Klimaschutz, Versorgungssicherheit & Atomausstieg

Transkript

1 IZE-Tagung: Stromlücke in Deutschland? Klimaschutz, Versorgungssicherheit & Atomausstieg Dr. Klaus Müschen Abteilung I.2 Klimaschutz, Umwelt und Energie

2 Überblick 1. Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung 2. Versorgungssicherheit 3. Zielkonflikt? 2

3 Abschnitt 1: Klimaschutz & nachhaltige Energieversorgung Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung 3

4 Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung Das 2 C-Ziel maximale CO 2 -Konzentration: 400 ppm Senkung der globalen CO 2 - Emissionen 2050: um 50%-85% ggü Quelle: IPCC 4

5 Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung Auswirkungen des Klimawandels 5

6 Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung CO 2 -Emissionen: Ziel 2020 minus 40 % (zu 1990) 947 Energiebedingte CO2-Emissionen Deutschland Verkehr Haushalt und GHD Industrie Ziel: -40% Angaben in Mio. t CO 2 Ziel: -80% Energie- Wirtschaft

7 Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung Nachhaltige Energienutzung - Anforderungen Umwelt-, Klima- und Gesundheitsverträglichkeit dauerhafte Versorgungssicherheit umfassende Wirtschaftlichkeit Sozialverträglichkeit effektive Ressourcenschonung Risikoarmut und Fehlertoleranz 7

8 Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung Elemente einer nachhaltige Energienutzung Effiziente Energiebereitstellung und -verwendung Verminderung der Nachfrage Nutzung erneuerbarer Energien Verzicht auf Kernenergienutzung Ein nachhaltiges Energiesystem orientiert sich an der Nachfrage nach Energiedienstleistungen. 8

9 Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung Strom: Ziele 2020 für EE, KWK, Effizienz Mögliche Stromerzeugungsstruktur in Deutschland: UBA-Szenario TWh= -11% (geg. 2005: 607 TWh) KWK-Zubau EE Importe 600 EE ohne Importe Strommenge in TWh EE ohne Importe Erdgas Atomkraft Steinkohle Übrige Mineralöl Bau Erdgas Erdgas Atomkraft Bau Steinkohle Steinkohle Bau Braunkohle 100 Braunkohle Braunkohle realer Verbrauch Effizienzzziel 9

10 Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung Strom: mögliche Entwicklung bis EE 2050 BMU-Leitszenario Langfristige Potentiale TWh/a KWK fossil Erdgas/Öl Atomkraft EE Importe PV Wind PV Wind Steinkohle Braunkohle Nitsch 2007 Geothermie Biomasse Laufwasser KWK fossil Kohle/Gas Geothermie Biomasse Laufwasser Nitsch 2007 BMU, EE in Zahlen,

11 Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung Zukünftige Anforderungen fossiler Kraftwerkspark => Grundlastband wird dünner und verschwindet bis 2050! Lastgang mit hohem Anteil Erneuerbarer Erzeuger Quelle: ISET 11

12 Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung Effizienzpotentiale Stromnachfrage 120 Mio. t CO2 jährlich einsparbar bei 10 Mrd. Gewinn bis 2015 insgesamt 110 TWh Strom einsparbar, davon 74 TWh Strom mit Gewinn Energiespar- und CO2-Vermeidungskosten aus gesamtwirtschaftlicher Sicht Lüftung und Klimatisierung Druckluft Beleuchtung in Industrie und Gewerbe effiziente Pumpen Gewerbliche und industrielle Kühlung Stand-By I.u.K. Beleuchtung Haushalt Kühlgeräte Haushalt Wärmedämmung Passivhausstandard Neubau Subst. Kochen Hydr. Abgleich Wärmedämmung Bestand Einsparung Prozesswärme Subst. Warmwasser Wärmetauscher Wärmepumpe Austausch Öl-NT-Kessel durch Öl-BW Austausch Öl-NT-Kessel durch Gas-BW-Kessel Substitution Prozesswärme Wäschetrockner Austausch Gas-NT- Kessel durch Gas-BW Treibhausgas-Vermeidungspotenzial (Mio. t CO2-Äq./Jahr) Subst. Nachtspeicherheizung Wasch- und Spülmaschine CO2-Vermeidungskosten 2015 (Euro/t) Wuppertal-Institut i. A. E.ON AG, 2006) 12

