Stromerzeugungskapazitäten in Deutschland und Europa Dr.-Ing. Oliver Then, VGB PowerTech e.v.

Transkript

1 Sommerakademie 2015 Betriebswirtschaftliche und rechtliche Aspekte im Strom-, Gas- und Wärmemarkt Stromerzeugungskapazitäten in Deutschland und Europa Dr.-Ing. Oliver Then, VGB PowerTech e.v. 1

2 Agenda Struktur der Stromerzeugung in Europa Stromerzeugung in Deutschland Kapazitätsentwicklung in Deutschland und Europa Entwicklungen und zukünftige Herausforderungen in der konventionellen Kraftwerkstechnik Fazit Sommerakademie

4 Das ENTSO-E Netz Sommerakademie

5 ENTSO-E Überblick 2014 Feb 29.Jan Quelle: Entso-E, Electricity in Europe 2014 Sommerakademie

6 Der Europäische Stromerzeugungsmix 2014 Leistung 1024 GW 2014 zu 2013 Erzeugung 3210 TWh Quelle: Entso-E, Electricity in Europe 2014 Sommerakademie

7 Der Europäische Stromerzeugungsmix 2014 Quelle: Entso-E, Electricity in Europe 2014 Sommerakademie

8 Der Europäische Stromerzeugungsmix 2014 Quelle: Entso-E, Electricity in Europe 2014 Sommerakademie

9 Stromaustausch in Europa 2014 Quelle: Entso-E, Electricity in Europe 2014 Sommerakademie

10 Energieversorger in Europa 2013 Vergleich der größten europäischen Energieversorger bezogen auf Stromabsatz (in Milliarden kwh) Power sales in terawatt hours E.ON (Germany) 704 EdF (France) 530 ENEL (Italy) 296 GDF/Suez (France) 290 RWE (Germany) 271 Iberdrola (Spain) 215 Vattenfall (Sweden) 203 EnBW (Germany) 51 Sommerakademie

12 Aufkommen von Elektrizität in Deutschland Der Anteil der klassischen Versorger schrumpft und wird durch private Erzeuger kompensiert (i.w. dezentrale Eigenerzeugung). Diese liefern bislang jedoch keinen angemessenen Beitrag zu den Systemkosten. Quelle: BMWi, Energiedaten Gesamtausgabe 2015 Sommerakademie

13 Umsatz in Milliarden Euro Energieversorger in Deutschland 2013 Umsatzvergleich der größten privaten Energieversorger und der kommunalen VKU-Mitglieder in Deutschland im Jahr (in Milliarden Euro) E.ON* RWE EnBW Vattenfall* VKU-Mitglieder* Sommerakademie

14 Kraftwerke und Verbundnetze Deutschland Nord Quelle: UBA 2015 Sommerakademie

15 Kraftwerke und Verbundnetze Deutschland Süd Quelle: UBA 2015 Sommerakademie

16 Beitrag und Ziele der Erneuerbaren Energien in D Sommerakademie

17 Brutto-Stromerzeugung in Deutschland Anteil Erneuerbare Energien am Stromverbrauch: 2010: 17,0 % 2011: 20,4 % 2012: 23,7 % 2013: 25,4 % 2014: 27,8 % Quelle: BMWi, Energiedaten Gesamtausgabe 2015 Sommerakademie

18 Brutto-Stromerzeugung in Deutschland 2014: 614 TWh (vorl.) Quelle: BMWi, Energiedaten Gesamtausgabe 2015 Sommerakademie

19 Kapazität und Erzeugung in Deutschland 2014 (netto) Relevanter Unterschied zwischen Leistung (Kapazität) und Arbeit (Erzeugung) in Bezug auf Versorgungssicherheit. Sommerakademie

20 Stromaustauschsaldo D 2014/15 Durch das zeitweise Überangebot an Strom aus Erneuerbaren mit Grenzkosten 0 in Verbindung mit dem Anteil must-run (Wasser, KWK) und der Mindestlast aus thermischen Kraftwerken steigen die Stromexportüberschüsse aus Deutschland immer weiter an: -> Störeinflüsse auf Märkte und Systemstabilität bei unseren Nachbarn! Größte Importanteile aus: Frankreich Kernenergie Tschechien Kernenergie, Kohle Österreich Kohle/Öl/Wasser Größe Exportanteile nach: Niederlande Stilllegung Gas Österreich Stilllegung Gas Schweiz Sommerakademie

22 Mix und Kapazitätsentwicklung in Deutschland bis 2025 Länderspezifische Unterschiede führen zu politischen Dissonanzen. Sommerakademie

23 Kernenergieausstieg in Deutschland bis 2022 Quelle: E.on AG 2014 von 20,5 GW (2010) über 10,7 GW (2015) auf 0 (2022)! Sommerakademie

