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1 Energieeffizienz in China Von Yonglei Luo Li Liu Energiewirtschaft und -systeme 2006 TU Berlin

Energieeffizienz in China

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Energieeffizienz in China. Von Yonglei Luo Li Liu. Energiewirtschaft und -systeme 2006 TU Berlin. Herausforderung in China. Energieintensitäten. Quelle: IEA 2004. Der steigenden Energiebedarf. Die Ursachen sind: Höhe Investition in Anlagevermögen - PowerPoint PPT Presentation

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1

Energieeffizienz in ChinaVon Yonglei Luo Li Liu

Energiewirtschaft und -systeme

2006 TU Berlin

2

Herausforderung in China

3

Energieintensitäten

Quelle: IEA 2004

4

Der steigenden Energiebedarf

Die Ursachen sind:

Höhe Investition in Anlagevermögen

Die Änderung von Industriestruktur

steigender Wohlstand

stetig wachsende Bevölkerung

5

Höhe Investition in Anlagevermögen

2002 2003 2004

Steigerungsrate von Investition

16,9% 28,1% 25,8%

Stahl Zement Buntmetalle Aluminium (Oxyd)

Glas

2002~2004

durchschnittliche Steigerungsrate

(%)

22,8 13,6 17,4 13,8 12,8

Que

Quelle: www.cfren.com

6

Die Änderung von Industriestruktur

2001 2004 Die Änderung

Sekundärer Sektor Anteil

50,1% 53% 2,9%

Industrie 43,5% 46% +2,5%

Schwerindustrie 61,5% 67,6% +6,1%

Quelle: www.cfren.com

Tertiärer Sektor Anteil

34,1% 31,8% -2,3%

7

Steigender Wohlstand

Automobil

(Auto)

Elektrogeräte Kommunikati-onsausstattung

(Handy, PC)

2001~2004 durchschnittlicheSteigerungsrate

p.a.

54,1% 16% 60,7%

Gas und Erdgas werden zunehmend in Haushalten angewendet.

Quelle: www.cfren.com

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Energiereservenanteil in der Welt

Kohle Erdöl Erdgas

Reservenanteil in der Welt

11% 2,4% 1,2%

China hat 1,3 Mrd. Bevölkerung, 21% der gesamten Bevölkerung in der Welt.

Energieressourcen pro Kopf betragen weniger als 50 Prozent des Weltdurchschnitts.

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Energiesituation in ChinaSeit 2003 ist China der zweitgrößte Energie-Konsument der Welt, ca.11% derglobalen Energiekonsummenge (Weltbevölkerungsanteil 21 %)

Energiekonsum in China (in 2004)

3% 0.4%

7,60%

23%

66%

KohleErdölHydroErdgasNuclear

Quelle: China Statistical Yearbook 2004

10

Energieförderung und -verbrauch in den Jahren 2003 (in Mt)

Quelle: China Statistical Yearbook 2004

1189

24346,5

1125

389

47

0200400600800

100012001400

Kohle Erdöl Erdgas

Förderung

Verbrauch

11

Energiesituation (Öl)

In 2003 war China der zweitgrößte Erdöl-Konsument in der Welt . Seit 1993 ist China zum Erdöl-Importstaat geworden.

Weltweite Ölnachfrage (Mio. Barrels/day)

  DemandAnnual

Change  Annual

Change(%)  

2004 2003 2004 2003 2004

North America 25,1425,14 0,47 0,57 1,9 2,3

Europe 16,47 0,20 0,26 1,2 1,6

China 6,37 0,55 0,85 11 15,4

Other Asia 8,54 0,22 0,44 2,8 5,4

Africa 2,81 0,04 0,07 1,7 2,4

World 82,45 1,85 2,66 2,4 3,3

Quelle: Oil Market Report , Dezember 2004 IEA

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Ölnachfrage in China bis 2030

13

Energie Sicherheit

Je stärker die Abhängigkeit vom Import ist, desto größer ist das Versorgungsrisiko.