13 Effizienzpotentiale Stromnachfrage (2) Energiespar- und CO2-Vermeidungskosten aus gesamtwirtschaftlicher Sicht 6 Lüftung und Klimatisierung Druckluft Wärmedämmung Passivhausstandard Neubau Subst. Kochen Subst. Warmwasser Beleuchtung in Industrie und Gewerbe Wärmetauscher effiziente Pumpen Gewerbliche und industrielle Kühlung Stand-By I.u.K. Hydr. Abgleich Beleuchtung Haushalt Kühlgeräte Haushalt Wärmedämmung Bestand Einsparung Prozesswärme Wärmepumpe Austausch Öl-NT-Kessel durch Öl-BW Austausch Öl-NT-Kessel durch Gas-BW-Kessel Substitution Prozesswärme Wäschetrockner Austausch Gas-NT- Kessel durch Gas-BW Subst. Nachtspeicherheizung Wasch- und Spülmaschine CO2-Vermeidungskosten 2015 (Euro/t) Treibhausgas-Vermeidungspotenzial (Mio. t CO2-Äq./Jahr)

14 Abschnitt 2: Versorgungssicherheit Versorgungssicherheit 14

15 Versorgungssicherheit Anforderungen Sicherer Netzbetrieb (inkl. Regel- und Reserveleistung) Verfügbarkeit der Energieträger (Importe) Bereitstellung der erforderlichen Energiemenge Bereitstellung der erforderlichen Leistung 15

16 Versorgungssicherheit Überblick über aktuelle Studien Studie zu BMWi-Monitoringbericht (EWI/Consentec/IAEW): UCTE: System Adequacy Forecast UBA: Atomausstieg und Versorgungssicherheit Dena: Kurzanalyse Kraftwerks- und Netzplanung in Deutschland bis

17 Versorgungssicherheit BMWi-Monitoringbericht Basis: Studie von EWI/Consentec/IAEW Ergebnisse: Markt sorgt für Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage Kein Marktversagen zu erwarten => Kein Kapazitätsmangel bis 2020 zu erwarten aufgrund Neubau & Neubau-Planung Weiterbetrieb alter Kraftwerke bei Bedarf technisch möglich Versorgungsengpässe sind längerfristig nur bei massiver und dauerhafter Verhinderung von Neubauprojekten nicht auszuschließen! 17

18 Versorgungssicherheit UCTE: System Adequacy Forecast Ergebnisse für EU / UCTE: konservatives Szenario: bis 2017 ausreichend Kapazität best estimate Szenario: bis 2020 Kapazitätszuwachs => Importe auch nach 2015 möglich 18

19 Versorgungssicherheit UBA-Studie Atomausstieg & Versorgungssicherheit Untersuchung: Ist Deckung Strombedarf & Einhaltung Klimaziele möglich? Annahme: Kraftwerksbestand + Atomausstieg Ziele BR für Erneuerbare Energien, KWK, Effizienz Leistungsausgleich durch Marktreaktionen (funktionierender Markt) => Entwicklung Kraftwerkspark und Jahreshöchstlast regelt Markt => Leistungsdefizit nur bei Marktversagen Ergebnis: Strombedarf kann gedeckt werden => Bedarf an Reserveleistung möglich 200 => Maßnahmen zur Spitzenlastabdeckung Strommenge in TWh EE ohne Importe 500 Erdgas 400 Atomkraft 300 Steinkohle 100 Braunkohle KWK-Zubau EE Importe EE ohne Importe Übrige Mineralöl Bau Erdgas Erdgas Atomkraft Bau Steinkohle Steinkohle Bau Braunkohle Braunkohle realer Verbrauch Effizienzzziel 19