24 Entwicklung gesicherter Kapazität in Deutschland bis 2025 (in GW) Sommerakademie

25 Neubauprojekte >20 MW Anzahl der Projekte nach Inbetriebnahme Anzahl der Projekte nach Status Quelle: BDEW 2015 Sommerakademie

26 Neubauprojekte >20 MW Leistung in MW nach Inbetriebnahme Leistung in MW nach Status Quelle: BDEW 2015 Sommerakademie

27 Neubauprogramm Steinkohle Sommerakademie

28 Alter der KW-Flotte in Europa Quelle: Kraftwerkskarten.de Sommerakademie

29 Kapazitätsentwicklung in Europa Investitionen im Zeitraum 2010 bis 2030 entsprechen zwischen 40 und 50 % der im Jahr 2030 installierten Kapazität thermischer Kraftwerke.(EPPSA 2015: Thermal Power in 2030) Sommerakademie

31 Retrofit Ziele und Maßnahmen Alte und neue Herausforderungen Reduzierung der Betriebs- und Instandhaltungskosten Wirkungsgraderhöhung Lebensdauerverlängerung Diagnose und Optimierung Automatisierung Einhaltung verschärfter Emissionsgrenzwerte Flexibilität Brennstoffflexibilität Einsatzflexibilität Betriebsflexibilität Sommerakademie

32 Emissionsentwicklung Emissionsintensität der thermischen Kraftwerke in der öffentlichen Stromversorgung in Europa (32 Staaten) Quelle: UBA, EPPSA Sommerakademie

33 Wirkungsgradentwicklung global Weltweiter Durchschnitt in 2011:Konventionelle Erzeugung 38%, darin Kohle 35% Erdgas 48% Öl 40% Quelle: 2014 Ecofys-international-comparison-fossil-power-efficiency Sommerakademie

34 Wirkungsgradentwicklung in D Steinkohlen Braunkohlen Erdgas Kernkraft Mittlerer betrieblicher Jahreswirkungsgrad brutto (in %) Quelle: BMWi Energiedaten 2014, VGB 25 Steinkohle Braunkohle Erdgas GuD Kernkraft Beste verfügbare Technik Mittlerer betrieblicher Wirkungsgrad netto (%) Sommerakademie

35 Retrofit Wirkungsgraderhöhung und Lebensdauer Quelle: Siemens, Alstom Power Das Alter einer Kraftwerksanlage gibt nicht zwangsläufig Aufschluss über den technischen Zustand/Leistungsfähigkeit: alt schlecht Sommerakademie

36 Retrofit Ziele und Maßnahmen Die Randbedingungen des konventionellen Kraftwerksparks verändern sich durch die Energiewende dramatisch. Sommerakademie

37 Das missing-money -Problem Klassischer Classic Market Markt /ct/kwh Markt mit fester Einspeisevergütung für EE /ct/kwh reduzierte Einsatzstunden Niedrige Börsenstrompreise Demand Erneuerbare Bedarf Nuclear Lignite GW Hard Coal Gas Oil GW Sommerakademie

38 Entwicklung der Vollastbenutzungsstunden und Prognosen Volllastbenutzungsstunden pro Jahr Steinkohlen Braunkohlen Erdgas Kernenergie Windkraft Wasserkraft Photovoltaik min max min max min max Quelle: BMWi Energiedaten Steinkohle Braunkohle Erdgas Windkraft Offshore Quelle: Studienvergleich AEE, 2013 Sommerakademie

39 Entwicklung der Vollastbenutzungsstunden: Beispiel Beispiel: Einsatz der GuD-Anlage KW Emsland, RWE Generation, Inbetriebnahme 2011 June 2011 July 2011 June 2013 July 2013 Quelle: RWE AG, 2014 Sommermonate 2014 und 2015: Anlage vom Netz Sommerakademie

40 Strukturveränderung in der konventionellen Erzeugung Die Struktur der klassischen Stromerzeugung verändert sich gravierend: von zentralisiert und kohle-gefeuert zu dezentral und lowcarbon von Wirkungsgrad zu Flexibilität von economy of scale zu low-cost und lowrisk Technologien und Betriebsführungskonzepte müssen an die Herausforderungen der veränderten Marktbedingungen angepasst werden. Sommerakademie

41 Was bedeutet Flexibilität? Dynamik Brennstoffe Betriebsflexibilität O & M Genehmi gung, Verträge Prozesse und Kompeten zen Flexibilität bedeutet mehr als Technik. Es geht bis hin zu Systemstabilität, Betriebsführungskonzepten, Schichtplänen und Personalkompetenzen. Sommerakademie

