Wirtschaft
Tom Kober, Leiter der PSI-Forschungsgruppe Energiewirtschaft, auf dem Forschungsareal des PSI - Foto: Paul Scherrer Institut/Markus Fischer
07.05.2020

Studie: Zusammenhang von Energiepreis und -verbrauch in der Industrie

Preissteigerungen wirken sich meist nur langfristig auf den Energieverbrauch aus

Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI haben gemeinsam mit britischen Ökonomen untersucht, wie sich der Energieverbrauch der Schweizer Industrie in Abhängigkeit von den Energiepreisen entwickelt. Dazu betrachteten sie insbesondere die Preise und den Verbrauch sowohl von Elektrizität als auch von Erdgas der vergangenen Dekaden. Ein Resultat: Preissteigerungen bei der Energie wirken sich meist nur langfristig auf den Energieverbrauch aus. 

In der vorliegenden Studie haben Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI in einem vom Schweizer Bundesamt für Energie (BFE) geförderten Forschungsprojekt gemeinsam mit Ökonomen des britischen Beratungsunternehmens Cambridge Econometrics eine Methode entwickelt, mit der diese Preiselastizität sowohl rückblickend nachvollzogen als auch in Szenarien für die Zukunft modelliert werden kann. "Als Datengrundlage für bisherige Entwicklungen haben wir sowohl vorhandene wissenschaftliche Literatur als auch Daten des BFE und der Internationalen Energieagentur IEA genutzt", erklärt Tom Kober, Leiter der PSI-Forschungsgruppe Energiewirtschaft und einer der Hauptautoren der Studie. Die Daten stammen aus einem Zeitraum, der sich von 1970 bis 2016 erstreckt. Dabei wurden Preise und Verbrauch von Erdgas und Elektrizität untersucht.
Die Reaktion erfolgt nach etwa fünf Jahren

Ein Ergebnis der rückblickenden Analyse ergab, dass sich Preissteigerungen kaum kurzfristig auf den Verbrauch von Gas und Elektrizität auswirken. Erst längerfristig, nach etwa fünf Jahren, konnten die Forschenden eine Reduktion des Energiebedarfs feststellen. Das lässt sich, laut der Studie, u.a. darauf zurückführen, dass es nach einem Preissignal in den meisten Fällen Zeit braucht, um Produktionsabläufe und Verfahren anzupassen oder in energieeffizientere Ausstattung zu investieren.

Dabei unterscheiden sich einzelne Branchen deutlich voneinander. So reagiert die Eisen- und Stahlindustrie, von der immerhin 6 % des Energieverbrauchs der Schweizer Industrie ausgeht, am wenigsten auf Teuerungen. Bei einem Preisanstieg von 1 % verringerte sich dort der Energieverbrauch lediglich um 0,14 %. Im Gegensatz dazu senkten Branchen wie die Nichtmetallischen Mineralien sowie die Papier- und Zellstoffindustrie ihren Energieverbrauch deutlicher infolge von Preissteigerungen. 1 % höhere Preise zogen hier einen um 0,7 % niedrigeren Energieverbrauch nach sich.

Um langfristige Entwicklungen des Energieverbrauchs der Industrie in Zukunft untersuchen zu können, entwarfen die Forschenden Szenarien, die sie mit Computermodellen berechneten. Das Szenario mit der Bezeichnung E-POL orientiert sich vor allem an der Energiestrategie 2050 der Schweiz. Das sogenannte CLI-Szenario basiert dagegen wesentlich auf der Klimastrategie der Schweiz, mit dem Netto-Null-Ziel für Treibhausgasemissionen zur Mitte dieses Jahrhunderts.

Stromanwendungen als Schlüssel zur Treibhausgasminderung

Sowohl im E-POL- als auch im CLI-Szenario gehen die CO2-Emissionen bis 2050 kontinuierlich zurück, wobei alle Industriebranchen zur Emissionsminderung durch vermehrte Stromanwendungen und den Ersatz beziehungsweise Einsparungen von Erdgas, Mineralölen und Kohle beitragen. Trotz der Anstrengungen zur CO2-Minderung wird sich der Anteil des Industriesektors an den Gesamtemissionen der Schweiz erhöhen, da die Reduktion in anderen Sektoren aufgrund von verstärkten Klimaschutzanstrengungen noch größer ausfällt. Insgesamt gehen die Forschenden von einer langfristigen Zunahme der Kosten für die Energienutzung aus und damit von einem Anstieg der Preise für ausgewählte Energieträger. 

