Eine Untersuchung der Unsicherheit als Herausforderung für die Unternehmensstrategie am Beispiel der Chemieindustrie und der Energiewirtschaft.

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1 13. Symposium Energieinnovation Februar.2014, Graz/Austria Energiespeicher Windgas Eine Untersuchung der Unsicherheit als Herausforderung für die Unternehmensstrategie am Beispiel der Chemieindustrie und der Energiewirtschaft. Dorothea Schostok Prof. Dr.-Ing. Manfred Fischedick

2 Gliederung Forschungsrahmen Windgas im Innovationsprozess Unsicherheit als strategische Herausforderung Erste Lösungsansätze 13. Februar 2014 Seite 2

3 Forschungsrahmen Nichtlinearität Komplexität Unsicherheit Chance Energiewende als systemischer Innova&onsprozess Markt Schlüsselbranchen Energiewirtscha4 Chemieindustrie Technologie Fallstudie Windgas Unternehmensstrategie Geschä0smodelle Welche Handlungsimplika9onen ergeben sich zur Bewäl9gung von Unsicherheiten? 13. Februar 2014 Seite 3

4 Forschungsrahmen Ungewissheit als Teilmenge der Unsicherheit Nichtlinearität Komplexität Unsicherheit Energiewende als systemischer Innova&onsprozess Chance Zielverfehlung Abweichung vom Sollwert Schaden Keine Annahme über Wahrscheinlichkeit Ungewissheit Risiko Annahme über Wahrscheinlichkeit 13. Februar 2014 IN ANLEHNUNG AN: KNIGHT 1921, MEIER 2001, JONEN 2007 Seite 4

5 Forschungsrahmen methodische Herangehensweise Literaturanalyse Analyse (Energie-) Szenarien Qualitativ-empirische Analyse: Experteninterviews 1. Runde Institutionen der Wissenschaft 2. Runde Unternehmen der Energie- und Chemiewirtschaft (in Arbeit) 13. Februar 2014 Seite 5

6 Dimensionen der Unsicherheit ökonomische technische regulatorische Ansatz: strategisches Innovationsmanagement - strategisches Management - Technologie- und Innovationsmanagement - Entrepreneurship-Forschung - Change Management Handlungsmuster und methoden: - strategische Früherkennung und -interpretation von Trends - Optimierung bestehender Geschäftsmodelle - Geschäftsmodell-Innovationen 13. Februar 2014 IN ANLEHNUNG AN SERVATIUS 2011 Seite 6

7 Windgas im Innovationsprozess Technology Push Strategische Orien9erung Ideenfindung und auswahl KonzepRindung System Push Pilotprojekte Weiterentwicklung Produkt, Verfahren, Geschä0smodelle Marktbereitscha0 Markteinführung Demand Pull 13. Februar 2014 IN ANLEHNUNG AN GESCHKA / SCHWARZ-GESCHKA 2007 Seite 7

8 Windgas im Innovationsprozess Technology Push Strategische Orien9erung Ideenfindung und auswahl KonzepRindung Überschuss EE Elektrolyse Grüner Wasserstoff Produkt Anwendung System Push Pilotprojekte Weiterentwicklung Produkt, Verfahren, Geschä0smodelle CO2 Synthese Marktbereitscha0 Demand Pull Grünes Methan Markteinführung Produkt Anwendung 13. Februar 2014 IN ANLEHNUNG AN STERNER 2009 Seite 8

9 Windgas im Innovationsprozess Technology Push Pilot- und Versuchsanlagen (Beispiele) System Push Strategische Orien9erung Ideenfindung und auswahl KonzepRindung Pilotprojekte Weiterentwicklung Produkt, Verfahren, Geschä0smodelle Marktbereitscha0 Markteinführung Demand Pull Akteure Jahr Ort Leistung WSS Etogas ZSW IWES Etogas ZSW IWES 2009 Bad Hersfeld 25 kw Methan 2012 Stu`gart 250 kw Methan E.ON 2013 Falkenhagen 2 MW Wasserstoff Audi Etogas ZSW IWES EWE MT- BioMethan 2013 Werlte 6,3 MW Methan 13. Februar 2014 QUELLE: PRESSEMITTEILUNGEN / WEBSEITEN AKTEURE Seite 9

