Abwärmenutzung t Referenz, Metho – Green IT – KWK … © Prognos AG 7 Ergebnis Referenz (ohne CCS): Alle THG-Emissionen bnisse Referenz: Ergeb © Prognos AG 8 4
  5. 5. Ergebnis Referenz (ohne CCS): energiebedingte THG- Emissionen 1990 – 2050: ohne CCS: -52 % mit CCS: -57 % bnisse Referenz: Ergeb © Prognos AG 9 Anlage und Ergebnis Innovationsszenario © Prognos AG 10 5
  6. 6. Innovationsszenario, strategische Setzungen Stromerzeugung: Ausbaupfad EE gem. Leitszenario DLR 2008, allerdings weniger Bi weniger I i Bio, i Importt Biomasse: Begrenzung der inländisch erreichbaren vorhandenen Primärpotenziale auf 1‘200 PJ Gebäude: Raumwärme möglichst wegsparen, nahezu keine fossilen Energieträger mehr für Raumwärme Verkehr: zungen – starke Verlagerung Güter auf die Schiene, aber kein 3. Gleis Güterverkehrsleistungen auf der Schiene verdreifachen sich bis 2050, gegenüber Innovation: Setz Referenz i 2050 Z R f in Zuwachs um 35 % h – strategische „Elektrifizierung“ des motorisierten Personenverkehrs (kein reiner Benziner, kaum reine Diesel mehr in 2050) – keine fossilen Flüssigkraftstoffe mehr im motorisierten Verkehr Biokraftstoffe 2. und 3. Generation im GV und im PV, Gas im PV © Prognos AG 11 Innovationsszenario, strategische Setzungen Technologie: neue Schlüsseltechnologien bei Materialien und Prozessen – Miniaturisierung – Werkstoffe (insbes. Verbundwerkstoffe), Ersatz von Metallen – Nano, Bio – Prozessinnovationen (z.B. katalytische und enzymatische Prozesse in der Chemie) zungen – Prozessintegration , Produktion auf dem Chip – (Beispiel Pharmazie: zielgenaue Carrier reduzieren Medikamenteneinsatz und –produktion um Grössenordnungen) produktion Innovation: Setz – (Beispiel Geräte: wasserfreie Waschmaschine, Magnetkühlung) © Prognos AG 12 6
  7. 7. Innovationsszenario, strategische Setzungen Industrie und DL: leichte Veränderung der Branchenstrukturen (energieintensive Ind Ind. , übrige , Dienstleistungen ) Wirtschaftswachstum nahezu ), unverändert 1,50 1,40 1,30 zungen 1,20 exwert 1,10 Inde Innovation: Setz 1,00 1 00 0,90 0,80 0,70 2005 2020 2030 2040 2050 energieintensive Branchen übrige Branchen energieintensive Branchen übrige Branchen © Prognos AG 13 Innovationsszenario, Ergebnisse Endenergieverbrauch 10'000 120 9'000 Index CO2-Emissionen 100 PHH – 76% 8'000 DL – 67 % 7'000 Ind – 53 % 80 Verk – 40 % 6'000 EEV – 59 % Index PJ 5'000 60 Strom – 38 % 4'000 EE (ohne Strom) 3'000 40 + 207 % 2'000 20 1'000 0 0 Innovation EEV 2005 2020 2005 2006 2030 2007 2008 2040 2009 2010 2050 2011 2012 2013 2014 2015 Kohle Heizöl Benzin aus Mineralöl Diesel aus Mineralöl Flugtreibstof f Gase Strom Fernwärme Biokraf tstoff Biogas Biomasse Umweltwärme Solarenergie Private Haushalte GHD Industrie Verkehr © Prognos AG 14 7
