Entwicklungslinien in der deutschen Elektrizitätswirtschaft

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1 Entwicklungslinien in der deutschen Elektrizitätswirtschaft Prof. Dr. rer. pol. habil. Wolf Fichtner Lehrstuhl Energiewirtschaft Telefon: /4505 Fax: Fichtner 1

2 Gliederung 1. Zum Erneuerungsbedarf in der deutschen/europäischen Stromwirtschaft 2. Entwicklungslinien infolge des EEG 3. Entwicklungslinien infolge des europäischen Emissionsrechtehandels 4. Zur Entwicklung zukünftiger Strompreise 5. Zusammenfassung Fichtner 2

3 Kraftwerkskapazitäten in Deutschland ohne Regenerative : ~ 40 GW : ~ 65 GW [MW] Braunkohle Lauf-/ Speicherwasser KKW Steinkohle Gas Öl PSW Fichtner 3

4 Entwicklung der Stromerzeugung in der EU 25 Quelle: VGB 2005 Fichtner 4

5 Ablaufschritte der modellbasierten Szenarioanalyse 1. Modell Anlagendaten Prozessdaten Fahrweisen 2. Szenariodefinition Brennstoffpreisentwicklung Politik (Minderungsziele) Energieträgerressourcen Politik (Instrumentenwahl) (Technologiewahl) Energieträgerdaten Flussdaten Zukunftstechnologien Nachfrageentwicklung Netz-/Systemstruktur Laststruktur Handelsmechanismen Zielfunktion Restriktionen Nebenbedingungen Ausbauplanung 3. Energiesystemoptimierung Ausbauplanung Anlagenzubau Zeitliche Einlastung Einsatzplanung Einsatzplanung Anlagenrückbau Brennstoff Fahrweise Unter vorgegebenen Rahmenbedingungen optimaler Kraftwerkspark und Kraftwerkseinsatz Fichtner 5

6 Rahmenbedingungen der deutschen Elektrizitätswirtschaft Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) / GWB-Novelle Energiebesteuerung Energieeffizienzrichtlinie Nachfrageseitige Energieeinsparmaßnahmen Emissionsgrenzwerte Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz Kernenergieausstieg Erneuerbare-Energien-Gesetz Europäischer CO 2 -Emissionsrechtehandel Fichtner 6

7 Gliederung 1. Zum Erneuerungsbedarf in der deutschen/europäischen Stromwirtschaft 2. Entwicklungslinien infolge des EEG 3. Entwicklungslinien infolge des europäischen Emissionsrechtehandels 4. Zur Entwicklung zukünftiger Strompreise 5. Zusammenfassung Fichtner 7

8 Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) Zweck des Gesetzes ist es insbesondere im Interesse des Klima-, Natur- und Umweltschutzes eine nachhaltige Entwicklung der Energieversorgung zu ermöglichen Funktionsweise Mit Hilfe von garantierten Einspeisevergütungen werden Anreize gesetzt in die Errichtung von Anlagen auf Basis erneuerbarer Energien zu investieren. Preissteuerndes Instrumentarium (Degressive) Vergütungssätze abhängig von der erneuerbaren Energiequelle Vorrangige Abnahme und Übertragungspflicht durch den Netzbetreiber Die entstehenden Kosten werden auf die Endverbraucher umgelegt Fichtner 8

9 Vergütungsbeispiel: Strom aus Windenergie an Land Strom aus Windenergie wird über einen Zeitraum von 20 Jahren vergütet. Neu errichtete Anlagen erhalten mindestens fünf Jahre eine Anfangsvergütung von 8,19 Cent pro kwh (Stand 2007). Für die folgenden 15 Jahre erhalten die Anlagenbetreiber eine Basisvergütung von 5,17 Cent pro kwh (Stand 2007). Der Zeitraum der erhöhten Anfangsvergütung (erste 5 Jahre) kann sich je nach den Windbedingungen am Standort der Anlage verlängern. An durchschnittlichen Binnenland-Standorten höhere Anfangsvergütung z.b. für bis zu 20 Jahre möglich Fichtner 9

