Energiewende. Vortrag zur 22. Jahrestagung des. Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES)

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1 Zur Rolle der Biomasse in der Energiewende Vortrag zur 22. Jahrestagung des Fachverbands Biogas e.v. Leipzig, den 29. Januar 2013 Prof. Dr. Uwe Leprich Prof. Dr. Uwe Leprich Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES)

2 2 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig] Die IZES ggmbh

3 Was bedeutet Energiewende? 3 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

4 IEA 450 Szenario grundsätzliche Orientierung Quelle: IEA [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

5 Ziel der EU bis 2020 Beschluss des Europäischen Rates im März [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

6 Quelle: Monitoring-Bericht 2012 Die Ziele der Energiewende 6 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

7 Die Erneuerbaren-Ziele nach Sektoren Quelle: BMU [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

8 Das Stromsystem ist besonders wichtig! Quelle: UBA [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

9 Das strompolitische Zieldreieck für % (39%) Erneuerbare Sonstiger Rahmen 3 weitere AKWs vom Netz kein signifikanter Speicherzubau Netzrestriktionen beseitigt? 10% (0%) Reduktion 25% (28%) KWK 9 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

10 Der Wärmesektor als Teil der Energiewende Der Wärmesektor wird sich immer stärker mit dem Stromsektor verzahnen durch den weiteren Ausbau der Kraft-Wärme- Kopplung die stärkere Verbreitung (gesteuerter) elektrischer Wärmepumpen die optimierte Nutzung von Gas-, Wärmeund Stromspeichern die gemeinsame Optimierung von Strom-, Gas- und Wärmenetzen 10 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

11 Ein vernetztes Strom-Wärme-System Quelle: DLR/IWES/IFNE [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

12 Szenarien: erwartete Beiträge der Biomasse 12 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

13 Leitstudie 2011 (Primärenergie) Biomasse: rund 20% des Energieverbrauchs in 2050 DLR/IWES/IFNE [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

14 Leitstudie 2011 (Biomasse als Endenergie) Quelle: DLR/IWES/IFNE [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

15 Leitstudie 2011 (Strom) Biomasse: rund 10% Anteil an der Stromerzeugung in 2050 Quelle: DLR/IWES/IFNE [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

16 Leitstudie 2011 (Strom aus Biomasse) Quelle: DLR/IWES/IFNE [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

17 Biomasse auch in 2020 noch wichtiger als PV? Quelle: BEE [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

18 Vom Ziel her denken Biomasse keine Wachstumsstory in der Stromerzeugung? g Quelle: Öko-Institut/Prognos [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

19 19 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig] Biomasse in der Diskussion

20 Quelle: Leopoldina [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

21 21 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig] Quelle: UBA 2012

22 22 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig] Quelle: SRU 2011

23 Zur Rolle der Biomasse im künftigen Stromsystem 23 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

24 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 5-8 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? 24 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

25 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien 25 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

26 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien 26 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

27 Das zukünftige Stromsystem Quelle: IZES [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

28 a) Biomasse als Flexibilitätsoption 28 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

29 Die Auflösung der Grundlast Quelle: IWES 2010 erfordert eine starke Flexibilisierung des Systems! 29 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

30 Ansatzpunkte der Biomasse Quelle: IZES [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

31 Ansatzpunkte der Biomasse in KWK-Anlagen stromorientiert betriebene Biogas-/Biomethan- BHKW stromorientiert betriebene Biomasse-HKW Auslaufmodell: grundlastbetriebene KWK- Anlagen in flexiblen Backup-Kraftwerken mit Biogas/Biomethan betriebene Gasturbinen Zufeuerung in Kohlekraftwerken? 31 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

32 Sehr kurzfristige Flexibilitätsoptionen Ausgleich im Sekunden-/Minutenbereich: Regelenergie durch bestehende Anlagen und Kraftwerke neue flexible Kraftwerke, v.a. KWK, Gaskraftwerke regelbare erneuerbare Energien (REE) Lastmanagement / Demand Side Management bestehende Speicher und neue Kurzfristspeicher Abregeln von FEE-Anlagen (negative Regelenergie) 32 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

33 Flexibilitätsoptionen für den Stunden-/Tagesausgleich bestehende Anlagen und Kraftwerke neue flexible e Kraftwerke, e, v.a. KWK, Gaskraftwerke regelbare erneuerbare Energien (REE) z.t. Lastmanagement / DSM plus 33 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

34 Flexibilitätsoptionen für den saisonalen Ausgleich Wasserstoff und Gasnetz als Speicher Europäisches Verbundsystem 34 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

35 Benchmark für Flexibilitätsoptionen Quelle: Sensfuss [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

36 Flexibilisierung von Biogas-BHKW ist relativ teuer und daher begründungsbedürftig! Quelle: Urban [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

37 b) Biomasse für Systemdienstleistungen 37 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

