Bedarf an konventioneller Kraftwerkskapazität in Deutschland

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1 Gutachten Bedarf an konventioneller Kraftwerkskapazität in Deutschland Für die E.ON Kraftwerke GmbH Marcus Koepp Stefan Mellahn Frank Peter Berlin, April

2 Das Unternehmen im Überblick Geschäftsführer Christian Böllhoff Präsident des Verwaltungsrates Gunter Blickle Berlin HRB B Rechtsform Aktiengesellschaft nach schweizerischem Recht Gründungsjahr 1959 Tätigkeit Prognos berät europaweit Entscheidungsträger in Wirtschaft und Politik. Auf Basis neutraler Analysen und fundierter Prognosen werden praxisnahe Entscheidungsgrundlagen und Zukunftsstrategien für Unternehmen, öffentliche Auftraggeber und internationale Organisationen entwickelt. Arbeitssprachen Deutsch, Englisch, Französisch Hauptsitz Prognos AG Henric Petri-Str. 9 CH Basel Telefon Telefax info@prognos.com Weitere Standorte Prognos AG Prognos AG Goethestr. 85 Wilhelm-Herbst-Straße 5 D Berlin D Bremen Telefon Telefon Telefax Telefax Prognos AG Prognos AG Schwanenmarkt 21 Avenue des Arts 39 D Düsseldorf B Brüssel Telefon Telefon Telefax Telefax Prognos AG Prognos AG Sonnenstraße 14 Friedrichstraße 15 D München D Stuttgart Telefon Telefon Telefax Telefax Internet

3 Inhalt Zusammenfassung 3 1 Aufgabenstellung und Vorgehensweise 9 2 Entwicklung des Kraftwerksparks in Deutschland Konventionelle Kraftwerke und Kernkraftwerke Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien 20 3 Entwicklung von Strombedarf und Jahreshöchstlast in Deutschland 23 4 Gegenüberstellung von gesicherter Leistung und Jahreshöchstlast bis Literaturliste 31 I

4 Abbildungen Abbildung 1: Leistungsbilanz Kraftwerkspark Deutschland 8 Abbildung 2: Vorgehensweise zur Ermittlung des künftigen Kraftwerksbedarfs in Deutschland 10 Abbildung 3: Konventionelle Kraftwerksleistung in Deutschland bis 2030 (Szenario verschärfter Atomausstieg ) 17 Abbildung 4: Konventionelle Kraftwerksleistung in Deutschland bis 2030 (Szenario KKW 45 ) 18 Abbildung 5: e und gesicherte erneuerbare Kraftwerksleistung in Deutschland bis zum Jahr Abbildung 6: Strombedarf in Deutschland (Referenzszenario) 24 Abbildung 7: Entwicklung der Jahreshöchstlast im deutschen Stromnetz bis zum Jahr Abbildung 8: Leistungsbilanz (Szenario verschärfter Atomausstieg ) 27 Abbildung 9: Leistungsbilanz (Szenario KKW 45 ) 29 Tabellen Tabelle 1: Entwicklung der installierten und gesicherten Kraftwerksleistung der deutschen Kernkraftwerke 14 Tabelle 2: Angenommene Lebensdauer konventioneller Kraftwerke in Jahren 15 Tabelle 3: e Leistung von konventionellen Kraftwerkstypen 16 Tabelle 4: Konventionelle Kraftwerksleistung bis zum Jahr 2030 (Szenario verschärfter Atomausstieg ) 17 Tabelle 5: Konventionelle Kraftwerksleistung bis zum Jahr 2030 (Szenario KKW 45 ) 19 Tabelle 6: e Leistung von erneuerbaren Kraftwerkstypen 21 Tabelle 7: Erneuerbare Kraftwerksleistung bis zum Jahr Tabelle 8: Entwicklung der gesicherten Leistung des gesamtdeutschen Kraftwerksparks in den Szenarien Moratorium KKW 33 und KKW II

5 Zusammenfassung Dieses Gutachten untersucht die Entwicklung des Kraftwerksparks in Deutschland bis zum Jahr Dieser Zeitraum wurde aus folgenden Gründen gewählt: Konventionelle Kraftwerke benötigen heute vom Beginn der Planung bis zur Inbetriebnahme einen Zeitraum von bis zu 10 Jahren. Eine Beschränkung der Analyse auf die nächsten 20 Jahre ist auch deshalb sinnvoll, da die Frage geklärt werden soll, ob der Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in den nächsten 10 bis 20 Jahren mit den altersbedingten Stilllegungen im konventionellen Kraftwerkspark Schritt halten kann. Das Gutachten beantwortet die Frage, ob es in diesem Zeitraum einen zusätzlichen Neubaubedarf für Kraftwerke in Deutschland gibt, die mit konventionellen Brennstoffen (Öl, Gas, Stein- und Braunkohle) betrieben werden. Dazu wurden einerseits die Entwicklung des Kraftwerksparks (Erzeugungsseite) und andererseits der Stromverbrauch (Bedarfsseite) analysiert. Dabei stand weniger die Frage im Vordergrund, ob die Stromerzeugung über die Jahre gesehen insgesamt ausreichend ist. Dies ist eine Grundvoraussetzung. Es wurde vielmehr der für die Versorgungssicherheit entscheidende Punkt betrachtet, ob der Kraftwerkspark in der Lage ist, den im Tages- und Jahresverlauf deutlich schwankenden Strombedarf in jeder Stunde des Jahres zu decken. Diese Analyse konzentriert sich deshalb auf die jederzeit zur Verfügung stehende (gesicherte) Kraftwerksleistung 1 und die in Zukunft zu erwartende höchste Stromnachfrage des jeweiligen Jahres, die sogenannte Jahreshöchstlast. Für die Entwicklung der Erzeugungsseite wurden für die konventionellen Kraftwerke anhand des Prognos-Kraftwerksmodells die bereits bestehenden und die derzeit im Bau befindlichen Anlagen untersucht und deren Entwicklung anhand von Lebensdauer und Verfügbarkeit der Kraftwerkstypen bis 2030 fortgeschrieben. Für die Kernkraftwerke wurden vier verschiedene Szenarien untersucht, da zum aktuellen Zeitpunkt die zukünftige Nutzung der Kernenergie aufgrund der Havarie im japanischen Kernkraftwerk Fukushima 1 und der daraufhin in Deutschland von Politik und Gesellschaft geführten Diskussion mit starken Unsicherheiten behaftet ist. 1 Die Leistung ist das Maß für die in den Stromerzeugungsanlagen installierte Stromerzeugungskapazität, angegeben in Watt (W), Kilowatt (kw = Watt) oder Megawatt (MW = kw). Wird diese Leistung für eine Zeitspanne abgerufen, erzeugt die Anlage Strom. Gebräuchliche Maße für die Stromerzeugung und den Stromverbrauch sind Kilowattstunden (kwh), Megawattstunden (MWh = kwh), Gigawattstunden (GWh = MWh) oder Terawattstunden (TWh = GWh). 3