  8. 8. Stromverbrauch nach Verwendungszwecken 1.800 1.600 1.400 1.200 1.000 PJ omnachfrage 800 600 400 200 Innovation, Stro 0 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 PHH DL Kraf t DL Kühlen und Lüf ten DL Sonstiges Industrie Kraf t Industrie Sonstiges GV Schiene PV Schiene PV Elektroautos Verkehr 2005: 58 PJ, 3.6 % am Gesamtstromverbrauch 2050: 187 PJ, 18.5 % am Gesamtstromverbrauch E-Mobilität 2050: 101 PJ (entspr. 30 GW PV-Leistung, 15 GW Windleistung, ca. 5 GW Grundlast-KW) © Prognos AG 15 Ergebnisse Innovationsszenario, ohne CCS: Ausbaupfad EE Strom (Nettostromerzeugung) 400 350 300 250 TWh 200 150 Innovation EE Strom 100 S 50 0 2005 2020 2030 2040 2050 Biomasse Geothermie Wasserkraf t Windenergie Onshore Windenergie Of f shore Fotovoltaik © Prognos AG 16 8
  9. 9. Ergebnisse Innovationsszenario, Stromerzeugung ohne CCS 700 600 fossile KW: nur noch Gas (Spitze / 500 Regel) Vervierfachung Speicherkapazität, 400 Verachtfachung TWh Innovation, Stro ohne CCS Speichererzeugung 300 Primärerzeugung EE 85 % an 200 Nettoerzeugung om 100 0 2005 2020 2030 2040 2050 Kernkraft Steinkohle Braunkohle Öl und sonstige Erdgas Speicher (Pumpspeicher, sonstige) Erneuerbare Stromimport © Prognos AG 17 Fluktuierende Einspeisung aus Erneuerbaren Energien im Jahr 2030 in MW 90.000 PV 80.000 Wind-Onshore 70.000 Wind-Offshore speisung EE Geothermie und Biomasse (25%) 60.000 50.000 40.000 Eins 30.000 20.000 10.000 0 1001 2001 3001 4001 5001 6001 7001 8001 © Prognos AG 18 9
  10. 10. Resultierende Last (Strombedarf abzüglich Einspeisung erneuerbarer Energien) im Jahr 2030 90.000 90 000 80.000 70.000 resultierende Last 2030 60.000 50.000 L 40.000 30.000 20.000 10.000 0 1 1001 2001 3001 4001 5001 6001 7001 8001Prognos AG © 19 Ergebnisse Innovationsszenario: energiebedingte Treibhausgase (ohne CCS) 1'200 gegenüber 1'000 1990: -91 % 91 bed. THG ohne CCS 800 Mio t CO2‐Äquivalent 600 400 Innovation: Enb 200 0 1990 2005 2020 2030 2040 2050 Private Haushalte GHD Industrie Verkehr Fernwärmeerzeugung Stromerzeugung Sonst. Umwandlung Energiebed. CO2-Em. gem. Inventar CH4 N2O © Prognos AG 20 10
  11. 11. Innovationsszenario, PEV (ohne nichtenergetischen Verbrauch) ohne CCS 16'000 PEV gesamt: 14'000 -57 % Anteil EE 2050: 12'000 73 % Biomasse: 10'000 1‘720 PJ PJ 8'000 6'000 4'000 2'000 Innovation, PEV V 0 2005 2020 2030 2040 2050 Kernkraft Steinkohle Braunkohle Heizöl schwer Heizöl leicht Benzin aus Mineralöl Diesel aus Mineralöl Biokraftstoffe Flugtreibstoff Erdgas, andere Naturgase Sonstige Gase Biogas Abfall Biomasse Umwelt- und Abwärme Geothermie Solarenergie Windenergie Wasserkraft © Prognos AG 21 Ergebnisse Innovationsszenario: Mehrkosten, Kostenelemente 35.000 30.000 25.000 Innovation, Kostenelemente 20.000 Mio. € 15.000 10.000 5.000 0 2010 2020 2030 2040 2050 Wärme PHH Strom PHH Dienstleistungssektor, annuitätisch Industriesektor, annuitätisch E-Autos E-Tankst. Bahn Inf rastruktur © Prognos AG 22 11
