EEG und CO 2 -Emissionsrechtehandel

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1 EEG und CO 2 -Emissionsrechtehandel Prof. Dr. rer. pol. habil. Wolf Fichtner Lehrstuhl Energiewirtschaft Telefon: /4505 Fax: Fichtner 1

2 Gliederung 1. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) 2. Der europäische Emissionsrechtehandel 3. Interaktionen zwischen EEG und Emissionsrechtehandel CO 2 -Emissionsminderung durch das EEG 4. Zur Notwendigkeit der Förderung Erneuerbarer Energien 5. Zusammenfassung Fichtner 2

3 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 Fichtner 3

4 Erfolge des EEG: Entwicklung der Windkraftanlagen Quelle: BWE Fichtner 4

5 Der europäische Emissionsrechtehandel Prinzipielle Funktionsweise Zulässige Umweltbelastung wird festgelegt Aufteilung der Umweltbelastung in handelbare Zertifikate 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 5

6 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 6

7 Der europäische CO 2 -Emissionshandelsmarkt Treibhausgas-Minderungsvorgaben entsprechend Kyoto-Protokoll EU-Ziel: -8 % bis bezogen auf Emissionen des Jahres 1990 Deutscher Nationaler Allokationsplan (NAP) Budget für erfasste Anlagen 499 Mio. t/a in Zuteilungsregeln Altemittenten: Grandfathering Neuemittenten: Partiell brennstoffabhängiger Benchmark * Produktionsprognose Vielzahl an Schwachstellen im deutschen NAP Bestimmte Anlagen sind faktisch aus dem Handel herausgenommen (Ex-post) Nicht überall pro eingesparter Tonne CO 2 die gleiche Anreizwirkung Fichtner 7

8 Interaktionen zwischen EEG und Emissionsrechtehandel Anlagen, die unter das EEG fallen, emittieren in der Regel kein CO 2 und sind daher nicht vom Emissionshandel betroffen Des Weiteren ist in 2 Treibhausgasemissionshandelsgesetz explizit festgelegt, dass EEG-Anlagen nicht unter den Emissionshandel fallen Interaktionen entstehen allerdings dadurch, dass beide Instrumente auf die Elektrizitätsbereitstellung einwirken Fichtner 8

9 Interaktionen aufgrund der CO 2 -freien Elektrizitätsbereitstellung durch EEG-Anlagen Durch den Emissionshandel sind die CO 2 -Emissionen gedeckelt Aktuelle Obergrenze ca Mio. t/a in Europa Kontroll- und Sanktionsmechanismen vorausgesetzt wird diese Obergrenze eingehalten Unabhängig von der Existenz des EEG Fichtner 9

10 Interaktionen aufgrund der CO 2 -freien Elektrizitätsbereitstellung durch EEG-Anlagen Der Zubau von Anlagen infolge der Anreize durch das EEG erhöht den Anteil an CO 2 -freiem Strom aus Erneuerbaren Energien Die Verpflichteten des Emissionsrechtehandels benötigen weniger Zertifikate als ohne EEG-Einspeisung Das erhöhte Angebot an Emissionsrechten führt am europäischen Markt zu geringeren Preisen für CO 2 -Emissionsrechte zu geringeren Opportunitätskosten generell zu Veränderungen in den Minderungsstrategien Fichtner 10

11 Zu Veränderungen in den CO 2 -Minderungsstrategien durch das EEG In der Periode dominierende CO 2 -Minderungsmaßnahme Brennstoffwechsel von Kohle auf Gas Begründung: Innerhalb der ersten 3-Jahresperiode keine investiven Maßnahmen umsetzbar Emissionsreduktion bei Brennstoffwechsel ca. 500 g CO 2 /kwh el Kosten der Minderung bei Brennstoffwechsel: Euro/t CO 2 Durch Produktion einer kwh mehr aus Erneuerbaren Energien bedarf es eines geringeren Brennstoffwechsels Im folgenden Versuch der Quantifizierung für Elektrizität aus Windkraftanlagen Fichtner 11

12 Zur Bewertung der Auswirkungen der Einspeisung von Elektrizität aus Erneuerbaren Energien (hier: Windenergie) Entwicklung eines kurzfristigen Produktionsplans mit Elektrizitätseinspeisung aus Windenergie (merit order) Aufstellung eines gemischt-ganzzahligen linearen Optimiermodells X ( Cvar + Cfuel ) + X X Cload min. p, seas p, seas p, seas p, seas p, seas 1 p, seas seas S p P seas S p P variable Betriebs- und Brennstoffkosten Laständerungskosten Berücksichtigung techno-ökonomischer Spezifika (lastabhängige Wirkungsgrade, Reservehaltung, etc.) Nicht-Berücksichtigung der Elektrizitätsnetze (Punktmodell) Fichtner 12