6 Im Detail wurden folgende mögliche Entwicklungspfade abgebildet, die einerseits die heute noch gültige Rechtslage (Stand April 2011) und andererseits den zu diesem Zeitpunkt aktuellen Diskussionsstand berücksichtigen: Verschärfter Atomausstieg: Die vorerst während der Zeit des von der Bundesregierung verkündeten Moratoriums außer Betrieb genommenen Kernkraftwerke werden endgültig stillgelegt. Dies betrifft alle älteren Anlagen, die bis einschließlich 1980 in Betrieb genommen wurden sowie das Kernkraftwerk Krümmel. Es erfolgt keine Übertragung noch bestehender Reststrommengen auf die neueren Kernkraftwerke. Die verbleibenden Kernkraftwerke werden noch vor 2020 stillgelegt. Moratorium KKW 33: Die älteren Anlagen und das Kernkraftwerk Krümmel werden endgültig stillgelegt. Es erfolgt keine Übertragung noch bestehender Reststrommengen auf die neueren Kernkraftwerke. Für die neueren Kernkraftwerke wird die 2010 im Atomgesetz festgelegte Laufzeitverlängerung zurückgenommen. Sie gehen entsprechend der Regelungen des Atomgesetztes in der Fassung des Jahres 2002 planmäßig vom Netz. KKW 33: Ausstieg aus der Kernenergienutzung, wie im Atomgesetz des Jahres 2002 festgelegt. Die vom Moratorium betroffenen Anlagen gehen nach dessen Ende wieder ans Netz, sofern sie noch über Reststrommengen verfügen. KKW 45: Verlängerung der Laufzeit um durchschnittlich zwölf Jahre entsprechend der aktuellen Gesetzeslage. 2 In der aktuellen politischen Diskussion über die Zukunft der Kernenergienutzung in Deutschland zeichnet sich derzeit (Stand April 2011) ein breiter Konsens über alle Parteigrenzen hinweg ab, der einen schnelleren Ausstieg aus der Nutzung dieser Technologie in Deutschland anstrebt. Es ist aus heutiger Sicht nicht ausgeschlossen, dass die während der Laufzeit des Moratoriums abgeschalteten Kernkraftwerke auch dauerhaft vom Netz bleiben. Auch das Festhalten an der Laufzeitverlängerung entsprechend der heutigen Gesetzeslage (Szenario KKW 45 ) wird zunehmend in Frage gestellt. In dieser Studie wird ausführlich dargestellt, wie 2 Am 8. Dezember 2010 hat der Bundespräsident hat das 11. Gesetz zur Änderung des Atomgesetzes unterzeichnet. Die darin festgelegte Verlängerung der Laufzeiten deutscher Kernkraftwerke um durchschnittlich zwölf Jahre ist die zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Gutachtens (Stand April 2011) gültige Rechtslage. Im Detail wurden die Restlaufzeiten der bis zum Jahr 1980 in Deutschland errichteten Kernkraftwerke um acht Jahre und die Laufzeiten der neueren Kernkraftwerke um 14 Jahre verlängert. Durchschnittlich ergibt sich daraus eine Laufzeitverlängerung von rund zwölf Jahren. Gegenüber der vormals im Atomgesetz verankerten Restlaufzeit von rund 33 Jahren (Szenario KKW 33 ) bedeutet dies eine deutliche Erhöhung. Im Rahmen dieses Gutachtens wird deshalb als Maximalabschätzung für die KKW-Laufzeitverlängerung von der aktuellen Rechtslage ausgegangen (Szenario KKW 45 ). 4

7 sich die (gesicherten) Kapazitäten der Kernkraftwerke in Deutschland in den diskutierten Szenarien entwickeln. Die Grafiken und Zusammenfassungen beschränken sich aufgrund der besseren Lesbarkeit auf die Darstellung der maximalen Bandbreite der Kernenergienutzung aus den Szenarien verschärfter Atomausstieg und KKW 45. Basis für die Betrachtung der Stromerzeugungsanlagen für erneuerbare Energien war die Leitstudie 2010 (Basisszenario 2010 A) [BMU 2010] 3. Die Annahmen zur Photovoltaik für den Zeitraum 2021 bis 2030 wurden vor dem Hintergrund der derzeitigen Entwicklung gegenüber [BMU 2010] nach oben korrigiert. Für die Entwicklung des Stromverbrauchs (Bedarfsseite) wurde auf ein Prognos-Referenzszenario [WWF 2009] zurückgegriffen. Letztendlich wurde die Entwicklung der Stromerzeugungs- und Bedarfsseite bis zum Jahr 2030 gegenübergestellt. Dieses Gutachten kommt zu folgenden Ergebnissen: Auf der Stromerzeugungsseite gibt es zwei gegeneinander laufende Entwicklungen: Bis zum Jahr 2030 werden viele konventionelle Kraftwerke und Kernkraftwerke in Deutschland aus Altersgründen vom Netz genommen. Im Jahr 2010 betrug die konventionelle Kraftwerksleistung noch MW., also bereinigt um geplante und ungeplante Stillstandzeiten der Anlagen entsprach dies 2010 einer Leistung von rund MW (davon MW in Kernkraftwerken), die jederzeit zur Verfügung stand. Ohne den zusätzlichen Neubau von Kraftwerken geht die konventionelle Kraftwerksleistung in Deutschland bis zum Jahr 2030 deutlich zurück. Im Jahr 2030 stehen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des beschleunigten Ausstiegs aus der Nutzung der Kernenergie im Minimum in den Szenarien verschärfter Atomausstieg, Moratorium KKW 33 und KKW 33 nur noch rund MW gesichert zur Verfügung. Bei einer der noch aktuellen Gesetzeslage entsprechenden Laufzeitverlängerung der Kernkraftwerke (Szenario KKW 45 ) liegt die Leistung des konventionellen Kraftwerksparks in Deutschland insbesondere in den Zwischenjahren darüber. Im Jahr 2030 ist demnach, bliebe es bei der 3 Neben der Leitstudie 2010 stellt der an die EU gemeldete Nationale Aktionsplan [NAP 2010] ein wichtiges und aktuelles Szenario bezüglich des Ausbaus der erneuerbaren Energien in Deutschland dar. Der NAP berücksichtigt jedoch nur den Zeitraum bis Die installierte Leistung der Erneuerbaren weicht bis 2020 in beiden Szenarien nur geringfügig voneinander ab. Dabei liegt sie im Basisszenario 2010 A der Leitstudie leicht über dem Niveau des Nationalen Aktionsplans (Ausnahme Biomasse im Jahr 2010). 5