10 Windgas im Innovationsprozess Technology Push Geschäftsmodell grüner Wasserstoff: System Push Strategische Orien9erung Ideenfindung und auswahl KonzepRindung Pilotprojekte Weiterentwicklung Produkt, Verfahren, Geschä0smodelle Marktbereitscha0 Demand Pull Hybridkraftwerk Enertrag + Tarif prowindgas Greenpeace Energy 2011: Tarif prowindgas 2013: Spatenstich Gasnetzanschluss Hybridkraftwerk Im Preis (...) pro Kilowattstunde sind 0,4 Cent Förderbeitrag enthalten. Dieser Innovationsaufschlag fließt in den Ausbau der Windgas-Technologie. Markteinführung 13. Februar 2014 QUELLE: Seite 10

11 Windgas im Innovationsprozess System Push Technology Push Strategische Orien9erung Ideenfindung und auswahl KonzepRindung Pilotprojekte Weiterentwicklung Produkt, Verfahren, Geschä0smodelle Marktbereitscha0 Markteinführung Demand Pull Extrembeispiel zur dynamischen Entwicklung Power-to-Gas Hype 2009 P2C: Ammoniak aus grünem Wasserstoff (mögliche Basis: Windstromüberschüsse) P2F: Der Energieträger Wasserstoff nimmt im Innovationsszenario keine bedeutende Rolle ein, sein Anteil bleibt unter 1%. (Energieszenario WWF Modell Deutschland, Klimaschutz bis 2050`) 2014 P2G: tragende Rolle sektorübergreifend (>23%) Bei den energiesystemtechnischen Infrastrukturannahmen wird Power-to-Gas zur Deckung des sektorübergreifenden Restbedarfs an chemischen Energieträgern [...] [sowie] der verbleibenden positiven Residuallast in allen Sektoren (Strom, Wärme, Verkehr) eingesetzt. (Vollversorgungsszenario Fraunhofer IWES Geschäftsmodell Energiewende ) 13. Februar 2014 Seite 11

12 Gliederung Forschungsrahmen Windgas im Innovationsprozess Unsicherheit als strategische Herausforderung Erste Lösungsansätze 13. Februar 2014 Seite 12

13 Ökonomische Unsicherheit Strompreis Heute wird der Strompreis von zahlreichen direkten und indirekten Determinanten mit Wechselwirkungen bestimmt, wie z.b. - Erzeugung, Transport, Vertrieb des Stroms - Höhe der Förderung und Umlagen aus EEG, KWK-G, 19-Umlage (StromNEV-Umlage) - Netzentgelte, Steuern, Abgaben wie Konzessionsabgaben und der Stromsteuer - Preis für CO 2 Zertifikate - Entwicklung der Brennstoffmärkte (Gaspreise, Rohölpreise, Kohlepreise), - Wetter und damit der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien - Kraftwerke / Netzte (Revision, technische Nichtverfügbarkeit) - Stromnachfrage (inklusive konjunkturellen und witterungsbedingten Schwankungen) - Verbraucherverhalten 13. Februar 2014 IN ANLEHNUNG AN BMWI 2012; LÖSCHEL ET AL Seite 13

14 Ökonomische Unsicherheit Strompreis Lebenszykluskosten / Vorkettenbetrachtung Konsistenz und zukünftige Ausgestaltung der heute geltenden Entlastungsregeln Belastungen*chemische*Industrie*in*Deutschland* Stromsteuer" Emissionshanel" EEG" 0" 500" 1000" 1500" 2000" 2500" 3000" 3500" 4000" mit"entlastungsregeln" ohne" zukünftiges Strommarktdesign respektive Stromsystemdesign Energiebedarfsprognosen und Energienachfrageverhalten Jährliche Effizienzsteigerungen Entwicklung Brennstoffe - Wärmebereitstellung - Kraftstoffverbrauch in der Mobilität EU-Strom-Verbund 13. Februar 2014 ABBILDUNG IN ANLEHNUNG AN VCI 2013 Seite 14

15 Ökonomische Unsicherheit Wettbewerbskräfte Marktmacht Lieferanten und Kunden - Wachsende Windstromerzeuger / Anlagenbauer - Akzeptanz Gefahr durch Substitute - Ausbau von Wasserkraftwerken in Skandinavien - massivstem Leitungsnetzausbau über die europäischen Grenzen hinaus - Erschließung unkonventioneller Fördertechniken Technologieentwicklung /-dynamik anderer Speichertechnologien 13. Februar 2014 Seite 15

16 Ökonomische Unsicherheit Gesamtsystem Kopplung von Gas- und Stromnetz neu Entwicklung Strom-/ Gas und Wärmeinfrastrukturen Grad Flexibilität Gesamtsystem Erneuerbaren Energien Quote (Wie, Wann, Wie viel) Umgang mit Graugas 13. Februar 2014 Seite 16