  12. 12. Ergebnisse Innovationsszenario, Kosten vs. Einsparungen, 40 Resultante: max. en 0,6 % d. BIP (2035) Innovaiton, Kosten vs. Einsparunge 30 20 Nettoeinsparung ab 2043 10 summiert und Mrd. € 0 diskontiert: 0,3 % BIP 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 -10 -20 -30 -40 Investitionen Einsp.ohne CCS Einsp. mit CCS Resultante ohne CCS Resultante mit CCS © Prognos AG 23 Innovation: THG gesamt ohne CCS 1'400 -87 % 1'200 1990 - 2050 1'000 Mio t CO2-Äquivalent 800 600 400 200 0 1990 2005 2020 2030 2040 2050 Private Haushalte GHD Industrie Verkehr Umwandlungssektor gesamt Energiebedingte sonst. Emissionen Flüchtige und prozessbed Emiss. Produktverwendung Landwirtschaft Landnutzung und Forsten Abfallwirtschaft Insgesamt THG-Emissionen © Prognos AG 24 12
  13. 13. Vielen D k für Ih A f Vi l Dank fü Ihre Aufmerksamkeit! k k it! Ansprechpartner: p p Dr. Almut Kirchner Marktfeldleiter Energiepolitik Henric Petri-Strasse 9 CH-4010 Basel T: +41 61 32 73 331 E: almut.kirchner@prognos.com © Prognos AG 25 Backup-Folien © Prognos AG 26 13
  14. 14. Rahmendaten Klimaerwärmung: Heizgradtage reduzieren sich um 18 %, Kühlgradtage nehmen um 62 % zu ! Kühl dt h Energiepreise: Rohöl steigt real auf 100 USD / bbl in 2020, 125 USD/bbl in 2030, 210 USD / bbl in 2050 CO2-Preis: bis 50 €/t in 2050 real Rahmendaten © Prognos AG 27 Referenz: Rahmendaten Branchen, Beschäftigte Rahmendaten © Prognos AG 28 14
  15. 15. Referenz: Rahmen Verkehr Rahmendaten PV: - 6 % GV: + 83 % © Prognos AG 29 Referenzszenario ohne CCS: Ergebnisse PEV PEV: -38 % EE: +190 % Anteil EE am PEV: von 5 % auf 26 % bnisse Referenz, Ergeb © Prognos AG 30 15
  16. 16. Ergebnis Referenz (ohne CCS): energiebedingte THG- Emissionen 1990 – 2050: ohne CCS: -52 % mit CCS: -57 % bnisse Referenz: Ergeb © Prognos AG 31 Innovationsszenario, Ergebnisse PHH - Reduktion des Raumwärmebedarfs auf 14 % (2005 – 2050) -praktisch vollständige „Durchsanierung“ des Bestandes - hohe Solarthermie- quote Innovation, PHH H © Prognos AG 32 16
  17. 17. Ergebnis Innovationsszenario, Dienstleistungssektor - Reduktion des Raumwärmebedarfs fast vollständig ll tä di (2005 – 2050) -Kühlen / Lüften + 15 % - Prozesswärme, Kraft nicht beliebig reduzierbar Innovation, DL © Prognos AG 33 Industrieproduktion: Szenarienvergleich 600 500 400 300 Mrd € 200 zungen 100 Innovation: Setz 0 2005 2050 Ref erenz 2050 Ziel Gew. von Steinen, sonst. Bergbau Ernährung und Tabak Papiergewerbe Grundstoffchemie sonstige chemische Industrie Gummi- und Kunststoffwaren Glas, Keramik Verarbeitung v.Steinen und Erden Metallerzeugung NE-Metalle, Giessereien Metallbearbeitung Maschinenbau Fahrzeugbau Sonstige Wirtschaftszweige © Prognos AG 34 17