8 Laufzeitverlängerung, maximal von einer gesicherten konventionellen Kraftwerksleistung (inkl. Kernkraftwerke) mit dann MW auszugehen. Dagegen steigt die installierte Leistung der erneuerbaren Stromerzeugungsanlagen im Betrachtungszeitraum deutlich. Insgesamt können bis zum Jahr 2030 rund MW (Jahr 2010 rund MW) an erneuerbarer Kraftwerksleistung installiert sein, dies entspricht in etwa einer Verdreifachung gegenüber dem Jahr Allerdings ist die gesicherte Verfügbarkeit der erneuerbaren Stromerzeugung wegen der Witterungsabhängigkeit insbesondere von Wind und Photovoltaik relativ gering, so dass die gesicherte Leistung der erneuerbaren Stromerzeugungsanlagen bis zum Jahr 2030 nur auf rund MW steigt (Jahr 2010: rund MW). Der Strombedarf wird entsprechend des Prognos-Referenzszenarios [WWF 2009] bis zum Jahr 2030 (474 TWh) im Vergleich zum Jahr 2010 (498 TWh) um rund 5% zurückgehen. Hieraus leitet sich aufgrund der Struktur der Stromabnahme im Referenzszenario eine Jahreshöchstlast für das deutsche Stromnetz im Jahr 2030 von rund MW ab. Im Jahr 2010 beträgt diese Spitzenlast rund MW. Verfolgt man das Ziel, das hohe Niveau der Versorgungssicherheit des Jahres 2005 dauerhaft zu halten, empfiehlt sich die Beibehaltung einer zusätzlichen Sicherheitsreserve. Diese lag im Jahr 2005 bei etwa 10 %. Bei der Gegenüberstellung (Leistungsbilanz) der Entwicklung der Stromerzeugungsseite (Leistung des Kraftwerksparks) und der Strombedarfsseite (Jahreshöchstlast im deutschen Stromnetz) zeigt sich, dass im Szenario verschärfter Atomausstieg bereits im Jahr 2020 selbst inklusive der derzeit in Bau befindlichen Kraftwerke einschließlich des Kraftwerksneubaus Datteln zusätzliche Kraftwerke benötigt werden, um den Strombedarf zu jeder Zeit sicher decken zu können. Wegen der etwas längeren Laufzeiten in den Szenarien Moratorium KKW 33 und KKW 33 tritt diese Situation auch in diesen Szenarien mit einer kurzen Verzögerung in 2022 ein. Eine Verlängerung der Laufzeiten für die deutschen Kernkraftwerke (Szenario KKW 45 ) ist heute noch gültige Rechtslage und dient als Maximalabschätzung der Kernenergienutzung in Deutschland, allerdings ist deren langfristige Umsetzung fraglich. Es spricht einiges dafür, dass der Gesetzgeber vor dem Hintergrund der Katastrophe im japanischen Kernkraftwerk Fukushima 1 und des daraufhin von der Bundesregierung verkündeten Moratoriums nicht an der Ende 2010 beschlossenen Laufzeitverlängerung festhalten wird. Hat die Laufzeitverlän- 6

9 gerung um durchschnittlich zwölf Jahre hingegen Bestand, entsteht bei Berücksichtigung der aktuellen Kraftwerksneubauten allerdings erst nach dem Jahr 2030 ein Leistungsdefizit. Nach dem deutschen Energiewirtschaftsgesetz sind die Energieerzeuger gesetzlich verpflichtet, die Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Die Bereitstellung von gesicherter Leistung hat daher vorhandene Unsicherheiten zu berücksichtigen. Wesentliche politische Unsicherheit ist derzeit der Umgang mit der geregelten Beendigung der friedlichen Nutzung der Kernenergie. Die Energiewirtschaft ist auch in der Pflicht, eine wirtschaftliche und umweltverträgliche Stromerzeugung in Deutschland sicher zu stellen. Selbst bei einer Beibehaltung der Laufzeitverlängerung für deutsche Kernkraftwerke führen Neubauten im konventionellen Bereich dazu, dass alte ineffiziente Kraftwerke früher also noch vor Erreichen ihrer technischen Lebensdauer von 40 bis 45 Jahren vom Netz genommen werden. Vor diesem Hintergrund ist eine weitere Erneuerung der konventionellen Stromerzeugung über die bereits im Bau befindlichen Kraftwerke hinaus aus heutiger Sicht erforderlich. Die Entwicklung der für die Versorgungssicherheit entscheidenden Leistungsbilanz für die gesicherte Leistung des deutschen Kraftwerksparks in den beiden Extremszenarien zur Kernenergienutzung ist der folgenden Abbildung 1 zu entnehmen. Dabei ist für die Kernenergienutzung die minimale (Szenario verschärfter Atomausstieg ) und maximale (Szenario KKW 45 ) Entwicklung abgebildet. 7

10 Abbildung 1: Leistungsbilanz Kraftwerkspark Deutschland e Kraftwerksleistung und Jahreshöchstlast [MW] (zusätzliche Kernkraft bei Laufzeitverlängerung: Szenario KKW 45) Erneuerbare Kernkraft nach verschärften Ausstiegsbeschluss: Szenario verschärfter Atomausstieg Konventionelle Kraftwerke ohne Kernkraft Jahreshöchstlast Jahreshöchstlast +10 % Summe mit KKW-Laufzeitverlängerung (7.790) (15.270) (12.400) (11.210) Quelle: [ENTSOE], Prognos AG

11 1 Aufgabenstellung und Vorgehensweise Mit diesem Fachgutachten wird der grundsätzliche Bedarf an neu zu errichtender konventioneller Kraftwerkskapazität in Deutschland bis zum Jahr 2030 untersucht. Dieser Zeitraum wurde aus folgenden Gründen gewählt: Konventionelle Kraftwerke benötigen heute vom Beginn der Planung bis zur Inbetriebnahme einen Zeitraum von bis zu 10 Jahren. Eine Beschränkung der Analyse auf die nächsten 20 Jahre ist deshalb sinnvoll, da geklärt werden soll, ob der Ausbau der regenerativen Stromerzeugung in den nächsten 10 bis 20 Jahren mit den altersbedingten Stilllegungen im konventionellen Kraftwerkspark Schritt halten kann. Für den Neubaubedarf konventioneller Kraftwerke stellt sich einerseits die Frage, wie sich der Kraftwerkspark in Deutschland in Zukunft ohne weitere Kraftwerksneubauten wahrscheinlich entwickelt (Erzeugungsseite) und andererseits, in welche Richtung sich der Strombedarf in Deutschland bewegt (Bedarfsseite). Eine Gegenüberstellung dieser Entwicklungen zeigt dann, ob im Ergebnis ein grundsätzlicher Bedarf an neu zu errichtender konventioneller Kraftwerkskapazität in Deutschland bis zum Jahr 2030 besteht. Bezüglich der Erzeugungsseite werden die derzeitig im Betrieb und im Bau befindlichen Kraftwerke mit Hilfe des Prognos-Kraftwerksmodells analysiert und anhand durchschnittlicher Lebensdauern der Kraftwerkstypen der Fortbestand des installierten Kraftwerksparks in Deutschland bis zum Jahr 2030 prognostiziert. Letztendlich entscheidend für die Versorgungssicherheit der Stromversorgung ist die Entwicklung der verfügbaren gesicherten Kraftwerksleistung im System, die ausreichend dimensioniert sein muss, um die Jahreshöchstlast im Stromnetz zu decken. Die gesicherte Leistung der Kraftwerke ist aufgrund von geplanten Stillstandszeiten (z. B. Instandhaltung der Anlagen) bzw. durch ungeplante Kraftwerksausfälle geringer als die installierte Leistung. Zur Ermittlung der gesicherten Leistung der Kraftwerke werden deshalb öffentlich dokumentierte Abschlagsfaktoren herangezogen. Neben der Entwicklung der konventionellen Stromerzeugungsanlagen wird die gleiche Betrachtung für die Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland bis zum Jahr 2030 durchgeführt. Für den Ausbau der Stromerzeugung aus Erneuerbaren wird die Leitstudie 2010 (Basisszenario 2010 A) [BMU 2010] angepasst. Entscheidend für die Bedarfsseite ist die Entwicklung des Strombedarfs in Deutschland bis zum Jahr Zur Darstellung des künftigen Strombedarfs greift Prognos auf ein bestehendes veröffentlichtes Referenzszenario [WWF 2009] zurück. Der Strombedarf ergibt sich dabei aus dem Betrieb der einzelnen Anlagen aller Abnehmer (Haushalte, Industrie, Gewerbe, Verkehr). Aufgrund der 9

