Herzstück der Energiewende

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1 Transformation des Stromsystems als Herzstück der Energiewende Vortrag auf dem Branchentag Energiewirtschaft der Region SaarLorLux Saarbrücken, den 15. November 2012 Prof. Dr. Uwe Leprich Institut t für ZukunftsEnergieSysteme t (IZES)

2 Das Institut für ZukunftsEnergieSysteme 2 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

3 Agenda 1. Zielsetzungen für das Stromsystem Der technische Mix des künftigen Systems: Fixpunkte und Gestaltungsspielräume l 3. Systemdesign: Finanzierung des künftigen Systems 4. Robuste Schritte 3 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

4 Das Stromsystem als Herzstück des Energiesektors Quelle: UBA [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

5 Der Wärmemarkt als Teil der Energiewende Der Wärmemarkt wird sich immer stärker mit dem Stromsektor verzahnen durch den weiteren Ausbau der Kraft-Wärme- Kopplung die stärkere Verbreitung elektrischer Wärmepumpen die gemeinsame Optimierung von Strom-, Gas- und Wärmenetzen Und er wird (muss) stark schrumpfen! 5 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

6 Das strompolitische Zieldreieck für % (39%) Erneuerbare Sonstiger Rahmen Bruttostromverbrauch 3 weitere AKWs vom Netz kein signifikanter Speicherzubau Netzrestriktionen beseitigt? 10% (0%) Reduktion 25% (28%) KWK 6 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

7 Agenda 1. Zielsetzungen für Stromsystem Der technische Mix des künftigen Systems: Fixpunkte und Gestaltungsspielräume l 3. Systemdesign: Finanzierung des künftigen Systems 4. Robuste Schritte 7 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

8 Das künftige Stromsystem Hypothese Die FEE (Wind, PV, Wasser) werden in 2020 mindestens ein Drittel der gesamten Stromversorgung abdecken dadurch bestimmen sie die Rationalität des Systems Fluktuierende Erneuerbare Energieng 52 GW PV GW 5-7 GW Onshore Offshore Unsicherheiten Hält die Bundes- regierung an den Ausbauzielen für die Erneuerbaren fest? Reichen die heutigen Speicher dafür aus? Hält der Netzausbau damit Schritt? 8 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

9 Übrigens: Das künftige Stromsystem Der Ausbau von Wind und Solar wird zunehmend weniger mit Klimaschutz begründet, sondern immer stärker mit Verringerung von Importabhängigkeiten Steigerung von heimischer Wertschöpfung Schaffung von Arbeitsplätzen auf Dauer stabilere Strompreise Exportmöglichkeiten des Systems etc. 9 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

10 Das künftige Stromsystem Hypothese Die heutige Must Run-Leistung ist viel zu hoch und muss dringend reduziert werden Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersuchungs- bedarf In welchem Umfang können erneuerbare Anlagen Must Run-Kraftwerke ersetzen? 10 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

11 Das künftige Stromsystem Übrigens: Must Run ist ein erheblicher Inflexibilitätsfaktor f Anteil der abgeregelten Produktion ohne Nutzung von Flexibilitäten (Wetterjahr 2007) Quelle: Sensfuss (2012) 11 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

12 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien 12 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

13 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien Hypothese Die Preissignale sorgen bereits für er- hebliche Flexibilisierungsaktivitäten im bestehenden Kraftwerkspark Untersu- chungs- bedarf Reichen die Preissigna- le für eine maximale Flexibilisierung aus? 13 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

14 Das künftige Stromsystem Hypothese Regional wird es zu einer stärkeren grenzüberschreitenden Kooperation kommen Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersu- chungs- bedarf Ist eine transnatio- nale Verantwortung für Versorgungs sicherheit vorstellbar? 14 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

15 Das künftige Stromsystem Hypothese Der Zubau dieser Anlagen kann nicht über die bestehenden Großhandelsmärkte finan- ziert werden Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersu- chungs- bedarf Ausgestaltung von Kapazitätsmechanismen 15 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

16 Herausforderungen im Detail Wann ist der richtige Zeitpunkt zur Einführung von Kapazitätsmechanismen? Wer gibt auf der Grundlage welcher Verfahren die benötigten Kapazitäten vor? Wie lassen sich Mitnahmeeffekte minimieren? Wie lässt sich Ausnutzung von Marktmacht minimieren? Wie lassen sich Kapazitätsmechanismen mit dem Europäischen Verbundsystem harmonisieren? 16 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

17 Das künftige Stromsystem Hypothese Ohne Förderung kommen diese FO nicht zum Zug; heute: KWK-G und EEG Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersu- chungs- bedarf Wie hoch ist das Fle- xibilisierung spotenzial der beiden Optionen? 17 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

18 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien Hypothese Die LM- Potenziale sind aktuell eher im Industrie- und Gewerbebereich vorhanden, weniger im Massenkunden bereich Untersu- chungs- bedarf Wie hoch ist LM- Potenzial für die Tages- und Langfristreserve? 18 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

19 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien 19 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