So stellten die Forschenden u.a. einen besonderen Effekt bei der Entwicklung des Endenergieverbrauchs fest. Der Bedarf an Strom bleibt weitestgehend stabil oder wächst sogar. Dadurch steigt der Anteil der Elektrizität am gesamten Endverbrauch in allen drei Szenarien von etwa 24 % im Jahr 2015 auf 28 bis 35 % im Jahr 2030 und 32 bis 62 % im Jahr 2050. In absoluten Zahlen bleibt die Stromnachfrage in E-POL ungefähr auf dem Niveau von 2015, während sie im CLI-Szenario bis 2050 um fast 40 % steigt.

"In diesem Zusammenhang ist es enorm wichtig, wie der Strom produziert wird", betont Kober. "Für eine wirksame Reduktion der Treibhausgasemissionen ist deshalb der rechtzeitige Ausbau erneuerbarer Energie notwendig." Insgesamt ergibt sich daraus die Empfehlung, eine effiziente Stromnutzung in der Industrie zu fördern und gleichzeitig Anreize für den Ersatz fossiler Brennstoffe durch strombasierte Technologien beizubehalten. 

Paul Scherrer Institut/Sebastian Jutzi

Schlagworte

CO2-EmissionenEnergieForschung

Verwandte Artikel

23.10.2021

Rohstahlproduktion in Deutschland - September 2021

Die Rohstahlproduktion in Deutschland lag im September 2021 bei rund 3,3 Millionen Tonnen und damit rund 11 Prozent über dem Vorjahreswert.

Deutschland Energie EU Lieferketten Produktion Stahl Stahlerzeugung Stahlproduktion WV WV Stahl
Mehr erfahren
Installation Photovolarikanlage
22.10.2021

thyssenkrupp Materials Services: Ab 2030 klimaneutral

thyssenkrupp Materials Services bekräftigt die eigenen Nachhaltigkeitsambitionen und erhöht seine selbstgesteckten Vorgaben für den Klimaschutz deutlich: Das Unternehmen...

Automobil CO2 CO2-Emissionen Deutschland Digitalisierung Emissionen Energie Essen EU Gesellschaft Handel Industrie ING Investition Klima Klimaschutz Krefeld LED Lieferketten Lieferung Logistik Nachhaltigkeit Optimierung Produktion Recycling Service Stahl Stahlwerk Strategie Thyssenkrupp Materials Services Transport Unternehmen Werkstoff Wirtschaft
Mehr erfahren
22.10.2021

Marienhütte Graz führt KI-Lösung in der Stahlproduktion ein

Das Stahl und Walzwerk Marienhütte Graz hat die Software “SST Temperature AI” erfolgreich in Betrieb genommen und live in den Produktionsablauf online integriert.

CO2 CO2-Emissionen Einsparung Emissionen Energie Entwicklung Ergebnis EU Inbetriebnahme ING Optimierung Produktion Smart Steel Technologies GmbH Software Stahl Stahlproduktion Temperatur USA Walzwerk Wirtschaft Zusammenarbeit
Mehr erfahren
21.10.2021

CO₂-armer Stahl ist das Thema

Der Salzgitter-Konzern ist mit mehreren Tochtergesellschaften auf der Blechexpo 2021 vertreten, die vom 26. bis 29. Oktober 2021 in Stuttgart stattfindet.

Anlagen Automobil Blech Bleche Blechexpo CO2 Dekarbonisierung Elektrostahlwerk Emissionen EU Flachstahl Forschung Gesellschaft Handel Hochofen Industrie ING Messe Messestand Nachhaltigkeit Salzgitter Salzgitter AG Salzgitter Flachstahl Schmelze Schmelzen Schrott Service Stahl Stahlerzeugung Stahlhandel Stahlherstellung Stahlwerk Stahlwerk Peine Strategie Transformation Vertrieb Walzwerk Wasserstoff Wasserstoffbasiert
Mehr erfahren
19.10.2021

Dr. Yan Ma erhält Walter-Benjamin-Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft verleiht Dr.-Ing. Yan Ma, dem neuen Leiter der Gruppe "Nachhaltige Materialsynthese" am Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE),...

CO2 CO2-Emissionen Eisenerze Eisenforschung Emissionen EU Forschung Forschungsprojekt grüner Stahl Industrie ING Karriere Max-Planck-Institut Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH MPIe Produktion Stahl Stahlproduktion Wasserstoff
Mehr erfahren