42 Technische Flexibilität weist verschiedene Facetten auf Dynamik Hohe Lastgradienten (Laständerungsgeschwindigkeit) Kurze Anfahrzeiten für Mindestlast und Nennlast Kurze Mindeststillstandszeiten Betriebsflexibilität Hohe Anzahl an Starts und Lastwechseln bei reduziertem Lebensdauerverzehr Niedrige Mindestlast bei hohem Wirkungsgrad Gleichmäßiges Wirkungsgradprofil über einem großen Lastbereich Brennstoffflexibilität Hohe Anlagenverfügbarkeit trotz unterschiedlicher Brennstofftypen/- Verfügbarkeit notwendiger Aufbereitungstechnologien und Anlagenmodifikationen Biomassezufeuerung mit abgesicherter Versorgungskette Einschränkungen Emissionen, Abgastemperaturen, Wirkungsgrad, Lebensdauer, Dampfmenge Sommerakademie

43 Dynamik und Betriebsflexibilität Technische Maßnahmen zur Erhöhung des Lastgradienten: Trennung von Mahlung und Verbrennung, Reduzierung der Wanddicken, optimierte Komponentenauslegung Technische Maßnahmen zur Absenkung der Mindestlast: Anzahl Mühlen erhöhen, Mahlprozess optimieren, Verbrennungsprozess optimieren (z.b. Flammenwächter) Sommerakademie

44 Brennstoffflexibilität Importkohle Kohlemischung Einsatz von Biomasse Andere Ersatzbrennstoffe Technische Herausforderungen: Sicherstellung der Verfügbarkeit trotz wechselnder Brennstoffeigenschaften Komplexe technische Modifikationen (z.b. Feuerung, Raugasreinigung) Sicherstellung der Logistik Sommerakademie

45 Status CCS in Europa: Große Erwartungen wenig Aktion 13 Großprojekte weltweit, neun in Bau In Erwartung zusätzlicher europäischer Förderung (z.b. EU New Entrants Reserve NER300) wurden bislang keine finalen Bauentscheidungen für Demo-Projekte getroffen Ursachen: Öffentlicher Widerstand und schwache Erwartungen an CO2- Preisentwicklung Neue Impulse für CCS? Werden die Klimaziele im EU 2030 Framework und die Weiternutzung von fossilen Brennstoffen CCS-Projekte in Europa forcieren? Sommerakademie

46 Status CCS: Capture ready? Luftzerlegung Kessel Schaltanlagen Elektrofilter Rauchgaskondensation Rauchgasentschwefelung Alternative CO 2 - Abscheidung CO 2 -Abscheidung Beispiel: Pilotanlage Schwarze Pumpe Oxifuel Quelle: Vattenfall/VGB Sommerakademie

47 Carbon Capture Readiness Was bedeutet Carbon Capture Readiness in der Praxis? Beispiel TÜV Nord Anforderungen des Zertifizierungskataloges: 1: Inbetriebnahme Hauptanlage 2: Grundkonzept 3: Standortspezifische Realisierungsbedingungen. 4: Forschung und Entwicklung. 5: Flächenbedarf. 6: Zusätzliche Anforderungen. 7: Anlagensicherheit und Umwelt. 8: Minderung Wirkungsgradverlust der Hauptanlage. 9: Berücksichtigung von Weiterentwicklungen. 10: Pre-Investments. 11: Konzept CO 2 -Abtransport. 12: Konzept CO 2 -Speicherung Teilweise existieren nationale Regulierungen wie z.b. in UK. Sommerakademie

48 VGB PowerTech who we are Unsere Mission Unterstützung unserer Mitglieder im operativen Geschäft. Unterstützung unserer Mitglieder bei strategischen Fragen. Schnittstelle zu internationalen Organisationen. Wir haben 484 Mitglieder in 35 Ländern, über 90 % davon in Europa Wir repräaentieren eine installierte Leistung von 458 GW in diesem Energiemix: Fossil Nuclear Renewables VGB is the European Competence Center of Heat and Power Generators. Founded in 1920 it is based on a voluntary association of companies active in the energy business. Sommerakademie

50 Fazit Die Struktur der Stromerzeugung in Europa ist äußerst heterogen hinsichtlich Typ, technologischem Stand und Alter. Decarbonisierung, Emissionsvorgaben und Wirtschaftlichkeit führen zu gravierenden Veränderungen im Portfolio. Der Ausbau der Erneuerbaren Erzeugung geht weiter, in unterschiedlichem Tempo. Der konventionelle Kraftwerkspark benötigt auch in der Zukunft Ersatzinvestitionen, mit den Zielen Flexibilität und Effizienz. Sommerakademie

51 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Sommerakademie