20 Welche Speicher brauchen wir kurz-, mittel- und langfristig? a) Wärmespeicher, um die KWK stromorientiert betreiben zu können b) Biogasspeicher, um die Biomasse-BHKWs stromorientiert betreiben zu können c) dezentrale Stromspeicher (Akkus) für autonome dezentrale Systeme und das Netzlastmanagement d) zentrale Stromspeicher wie Pumpspeicherkraftwerke oder Wasserspeicher (Norwegen) e) Erzeugung von Wasserstoff und Einspeisung in das Erdgasnetz, wenn der regenerative Überschuss- strom eine gewisse Größenordnung erreicht f) Umwandlung von Wasserstoff in Methan und Speicherung im Erdgasnetz 20 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

21 Das künftige Stromsystem Hypothese CSP ist eine Option, die nur gesamteuropäisch erschlossen werden kann Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersu- chungs- bedarf Wie hoch sind die Systemkosten im Vergleich zur PV? 21 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

22 Das künftige Stromsystem Hypothese Netze können vielfach andere FO ersetzen Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersu- chungs- bedarf Wie sieht das optimierte Zusammen- spiel der Netze aus? 22 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

23 Infrastrukturen als Systemvoraussetzung und -ergänzung 23 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

24 Agenda 1. Zielsetzungen für das Stromsystem Der technische Mix des künftigen System: Fixpunkte und Gestaltungsspielräume l 3. Systemdesign: Finanzierung des künftigen Systems 4. Robuste Schritte 24 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

25 1. Finanzierungssegment Hypothese FEE-Anlagen lassen sich nicht über die bestehenden Großhandelsmärkte finanzieren Fluktuierende Erneuerbare Energien 25 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

26 Lösungsansätze Für die Refinanzierung der FEE werden investitionssichernde Mechanismen benötigt Das EEG war in der Vergangenheit sehr effektiv 26 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

27 Zwischenruf: Zur Beurteilung von Instrumenten Marktfundaentalist Marktrealist Gesamtrealist Öko- Realist Effizienz X X X X Ökofundamen- talist Akzeptanz X X X X X Praktika- X X X bilität Effektivität Vertei- lungsgerechtigkeit X 27 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

28 Lösungsansätze Für die Refinanzierung der FEE werden investitionssichernde Mechanismen benötigt Das EEG war in der Vergangenheit sehr effektiv Eine Quote als Alternative zum EEG? 28 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

29 Die Quote als EEG-Alternative? Technologieneutrale Gesamtquote oder Teilquoten? höhere Risikozuschläge bei der Finanzierung als beim EEG Zusatzaufschlag zur bestehenden EEG- Umlage als Strompreiselement Infrastrukturfrage und Systemdienstleistungsbeiträge bleiben außen vor Reifezeit eines neuen Instruments: 10 Jahre? 29 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

30 EEG 2.0 Der Hauptfokus sollte auf einer systemdienlichen Weiterentwicklung des EEG liegen Vergütungssignale für eine systemgerechtere Auslegung der Anlagen Vergütungssignale für eine optimierte Standortwahl Regelung des Marktzutritts zu den Dispatch- Märkten etc. schnellere Anpassung der Vergütungen evtl. Einführung einer neuen Wälzung Forschungsbedarf! 30 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

31 2. Finanzierungssegment Hypothese Netzbezogene Must Run- Anlagen umfassen in der Summe maximal 5-10 GW Kapazitäten Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersuchungsbedarf Wodurch könnten fossile Must Run- Anlagen auf Dauer ersetzt werden, und wie lassen sich die Alternativen refinanzieren? 31 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

32 3. Finanzierungssegment Hypothese Die Dispatchmärkte funktionieren im Großen und Ganzen schon recht gut Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersu- chungs- bedarf Wie lassen sich die Teilmärkte noch besser mit den Erneuerbaren harmonisieren? 32 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

33 4. Finanzierungssegment Hypothese Dispatch- Märkte geben auf Dauer keine ausreichenden Investitions- signale und sind daher zu ergänzen Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersu- chungs- bedarf Machen einheitliche KM für nichterneuerbare und erneuerbare FO Sinn? 33 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

34 Systemdesign statt Marktdesign Fluktuierende Erneuerbare Energien 34 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

35 Zu beachten: Interdependenzen zwischen den vier Segmenten Fluktuierende Erneuerbare Energien 35 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

36 Agenda 1. Zielsetzungen für das Stromsystem Der technische Mix des künftigen Systems: Fixpunkte und Gestaltungsspielräume l 3. Systemdesign: Finanzierung des künftigen Systems 4. Robuste Schritte 36 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

37 Robuste Schritte Umfassende Untersuchungen zur systemdienlichen Weiterentwicklung des EEG Erarbeitung einer Roadmap zum sukzessiven Ersatz der netztechnischen Must Run-Anlagen Erarbeitung eines Pflichtenheftes zur besseren Harmonisierung der Dispatch-Märkte mit den Erneuerbaren Erarbeitung einer Roadmap für die unterschiedlichen Flexibilitätsoptionen 37 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

38 Übrigens: die Energiewende kommt nicht im Schlafwagen! 38 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]

39 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES) Altenkesselerstr. 17, Gebäude A Saarbrücken Tel Fax Homepage 39 [Leprich, 15. November 2012 Saarbrücken]