12 zeitlichen Inbetriebnahmen der Anlagen bzw. Geräte kommt es einmal im Jahr zu einer sogenannten Jahreshöchstlast (Spitzenlast) im Stromnetz. Der Zeitpunkt des Auftretens der Jahreshöchstlast ist vorher nicht genau zu benennen, letztendlich muss der Kraftwerkspark aber auf diese Größe ausgelegt werden, um die Sicherheit der Stromversorgung zu gewährleisten. Ansonsten wären Stromausfälle die Folge. Die Jahreshöchstlast leitet sich somit aus den Abnahmeprofilen für die Stromnachfrage der Nutzer ab. Der Neubau- und Ersatzbedarf an Kraftwerksleistung in Deutschland ergibt sich dann aus einer Gegenüberstellung der gesicherten Erzeugungsleistung des deutschen Kraftwerksparks mit der Spitzenlast im jeweiligen Betrachtungsjahr (Jahreshöchstlast). In der folgenden Leistungsbilanzierung werden deshalb die gesicherte Kraftwerksleistung des Ausgangsjahres, die aufgrund des Anlagenalters zu erwartenden Abgänge an konventioneller Kraftwerksleistung im Betrachtungszeitraum, die allmähliche Reduzierung der Leistung der Kernkraftwerke in verschiedenen Szenarien mit und ohne vorzeitige Stilllegungen und Laufzeitveränderung, der zu erwartende Zubau der konventionellen und erneuerbaren Stromerzeugung sowie die Veränderung des Spitzenlastbedarfs in Deutschland berücksichtigt. Die folgende Abbildung 2 fasst das Vorgehen dieser Untersuchung zusammen. Abbildung 2: Erzeugung Vorgehensweise zur Ermittlung des künftigen Kraftwerksbedarfs in Deutschland Bedarf Ermittlung der installierten und gesicherten konventionellen Leistung KW-Modell, Lebensdauer, Verfügbarkeit Referenz Strombedarf in Deutschland bis zum Jahr 2030 Prognos Referenzszenario (WWF) Ermittlung der installierten und gesicherten erneuerbaren Leistung Aktualisiertes Basisszenario 2010 A, Verfügbarkeit Ableitung der Spitzenlast im deutschen Stromnetz KW-Modell Gegenüberstellung von Kraftwerkskapazität und Jahreshöchstlast in Deutschland Quelle: Prognos AG

13 2 Entwicklung des Kraftwerksparks in Deutschland In diesem Kapitel wird im ersten Schritt die Entwicklung der Stromerzeugungsseite betrachtet, also die Entwicklung der konventionellen und erneuerbaren Kraftwerkserzeugungskapazität in Deutschland bis zum Jahr Dabei wird notwendigerweise zwischen installierter und gesicherter Kapazität unterschieden. 2.1 Konventionelle Kraftwerke und Kernkraftwerke Für die Bilanzierung des konventionellen Kraftwerksparks werden ausschließlich die derzeit betriebenen und im Bau befindlichen Kraftwerksanlagen betrachtet (Stand April 2011). Prognos verfügt über ein europäisches Kraftwerksmodell, in welchem diese Kraftwerke hinterlegt sind. Anhand der angenommenen Laufzeiten der Kraftwerksblöcke ergeben sich bis zum Jahr 2030 altersbedingte Stilllegungen von Kraftwerkskapazitäten. Folgende Randbedingungen hinsichtlich Neubau, Lebensdauer und Verfügbarkeit der Anlagen, liegen der Analyse des deutschen Kraftwerksparks zugrunde: Die Bilanzierung beinhaltet mit Stand April 2011 folgende momentan im Bau befindliche konventionelle Kraftwerke: BoA Neurath: Braunkohle, MW, Inbetriebnahme wahrscheinlich im Jahr 2011, Boxberg Block R: Braunkohle, 675 MW, Inbetriebnahme wahrscheinlich 2011, Irsching 4: Erdgas, 530 MW, Inbetriebnahme wahrscheinlich Ende des Jahres 2011, Kraftwerksneubau Datteln: Steinkohle, MW, Inbetriebnahme wahrscheinlich im Jahr 2013, Hamm: Steinkohle, MW, Inbetriebnahme wahrscheinlich im Jahr 2012, Hamburg Moorburg A + B: Steinkohle, 2 x 800 MW, Inbetriebnahme wahrscheinlich im Jahr 2012, Karlsruhe RDK 8: Steinkohle, 850 MW, Inbetriebnahme wahrscheinlich im Jahr 2012, Lünen: Steinkohle, 750 MW, Inbetriebnahme wahrscheinlich im Jahr 2012, Wilhelmshaven: Steinkohle, 750 MW, Inbetriebnahme wahrscheinlich im Jahr Mannheim Block 9: Steinkohle, 840 MW, Inbetriebnahme wahrscheinlich im Jahr

