Braucht die Photovoltaik das EEG?

Transkript

1 Braucht die Photovoltaik das EEG? Christian Breyer 2. Energie-Kongress EEG 2.0 im Spannungsfeld von Märkten und Regulierung Saarbrücken, 13. März 2013

2 JA - oder etwas Vergleichbares 2

3 Mission des Reiner Lemoine Institut Wissenschaftliche Begleitung der Energiewende hin zu Erneuerbaren Energien aus einer systemischen Perspektive. 3

4 Wirkung der PV auf den Börsenstrompreis Mai 2012 mehr als 20 GW PV Leistung erstmalig (weltweit) insgesamt >50 GW Spitzenlast in DE deutliche Absenkung des Börsenstrompreises (>20 /MWh bzw. >50%) Quelle: EEX 4

5 Wirkung der PV auf den Börsenstrompreis März 2013 mehr als 20 GW PV Leistung erstmalig auch im Winter! insgesamt >70 GW Spitzenlast in DE deutliche Absenkung des Börsenstrompreises (>40 /MWh bzw. >50%) Key facts Gleichzeitigkeitsfaktor max. 0,6 0,7 33 GWp PV Kapazität ergibt GW 52 GWp Deckel bedeutet GW 100 GWp PV führt zu GW 200 GWp PV führt zu GW Quelle: EEX 5

6 Wirkung der PV auf die Erzeugungsstruktur Quelle: 6 V. Quaschning

7 Wirkung der PV auf die Erzeugungsstruktur Quelle: 7 V. Quaschning

8 Wirkung der PV auf die Erzeugungsstruktur Quelle: 8 V. Quaschning

9 Wirkung der PV im Strommarkt Effekte zunehmender PV-Einspeisung kontinuierliche Absenkung der Börsenstrompreise bei Sonnenschein ab GWp installierte PV Kapazität liegt der Börsenstrompreis immer bei ~0 /MWh zuerst im Sommer, dann auch im Winter unflexible Grundlastkraftwerke (Kernkraft und Braunkohle) müssen entweder exportieren, oder werden dauerhaft aus dem Markt gedrängt jenseits der 70 GWp sind entweder Speicher oder weitere Verbraucher notwendig, damit PV Strom nicht regelmäßig abgeregelt werden muss PV-Eigenverbrauch verdrängt dennoch andere Erzeuger PV zerstört den Markt, der auf Grenzkosten basiert Gegenwehr im (konventionellen) System zur Rettung der Grundlastkraftwerke Forderung nach Abschaffung des Einspeisevorrangs für EE und damit auch PV massiver Druck gegen Geschäftsmodelle des PV-Eigenverbrauchs bei privaten Haushalten und Gewerbe, da Geschäftsmodelle außerhalb des EEG auch ohne Einspeisevorrang erfolgreich sein können 9

10 PV Bedarf in Deutschland Grundannahmen: 100% EE in DE für alle 8760 h eines Jahres regional autark stark vereinfachtes Model (worst case) Wesentliche Ergebnisse: Erzeugung: PV (~210 GWp) und Wind (~300 GW) Speicher: Batterien (~90 GWh) und PtG (~110 GW el ) Kosten: 670 Mrd. Invest 65 Mrd. /a LCOE Stromgestehungskosten: ~120 /MWh 10

11 100% EE in Deutschland Fraunhofer ISE 11 Quelle: Henning H.-M. and Palzer A., % Renewables for Electricity and Heat a Holistic Model for a Future German Energy System, 7 th IRES, Berlin

12 PV-Eigenverbrauch Quelle: Fraunhofer ISE PV-Netzparität Priv. HH: PV ca. 10 ct/kwh günstiger als Netzstrom Gewerbe: PV ca. 3-5 ct/kwh günstiger als Netzstrom Industrie: PV ca. 1-3 ct/kwh günstiger als Netzstrom 12 Welche Geschäftsmodelle funktionieren?