1. diversifizierter Rohöleinkauf

2. Etablieren einer strategischen Ölreserve Maßnahmen: 3. Erwerb von überseeischen

Ölvermögen (Lagerstätten) 4. Energiesparen

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Diversifizierter Einkauf

Im Jahr 1993 wurde fast alles Rohöl aus Indonesien, Oman and Jemen importiert

Im Jahr 2004 war Saudi Arabia der größte Öl- Versorger Chinas und deckte 14% von Import

60% des Importes stammte aus Oman, Angola, Iran, Russland, Vietnam und Jemen

Der Rest waren Ölversorger aus mehreren Ländern

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Weitere Maßnahmen

2. Strategische Ölreserve Bis 2008 werden Chinas Ölvorräte 100 Mio. Barrels erreichen. Das ist

gleich 35 Tags-Importe. Chinesische Regierung plant, dass Ölvorräte bis 2020 gleich 90

Tags-Importe sind.

3. Kaufen von überseeischem Ölvermögen Chinesische staatseigene Ölunternehmen kaufen ausländische

Ölquellen.

CNPC hat gerade Petro Kazakhstan angekauft

4. Energiesparen

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CO2 Emission in 2001

24%

13% 16%

29%

5%12,60%

0%5%

10%15%20%25%30%35%

Quelle: 2001 Energy-related Carbon Emissions

17

CO2 Emission

18

Schwefeldioxid-Belastung [Quelle: IEA 2002]

19

Lösung des Energieproblems

Angesichts steigender Erdölpreis, schwindender

Reserven und globaler Anstrengungen zum Klimaschutz sind alternativen zu fossile Energie gefragt. Erneuerbaren Energien wie Solar, Wind- und Wasserkraft, Biomaße oder Geothermie gehört die Zukunft. Erneuerbare Energie ist unerschöpflich und umweltverträglich.

20

Erneuerbare Energie in China

China plant, bis zum Jahr 2020 seinen Anteil erneuerbarer Quellen am Gesamtenergieverbrauch auf 15 Prozent zu steigern.

Allein die Windkraftkapazität soll bis 2020 auf 30 Gigawatt (GW) ausgebaut werden. Das wäre fast das Doppelte der derzeit in Deutschland installierten Kapazität.

Hinzukommen sollen weitere 20 GW Kraftwerkskapazität aus Bioenergie und 4 GW Kraftwerkskapazität aus Solarenergie kommen.

Zusammen mit großen Wasserkraftanlagen will China bis 2020 insgesamt mehr 30% seines Stromverbrauchs aus erneuerbaren Quellen erzeugen.

Quelle: China- Botschaft

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Vorliegende Probleme

Technische Probleme China bemüht sich, die bislang importierten Anlagen zukünftig selber zu entwickeln, um die Kosten der Windkrafterzeugung zu reduzieren.

China versucht noch die Stromerzeugung aus Solarenergie technisch zu verbessern. Teuere importierende Anlagen behindern die Verbreitung von Solarenergie.

Umsiedlung bei großer Wasserkraft z.B. bei Drei-Schluchten-Staudamm am Yangtze müssen knapp zwei Millionen Menschen umgesiedelt werden.

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Definition Energieeffizienz:

Die Wirkungsvolle Erzeugung und

Nutzung von Energie und

Einsparmöglichkeiten.

Quelle: Power on Energieeffizienz

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Definition Energieeffizienz

Es gibt verschiedene Ansätze zur quantitativen Erfassung derEnergieeffizienz.

als Maßzahl der thermodynamische Wirkungsgrad

Anstelle des Outputs in Energieeinheiten werden oft auch andere Output-Größen verwendet.

nutzbarer Energieoutput

Energieinput

utEnergieinp

lometerPersonenkiutEnergieinp

[t] ktionStahlprodu

utenergieinp

he Wohnflaecbeheizte

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Vorteile und Chancen

Der Energienutzer spart Kosten bei der Nutzung der Effizienz-Investition, muss aber diese zunächst finanzieren.

Die Schadstoffemissionen gehen zurück.

Der Staat spart eigene oder importierte Energieressourcen.

Energie kann in allen Sektoren eingespart werden.