14 Weitere konventionelle Kraftwerksneubauten sind nicht ausgeschlossen, allerdings ist deren Realisierung derzeit schwer absehbar und für viele, noch in den Jahren 2008 und 2009 aktuelle Planungen, ist dieses heute (Stand April 2011) eher unwahrscheinlich. Zum Teil wurden aufgrund des schwierigen wettbewerblichen und politischen Umfelds Planungen für den Bau neuer Kohle- und Gaskraftwerke gestoppt bzw. verschoben. So hat beispielsweise Dong Energy den Bau ihres Kohlekraftwerks in Lubmin mittlerweile komplett aufgegeben, ein Projekt das in [UBA 2009 a] im Jahr 2008 noch mit Hoher Realisierungswahrscheinlichkeit eingestuft wurde. Insofern ist die in [UBA 2009 b] im September 2009 geäußerte Erwartung, dass in Deutschland über die bereits im Bau befindlichen Anlagen weitere rund MW konventionelle Kraftwerkskapazität sicher errichtet werden, als sehr optimistisch anzusehen. Allerdings bleibt abzuwarten, welche Auswirkungen ein eventuell schnellerer Ausstieg aus der Kernenergie auf den Neubau anderer konventioneller Kraftwerke hat. Diese Entwicklungen lassen sich aufgrund der derzeitigen Unsicherheiten hinsichtlich der Laufzeiten der Kernkraftwerke allerdings nur schwer vorhersagen. Mit dem 11. Gesetz zur Änderung des Atomgesetzes wurde Ende 2010 eine Laufzeitverlängerung für die deutschen Kernkraftwerke umgesetzt. Demnach verlängert sich deren Laufzeit um durchschnittlich zwölf Jahre, wobei die Laufzeit der älteren Kernkraftwerke (bis Baujahr 1980) um acht Jahre und die der neueren Kernkraftwerke um vierzehn Jahre verlängert wird. Aus heutiger Sicht kann allerdings nicht abschließend beurteilt werden, ob diese Laufzeitverlängerung auf Dauer Bestand haben wird. Die Bundesregierung hat als Reaktion auf das Erdbeben in Japan und der damit verbundenen Havarie im Kernkraftwerk Fukushima 1 am 14. März 2011 ein zunächst auf drei Monate befristetes Moratorium verkündet. Im Zuge dieses Moratoriums wurden zunächst vorübergehend die älteren deutschen Kernkraftwerke (Inbetriebnahme bis 1980) sowie das Kernkraftwerke Krümmel vom Netz genommen. Derzeit scheint sich in Deutschland ein breiter politischer und gesellschaftlicher Konsens zu bilden, schneller aus der friedlichen Kernenergienutzung auszusteigen. So erscheint es aus heutiger Sicht fraglich, ob die während des Moratoriums abgeschalteten Kernkraftwerke nach dessen Ende wieder in Betrieb gehen. Die Wahrscheinlichkeit ist relativ hoch, dass diese Kernkraftwerke dauerhaft vom Netz bleiben. Ob noch bestehende Reststrommengen dieser Kraftwerke auf neuere Kernkraftwerke übertragen werden können, ist nach dem derzeitigen Diskussionsstand zweifelhaft. Es ist auch fraglich, ob nach dem Moratorium die Laufzeitverlängerung der neueren Kernkraftwerke (Inbetriebnahme nach 1980) noch Bestand haben wird. Dies wird insbesondere von den für die während des Moratoriums angekündigten Sicherheitsüberprüfungen, eventuell neu gesetzten Sicherheitsstandards und den Ergebnissen der von der Bundesregierung einberufenen Ethikkommission zur Zukunft 12

15 der Energieversorgung abhängen und vom Bundestag als Gesetzgeber zu entscheiden sein. Endgültige Ergebnisse sind nicht vor Mitte Juni 2011 zu erwarten. Vor diesem unsicheren Hintergrund und der Vielzahl von möglichen Entwicklungen erscheint es ratsam, eine Betrachtung von mehreren Szenarien für die Kernkraftwerke in Deutschland durchzuführen: Verschärfter Atomausstieg: Die vorerst während der Zeit des Moratoriums außer Betrieb genommenen Kernkraftwerke werden endgültig stillgelegt. Dies betrifft alle älteren Anlagen, die bis einschließlich 1980 in Betrieb genommen wurden sowie das Kernkraftwerk Krümmel. Es erfolgt keine Übertragung noch bestehender Reststrommengen auf die neueren Kernkraftwerke. Die verbleibenden Kernkraftwerke werden noch vor 2020 stillgelegt. Moratorium KKW 33: Die älteren Anlagen und das Kernkraftwerk Krümmel werden endgültig stillgelegt. Es erfolgt keine Übertragung noch bestehender Reststrommengen auf die neueren Kernkraftwerke. Für die neueren Kernkraftwerke wird die 2010 im Atomgesetz festgelegte Laufzeitverlängerung zurückgenommen. Sie gehen entsprechend der Regelungen des Atomgesetztes in der Fassung des Jahres 2002 planmäßig vom Netz. KKW 33: Ausstieg aus der Kernenergienutzung, wie im Atomgesetz des Jahres 2002 festgelegt. Die vom Moratorium betroffenen Anlagen gehen nach dessen Ende wieder ans Netz, sofern sie noch über Reststrommengen verfügen. KKW 45: Verlängerung der Laufzeit um durchschnittlich zwölf Jahre entsprechend der aktuellen Gesetzeslage. Wie sich die (gesicherten) Kapazitäten der Kernkraftwerke in Deutschland in den diskutierten Szenarien entwickeln, zeigt die folgende Tabelle 1. In den weiteren Grafiken wird aufgrund der besseren Lesbarkeit die maximale Bandbreite der Kernenergienutzung ausgewiesen (Szenarien verschärfter Atomausstieg und KKW 45 ). 13

16 Tabelle 1: Entwicklung der installierten und gesicherten Kraftwerksleistung der deutschen Kernkraftwerke Entwicklung der installierten Leistung der deutschen Kernkraftwerke [MW] Szenario verschärfter Atomausstieg Szenario Moratorium KKW Szenario KKW Szenario KKW Entwicklung der gesicherten Leistung der deutschen Kernkraftwerke [MW] Szenario verschärfter Atomausstieg Szenario Moratorium KKW Szenario KKW Szenario KKW Quelle: Prognos AG 2011 Die Tabelle zeigt, dass die installierte und gesicherte Leistung im Szenario KKW 45, insbesondere in den Zwischenjahren bis 2030, am größten ausfällt. In allen anderen Szenarien kommt es bereits bis 2015 zu Abschaltungen von Kernkraftwerken. Die beiden KKW 33-Szenarien unterscheiden sich lediglich durch die schnellere Abschaltung des Kraftwerks Krümmel. Den deutlichsten Rückgang bei der gesicherten Leistung zeigt das Szenario verschärfter Atomausstieg. Zwischen 2015 und 2020 gehen sämtliche nach dem Moratorium noch verbleibenden Kernkraftwerke endgültig von Netz. Grundsätzlich wurden für die Untersuchung folgende Laufzeiten für die Kraftwerke unterstellt (vgl. Tabelle 2), wobei die Annahmen für die Laufzeit der Kernkraftwerke entsprechend des jeweiligen Szenarios variieren. Diese Annahmen basieren mit Ausnahme der Kernkraftwerke auf der dena-studie Kurzanalyse der Kraftwerksplanung in Deutschland bis 2020 (Aktualisierung) [dena 2010] 4. 4 Die Festlegung von mittleren Lebensdauern für Kraftwerkstypen ist ein gängiges und sinnvolles Verfahren, die Abgänge aus dem Kraftwerksbestand zu simulieren. Die mittlere Lebensdauer orientiert sich nicht an den veröffentlichten Stilllegungsbeschlüssen der Anlagenbetreiber, da diese in der Regel erst kurzfristig vor der Außerbetriebnahme der Anlagen veröffentlicht werden. Sie bildet die Zeitspanne ab, nach der in der Regel hohe Investitionen in die Anlagen oder einzelne Komponenten notwendig werden, um einen weiteren Betrieb zu ermöglichen. Dabei sind Abweichungen nach oben und unten möglich. Die Mittelwerte orientieren sich an den bisherigen Erfahrungen und den Standzeiten der einzelnen Anlagenkomponenten. Möglich ist dann entweder eine grundlegende Erneuerung der Gesamtanlage (Neuerrichtung), der kostenintensive Austausch größerer Komponenten (Kessel, Dampfturbine etc.) oder die Stilllegung. der Anlage. Welche Option vom Anlagenbetreiber gewählt wird, hängt eng mit der Wirtschaftlichkeit der Maßnahmen zusammen. 14

