Die Rolle der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) im Zuge der Umgestaltung des Energiesystems und Überblick zur wirtschaftlichen Lage der KWK

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1 Die Rolle der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) im Zuge der Umgestaltung des Energiesystems und Überblick zur wirtschaftlichen Lage der KWK UBA/BMU-Workshop "Klimaschutz und KWK-Ausbau" im Rahmen des UFOPLAN-Forschungsvorhabens "KWK-Ausbau" (FKZ ) Dr. Felix Chr. Matthes Berlin, 2. April 212

2 Zukunft der KWK Perspektive Klimaschutz Kraft-Wärme-Kopplung ist nach wie vor eine effektive Effizienz- und Klimaschutzoption KWK erbringt ohne Zweifel einen maßgeblichen Beitrag zur Energieeffizienz soweit Stromkennzahlen >,8 und Nutzungsgrade des Referenzkraftwerkes <5% sind (bei anderen Parametern Einzelanalyse notwendig) KWK kann maßgebliche Beiträge zur CO2-Minderung erbringen wenn CO2-arme oder CO2-freie Energieträger zum Einsatz kommen (Erdgas oder erneuerbare Energien) solange das Stromversorgungssystem durch emissionsintensive Kraftwerke (Kohle) dominiert wird

3 Zukunft der KWK Erreichung der KWK-Ziele Ziel von 25% KWK an der Stromerzeugung für 22 besteht nach wie vor Ausbau der KWK bleibt hinter dem entsprechenden Ausbaupfad zurück für 25%-Ziel Ausbau von ca MWel in KWK notwendig (netto: Zubau und Ersatz abgehender Kapazitäten) derzeit im Bau ca. 2. MW in KWK (überwiegend als Entnahme-Kond-Anlagen großer Kohle-Kraftwerke inkl. Datteln 4) absehbarer Zubau von 2 3 MW KWK in BHKW jährlich Trend von ca. 3 MW KWK-Zubau im Rahmen des EEG fortsetzbar (Biomasse-Diskussion/-Restriktionen)? Ergebnis: allenfalls die Hälfte des für das 25%-Ziel notwendigen Zubaus ist absehbar ein wesentlicher Grund: wirtschaftliche Darstellbarkeit neuer großer KWK-Anlagen

4 PJ (ggü. Referenz) Zukunft der KWK Perspektive Primärenergieeinsparung 17,5 15, Rolle der KWK? 12,5 1, 7,5 5, 2,5 Primärenergie- Einsparbeitrag Erneuerbare Energien Energieeinsparung Verkehrssektor (gesonderte Maßnahmen) Energie-Einsparmechanismus nach Art. 6 des Richtlinienentwurfs Weitere Maßnahmen (Endverbrauch, KWK etc.) Gesamtziel für die Primärenergieeinsparung KWK kann neben den Primärenergiespareffekten des Ausbaus erneuerbarer Energien, den verkehrs- und anderen endenergiebedingten Maßnahmen einen wichtigen Beitrag zur Erreichung des EU-Effizienzziels (2% ggü. BAU bis 22) erbringen. Quelle: Matthes (211)

5 Reserven (21) Kaltreserven (kurzfristig) Fossile KW im Bau* Fossile KW in Planung* Zusätzl. KW (GuD & KWK)* Biomasse-KW Stillegung alter fossiler KW Effizienz & DSM Leistung der KKW GW Zukunft der KWK Perspektive Versorgungssicherheit Verbleibende freie Kapazität 217 Rolle der KWK? Neckarwestheim 2 Emsland Isar 2 Brokdorf Gundremmingen C Grohnde Philippsburg 2 Gundremmingen B Krümmel Grafenrheinfeld Philippsburg 1 Unterweser Isar 1 Brunsbüttel Biblis B Neckarwestheim 1 Biblis A Kurzfristig bis 217 (*jeweils untere Bandbreite) 21 KWK ist eine (!) der Optionen, mit denen in der nächsten Dekade die ausfallenden Kapazitäten der auslaufenden Kernkraftwerke (politisch getrieben) und der abgehenden fossilen Kraftwerken (wirtschaftlich getrieben) ersetzt werden können (ca. 5-1 GW) Quelle: Matthes (211)

6 Exkurs: Außenhandelsrechnung Energie Implikationen für Wohlstandstransfers Mrd. % des BIP 15 6% 125 5% 1 4% 75 3% 5 2% 25 1% % Import Kohle Import Rohöl & Produkte Import Gas Import Kernbrennstoffe Export Kohle Export Rohöl & Produkte Export Gas Export Kernbrennstoffe Import Strom Export Strom Anteil am BIP % -2% -3% -4% Das Jahr 211 war das Jahr mit der historisch höchsten Außenhandelsrechnung für Energieträger (v.a. Mineralöl und Erdgas). Im Vergleich zu den Jahren vor dem bisherigen Höchstwert (28) wird ca. 1% des BIP an Energielieferanten transferiert. Quelle: Statistisches Bundesamt, Berechnungen des Öko-Instituts (212)

7 KWK (Großhandelsmarkt-Orientierung) Energiewirtschaftliches Umfeld /MWh(Hu) /EUA 1 Strom-Terminlieferung (Base) für das nächste Kalenderjahr 9 Erdgas-Terminlieferung für das nächste Kalenderjahr Terminlieferung CO2-Zertifikate für das nächste Kalenderjahr Quelle: EEX, eigene Berechnungen