20 Versorgungssicherheit Optionen für Leistungsausgleich & Reserveleistung Kurzfristig nutzbar: Importe aus Nachbarländern (bei Jahressaldo = 0) Nutzung grenznaher Speicher Nachfrageanpassungen durch Preissignale (DSM) Abschaltbare Lasten zur Bereitstellung von Regelleistung (Bsp.: Evonik mit virtuellen Kraftwerken) Längerfristig nutzbar: neue Gaskraftwerke als Leistungsreserve für seltene Engpass- Situationen (ist bereits heute Praxis) neue Speicher Retrofit von Bestandsanlagen bzw. Neubau => Vorzug für Erdgas wg. Klimaschutz Virtuelle Kraftwerke (Erneuerbare Energien) 20

21 Versorgungssicherheit dena-kurzanalyse - Zentrale Aussagen "Bei der 2020 zu erwartenden Stromnachfrage wird die Jahreshöchstlast mit Kraftwerkskapazitäten am Standort Deutschland nicht mehr vollständig gedeckt. "Bei Umsetzung des Energieprogramms der Bundesregierung, also bei einem sinkenden Stromverbrauch, wird bereits ab 2012 nicht mehr genügend gesicherte Kraftwerksleistung zur Verfügung stehen, um die Jahreshöchstlast zu decken. Zur Deckung der Jahreshöchstlast stellen Stromimporte aus dem Ausland keine Alternative dar. 21

22 Versorgungssicherheit dena-kurzanalyse - Modellsystem Strommarkt: Keine Marktbetrachtung => Ausschluss von angebots- & nachfrageseitigen Anpassungen Ansatz nach staatlichem Planungsparadigma Importe: Nationale Betrachtung ohne Importe zum Leistungsausgleich Widerspruch zu Ziel eines EU-Binnenmarktes => Tendenzielle Unterschätzung der Versorgungssicherheit 22

23 Versorgungssicherheit dena-kurzanalyse Annahmen Bestandskraftwerke I dena: Annahme von fixen Lebensdauern Braun- und Steinkohle: 45 Jahre Öl- und Gasdampfkraftwerke: 40 Jahre Gasturbinen: 50 Jahre keine Marktreaktionen (Retrofit) & Anlagenzustände berücksichtigt Praxis: Außerbetriebnahme technisch-wirtschaftliche Entscheidung Technische Restlebensdauer Auslastung & Fahrweise Lebensdauer verlängernde Maßnahmen (Wirtschaftlichkeit) keine festen technischen Grenzen => größere Laufzeiten möglich (mit und ohne Retrofit) 23

24 Versorgungssicherheit dena-kurzanalyse Annahmen Bestandskraftwerke II Vergleich geplanter Stilllegungen: Erdgas Steinkohle Braunkohle Nettoleistung in GW dena 2008 UBA 2008 Öko-Institut 2008 BNetzA

25 Versorgungssicherheit dena-kurzanalyse Annahmen Bestandskraftwerke III Betrieb Bestandskraftwerke Marktanalyse UBA: Braunkohle: Dena: MW Wahrscheinlich: mind MW Differenz: 2200 MW Gas-GUD-Anlagen: dena: Stilllegung aller Kraftwerke mit IB vor 1980 Technisches Potential: mind MW mit Betriebsdauer > 40 Jahre Differenz: 4500 MW Atomkraftwerke: Dena: 2600 MW Wahrscheinlich: 5200 MW Differenz: 2600 MW => Differenz: ca MW ges. Leistung (zusätzlich nutzbar) 25