10 Entwicklungslinien unter Vorgaben des EEG Stromgestehungskosten hoch Photovoltaik Biomasse- / Biogasverstromung Geothermie Wind Offshore Wind Onshore gering kurzfristig mittelfristig langfristig Zeit Fichtner 10

11 Stromerzeugung aus Wind unter Vorgaben des EEG Wind-onshore Potenzial: Ca. 50 GW (BMU) Abhängig von regionalplanerisch ausgewiesenen Wind-Vorranggebieten Ausbau-Ziele des BMU bis 2020: MW Szenarioanalysen Vorgegebene Potenziale (~ 30 GW) größtenteils genutzt Unterschätzung des tatsächlichen Stromerzeugungspotenzials Wirkungsgradsteigerungen und höhere Nabenhöhen führen zu erhöhten Vollbenutzungsstunden als in vielen Studien angenommen Wind-offshore Potenzial: Ca. 50 GW (BMU) Ausbau-Ziele des BMU bis 2020: MW Szenarioanalysen Vorgegebene Potenziale (~ 30 GW) nur teilweise genutzt Fichtner 11

12 Gliederung 1. Zum Erneuerungsbedarf in der deutschen/europäischen Stromwirtschaft 2. Entwicklungslinien infolge des EEG 3. Entwicklungslinien infolge des europäischen Emissionsrechtehandels 4. Zur Entwicklung zukünftiger Strompreise 5. Zusammenfassung Fichtner 12

13 Der europäische Emissionsrechtehandel Prinzipielle Funktionsweise Zulässige Umweltbelastung (hier: CO 2 -Emissionen) wird festgelegt Aufteilung der Umweltbelastung in handelbare Zertifikate und Zuteilung Betroffene Unternehmen stehen vor der Entscheidung Emissionen zu vermeiden oder Zertifikate zuzukaufen Preis für die Zertifikate bildet sich auf dem Markt Kein preis- sondern ein mengensteuerndes Instrumentarium Fichtner 13

14 Der Europäische CO 2 -Emissionsrechtemarkt Berücksichtigte Gase Kohlendioxid Berücksichtigte Minderungsverpflichtete (Feuerungsanlagen > 20 MW th ) Energieversorgungsunternehmen Energieintensive Industriebetriebe Verpflichtungsperioden , Sanktionsmechanismen 40 /t CO 2 in /t CO 2 in Fichtner 14

15 Der deutsche NAP Budget: 499 Mio. t/a (ca. -0,4% gegenüber Emissionen in 2000 bis 2002) Kostenlose Zuteilung Zuteilungsregel Altemittenten Durchschnittliche CO 2 -Emissionen in 2000 bis 2002 * Minderungsfaktor (Übertragungsregel und Optionsregel) Neuemittenten Partiell brennstoffabhängiger Benchmark * Produktionsprognose Max. 750 g CO 2 /kwh Min. 365 g CO 2 /kwh (Ex-post Anpassung) Fichtner 15

16 Der deutsche NAP Budget: 453 Mio. t/a Kostenlose Zuteilung und Teilauktionierung Zuteilungsregel Altemittenten Partiell brennstoffabhängiger Benchmark * durch. Produktion in Neuemittenten Max. 750 g CO 2 /kwh Min. 365 g CO 2 /kwh Partiell brennstoffabhängiger Benchmark * fixe Auslastungsfaktoren 8250 Stunden für Braunkohle 7500 Stunden für andere Energieträger (außer Gasturbinen: 1000 h) Neuinvestitionen in CO 2 -intensive Technologien werden unattraktiver! Noch erhält man tlw. mehr Emissionsrechte wenn man mehr emittiert! Fichtner 16

17 Entwicklungslinien unter Vorgaben des Emissionsrechtehandels (Modellbasierte Szenarioanalysen) Effizienzsteigerungen bei bestehenden Kraftwerken Investitionsentscheidungen Kurzfristig: Investitionen in Kohle und Gas Kohle u. a. aufgrund brennstoffspezifischer Benchmarks Mittelfristig: Verstärke Gasverstromung (GuD) und Stromimport Mittelfristig: Hocheffiziente Kraftwerke mit CO 2 -Abscheidung Zubau erneuerbarer Energien im Wesentlichen aufgrund EEG-Förderung Deutsche Unternehmen werden eher Zertifikateverkäufer Anstieg der Zertifikatepreise auf ca /t Fichtner 17