  18. 18. BWS Dienstleistungen Szenarienvergleich 2.500 2.250 2.000 1.750 1.500 1.250 Mrd € 1.000 zungen 750 500 250 Innovation: Setz 0 2005 2050 Ref erenz 2050 Ziel Landwirtschaft, Gärtnerei Industrielle Kleinbetriebe/Handwerk Baugewerbe Handel Kreditinst./ Versicherungen Verkehr, Nachrichtenübermittlung Sonstige priv. Dienstleistungen Gesundheitswesen Unterrichtswesen Öff.Verwaltung, Sozialversicherung Verteidigung © Prognos AG 35 Ergebnis Innovationsszenario, Industrie 2'500 120 Prozess- wärme: – 50 % Kraft: – 43 % 2'000 100 Hauptenergieträger: Gas und Strom Index CO2-Emissionen 80 Kohle in 1'500 Restgrössen (Stahl) Index PJ 60 1'000 ustrie 40 Innovation, Indu 500 20 0 0 2005 2020 2030 2005 2006 2040 2007 2008 2050 2009 2010 2011 2012 2013 Steinkohle Braunkohle Mineralöle Gase Strom Fernwärme Erneuerbare Raumwärme Beleuchtung Prozesswärme mechanische Energie Inf ormation und Kommunikation © Prognos AG 36 18
  19. 19. Ergebnis Innovationsszenario Verkehr PKW nach Antriebstypen, in Tsd. 50'000 45 000 45'000 40'000 35'000 30'000 Tsd. 25'000 20'000 15'000 kehr 10'000 Innovation, Verk 5'000 0 2005 2020 2030 2040 2050 Benzin, ohne Hybrid Dieselantrieb Benzin, Hybrid Plug-in Hybridantrieb Elektroantrieb Brennstof f zellenantrieb Flüssiggasantrieb Erdgasantrieb © Prognos AG 37 Ergebnisse Innovationsszenario Verkehr, Energieträger 3000 120 Index CO2 Emissionen Index CO2‐Emissionen 2500 100 2000 80 Personenverkehr 1500 60 PJ kehr 1000 40 Innovation, Verk Güterverkehr 500 20 0 0 2005 2020 2030 2040 2050 Güterverkehr Bioethanol Benzin aus Mineralöl Biodiesel Diesel aus Mineralöl Flugtreibstoffe Erdgas Flüssiggas Wasserstoff Strom Personenverkehr Bioethanol Benzin aus Mineralöl Biodiesel Diesel aus Mineralöl Flugtreibstoffe Erdgas Flüssiggas Wasserstoff Strom © Prognos AG 38 19
  20. 20. Innovationsszenario, Ergebnisse Endenergieverbrauch PHH – 76% 10'000 120 DL – 67 % 9'000 Ind – 53 % Index CO2-Emissionen 100 Verk – 40 % 8'000 EEV – 59 % 7'000 80 Strom – 38 % 6'000 EE (ohne Strom) Index + 207 % PJ 5'000 60 4'000 40 3'000 2'000 20 Innovation EEV 1'000 0 0 2005 2020 2005 2006 2030 2007 2008 2040 2009 2010 2050 2011 2012 2013 2014 2015 Kohle Heizöl Benzin aus Mineralöl Diesel aus Mineralöl Flugtreibstoff Gase Strom Fernwärme Biokraftstoff Biogas Biomasse Umweltwärme Solarenergie Private Haushalte GHD Industrie Verkehr © Prognos AG 39 Innovationsszenario, Ergebnis Stromerzeugung „mit CCS“ 700 fossile KW: nur noch Gas (Spitze / Regel) und CCS 600 (3 GW SK, 10 GW BK) 500 Ausbau Speicherkapazität Innovation, Stro mit CCS 400 Faktor 2,4, TWh Verfünffachung Speichererzeugung 300 om 200 100 0 2005 2020 2030 2040 2050 Kernkraft Steinkohle Steinkohle mit CCS Braunkohle Braunkohle mit CCS Öl und sonstige Erdgas Speicher (Pumpspeicher, sonstige) Erneuerbare Stromimport © Prognos AG 40 20