38 Mögliche Systemdienstleistungsbereitstellung durch Bioenergieanlagen Frequenzregelung / Regelenergie Bereitstellung von Blindleistung zur Spannungsregelung g g Reduktion der Netzbelastung / Engpass- management Reduktion der Netzverluste Versorgungswiederaufbau / Schwarzstartfähigkeit 38 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

39 Marktvolumen Systemdienstleistungsbereitstellung Quelle: Monitoringbericht BNetzA [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

40 Entwicklung Marktvolumen Regelenergie Quelle: TSB [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

41 Einsatz von Biomasse für Systemdienstleistungen? Es ist zu untersuchen, inwieweit hier wettbewerbliche Allokationsmechanismen bestehen (bleiben) oder inwieweit SDL-Beiträge in der Perspektive auf vertraglicher Basis bzw. durch Erfüllung bestehender Regelwerke oder Grid Codes/ Standards erbracht werden Signifikante Zusatzerlöse für Bioenergieanlagen durch die Bereitstellung von Systemdienstleistungen sind eher nicht zu erwarten 41 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

42 c) Zur Finanzierung von Flexibilitätsoptionen 42 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

43 Futurepreise und Phelix Base 2010 bis Phelix Base Futures Folgejahr 30 Periode gleit. Mittelw. (Phelix Base) Qu uelle: Eigen e Darstellu ng; Daten: EEX [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

44 Day-Ahead-Spotmarkt: Phelix Base 2010 bis ,00 90,00 80,00 70, ,00 50,00 40,00 30,00 20,00 Phelix Base 30 Periode gleit. Mittelw. (Phelix Base) 200 Periode gleit. Mittelw. (Phelix Base) Qu uelle: Eigen e Darstellu ng; Daten: 10,00 0, EEX [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

45 Erlösperspektiven im Stromsektor Der Merit-Order-Effekt der Erneuerbaren Energien führt nicht nur zu Preisdruck im day-ahead-markt, ahead sondern in allen Teilmärkten des Stromsektors Der Stromsektor ist gegenwärtig g g immer noch von Überkapazitäten geprägt, die zusätzlich zum Preisdruck in den verschiedenen Teilmärkten des Stromsektors beitragen. Im heutigen grenzkostenbasierten Großhandelsmarkt sind Bioenergieerzeuger gegenüber den konventionellen Stromerzeugern im Hintertreffen, da sie zumeist höhere Grenzkosten aufweisen als die fossil-nuklearen Anlagen 45 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

46 Zwischenfazit Bioenergie-Anlagen g als Flexibilitätsoptionen lassen sich auf absehbare Zeit weder über die Großhandelsmärkte noch über die Regelenergiemärkte vollständig finanzieren. Zudem sind sie i.d.r. nicht konkurrenzfähig gegenüber anderen Flexibilitätsoptionen. Sie benötigen daher einen separaten Refinanzierungsmechanismus; dieser ist begründungsbedürftig. 46 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

47 47 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig] Was ist zu tun?

48 Die Finanzierungssegmente des Stromsektors / Systemdesign Fluktuierende Erneuerbare Energien Quel lle: IZES [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

49 Zu beachten: Interdependenzen zwischen den Finanzierungssegmenten g Fluktuierende Erneuerbare Energien Quel lle: IZES [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

50 Absicherung der Biomasse durch Finanzierungs-Mix Agrarsektor Wald-/ Forstsektor abfallrechtliche Regelungen Entsorgungssektor landwirtschaftliche Vergütungen energiewirtschaftliche Vergütungen 50 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

51 Zur Rolle der Biomasse im künftigen Wärmesystem 51 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

52 Leitstudie 2011 (Wärme) Quelle: DLR/IWES/IFNE [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

53 Biomasseeinsatz jenseits der KWK unter Berücksichtigung von Realismus in der Gebäudesanierung Denkmalschutz Bestandschutz Thermosensibilität von elektrischen Wärmepumpen heißt realweltliche ltli Rahmenbedingungen und die Zeitachse zu beachten! 53 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

54 Ausblick Die Energiewende führt zu einer sehr weitgehenden Transformation der Strom- und Wärmesysteme Die Biomasse muss sich in dem sich abzeichnenden künftigen Strom-Wärme-System S t neu positionieren i Technisch gesehen ist sie eine Flexibilitätsoption, die zur Systemsicherheit beitragen kann Ökonomisch gesehen konkurriert sie gegen g andere, z.t. kostengünstigere Optionen Ihre künftige Rolle muss demnach finanziell abgesichert werden; hier werden rein energiewirtschaftlich begründete Absicherungen wohl nicht ausreichen 54 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]

55 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES) Altenkesselerstr. 17, Gebäude A Saarbrücken Tel Fax Homepage 55 [Leprich, 29. Januar 2013, Leipzig]