Sparen die Verbraucher vermehrt Strom, dann werden weniger zusätzliche Kraftwerkskapazitäten benötigt

Quelle: GTZ-Energieeffizienz

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Demonstration bei zehn Käseherstellern in Argentinien

Maßnahmen zur Energieeffizienz durch: Die Verbesserung des Dampferzeugers Eine bessere Isolierung Eine Kondensatrückführung Einführung einer temperaturabhängigen Lagerung im Gefrierkammer Energiekosteneinsparung Qualität der Produkte

Verminderung der co2 Ausstoß

Quelle: GTZ-Energieeffizienz

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Maßnahme Energy efficiency refers to the ratio between

energy output (services such as light, heat and mobility) and input (primary energy). Improving energy efficiency both by reducing quantities of energy consumed and by changing processes, offers a powerful tool for achieving sustainable development:

1. by reducing the need for investment in energy infrastructure, 2. by cutting fuel costs, 3. by increasing competitiveness for businesses and welfare for consumers.

Quelle: IEA

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Schlüsselrole der Regierung

to improve overall energy efficiency and move to a more-sustainable energy supply mix, the government can play three key roles:

1. Finance of socially and environmentally preferable energy options through investment incentives and low-cost loans;

2. Advocacy of sustainable energy development through education and by example, e.g., through government procurement programs;

3. Regulation of the boundaries of market activities,for example setting incentives through price signals,laws, and enforced financial penalties.

28

Die Staatliche Energiestrategie

Supply Side

1. Improve energy security Expand energy diplomacy. Create petroleum strategic reserve and warning system. Decrease energy imports through more renewables and increased

efficiency.

2. Expand supply Accelerate natural gas market development. Accelerate construction of hydro and nuclear power plants. Promote renewables through national legislation. Improve domestic oil production and yields.

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Die Staatliche Energiestrategie

Supply Side

3. Rationalize pricing Institute property rights reform, but… ...relax property rights for new enterprises to use new technology. End local partition of energy markets. End price controls; move towards public bidding and auction.

4. Promote investment Set up “Environmentally Friendly Fund” to encourage renewables

and cleaner coal. - Increase state and private funding for oil and natural gas

exploration and development

30

Die Staatliche Energiestrategie

Demand Side

1.Change the energy supply mix - Decrease demand for coal and other fossil fuels. - Supply low-cost loans and grants to encourage deployment of clean coal technology..

2. Improve technology to decrease reliance on fossil fuels

3. Increase support for R&D, including domestic And international partnerships.

31

Die Staatliche Energiestrategie

Demand Side

4. Promote energy efficiency

Elevate energy conservation to a fundamental state policy. Establish a resource savings office. Raise public awareness. Establish economic incentives to save energy, including peak

power pricing. Implement stricter energy efficiency ordinances for equipment in

industry and buildings. Establish standards and labels, as well as a best practice system

for energy auditing. Introduce fuel taxes and fuel efficiency standards in the

transportation sector.

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Energieeffizienz in Sektoren

Energieeffizienz

Energieversorgung(Energieerzeugung)

Industrie(Energienutzung)ca.70% von ∑E

Verkehr(Energienutzung)ca. 11% von ∑E

Haushalten &Öffentlichen Einrichtung

(Energienutzung)ca.17% von ∑E

∑E : Gesamter Energieverbrauch Chinas in 1998

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Energiepolitik in Sektoren

Energieversorgung

1. Further promotion of electric power system reform

2. Elimination of coal generating units under 100 MW capacity by the State Power Corporation

3. Installation of desulfurization devices in all new coal-fired power plants

4. Increased efforts to develop low- and zero-carbon power generation technologies, including hydropower

5. Support for increased imports of advanced renewable energy technologies, including solar photovoltaics and fuel cells

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

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Energiepolitik in Sektoren

Industrie

1. Demonstration and further dissemination of voluntary agreements for energy conservation

2. Modification of industrial design standards to promote energy conservation

3. Energy consumption benchmarking system for industrial processes

4. Regulatory system established to assist in enforcement of the Energy Conservation Law and implementation of pilot projects

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

35

Energiepolitik in Sektoren

Verkehr

1. Fuel tax for vehicles

2. Development of public transportation and institution of Intelligent Transportation Systems (ITS) in big and medium cities

3. Clean fuel program for automobiles

4. Incentive program for international automobile manufacturers to introduce energy-efficient and environmentally friendly vehicles to Chinese market

5. Fuel efficiency standards for vehicles

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

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Energiepolitik in Sektoren

Haushalten & Öffentlichen Einrichtung

1. Energy efficiency standards and reform of heat pricing

2. Minimum efficiency standards for household electrical appliances

3. Use of energy-efficient wall insulation expanded

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

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THREE SCENARIOS

Scenario 1: Ordinary Effort

Scenario 2: Promoting Sustainability

Scenario 3: Green Growth

The chinese goverment‘s goal is Green Growth.