18 Gliederung 1. Zum Erneuerungsbedarf in der deutschen/europäischen Stromwirtschaft 2. Entwicklungslinien infolge des EEG 3. Entwicklungslinien infolge des europäischen Emissionsrechtehandels 4. Zur Entwicklung zukünftiger Strompreise 5. Zusammenfassung Fichtner 18

19 Zur Entwicklung zukünftiger Strompreise Anstieg der Grenzkosten der konventionellen Stromerzeugung Anstieg der Primärenergiepreise (u. a. aufgrund steigenden weltweiten Bedarfs) Fichtner 19

20 Preisprognosen für Primärenergieträger Fichtner 20

21 Zur Entwicklung zukünftiger Strompreise Anstieg der Grenzkosten der konventionellen Stromerzeugung Anstieg der Primärenergiepreise (u. a. aufgrund steigenden weltweiten Bedarfs) Neubaukraftwerke Fichtner 21

22 Merit order Preis ( /MWh) Preis um 12:00-01:00 p.m. Nachfrage 12:00 01:00 p.m. Knappheitsrente Preis um 09:00-10:00 a.m. Preis um 02:00-03:00 a.m. Nachfrage 2:00 3:00 a.m. KW 2 (Braunkohle) Erneuerbare (!) Nachfrage 09:00 10:00 a.m. Q1 KW 1 (Uran) KW 3 (Braunkohle) Q2 KW 4 (Steinkohle) KW 5 (Erdgas) Brennstoff- und Betriebskosten [Cent/kWh el ] MW Fichtner 22

23 Märkte und Preise sind dynamisch! Preis (EUR/MWh) Durchschnittlicher langfristiger Preis Preis auf dem Spotmarkt Langfristige Grenzkosten Kurzfristige Grenzkosten Zeit Fichtner 23

24 Zur Entwicklung zukünftiger Strompreise Anstieg der Grenzkosten der konventionellen Stromerzeugung Anstieg der Primärenergiepreise (u. a. aufgrund steigenden weltweiten Bedarfs) Neubaukraftwerke CO 2 -Emissionsrechtehandel Fichtner 24

25 Auswirkungen des europäischen CO 2 -Emissionsrechtehandels auf den Einsatz bestehender Kraftwerke Merit-Order Nachfrage CO 2 [Cent/kWh el ] Cent/kWh el Betrieb [Cent/kWh el ] Brennstoff [Cent/kWh el ] Wasser Nuklear Braunkohlkohle Stein- GuD GT Öl Einpreisung ist unabhängig von Zuteilungsregeln (auch Geschenke haben ökonomischen Wert)! Fichtner 25

26 Zusammenfassung In den nächsten Jahren enormer Erneuerungsbedarf im Kraftwerkspark Bis 2020 (2030) allein in Deutschland rund 40 GW (65 GW) notwendig Starke Beeinflussung der Entwicklungslinien in der Elektrizitätswirtschaft durch energie- und umweltpolitische Vorgaben Auswirkungen aufgrund des EEG Wind (und Biomasse) attraktive Investitionsalternativen Tatsächliche Ertragsdaten bei Windkraftanlagen zumeist höher als in vielen Studien angenommen u. a. aufgrund höherer Narbenhöhen Auswirkungen aufgrund des CO 2 -Emissionsrechtehandel Kurzfristig: Verstärke Kohle- und Gasverstromung Mittelfristig: Gasverstromung und Import oder Kohle mit CO 2 -Abscheidung Anstieg der Zertifikatepreise auf ca /t Fichtner 26

27 Zusammenfassung Zur Entwicklung des Elektrizitätssektors Anstieg der Grenzkosten der konventionellen Stromerzeugung aufgrund steigender Primärenergiepreise, Kraftwerksneubauten und CO 2 -Emissionsrechtehandel Preis auf dem Spotmarkt wird bei knappem Markt volatiler Preis wird zwischen kurz- und langfristigen Grenzkosten pendeln Fichtner 27

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