ANALYSE DER WIRTSCHAFTLICHKEIT VON INVESTITIONEN IN ERNEUERBARE ENERGIEN IN KLIMASCHUTZSZENARIEN

Transkript

1 ANALYSE DER WIRTSCHAFTLICHKEIT VON INVESTITIONEN IN ERNEUERBARE ENERGIEN IN KLIMASCHUTZSZENARIEN Dr. Diana Böttger, Franziska Kesper, Norman Gerhardt, Irina Ganal Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik, Kassel 11. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien IEWT 2019 Wien,

2 AGENDA Motivation Methodik Szenarioannahmen Ergebnisse Zusammenfassung 2

3 Motivation Erreichung der europäischen Klimaziele erfordert Ausbau von erneuerbaren Energien (EE) Ausbau von EE bisher subventioniert Anlagenkosten in den letzten Jahren deutlich gesunken Preise für Emissionszertifikate sind gestiegen und werden weiter steigen Wirtschaftlichkeit ohne Subventionen wird greifbar Merit-Order-Effekt durch die EE senkt aber wiederum die Strompreise Forschungsfrage: Können sich EE in den nächsten Jahren alleine über den Strommarkt refinanzieren? Quantitative Analyse der Effekte notwendig 3

4 Modell SCOPE des Fraunhofer IEE Eingangsgrößen Ergebnisse Brennstoffkosten Technologiekosten Potenziale/ Restriktionen Zeitreihen für Energiebedarfe (Strom, Wärme, Verkehr) Märkte: Strommarkt Wärmemärkte (unt. Haustypen und Temperaturen) Europa und/oder DE Kostenminimierung unter Einhaltung von Klimazielen Gasmarkt Mobilitätsmärkte (unt. Größenklassen und Fahrleistungen) Optimaler Mix der Strom- u. Wärmeerzeuger sowie Verkehrsoptionen Energiemengengerüst u. installierte Leistungen Strompreis, CO 2 -Preis Stündlicher Einsatz aller Technologien CO 2 -Markt Technologieportfolio: Power-to-X Importe Windkraft, PV Stromspeicher Power-to-Gas BEV-Pkw/Lkw PHEV/REEV-Pkw/Lkw Wasserkraft KWK Klimatisierung Kessel Oberleitungs-Lkw Kondensations-KW Power-to-Heat Wärmepumpen Solarthermie Geothermie 4

5 Methodik (1/2) Technologiefokus: Wind Onshore in Deutschland Investition im Jahr 2025 mit 20 Jahren Lebensdauer Bewertung der Wirtschaftlichkeit mit der Kapitelwertmethode Kosten: Investition in die Anlage Fixe und variable Betriebskosten Erlöse: Vermarktung über den Day-ahead Markt Zukünftige Strompreise mit dem Modell SCOPE bestimmt (für die Szenariojahre 2025, 2030, 2035 sowie 2050 und dazwischen interpoliert) 5

6 Methodik (2/2) Bewertung erfolgt für unterschiedliche Technologien und Standorte Technologien: Starkwindanlage, Schwachwindanlage sowie mittlere Anlage Standorte: Nordosten/Südwesten Stromgestehungskostenklassen (SGKK) = Gesamtpotential in drei gleich große Klassen unterteilt 6

7 Szenarioannahmen für 2025, 2030 und 2035 Effizienzentwicklung des herkömmlichen Stromverbrauchs und Wärmebedarf im Industriebereich gemäß BMUB-Klimaschutzszenario 80 Annahmen zum zukünftigen Wärmebedarf für Gebäude basieren ebenfalls auf einem Effizienzszenario Kohlekonsenspfad der Agora Energiewende (Ausstieg Kohleverstromung in Deutschland bis 2040) Einhaltung des deutschen Sektorziels im Verkehr in 2030 Verschiedene Szenarien für das europäische Emissionsziel in 2030 ggü % - 42,5 % - 45 % 7

8 Starkwind Mittelwind Schwachwind Starkwind Mittelwind Schwachwind Starkwind Mittelwind Schwachwind Starkwind Mittelwind Schwachwind Gesamtinvestitionskosten [Euro/kW] Annahmen zur Entwicklung der Investitionskosten von Wind onshore

9 Installierte Leistung EU [GW] Ergebnisse: Installierte Leistung in Europa Um die vorgegebenen Klimaziele zu erreichen, ist ein starker Ausbau von Windkraft- und Photovoltaikanlagen notwendig % -42,5% -45% -40% -42,5% -45% -40% -42,5% -45% Speicher PV Wind offshore Wind onshore KWK-Anlagen Kond. Anlagen Kernkraftwerke 9

10 Installierte Leistung DEU [GW] Ergebnisse: Installierte Leistung in Deutschland In Deutschland sind 2030 zwischen 69 und 81 GW an Wind onshore notwendig, um das europäische Klimaziel zu erreichen % -42,5% -45% -40% -42,5% -45% -40% -42,5% -45% PV Wind offshore Wind onshore KWK-Anlagen Kond. Anlagen 10

11 Marktwertfaktor Schwachwind SGKK 2 Nord Ergebnisse: Marktwertfaktoren Marktwertfaktoren sinken mit zunehmendem EE-Ausbau 1,00 40% 42,5% 45% 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0, Jahr In 2018 lag der Marktwertfaktor für Bestandsanlagen bei 0,86 11

12 Ergebnisse: Kapitalwerte für Investition in 2025 (wacc = 5 %) Kapitalwerte sind für alle betrachteten Anlagen negativ, wobei Schwachwindanlagen noch am besten abschneiden 12

13 Ergebnisse: Kapitalwerte für Investition in 2025 (wacc = 2,6 %) Anlagen mit höchsten Volllaststunden in Norddeutschland werden wirtschaftlich 13

14 Zusammenfassung Dieser Beitrag befasst sich mit der Frage, ob sich erneuerbare Energien (konkret Onshore Windenergieanlagen) zukünftig alleine über den Strommarkt refinanzieren können. Betrachtung von drei Szenarien für das europäische Klimaziel für 2030 (-40 % bis -45 % ggü. 1990) Umso kleiner die verbleibenden Emissionsbudgets sind, umso höher muss der Zubau an erneuerbaren Energien ausfallen. Dies wirkt sich über den Merit-Order-Effekt negativ auf die Wirtschaftlichkeit aus. Der höhere CO 2 -Preis kann den Effekt etwas kompensieren. Eine reine Refinanzierung der Windenergieanlagen nur über den Strommarkt ist lediglich im Fall von Schwachwindanlagen an den besten Standorten in Norddeutschland bei vergleichsweise geringen Kapitalkosten möglich. 14

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontaktinformationen: Adresse: Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik Abteilung Energiewirtschaft und Systemdesign Königstor 59 D Kassel Telefon: 0561 / Fax: 0561 / diana.boettger@iee.fraunhofer.de 15