17 Tabelle 2: Angenommene Lebensdauer konventioneller Kraftwerke in Jahren Kraftwerkstyp Angenommene Lebensdauer [Jahre] Kernkraft abhängig vom Szenario Steinkohle-Kraftwerke 45 Braunkohle-Kraftwerke 45 GuD-Anlagen 40 Gasturbinen 45 Öl-Kraftwerke 40 Pumpspeicherkraftwerke 200 Quelle: Prognos AG 2011, [dena 2010] Auf Basis des Jahres der Inbetriebnahme der Kraftwerke und der angenommenen Lebensdauer der Kraftwerkstypen ergeben sich altersbedingte Abgänge der installierten Kraftwerksleistung. Von der so ermittelten jährlichen installierten Kraftwerkskapazität ist die - um geplante und ungeplante Stillstandszeiten der Anlagen - bereinigte gesicherte Leistung 5 zu unterscheiden, da diese die entscheidende Größe für die sichere Deckung der jährlichen Strombedarfsspitzen in Deutschland ist. Bei der gesicherten Leistung handelt es sich also um eine aus der installierten Leistung abgeleitete Größe mit der die Versorgungssicherheit verschiedener Anlagen bewertet wird. Die Grundlage zu ihrer Berechnung sind statistische Auswertungen über die mittlere jährliche Einsatzbereitschaft der verschiedenen Stromerzeugungsanlagen. Die gesicherte Leistung gibt Auskunft darüber, welcher Anteil der insgesamt installierten Leistung im Jahresmittel jederzeit zur Stromerzeugung zur Verfügung steht. Demzufolge liegt die gesicherte Leistung in Abhängigkeit vom Kraftwerkstyp zum Teil deutlich unter der installierten Leistung. Für die Berechnungen werden folgende Verfügbarkeiten, prozentual von der installierten Leistung, unterstellt (vgl. Tabelle 3). Diese Werte für die Verfügbarkeit der konventionellen Kraftwerke basieren, mit Ausnahme der Gasturbinen-Anlagen (dena hier 42 %) ebenfalls auf der bereits genannten dena-studie [dena 2010]. Für Gasturbinen wurde eine realistische Verfügbarkeit in Höhe von 86 % angesetzt, die auch in [UBA 2009 b] genannt wird. 5 Zu den geplanten Stillstandszeiten zählen beispielsweise die Abschaltung der Anlage für Wartungsarbeiten oder voraussehbare Reparaturen, ungeplante Stillstandszeiten treten meist nach technischen Defekten auf, die den Weiterbetrieb der Anlage kurzfristig verhindern. 15

18 Tabelle 3: e Leistung von konventionellen Kraftwerkstypen Kraftwerkstyp Kernkraft Steinkohle-Kraftwerke Braunkohle-Kraftwerke GuD-Anlagen Gasturbinen Öl-Kraftwerke Pumpspeicherkraftwerke e Leistung [%] 93% 86% 92% 86% 86% 86% 90% Quelle: Prognos AG 2011, [dena 2010], [UBA 2009 b] Somit ergibt sich aus dem derzeitigen Kraftwerksbestand, den im Bau befindlichen Kraftwerken, dem altersbedingten Abgang von Kraftwerksleistung aufgrund der unterstellten Lebensdauer und den angenommenen Verfügbarkeiten für die Kraftwerkstypen das in Abbildung 3 dargestellte Bild für die installierte und gesicherte konventionelle Kraftwerksleistung in Deutschland bis zum Jahr 2030 für das Szenario verschärfter Atomausstieg. Dieses Szenario stellt für die Entwicklung der Leistung der Kernkraftwerke die Minimalannahme dar, ist aber aufgrund der aktuellen politischen Diskussionen nicht unwahrscheinlich. Keine Berücksichtigung fanden hier bestehende Planungen für weitere konventionelle Kraftwerke, unabhängig von der Wahrscheinlichkeit ihrer Realisierung. Insgesamt geht in diesem Szenario die installierte konventionelle Kraftwerksleistung in Deutschland unter den getroffenen Annahmen von rund MW im Jahr 2010 auf rund MW im Jahr 2030 zurück (-56 %). Diese Berechnungen beziehen die derzeit im Bau befindlichen Kraftwerke ein, also auch ein Kraftwerksneubau am Standort Datteln. Im gleichen Zeitraum sinkt die gesicherte Leistung der konventionellen Kraftwerke in Deutschland ebenfalls um rund 56 %. Die gesicherte Leistung liegt im Jahr 2030 bei rund MW. Dies entspricht auch der gesicherten Leistung in den Szenarien Moratorium KKW 33 und KKW 33. Geringe Unterschiede ergeben sich für diese Szenarien gegenüber dem dargestellten lediglich für das Jahr Die installierte wie auch die gesicherte Leistung ist dann um den Beitrag der Kernenergie in diesen Jahren höher (vgl. Tabelle 1). 16

19 Abbildung 3: Konventionelle Kraftwerksleistung in Deutschland bis 2030 (Szenario verschärfter Atomausstieg ) Verschärfter Atomausstieg: e und gesicherte konventionelle Stromerzeugungskapazität in Deutschland [MW] Pumpspeicher Öl Kernkraft Gasturbine GuD Braunkohle Steinkohle Quelle: Prognos AG 2011 Tabelle 4 zeigt detailliert die Entwicklung der konventionellen Kraftwerkskapazität ohne die Realisierung weiterer Planungen. Tabelle 4: Konventionelle Kraftwerksleistung bis zum Jahr 2030 (Szenario verschärfter Atomausstieg ) Entwicklung der installierten konventionellen Kraftwerksleistung in Deutschland [MW] Steinkohle Braunkohle GuD Gasturbine Kernkraft Öl Pumpspeicher Summe Entwicklung der gesicherten konventionellen Kraftwerksleistung in Deutschland [MW] Steinkohle Braunkohle GuD Gasturbine Kernkraft Öl Pumpspeicher Summe Quelle: Prognos AG

20 Im Szenario einer verlängerten Laufzeit für alle derzeit im Betrieb befindlichen Kernkraftwerke um durchschnittlich rund zwölf Jahre ( KKW 45 ) ergibt sich, unter ansonsten unveränderten Rahmenbedingungen, ein verändertes Bild. Dieses Szenario stellt für die Entwicklung der Leistung der Kernkraftwerke die Maximalannahme dar. Ein Festhalten an der vom Gesetzgeber Ende des Jahres 2010 beschlossenen Laufzeitverlängerung für alle deutschen Kernkraftwerke um durchschnittlich zwölf Jahre ist unter Berücksichtigung der aktuellen politischen Debatte nicht sehr wahrscheinlich. Die folgende Abbildung 4 zeigt die Entwicklung des konventionellen Kraftwerksparks in diesem Szenario. Abbildung 4: Konventionelle Kraftwerksleistung in Deutschland bis 2030 (Szenario KKW 45 ) KKW 45: e und gesicherte konventionelle Stromerzeugungskapazität in Deutschland [MW] Pumpspeicher Öl Kernkraft Gasturbine GuD Braunkohle Steinkohle Quelle: Prognos AG 2011 Bei einer Verlängerung der Laufzeit der deutschen Kernkraftwerke um durchschnittlich zwölf Jahre ergibt sich eine veränderte Situation. Die installierte Leistung der im Jahr 2030 noch betriebenen Kernkraftwerke liegt im Szenario KKW 45 bei rund MW. In den anderen Szenarien sind sämtliche Kernkraftwerke vom Netz. Auch in den Zwischenjahren sind im Szenario KKW 45 sowohl die installierte und dementsprechend auch die gesicherte konventionelle Kraftwerksleistung deutlich höher. Die gesicherte konventionelle Leistung im Jahr