  21. 21. Innovationsszenario, PEV (ohne nichtenergetischer Verbrauch) ohne CCS 16'000 PEV gesamt: -57 % 14'000 Anteil EE 2050: 73 % 12'000 Biomasse: 1‘720 PJ 10'000 PJ 8'000 6'000 4'000 Innovation, PEV V 2'000 0 2005 2020 2030 2040 2050 Kernkraft Steinkohle Braunkohle Heizöl schwer Heizöl leicht Benzin aus Mineralöl Diesel aus Mineralöl Biokraftstoffe Flugtreibstoff Erdgas, andere Naturgase Sonstige Gase Biogas Abfall Biomasse Umwelt- und Abwärme Geothermie Solarenergie Windenergie Wasserkraft © Prognos AG 41 Innovationsszenario, PEV (ohne nichtenergetischer Verbrauch) mit CCS 16'000 PEV gesamt: -59 % 14'000 Anteil EE 2050: 59 % 12'000 Biomasse 2050: 1‘720 PJ 10'000 PJ 8'000 Innovation, PEV mit CCS 6'000 4'000 2 000 2'000 V 0 2005 2020 2030 2040 2050 Kernkraft Steinkohle Braunkohle Heizöl schwer Heizöl leicht Benzin aus Mineralöl Diesel aus Mineralöl Biokraftstoffe Flugtreibstoff Erdgas, andere Naturgase Sonstige Gase Biogas Abfall Biomasse Umwelt- und Abwärme Geothermie Solarenergie Windenergie Wasserkraft © Prognos AG 42 21
  22. 22. Ergebnisse Innovationsszenario: Energiebedingte THG (mit CCS) 1'200 gegenüber 1990: -90 % 90 1'000 Innovatino, enbe THG mit CCS 800 Mio t CO2‐Äquivalent 600 ed. 400 200 0 1990 2005 2020 2030 2040 2050 Private Haushalte GHD Industrie Verkehr Fernwärmeerzeugung Stromerzeugung Sonst. Umwandlung Energiebed. CO2-Em. gem. Inventar CH4 N2O © Prognos AG 43 Innovation: Gesamt-THG ohne CCS 1'400 1'200 1'000 800 O2-Äquivalent 600 400 Mio t CO 200 0 1990 2005 2020 2030 2040 2050 Energiebedingte CO2-Emissionen Energiebedingte sonst. Emissionen Nichtenergiebedingte Emissionen Insgesamt THG-Emissionen © Prognos AG 44 22
  23. 23. Innovation: Gesamt-THG mit CCS 1'400 1'200 1'000 Mio t CO2-Äquivalent 800 600 400 200 0 1990 2005 2020 2030 2040 2050 Private Haushalte GHD Industrie Verkehr Umwandlungssektor gesamt Energiebedingte sonst. Emissionen Flüchtige und prozessbed Emiss. Produktverwendung Landwirtschaft Landnutzung und Forsten Abfallwirtschaft Insgesamt THG-Emissionen © Prognos AG 45 Innovation: Gesamt-THG mit CCS 1'400 1'200 1'000 Mio t CO2-Äquivalent 800 600 400 200 0 1990 2005 2020 2030 2040 2050 Energiebedingte CO2-Emissionen Energiebedingte sonst. Emissionen Nichtenergiebedingte Emissionen Insgesamt THG-Emissionen © Prognos AG 46 23
  24. 24. Ergebnisse Innovationsszenario: Mehrkosten, Kostenelemente 35.000 30.000 25.000 Innovation, Kostenelemente 20.000 Mio. € 15.000 10.000 5.000 0 2010 2020 2030 2040 2050 Wärme PHH Strom PHH Dienstleistungssektor, annuitätisch Industriesektor, annuitätisch E-Autos E-Tankst. Bahn Inf rastruktur © Prognos AG 47 24

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