Energieprobleme des 21. Jahrhunderts: Globale Erwärmung und knappe Ressourcen

In diesem Forschungsprojekt sollen zwei gegenläufige Aspekte der zukünftigen Entwicklungen auf den Energiemärkten untersucht werden: 1. Energieknappheit momentan (Energiearmut charakteristisch für den Großteil der Weltbevölkerung) und vor allem in der Zukunft durch das einerseits rasante Bedarfswachstum (vor allem in China, Indien und anderen Schwellenländern) und andererseits der begrenzten Ressourcen an fossiler Energie 2. Globale Erwärmung und andere externe Effekte durch die Verwendung fossiler Energieträger. Daher sind aus umweltpolitischer Sicht eigentlich zu viele fossile Energieträger vorhanden. So unterschiedlich die beiden Probleme scheinen, deren Lösung ist durch einen gemeinsamen Nenner charakterisiert: ein relativ schneller Übergang zu alternativer und erneuerbarer Energie. In dieser Studie soll dieser Übergang aus unterschiedlichen Gesichtspunkten und auch mit interdisziplinären Ansätzen analysiert werden. Eine Fragestellung ist die; ob Preis- oder Mengeninstrumente (wie Zertifikate) geeigneter sind CO2-Emissionen zu reduzieren. Ein anderer Aspekt ist der der Gestaltung von Anreizen für die Bereitstellung von erneuerbarer Energie. Dabei sollen auch auf mögliche Skalenerträge berücksichtigt werden, wie sie auch im Vorschlag Desertic (Solarstrom aus der Sahara) implizit zum Ausdruck kommen. Dieses exemplarische Projekt unterstreicht auch noch andere wichtige Aspekte wie die einer geopolitischen Dimension und das Problem, dass sich Regierungen nicht binden können, die versprochenen Anreize zu streichen. Weitere Vorhaben sind die Analyse der Konkurrenz von Biotreibstoffen mit Lebensmitteln um landwirtschaftlich nutzbare Flächen und die strategische Wahl der russischen Erdölförderung (Angebotsdynamik, der russische Oil Peak, Konkurrenz mit Erdgas, Energieeffizienz und damit verbunden das Problem lokal niedriger Preise und der Übergang zu erneuerbarer Energie). Zur Analyse wird eine breite Palette von Methoden wie Gleichgewichtsmodelle, dynamische Optimierung und Spiele (deterministisch und stochastisch), Anreizmechanismen, Ansätze der Neuen Politischen Ökonomie, etc. zur Anwendung kommen.

Trotz des gegebenen Trends in der Literatur, der Klimaerwärmung als die große Gefahr des 21sten Jahrhunderts nennt, gibt es trotzdem noch Unsicherheit ob eine globale Knappheit an fossilen Brennstoffen vor oder nach Erreichen der kritischen Ebenen globaler Klimaerwärmung eintritt. Das Problem ist, dass alle Klimawandelmodelle hohe Fehlerquoten haben, aber trotzdem müssen Maßnahmen getroffen werden, bevor diese Unsicherheit beseitigt ist. Während der Übergang zu erneuerbaren Energien als Abhilfe für beide Gefahren gilt, haben wir viele, sowohl ökonomische und technologische, Hindernisse gefunden, welche die rasche Substitution von fossilen Brennstoffen durch erneuerbare Energien auf globaler Skala verhindern. Massive Nutzung von Wind- und Solarenergie birgt Probleme des Gleichgewichts im Strommarkt. Der DESERTEC Plan solche Solarstationen in Nordafrika zu errichten um die EU mit Strom zu versorgen hat geopolitisch bedingte Gefahren bezüglich der Versorgungssicherheit. Massenproduktion von Biokraftstoffen kann Öl im Transportbereich substituieren, wird aber bei steigenden Mengen einen Wettkampf um Landwirtschaftsflächen entfachen. Sogar im Kampf gegen globale Erwärmung wurde noch kein globaler Beschluss gefunden. Während das Ölfördermaximum durch die Entwicklung von nicht herkömmlichem Öl verschoben wurde, gefährdet der derzeitige Ölpreisverfall diese Entwicklung und senkt Anreize für Substitution durch erneuerbare Energien. Wir sind auch unsicher über die Menge und Kosten von noch nicht gefundenem Öl, wie zum Beispiel in der Arktis. Diese Prozesse könnten zu einem vorzeitigen Maximum der Ölförderung führen. Neben dem ursprünglich gesetzten Zielen des Projektes haben wir auch an anderen Modellen der Energieökonomik gearbeitet, vor allem über Erdgas. Es gab dazu mehrere Präsentationen bei internationalen Konferenzen und zwei Veröffentlichungen ein Buch Kapitel und ein Journal Paper. Unsere Ergebnisse über natürliche Gasmärkte handelten von den stark unterschiedlichen regionalen Gaspreisen und beschränkter Arbitrage, die Rolle von Geopolitik für den europäischen Gasmarkt und die Zukunft von Schiefergas in China. Zusätzlich haben wir an Themen gearbeitet welche nicht direkt mit diesem Projekt in Zusammenhang stehen, aber in der Methodik verwandt sind und für uns aber interessante Ergebnisse in teilweise komplementären Bereichen gegeben haben. Eine dieser Themen behandelt die dynamische Entwicklung von Talenten und die Möglichkeit multipler Gleichgewichte und zusätzlich eine Arbeit über die Notwendigkeit der Verbindung von Lehrveranstaltungen in Universitäten mit der Nachfrage nach Spezialisten in der Industrie. Die angehängten Aufsätze sind auch durch eine Veröffentlichung auf der Research Gate Website verbreitet worden.