17 Regulatorische Unsicherheit Gesamtsystem Genehmigungsverfahren Standortfragen Koalitionsvertrag P2G Option für Langzeitspeicher - Forschungsprogramme weiterführen - Aus- und Neubau Demonstrationsprojekte gewünscht Konsistenz politischer Entscheidungen - Fördersystem Erneuerbarer Energien (EEG und KWK-G) - erneute Novellierung des EEG zum 1. August 2014 Keine Klarheit über regulatorische Rahmenbedingungen (z.b. Stromletztverbraucher - Letztverbraucherabgaben) Notwendig: für alle Akteure akzeptierte Abgrenzungen von Windgas als Energiewandler und Windgas als Energieverbraucher 13. Februar 2014 Seite 17

18 Regulatorische / Technische Unsicherheit Methanisierung Entwicklung: - sektorspezifische CO 2 Verbrauch - CO 2 Preise - CO 2 Minderungsziele - Emissionshandelssystems CO 2 als Rohstoff - CO 2 -freier Wasserstoff - CO 2 -neutrales Methan - andere Power-to-Chemicals Anwendungen Potenziale für Kooperationen der Energiewirtschaft und Chemieindustrie 13. Februar 2014 Seite 18

19 Technische Unsicherheit Elektrolyse bewehrtes Standartverfahren in der Industrie z.b. Chloralkali-Elektrolyse Integration FEE spezifischen Anforderungen des Elektrizitätsmarktes relativ am Anfang des Innovationsprozesses bewehrte Technik muss in einen neuen Anwendungsfall überführt werden entscheidende Spezifizierung / notwendige Weiterentwicklung: - dargebotsabhängige und diskontinuierliche Fahrweise der Elektrolyseanlage, die ein häufiges Anund Abfahren, aber auch unterschiedlich Last-/ Teillastläufe zulässt - sehr hoher Teillastwirkungsgrad - Effizienz der Anlage (auch unter Einbezug der Hilfsaggregate) - Reduktion der Kosten Von einer Manufaktur in eine Industrie: - Ausbau der Skaleneffekte - Steigerung der Wirtschaftlichkeit Bau von Elektrolyseuren eine industriepolitische Chance 13. Februar 2014 Seite 19

20 Erste Lösungsansätze Technische Unsicherheit Heute infrastrukturelle Grundlagen, Marktstrukturen sowie Erzeuger-/ Verbraucherbeziehungen vordenken chemische Industrie als zukünftiger Verbraucher: Entwicklung alternativer Anwendungsfälle und verwandter Technologiepfade /-kaskaden frühzeitig auf das falsche Pferd setzten, als zu spät auf das richtige? Zeit Wasserstoff Methan Power-to-Fuels Power-to-Chemicals Power-to-Heat Beimischungsgrenze Power-to-Fuels Power-to-Chemicals Power-to-Heat Langzeitspeicher Power-to-Gas(-to Power) Technologieentwicklung Unsicherheit 13. Februar 2014 Seite 20

21 Erste Lösungsansätze Regulatorische Unsicherheit Mit partizipativen Verfahren können Unternehmen, insbesondere KMU - pro-aktiv an der (regulatorischen) Zukunftsgestaltung im Bereich Power-to-Gas mitwirken - Unsicherheiten mildern - zielgerichtet Beiträge zur Marktentwicklung leisten Praxisbeispiel partizipativ angelegtes Verfahren: Klimaschutzplan NRW - politische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Akteure - konstante Feedback-Prozess & Feedback-Schleifen - Identifikation und Festlegung von Strategien und Maßnahmenfeldern - Ausgestaltung möglicher Entwicklungspfade zum Schutz des Klimas - Szenarien/-korridore auf Basis einer gemeinsamen Vision der beteiligten Akteure Partizipative Konzepte gehen über die klassische Strategiedimension Shape the Future der Unsicherheitsreduktion hinaus. 13. Februar 2014 Seite 21

22 Erste Lösungsansätze Regulatorische Unsicherheit Aktuell Bundesnetzagentur startet Aufruf zur öffentlichen Konsultation ihres Positionspapier zur Anwendung der Vorschriften der Einspeisung von Biogas auf die Einspeisung von Wasserstoff und synthetischem Methan in Gasversorgungsnetze Zukunft Ausblick einer zu bearbeitenden Agenda: (partizipative) Ausgestaltung einer RoadMap mit konkreten Entwicklungszielen für Windgas 13. Februar 2014 Seite 22

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl. Ökonomin Dorothea Schostok Wuppertal Ins9tut für Klima, Umwelt, Energie GmbH Forschungsgruppe: Zukün0ige Energie- und Mobilitätsstrukturen Döppersberg Wuppertal Tel: E- Mail: Internet: