Wie erreichen wir 50% Erneuerbare Energien bis 2020 bei dezentralem Ausbau?

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1 Wie erreichen wir 50% Erneuerbare Energien bis 2020 bei dezentralem Ausbau? Vortrag im Rahmen des SPD-Workshops Auf dem Weg zu 100% Erneuerbarer Energie Berlin, den 15. Oktober 2012 Uwe Leprich Uwe Leprich Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES)

2 Das Institut für ZukunftsEnergieSysteme 2 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

3 Agenda 1. Zielsetzungen für das künftige Stromsystem 2. Der technische h Mix des künftigen Systems: Fixpunkte und Gestaltungs- spielräume 3. Systemdesign: Finanzierung des künftigen Systems 4. Robuste Schritte 3 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

4 Das strompolitische Zieldreieck für % (39%) Erneuerbare Sonstiger Rahmen 3 weitere AKWs vom Netz kein signifikanter Speicherzubau Netzrestriktionen beseitigt? 10% (0%) Reduktion 25% (28%) KWK 4 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

5 Agenda 1. Zielsetzungen für das künftige Stromsystem 2. Der technische h Mix des künftigen Systems: Fixpunkte und Gestaltungs- spielräume 3. Systemdesign: Finanzierung des künftigen Systems 4. Robuste Schritte 5 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

6 Das künftige Stromsystem 52 GW PV Hypothese Die FEE (Wind, PV, Wasser) werden mittelfristig bis zur Hälfte der gesamten Stromerzeugung abdecken dadurch bestimmen sie die Rationalität des Systems Fluktuierende Erneuerbare Energieng GW 5-7 GW Onshore Offshore Unsicherheiten Hält die Bundes- regierung an den Ausbauzielen für die Erneuerbaren fest? Reichen die heutigen Speicher dafür aus? Hält der Netzausbau damit Schritt? 6 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

7 Übrigens: Das künftige Stromsystem Der Ausbau von Wind und Solar wird zunehmend weniger mit Klimaschutz begründet, sondern immer stärker mit Verringerung von Importabhängigkeiten Steigerung von heimischer Wertschöpfung Schaffung von Arbeitsplätzen auf Dauer stabilere Strompreise Exportmöglichkeiten des Systems etc. 7 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

8 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien 8 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

9 Das künftige Stromsystem Übrigens: Must Run ist ein erheblicher Inflexibilitätsfaktor f Anteil der abgeregelten Produktion ohne Nutzung von Flexibilitäten (Wetterjahr 2007) Quelle: Sensfuss (2012) 9 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

10 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien 10 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

11 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien 11 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

12 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien 12 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

13 Zur künftigen Rolle der Biomasse 1. Flexibilitätsoption technisches h Potenzial bei bestehenden Biomasse-/Biogas-KWK-Anlagen ermitteln technische Anforderungen an neue Anlagen stellen 2. Ersatz netztechnischer Must-run Anlagen Bereitstellung von Blindleistung Bereitstellung von Kurzschlussleistung Redispatch-Fähigkeit. 13 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

14 50% Erneuerbare Energien zur Stromerzeugung in 2020 hieße: ca TWh PV ca TWh Wind Onshore ca. 20 TWh Wasserkraft ca TWh Biomasse/Biogas Ist dies ohne Speicher erreichbar? 14 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

15 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien 15 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

16 Welche Speicher brauchen wir eigentlich? a) Wärmespeicher, um die KWK stromorientiert betreiben zu können b) Biogasspeicher, um die Biomasse-BHKWs stromorientiert betreiben zu können c) dezentrale Stromspeicher (Akkus) für autonome dezentrale Systeme und das Netzlastmanagement d) zentrale Stromspeicher wie Pumpspeicherkraftwerke oder Wasserspeicher (Norwegen) e) Wärmespeicher für solarthermische Kraftwerke im Süden Europas / Nordafrika f) Erzeugung von Wasserstoff und Einspeisung in das Erdgasnetz, wenn der regenerative Überschussstrom eine gewisse Größenordnung erreicht g) Umwandlung von Wasserstoff in Methan und Speicherung im Erdgasnetz 16 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

17 Wo liegt die Messlatte für Stromspeicher? Quelle: Sensfuss [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

18 Wann brauchen wir Stromspeicher? Quelle: Sterner [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

19 Wann brauchen wir Stromspeicher? Quelle: Sterner [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

20 Im übrigen ist der Netzausbau auch eine Flexibilitätsoption und meist deutlich kostengünstiger ti als Stromspeicher! 20 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

21 Infrastrukturen als Systemvoraussetzung und -ergänzung 21 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

22 Agenda 1. Zielsetzungen für das künftige Stromsystem 2. Die technischen h Optionen des künftigen Systems: Fixierungen und Freiheitsgrade 3. Systemdesign: Finanzierung des künftigen Systems 4. Robuste Schritte 22 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

23 1. Finanzierungssegment Hypothese FEE-Anlagen lassen sich nicht über die bestehenden Großhandelsmärkte finanzieren Fluktuierende Erneuerbare Energien 23 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

24 Herausforderung Fluktuierende Erneuerbare Energien (FEE) mit Grenzkosten nahe Null können ihre Kapitalkosten mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht in grenzkostenorientierten Strommärkten erlösen der Markt löst diese Aufgabe nicht! Qu uelle: MVV 2012, interne Ka lkulationen 24 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

25 Lösungsansätze Für die Refinanzierung der FEE werden investitionssichernde Mechanismen benötigt Das EEG war in der Vergangenheit sehr effektiv Eine Quote als Alternative zum EEG ist u.u. teurer und komplizierter Ausschreibungsverfahren als Alternative zum EEG haben sich im Ausland bislang nicht bewährt 25 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

26 Lösungsansätze Der Hauptfokus sollte daher auf einer systemdienlichen Weiterentwicklung des EEG liegen Vergütungssignale für eine systemgerechtere Auslegung der Anlagen Vergütungssignale für eine optimierte Standortwahl Regelung des Marktzutritts zu den Dispatch- Märkten etc. schnellere Anpassung der Vergütungen evtl. Einführung einer neuen Wälzung Forschungsbedarf 26 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

27 2. Finanzierungssegment Hypothese Netzbezogene Must Run- Anlagen umfassen in der Summe maximal 5-10 GW Kapazitäten Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersuchungsbedarf Wie können sie mittelfristig durch Erneuerbare Energien ersetzt werden? 27 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

28 3. Finanzierungssegment Hypothese Die Dispatchmärkte funktionieren im Großen und Ganzen schon recht gut Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersu- chungs- bedarf Wie lassen sich die Teilmärkte noch besser mit den Erneuerbaren harmonisieren? 28 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

29 4. Finanzierungssegment Hypothese Dispatch- Märkte geben auf Dauer keine ausreichenden Investitionssignale und sind daher zu ergänzen Fluktuierende Erneuerbare Energien 29 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

30 Herausforderungen im Detail Wann ist der richtige Zeitpunkt zur Einführung von Kapazitätsmechanismen? Wer gibt auf der Grundlage welcher Verfahren die benötigten Kapazitäten vor? Wie lassen sich Mitnahmeeffekte minimieren? Wie lässt sich Ausnutzung von Marktmacht minimieren? Wie lassen sich Kapazitätsmechanismen mit dem Europäischen Verbundsystem harmonisieren? 30 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

31 Zur Finanzierung der Biomasse Auch Biomasseanlagen werden sich auf absehbare Zeit nicht über die Dispatchmärkte refinanzieren können Sollte die Ausschreibung von Biomasseanlagen Teil eines allgemeinen Kapazitätsmechanismus werden? Sollte die feste Vergütung für Biomasseanlagen Teil des EEG bleiben? Sollte die Finanzierung von Biomasseanlagen in das KWK-G integriert werden? Lässt sich die Verwertung von Reststoffen auch über das Abfallrecht regeln? 31 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

32 Zu beachten: Interdependenzen zwischen den Finanzierungssegmenten g Fluktuierende Erneuerbare Energien 32 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

33 Agenda 1. Zielsetzungen für das künftige Stromsystem 2. Der technische h Mix des künftigen Systems: Fixpunkte und Gestaltungs- spielräume 3. Systemdesign: Finanzierung des künftigen Systems 4. Robuste Schritte 33 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

34 Robuste Schritte Die fluktuierenden erneuerbaren Energien Wind Onshore und PV werden das künftige Stromsystem prägen Biomasse-/Biogasnutzung in KWK ist eine wichtige Flexibilitätsoption Zusammen kann der Anteil der dezentralen erneuerbaren Energien daher rund 50% erreichen, ohne dass neue Speicher notwendig wären (vorausgesetzt es liegen keine größeren Netzrestriktionen vor) Wichtig ist dafür eine systemdienliche Weiterentwicklung des EEG und die Einführung von selektiven Kapazitätsmechanismen 34 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]

35 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES) Altenkesselerstr. 17, Gebäude A Saarbrücken Tel Fax Homepage 35 [Leprich, 15. Oktober 2012, Berlin]