13 PV-Geschäftsmodelle PV-Eigenverbrauch PV-Strom ohne Speicher (Gewerbe, Handel, etc.) PV-Strom mit Speicher (private Haushalte) PV-Strom mit Speicher und Wärme (private Haushalte) PV-Strom (Speicher, Wärme) mit Netznutzung Verkauf von PV-Strom privater Verkauf öffentlicher Verkauf Leasing-Modelle Vorsicht: rechtliche Rahmenbedingungen müssen detailliert geprüft werden dynamische rechtliche Anpassungen sehr wahrscheinlich 13

14 PV bisher (EEG) und PV-Eigenverbrauch Bisher: PV-Erzeugung optimiert nach kwh bei Erreichung des 52 GW Deckels keine Einspeisevergütung mehr 33 GWp PV in DE Anfang 2013 erreicht bei 3 7 GWp/a Deckel ca erreicht PV-Eigenverbrauch: PV-Erzeugung optimiert nach Energiebedarf Integration von Strom und Wärme PV-Wärmepumpe und PV-Heizstab sinnvoll Batterien in den kommenden Jahren rentabel kleine Anlagengrößen von 3 6 kwp 14 Quelle (Grafik): V. Quaschning

15 Wirtschaftlichkeit von PV-Speicher-Eigenverbrauch ca. 4 Jahre nach der PV-Netzparität kann PV-Speicher-Netzparität erwartet werden die ca. 4 Jahre konnten für 13 Länder auf 5 Kontinenten bestätigt werden Markt für PV-Eigenversorgung beginnt zwischen (unabhängig vom EEG) Autarkiegrad ca %; selbst genutzter PV-Strom ca % wahrscheinlich ist der (Teil-)Ausstieg von neuen PV-Anlagen aus dem EEG 15 Quelle: Werner C., Breyer Ch., Gerlach A., et al., PV with Residential Energy Storage: An Overview on Economics, System Design and Politics, 27 th PVSEC, Frankfurt

16 Vollkosten Modell nach Photon Wesentliche Erkenntnisse: 100% EE in Deutschland geht Mix aus PV (1/3) und Windkraft (2/3) ist optimal EE-Methan (power-to-gas) ist essentieller Baustein Kopplung Strom und Wärme ist sehr wichtig notwendige Kapazitäten: 170 GWp PV und 230 GW Windkraft und 70 GW EE-Methan Vollkosten ohne Netze: ca. 7,5 ct/kwh e-pool Marktmodell: EE-Strom zentral gekauft, Deckung der Last, Preisdynamik für DSM, hoher Direktverbrauch 16 Quelle: Photon 2012(10), Welter P.

17 PV-Vergütung nach gesellschaftlichem Nutzen Vorüberlegung: kostenorientierte EEG-Vergütung nur noch als obere Leitplanke gesellschaftlicher Nutzen als untere Leitplanke einer Vergütung (> 0 ct/kwh) Nutzen der PV lokale Wertschöpfung größere Akteursvielfalt, mehr Wettbewerb, sinkende Börsenstrompreise Verringerung der außenpolitischen Abhängigkeit (Substitution von fossilen Energieimporten) Verringerung der CO 2 -Emissionen und entsprechender Kosten Verringerung von Schwermetallemmissionen und entsprechender Kosten etc. Wert dieses Extra-Nutzens: Wert des PV Merit-Order Effekts ca. 0,5 1,0 ct/kwh Wert der verringerten CO 2 -Emissionen ca. 2,0-4,5 ct/kwh (ca. 625 gco 2 /kwh Reduktion, /t CO2 ) Wert der verringerten Schwermetallemissionen ca ct/kwh (Bsp. Ontario; 2,5 13,5 USDct/kWh) untere Leitplanke für eingespeisten und genutzten PV-Strom ca. 4,5 15,5 ct/kwh! 17

18 Zusammenfassung EEG (bzw. vergleichbares Instrument) wird weiterhin benötigt PV ist neben Windkraft die zentrale Säule der Energiewende 80% - 100% EE sind erreichbar (technisch und wirtschaftlich) PV-Eigenverbrauch ist sehr wichtig, aber im Volumen limitiert Mindestvergütung für eingespeisten und genutzten PV-Strom Ziel für PV in DE: GWp, d.h. ca. 6 9 GWp/a (dauerhaft) 18

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.