21 übertrifft im Szenario KKW 45 die der anderen Szenarien um rund MW, allein begründet durch die Verlängerung der Laufzeiten der Kernkraftwerke. Die folgende Tabelle 5 zeigt die detaillierte Entwicklung der konventionellen Kraftwerkskapazitäten im Szenario KKW 45. Tabelle 5: Konventionelle Kraftwerksleistung bis zum Jahr 2030 (Szenario KKW 45 ) Entwicklung der installierten konventionellen Kraftwerksleistung in Deutschland [MW] Steinkohle Braunkohle GuD Gasturbine Kernkraft Öl Pumpspeicher Summe Entwicklung der gesicherten konventionellen Kraftwerksleistung in Deutschland [MW] Steinkohle Braunkohle GuD Gasturbine Kernkraft Öl Pumpspeicher Summe Quelle: Prognos AG

22 2.2 Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien Zur Beurteilung der Notwendigkeit des Zubaus weiterer konventioneller Kraftwerkskapazitäten ist zusätzlich der aktuell geplante Ausbaupfad der Stromerzeugung und installierten Leistung aus erneuerbaren Energien zu betrachten. Das Basisszenario 2010 A der Leitstudie 2010 [BMU 2010] bildet eine gute Grundlage zur Einschätzung der Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland. Der in der Leitstudie (Basisszenario 2010 A) unterstellte Ausbaupfad der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien wurde für diese Untersuchung leicht angepasst. Der zukünftige Ausbaupfad der Photovoltaik (zwischen den Jahren 2020 und 2030) wurde entsprechend dem Zielwert der Bundesregierung höher angesetzt. Wir gehen für diesen Zeitraum von einem jährlichen Zubau von MW aus, das Basisszenario A der Leitstudie 2010 unterstellt hier lediglich einen jährlichen Zubau von rund MW. Aus diesem Grund liegt die installierte Leistung der Photovoltaik im Jahr 2030 hier mit MW deutlich über dem Ausbaupfad des Basisszenarios 2010 A in der Leitstudie 2010 ( MW). Für die anderen erneuerbaren Energieträger wurden keine Anpassungen vorgenommen, sie basieren auf den Zahlen der Leitstudie 2010 (Basisszenario 2010 A) [BMU 2010]. Das Basisszenario 2010 A 2010 unterstellt eine internationale Zusammenarbeit bei der Nutzung erneuerbarer Energien zur Stromerzeugung in Europa und darüber hinaus. Deshalb enthält der dort beschriebene Ausbaupfad für Deutschland auch den Import von regenerativ erzeugtem Strom. Die in der Leitstudie 2010 genannten Importe und die dahinter stehende installierte Leistung wurden für dieses Gutachten übernommen. Auch wenn dieses Vorgehen einen methodischen Bruch darstellt bei den konventionellen Kraftwerken werden ausschließlich deutsche Standorte berücksichtigt wurden die Importe dennoch berücksichtigt, da durch sie eine Maximalabschätzung des möglichen Beitrags der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien zur Versorgungssicherheit vorgenommen werden kann. Die folgende Tabelle zeigt die Verfügbarkeit der verschiedenen erneuerbaren Stromerzeugungsanlagen, prozentual von der installierten Leistung (vgl. Tabelle 6). Quelle dieser Annahmen ist die dena-studie [dena 2010]. Im Vergleich zum konventionellen Kraftwerkspark ist die Verfügbarkeit der Erneuerbaren aufgrund ihrer Charakteristik zum Teil deutlich geringer. Die Stromerzeugung durch Windkraft und insbesondere durch Photovoltaik- Anlagen unterliegt großen Schwankungen, gleichzeitig stellen 20

23 diese beiden erneuerbaren Energieträger heute und zukünftig den dominierenden Anteil an der installierten erneuerbaren Stromerzeugungsleistung. Tabelle 6: e Leistung von erneuerbaren Kraftwerkstypen e Leistung Kraftwerkstyp [%] Wasserkraft 40% Windkraft 10% Photovoltaik 1% Biomasse 88% Geothermie 90% Import EE 85% Quelle: Prognos AG 2011, [dena 2010] Ab dem Jahr 2020 wird eine Etablierung der Speicherkapazitäten zur bedarfsgerechteren Nutzung erneuerbarer Energieträger (Photovoltaik und Windenergie) erwartet. Aus Kostengründen sind dies keine großen Einheiten, die jahreszeitliche Schwankungen ausgleichen können. Diese dezentralen Speicher dienen dazu, die Tagesschwankungen in der witterungsbedingt fluktuierenden Erzeugung besser auszugleichen. Die Speicher haben den Effekt, dass die Verfügbarkeit der Strombereitstellung aus diesen Anlagen steigt. Deshalb wurden für die ab 2020 neu installierten Photovoltaik-Anlagen eine Verfügbarkeit von 10 % und für Windkraftanlagen von 20 % unterstellt. Auf Basis dieser Annahmen ergibt sich folgende installierte Leistung der erneuerbaren Energien (vgl. Abbildung 5). Die installierte Leistung steigt demnach im Gegensatz zur konventionellen Kraftwerksleistung deutlich. Insgesamt sind im Jahr 2030 rund MW an erneuerbarer Kraftwerksleistung installiert. Die installierte Leistung der erneuerbaren Stromerzeugungsanlagen wird sich somit zwischen den Jahren 2010 und 2030 in etwa verdreifachen. Den Großteil der im Jahr 2030 installierten erneuerbaren Kapazität stellen Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen. Insbesondere durch die geringen Verfügbarkeiten der Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen ist der Zuwachs der gesicherten Leistung der Erneuerbaren im Vergleich zur installierten Leistung deutlich geringer, wenngleich sie sich im Betrachtungszeitraum ebenfalls nahezu verdreifacht. Sie liegt im Jahr 2030 bei rund MW. Insgesamt wird deutlich, dass unter den Annahmen lediglich rund 18 % der insgesamt installierten erneuerbaren Kraftwerksleistung im Jahr 2030 gesichert zur Verfügung stehen. 21

24 Abbildung 5: e und gesicherte erneuerbare Kraftwerksleistung in Deutschland bis zum Jahr 2030 e und gesicherte erneuerbare Stromerzeugungskapazität in Deutschland [MW] Import EE Geothermie Biomasse Photovoltaik Windkraft Wasserkraft Quelle: Prognos AG 2011 Die folgende Tabelle 7 zeigt die detaillierte Entwicklung der erneuerbaren Kraftwerkskapazitäten. Tabelle 7: Erneuerbare Kraftwerksleistung bis zum Jahr Entwicklung der installierten erneuerbaren Kraftwerksleistung in Deutschland [MW] Wasserkraft Windkraft Photovoltaik Biomasse Geothermie Import EE Summe Entwicklung der gesicherten erneuerbaren Kraftwerksleistung in Deutschland [MW] Wasserkraft Windkraft Photovoltaik Biomasse Geothermie Import EE Summe Quelle: Prognos AG