26 Versorgungssicherheit dena-kurzanalyse Annahmen Bestandskraftwerke IV Verfügbarkeit und gesicherte Leistung von Gasturbinen: dena: Verfügbarkeit Gasturbinen: 56,1 % Verfügbarkeit Kombi-Anlagen (Gas, Öl): 91,4 % Gesicherte Leistung Gasturbinen: 42 % Gesicherte Leistung Kombi-Anlagen (Gas, Öl): 86 % Praxis: Gasturbinen und Kombi-Anlagen ähnliche Verfügbarkeit Quelle VGB-Statistik => Ähnlicher Beitrag zur gesicherten Leistung ca MW Gasturbinenanlagen betroffen => Differenz: ca MW gesicherte Leistung 26

27 Versorgungssicherheit dena-kurzanalyse Annahmen Neubaukraftwerke Neubaukraftwerke bis 2020: dena: Unterteilung in Kategorie A C Berücksichtigt: nur Kategorie A und B (17700 MW) Inbetriebnahme letztes Gaskraftwerk: 2009 Inbetriebnahme letztes Kohlekraftwerk 2012 keine Marktreaktionen auf mögliche Kapazitätsmängel berücksichtigt Praxis: Weitere Planungen bekannt (bspw. Steinkohle: Dow/ EnBW in Stade, Erdgas-GUD in Ludwigsau und Stade) Planungen Kategorie C und weitere z. T. weit fortgeschritten bzw. mit hohem finanziellem Aufwand betrieben => Scheitern aller Projektplanungen unwahrscheinlich => tendenzielle Unterschätzung neuer Kraftwerksleistungen 27

28 Versorgungssicherheit dena-kurzanalyse - Nachfrageseite Jahreshöchstlast: dena: 11 % Stromspar-Regierungsziel statt 2020 erst 2030 Jahreshöchstlast MW (2020) statt MW (2030) Zielerreichungs-Szenario: MW bereits 2020 Differenz: 1500 MW Demand Side Management: Einfluss von Preissignalen auf Nachfrage Beeinflussung Jahreshöchstlast möglich Regelbare Lasten: dena: keine Berücksichtigung Praxis: Evonik virtuelles Kraftwerk: derzeit ca. 200 MW Potentiale: > 3000 MW 28

29 Versorgungssicherheit dena-kurzanalyse Ergebnisse & Schlussfolgerungen Bewertung der Ergebnisse große Unsicherheiten & tendenzielle Unterschätzung Versorgungssicherheit bei zentralen Annahmen => dena-ergebnis zu Kapazitätsdefizit fraglich => Unberücksichtigte Leistungs-Potentiale > dena-kapazitätsdefizit Kritik an Schlussfolgerungen Bei angenommenen Marktversagen: Ursachen beseitigen (Markthemmnisse) anstatt Symptome behandeln (Laufzeiten AKW, Förderung Neubau KW) bei angenommenen Kapazitätsdefizit: keine Aussage über Art der benötigten Kraftwerke möglich da keine Arbeits- bzw. Jahresbetrachtung (Defizit-Dauer) 29

30 Versorgungssicherheit Aktuelle Debatte und Handlungsbedarf Laufzeitverlängerung AKW & übereilte Förderung neuer Kohlekraftwerke sind keine technische Notwendigkeit! 30

31 Zielkonflikt? Klimaschutz, Versorgungssicherheit & Atomausstieg Klimaschutz, Versorgungssicherheit & Atomausstieg Erneuerbare Energien können Atom- & Kohlestrom ersetzen Effizienzpotentiale auf Nachfrage- & Angebotsseite Versorgungssicherheit wird durch funktionierende Märkte gewährleistet (Erzeugungs- und Nachfrageseite) => keine Stromlücke zu erwarten Klimaschutzziele: Emissionshandel begrenzt Emissionen der fossilen Kraftwerke Caps müssen langfristigen Klimaschutzzielen entsprechen ist möglich! 31

32 Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Klaus Müschen 32