China Regierung wird Green Growth nehmen.

Warum und Wie?

38

THREE SCENARIOS

Three scenarios were created to examine possible ways in which key input variables could influence China’s future energy consumption and carbon emissions.

The major differences in the three scenarios are the extent to which sustainable development policies are implemented, and the extent to which government estimated economic growth targets are achieved.

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THREE SCENARIOS

Scenario 1: Ordinary Effort

Scenario 2: Promoting Sustainability

Scenario 3:

Green Growth

Population in 2020 1.485 billion 1.47 billion 1.445 billion

Urbanization Rate in 2020

52.86% 55.78% 58.29%

Gross Domestic Product

Before 2010, GDP grows at 7.3% per year, and after 2010 at 6.7% per year.

Same as Ordinary Effort.

Same as Ordinary Effort.

Integration into Global Economy

Difficult Low impact on China’s economy

Positive impact on China’s economy

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

40

THREE SCENARIOSScenario 1: Ordinary Effort

Scenario 2: Promoting Sustainability

Scenario 3: Green Growth

Industrial Sectors

Low economic efficiency and international

Competitiveness

Somewhat improved economic efficiency and international competitiveness

High economic efficiency and international

competitiveness

Trans-portation

Public transportation development is poor.

Use of private vehicles grows quickly.

Fuel efficiency of vehicles rises slowly.

Public transportation development is strong.

Motorcycle use rises.

International vehicle emissions standards are

adopted.

Public transport is developed extensively; private

vehicle use grows more slowly than in other

scenarios.

International vehicle emissions standards are

adopted, as in Promoting Sustainability.

Advanced clean-fuel technologies are used for

public transport and automobiles.

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

41

THREE SCENARIOS

Scenario 1: Ordinary Effort

Scenario 2: Promoting Sustainability

Scenario 3: Green Growth

Power Generation

Increased use of sulfur control technology on

power plants

Coal-fired power plants generate most electricity

Gradual development of hydropower, nuclear

power, IGCC and wind power

Very high growth rate in sulfur-control

technology on coal-fired power plants, reaching

all plants by 2020.

Clean-coal power generation technologies are

introduced beginning in 2010.

Development of hydropower, nuclear power,

IGCC and wind power is faster than in Ordinary

Introduction of sulfur-control technology is same

as in Promoting Sustainability.

Clean technologies introduced sooner than in

other scenarios, including supercritical generation

and IGCC.

• Hydropower, nuclear, IGCC, and wind power

increases more rapidly than other scenarios.

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

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THREE SCENARIOS

Scenario 1: Ordinary Effort

Scenario 2: Promoting Sustainability

Scenario 3: Green Growth

Energy Sector Reform

Reform progress lags behind other sectors and

monopoly continues to exist in some areas.

Energy enterprises will be restructured and

monopoly is broken.

Reform proceeds rapidly and international

competitiveness of China’s energy enterprises is

improved.

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

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THREE SCENARIOS

Scenario 1: Ordinary Effort

Scenario 2: Promoting Sustainability

Scenario 3: Green Growth

Energy Conservation

Policies

Implementing measures to the Energy

Conservation Law are adopted but many

measures are not successfully achieved.

Implementing measures to the Energy

Conservation Law are successfully adopted and

improved upon.

Complete implementation of financial incentives

and an energy pricing system to promote energy

conservation.

Implementing measures to the Energy

Conservation Law are successfully adopted and

improved upon.

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

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THREE SCENARIOSScenario 1: Ordinary Effort

Scenario 2: Promoting Sustainability

Scenario 3: Green Growth

Energy Efficiency Level

Technological development is hindered and the

operating efficiency of equipment does not reach

advanced international levels.

Energy efficiency of technology in all sectors

and industries on track to reach current

advanced international levels by 2030.

Same as Promoting Sustainability.

Energy Security

China primarily relies on domestic energy

resources.

China establishes a diversified energy import

system to utilize high quality foreign energy

resources.

China establishes a diversified energy import

system to utilize high quality foreign energy

resources.

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

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THREE SCENARIOSScenario 1: Ordinary Effort

Scenario 2: Promoting Sustainability

Scenario 3: Green Growth

Energy Resources

Access to international oil resources over next 20

to 30 years is unrestricted.

Difference between domestic oil supply and

demand is met through oil imports.

Consumers find natural gas prices too high,

limiting exploration, development and network

construction. Imports of LNG and pipeline gas are

restricted.

Domestic output of natural gas reaches 80 bcm

and imported gas 40 bcm in 2020.

As in other scenarios, access to international oil

resources over next 20 to 30 years is

unrestricted.

As in other scenarios, difference between

domestic oil supply and demand is met through

oil imports.

Domestic development and infrastructure

construction of natural gas is successful and

creates a strong market for natural gas.

Domestic output of natural gas reaches 120 bcm

and imported gas 50 bcm in 2020.

As in other scenarios, access to international oil

resources over next 20 to 30 years is

unrestricted.

As in other scenarios, difference between

domestic oil supply and demand is met through

oil imports.

Natural gas pricing system is improved and

demand for gas grows quickly. Gas imports rise.

Domestic output of natural gas reaches 120 bcm

and imported gas 80 bcm in 2020.

bcm: billion cubic meters

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

46

THREE SCENARIOSScenario 1: Ordinary Effort

Scenario 2: Promoting Sustainability

Scenario 3: Green Growth

Environmental Protection

Policies

Existing environmental standards persist.

Air pollution controls in Acid Rain Control Regions

and key cities are implemented by 2005, with SO2

emission standards achieved by 2010.

Existing environmental standards persist

Air pollution controls in Acid Rain Control

Regions and key cities are implemented by

2005; SO2 emission standards are met by 2010;

all standards are met by 2020.

PM10 and PM2.5 are key focus of control policies.

Air quality of big cities is improved by increasing

supply of gas fuels.

Emissions standards in large cities are tightened.

Stricter NOx emission standards are enforced.

Coal substitution proceeds in large and some

medium cities.

More stringent legal system is put in place to

enforce environmental regulations.

Stricter SO2 emission standards for power plants

encourage adoption of desulfurization technology.

Public Awareness of

Energy and Environmental

Moderate Moderate Good

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

47

RESULTS OF THE SCENARIOS

Die Energieträgerstruktur unterscheidet sich vor allem hinsichtlich des Anteils von Kohle und Erdgas.

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

48

RESULTS OF THE SCENARIOS

Einkommenselastizitäten der Energienachfrage liegen grob im Bereich der Werte der 1980er und 1990er Jahre. Im Szenarium „ordinary Effort“ sid die Elastizität gegenüber den historischen Werten höher, im „Green Growth“ Szenarium niedriger.

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

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RESULTS OF THE SCENARIOS

Die Energieintensität [in MJ / yuan1998] ist heute sehr hoch, aber sie sinkt in allen drei Szenarien und sind im Jahr 2020 zwischen 38% und 15% des 1998er Werts.

Quelle: Energy Research Institute (ERI)

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erfolgreiche Beispiele

1. passive Wohnhöhle in Yanan.

2. Ökohaus in Land in Yongle,Yuanlan

3. Bio-Methanol und Erdgas werden als Ersatz von Benzin in den meisten chinesischen Städten eingesetzt.

4. Ab 1.3.2005 trat China Energy Label in Kraft.

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Literatur

Evaluation of China’s Energy strategy Options China’s Sustainable energy Future Trends in Energy Efficiency investments in China and the US Energy efficiency in China Einpaar Chinesische Energiezeitschriften

http://de.wikipedia.org/wiki/China http://www.lib.whu.edu.cn/slgc/ http://www.china-botschaft.de http://www.umweltjournal.de