25 3 Entwicklung von Strombedarf und Jahreshöchstlast in Deutschland Nachdem im vorangegangen Kapitel die Entwicklung der Stromerzeugungsseite bis zum Jahr 2030 dargestellt wurde, erfolgt nun im nächsten Schritt die Betrachtung des künftigen Strombedarfs und der Entwicklung der Jahreshöchstlast. Hierfür greift Prognos auf ein veröffentlichtes Referenzszenario [WWF 2009] zurück. In einem Referenzszenario werden heute beschlossene und zukünftig zu erwartende Maßnahmen bei der Szenario- Entwicklung berücksichtigt. Referenzszenarien verfolgen das Ziel, die zukünftige Entwicklung unter möglichst realistischen Rahmenbedingungen zu prognostizieren. Referenzszenarien bieten eine solide Basis für Entscheidungen, da ihre Aussagen nicht von Interessen geleitet sind. Demgegenüber verfolgen sogenannte Zielszenarien einen anderen Ansatz. Hier werden in der Regel für einzelne Parameter meist quantitative Ziele vorgegeben (z. B. Ausstoß an CO 2 oder Anteil der Erneuerbaren an der Stromerzeugung) und es wird dann untersucht, unter welchen Voraussetzungen und Annahmen dieses Ziel erreicht werden kann. Zielszenarien liefern politischen Entscheidungsträgern wertvolle Hinweise, welche Ziele mit welchem Aufwand erreichbar wären. Das Prognos-Referenzszenario führt somit eine Welt, wie wir sie kennen unter Berücksichtigung von Veränderungen fort. Die Veränderungen in den Konsumgewohnheiten folgen im Wesentlichen bekannten Mustern, die durch Demografie und Technologieentwicklung beeinflusst werden. Alle Bereiche des alltäglichen Lebens und der Wirtschaft werden zunehmend mit Informationstechnologie durchdrungen, die Optimierung von Prozessen sowie die Regelung und Automatisierung schreiten weiter voran. Der wirtschaftliche Strukturwandel setzt sich fort. Es wird angenommen, dass Energie- und Klimaschutzpolitik weiterhin etwa im Rahmen der bisherigen Bemühungen angegangen und betrieben wird. Im Rahmen dieses Referenzszenarios sinkt der Stromverbrauch von 498 TWh im Jahr 2010 auf 474 TWh im Jahr Dies entspricht einer Reduktion von rund 5 % (vgl. Abbildung 6). Hierbei ist zu beachten, dass der Wert für 2010, ausgelöst durch die aktuelle Wirtschaftkrise mit seinem geringen industriellen Strombedarf, nicht repräsentativ für die betrachtete Zeitreihe ist. Deshalb ist zu erwarten, dass der Strombedarf nach einer wirtschaftlichen Erholung in den nächsten Jahren zunächst wieder steigt, bevor Effizienzmaßnahmen das Niveau langfristig nachhaltig senken. Verbrauchsmindernd wirken dabei neben einer effizienteren Beleuchtung (Glühlampenverbot) und dem Einsatz deutlich sparsamerer Elektrogeräte, Computer und Kommunikationstechnik vor allem Querschnitttechnologien, wie die Verbesserung von Antrie- 23

26 ben und Pumpen oder die Umstellung auf energiesparende Produktionsprozesse und Materialien. Auch durch die Vernetzung und Optimierung industrieller Prozesse wird Strom eingespart. Abbildung 6: Strombedarf in Deutschland (Referenzszenario) Stromverbrauch in Deutschland entsprechend des Referenzszenarios [TWh] Quelle: Prognos AG/Öko-Institut/Ziesing [WWF 2009] Der Strombedarf ergibt sich als Summe des Stromverbrauchs aus dem Betrieb der einzelnen Anlagen aller Abnehmer (Haushalte, Industrie, Gewerbe, Verkehr). Jede strombetriebene Anlage hat eine elektrische Leistung (Last), die bereitgestellt werden muss. Aufgrund der Ungleichzeitigkeit der Nutzung von elektrischen Geräten und anderen Stromverbrauchern kommt es einmal im Jahr zu einer sogenannten Jahreshöchstlast (Spitzenlast) im Stromnetz. Der Zeitpunkt des Auftretens der Jahreshöchstlast liegt derzeit meist in den Abendstunden im Winter. Er ist allerdings vorher nicht genau zu benennen. Letztendlich muss der Kraftwerkspark auf diese Verbrauchsspitze ausgelegt werden, um die Sicherheit der Stromversorgung zu gewährleisten. Ansonsten wären Stromausfälle die Folge. Für die Zukunft ist zu erwarten, dass sich die Jahreshöchstlast durch Verschiebungen in der Struktur der Stromnutzung und Erfolge im Lastmanagement 6 in Deutschland verändern wird. Strombedarf und Jahreshöchstlast 6 Unter Lastmanagement ist hier eine zeitliche Steuerung des Stromverbrauchs größerer Abnehmer zu verstehen. 24

27 entwickeln sich also nicht unbedingt parallel, letztendlich ist der Gesamtstrombedarf eines Jahres für die zu deckende Jahreshöchstlast jedoch eine wichtige Größe. Von der Grundtendenz her vermindert der rückläufige Nettostromverbrauch langfristig die jährlich auftretende Jahreshöchstlast im deutschen Stromnetz, die durch gesicherte erneuerbare und konventionelle Stromerzeugungskapazitäten sowie durch Speicher gedeckt werden muss. Die folgende Abbildung 7 zeigt die Entwicklung der Spitzenlast im deutschen Stromnetz bis zum Jahr 2030 auf Basis des Prognos- Referenzszenarios. Zusätzlich ist in der Abbildung die Spitzenlast inklusive einer zusätzlichen Reserveleistung von 10 % abgebildet. Diese zusätzlichen 10 %-Reserveleistung werden häufig herangezogen, um die Versorgungssicherheit für den Fall der Fälle sicherzustellen. Fallen entgegen aller Statistik mehr Kraftwerke als im Mittel zu erwarten ist aus, kann die Jahreshöchstlast nicht mehr gedeckt werden, Stromausfälle sind die Folge. Abgeleitet aus dem Prognos-Referenzszenario sinkt die Jahreshöchstlast von rund MW im Jahr 2010 auf rund MW bis zum Jahr 2030, dies entspricht einem Rückgang in diesem Zeitraum von rund 9 %. Unter Hinzurechnung der zusätzlichen 10 % zur stärkeren Absicherung der Versorgungssicherheit im deutschen Stromnetz wäre im Jahr 2030 eine Jahreslast von rund MW durch gesicherte konventionelle und erneuerbare Kraftwerksleistung sicher zu stellen. Abbildung 7: Entwicklung der Jahreshöchstlast im deutschen Stromnetz bis zum Jahr 2030 Jahreshöchstlast in Deutschland entsprechend des Referenzszenarios [MW] Jahreshöchstlast +10 % (Referenzszenario) Jahreshöchstlast (Referenzszenario) Quelle: ENTSOE, Prognos AG [WWF 2009] 25