13 Das Modell zur Analyse der fluktuierenden Stromeinspeisung aus Windenergie Modellierung mit MATLAB/Simulink Ziel: Simulation der Einlastung bei EVU Prinzipielle Vorgehensweise Vorgabe der prognostizierten Netzlast Reduktion um prognostizierte Einspeisung aus Windkraftanlagen Unterstellter Ausbau: 17,5 GW in 2005, 22,5 GW in 2010 Erstellung der Fahrpläne für die konventionellen Kraftwerke Abbildung des existierenden deutschen Kraftwerksparks Fichtner 13

14 Modellergebnisse Bislang verdrängte Windenergie vor allem Strom aus Steinkohlekraftwerken Beim prognostizierten Anstieg der Windleistung verdrängt Windenergie auch Strom aus Braunkohle-, Gas- und Kernkraftwerken Vermehrter Teillastbetrieb und häufigere Anfahrtsvorgänge ,4 Cent/kWh el 700 g CO 2 /kwh el ,25 Cent/kWh el 1,15 Cent/kWh el 500 g CO 2 /kwh el 370 g CO 2 /kwh el Fichtner 14

15 Zur heutigen Effizienz der CO 2 -Minderung durch Einspeisung von Elektrizität aus Windenergie Emissionsreduktion durch Einspeisung einer kwh aus Windenergie beträgt heute ca. 500 g CO 2 /kwh el Entspricht in etwa der Mehremission je kwh el beim Brennstoffwechsel von Gas auf Kohle Durch Produktion einer kwh aus Windenergie kann eine kwh mehr an Steinkohle eingesetzt werden Minderungskosten Minderungskosten der Windenergie ca /t CO 2 Brennstoffwechsel führt zu Minderungskosten von ca /t CO 2 Die durch EEG-Einspeisung erbrachte CO 2 -Minderung wäre ohne EEG zu geringeren Kosten realisiert worden Fichtner 15

16 Zur zukünftigen Effizienz der CO 2 -Minderung durch Einspeisung von Elektrizität aus Windenergie Zukünftig weiter sinkende Kosten und Vergütung für Windenergie Fallende Minderungskosten für Windenergie Zukünftig eher steigende Primärenergiepreise für Erdgas Steigende Minderungskosten bei Brennstoffwechsel Im zukünftigen Zuteilungsperioden des Emissionshandels lassen sich investive Maßnahmen mit anstehenden Erneuerungszyklen verzahnen Maßnahmen mit geringeren CO 2 -Vermeidungskosten als der kurzfristige Brennstoffwechsel (15 25 /t CO 2 ) können realisiert werden Fichtner 16

17 Ausgewählte Gründe an der Förderung Erneuerbarer Energien festzuhalten Erhöhung der langfristigen Versorgungssicherheit Reduktion externer Kosten Beitrag zum langfristigen Klimaschutz Beitrag des EEG: Senkung der Kosten durch Lerneffekte Fichtner 17

18 Weitere Ziele des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) Zweck des Gesetzes ist es insbesondere im Interesse des Klima-, Natur- und Umweltschutzes eine nachhaltige Entwicklung der Energieversorgung zu ermöglichen die Weiterentwicklung von Technologien zur Erzeugung von Strom aus Erneuerbaren Energien zu fördern dazu beizutragen, den Anteil Erneuerbarer Energien an der Stromversorgung bis zum Jahr 2010 auf mindestens 12,5 Prozent und bis zum Jahr 2020 auf mindestens 20 Prozent zu erhöhen. Fichtner 18

19 Förderung Erneuerbarer Energien mit Hilfe alternativer (marktbasierter) Instrumente Quotensysteme mit Zertifikaten für grünen Strom Ausschreibungssysteme Nachteile dieser Systeme Geringere Planungssicherheit als beim EEG Heutzutage noch relativ hoher Risikoaufschlag Cent / kwh Ausschreibung Quote Einspeisevergütung AT FR DE IE IT SE UK Quelle: ISI Fichtner 19

20 Zusammenfassung Seit Koexistenz EEG und CO 2 -Emissionshandel Europäische CO 2 -Obergrenze infolge des Emissionshandels: 2190 Mio. t Keine weitere CO 2 -Reduktion durch das EEG In der Periode ist der Brennstoffwechsel von Kohle auf Gas die dominierende CO 2 -Minderungsmaßnahme Durch Produktion einer kwh aus Windenergie kann eine kwh mehr an Steinkohle eingesetzt werden Die durch Erneuerbare Energien heute und in naher Zukunft erbrachte CO 2 - Minderung wäre ohne EEG zu geringeren Kosten realisiert werden Förderung Erneuerbarer Energien trägt zu anderen energiewirtschaftlichen Zielen bei EEG gegenüber alternativen Instrumenten momentan konkurrenzfähig Fichtner 20

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