8 KWK-Wirtschaftlichkeitsindikator COGIX Bestands- und Neuanlagen-Interpretation /kw(el) COGIX (Anlegbarer) Barwert bei 8,%, 15 Jahren und 55 h/a (Anlegbarer) Barwert bei 12,%, 15 Jahren und 55 h/a Wirtschaftlichkeitsbereich für Neuinvestitionen /MWh el Quelle: eigene Berechnungen

9 KWK-Wirtschaftlichkeitsindikator COGIX Einordnung der Deckungsbeiträge (1) /kw Vermiedene NNE Gratiszuteilung ETS (216) KWKG /12% 8% 12% 8% 12% 8% 12% Investition (Bandbreite) Fixe Betriebskosten KWK-Flankierung (KWKG, Gratiszuteilung ETS, vnne) Notwendige Deckungsbeiträge (mit Berücksichtigung KWKG, ETS, vnne) Quelle: eigene Berechnungen

10 KWK-Wirtschaftlichkeitsindikator COGIX Einordnung der Deckungsbeiträge (2) (21)/kW % 12% 8% 12% 8% 12% 8% 12% 8% 12% 8/12% KWKG (Basis-Zuschlag 1,5 ct/kwh) Gratis-Zuteilung ETS (IBN 21) Gratis-Zuteilung ETS (IBN 216) Gratis-Zuteilung ETS (IBN 22) Vermiedene Netzentgelte,3 ct/kwh Invest- Kosten +25 /kw Quelle: eigene Berechnungen

11 Entwicklung der Anlagenkosten CERA-Indizes 2 = 1 25 EPCCI w/o nuclear EPCCI 2 PCCI w/o nuclear PCCI H1 22-H1 24-H1 26-H1 28-H1 21-H1 212-H1 Quelle: IHS CERA

12 Entwicklung der Anlagenkosten Standard-Projektionen (21)/kW 2.5 BMWi Energieprojektionen Braunkohle-Kraftwerk 2. BMWi Energieprojektionen Steinkohle-Kraftwerk 1.5 EIA AEO Kohle-Kraftwerk BMWi Energieprojektionen Erdgas GuD-Kraftwerk 1. EIA AEO Erdgas GuD-Kraftwerk 5 BMWi Energieprojektionen Erdgas Gasturbine EIA AEO Erdgas Gasturbine Quellen: EIA, BMWi, eigene Berechnungen

13 Entwicklung der Anlagenkosten KWK-Projektionen 2 = 1% 14% Ziesing/Matthes (27+21) KWK Erdgas 3 MW Ziesing/Matthes (27+21) KWK Erdgas 1 MW 12% Ziesing/Matthes (27+21) KWK Erdgas 4 MW Ziesing/Matthes (27+21) KWK Steinkohle 32 MW 1% ASUE (25+211) BHKW-Modul Erdgas 1 kw ASUE (25+211) BHKW-Modul Erdgas 2 kw 8% ASUE (25+211) BHKW-Modul Erdgas 1. kw 6% ASUE (25+211) BHKW-Modul Erdgas 2. kw IHS CERA EPCCI (ohne KKW) Quelle: ASUE, Ziesing/Matthes (27+21), eigene Berechnungen

14 Gravierender Umbau des Stromsystems Energieeffizienz & Dekarbonisierung Umsetzung des Energiekonzepts 21/211 massiver Ausbau erneuerbarer Energien (in der Laufzeit heute neu investierter Anlagen >>5%), überwiegend variable Quellen massive Anstrengungen bei der Stromeinsparung (Wärmemarkt, Geräte etc.) sich wahrscheinlich signifikant ändernde Lastprofile Konsequenzen für die KWK, v.a. für Neuanlagen bei massivem Ausbau von erneuerbaren Energien und Stromeffizienz deutlich sinkende Auslastung der Anlagen (Perspektive 23: -1.X h/a) zunehmendes Auseinanderlaufen von Wärmebedarfs- und Residuallast-Profilen

15 Einige Schlussfolgerungen (1) Die Entwicklung des COGIX in den letzten Jahren zeigt: bestehende KWK-Anlagen können wirtschaftlich betrieben werden KWK-Neuinvestitionen sind trotz leichter Verbesserung der Rahmenbedingungen ohne Flankierung wirtschaftlich kaum darstellbar Die Entwicklung der (flankierenden) Rahmen-Regularien verschärft die wirtschaftliche Situation Abschmelzen der kostenlosen Zuteilung für KWK- Wärmeproduktion im Rahmen des EU ETS Diskussion um die Abschaffung der vnne Die KWKG-Förderung spielt (auf Sicht) eine entscheidende Rolle für die Wirtschaftlichkeit von KWK-Anlagen

16 Einige Schlussfolgerungen (2) Die Entwicklung der wirtschaftlichen Situation seit 25 ist auch durch massive Preissteigerungen im Anlagenmarkt (in wesentlichen Segmenten) geprägt Investitionskostensteigerungen von ca. 3% für große KWK- Anlagen dadurch wurden rechnerisch ca. 5% des Fördereffekts nach bisherigem KWKG erodiert die Investitionskostensteigerungen sind kein Charakteristikum der KWK-Anlagen (und waren im Bereich von Kondensationskraftwerken teilweise sogar noch höher) Es besteht Handlungsbedarf Reflektion des veränderten Umfeldes im KWKG Verhinderung kontraproduktiver Veränderungen Reflektion der Neuausrichtung des Energiesystems

17 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Felix Chr. Matthes Energy & Climate Division Büro Berlin Schicklerstraße 5-7 D-1179 Berlin