Flexibilität erhöhen, Versorgung sichern, Energiewende vorantreiben

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1 Flexibilität erhöhen, Versorgung sichern, Energiewende vorantreiben Zur Debatte um ein neues Strommarktdesign in Deutschland Stand 13. Juni 2013 Zusammenfassung Greenpeace und der BUND fordern, die Flexibilisierung des Energiesystems voranzutreiben, um die Anpassung des bestehenden Systems an die Erneuerbaren Energien zu gewährleisten. Wir betrachten dies als kurz- bis mittelfristige Alternative zur übereilten Einführung von Kapazitätsmärkten. Dabei ist der bessere Ausgleich des fluktuierenden Stroms aus Wind und Sonne ohnehin geboten, um die Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit des Stromsystems zu verbessern. Dieses Potential kann bereits kurzfristig und ohne Refinanzierung über Kapazitätsmärkte erschlossen werden. Die schnelle und isolierte Einführung von Kapazitätsmärkten lehnen wir entsprechend ab. Zu groß ist bei derzeitigem Diskussionsstand die Gefahr einer falschen Weichenstellung zugunsten des konventionellen Kraftwerksparks, insbesondere zugunsten von Kohlekraftwerken. Das würde die dynamische Fortsetzung der Energiewende gefährden. Bei der Flexibilisierung des Stromsystems sollte zunächst auf kurzfristig verfügbare umweltfreundliche Technologien und bestehende Förderinstrumente aufgesetzt werden. Wir schlagen vor, diese Flexibilitätsoptionen zu prüfen und dann möglichst zu Beginn der nächsten Legislaturperiode in einem Aktionsprogramm koordiniert auf den Weg zu bringen. Diese Maßnahmen können die Sicherheit der Stromversorgung in den nächsten Jahren zielgenau und kostengünstig unterstützen. Das gibt Zeit und Raum, die Vorschläge für ein neues Strommarktdesign weiterzuentwickeln, das einem künftig rein erneuerbaren Stromsystem gerecht wird. Energiesystem im Umbruch: Stand der Versorgungssicherheit in Deutschland Die Versorgungssicherheit mit Strom hat in Deutschland im internationalen Vergleich ein anerkannt hohes Niveau. Mit durchschnittlichen Ausfallzeiten von rund 15 Minuten pro Kunde und Jahr ist Deutschland Spitzenreiter in Europa. Diese Spitzenposition hat Deutschland auch nach dem Beschluss über den Atomausstieg und die endgültige Abschaltung von acht AKW in 2011 inne. Zu unterscheiden ist bei der Versorgungssicherheit das Vorhandensein von hinreichender Erzeugungskapazität in Deutschland sowie den Nachbarländern und die regionale Netzstabilität. Die im Winter zeitweise angespannte Netzstabilität in Süddeutschland resultiert vor allem aus Engpässen im Übertragungsnetz. Aufgrund dieser Engpässe ist es aus netztechnischer Sicht erforderlich, zusätzliche Reserveleistung (Stichwort Netzreserve) vorzuhalten und weitere Entlastungsmaßnahmen (Stichwort Flexibilisierung) zu ergreifen. Mittelfristig werden diese Netzengpässe aber auch durch den im Energieleitungsgesetz vorgesehenen Netzausbau adressiert. Greenpeace e.v. Große Elbstr. 39, Hamburg Fon 040/ Fax 040/ Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e.v. (BUND) Am Köllnischen Park 1,10179 Berlin Fon 030/ Fax 030/

2 Die Stromversorgung in Deutschland und Europa befindet sich insgesamt in einem gewaltigen Transformationsprozess. Dieser zeichnet sich durch die Entwicklung des europäischen Binnenmarktes, den Ausstieg aus Atomkraft (in Deutschland) und die zunehmende Integration Erneuerbarer Energien aus. Insbesondere der dynamische Ausbau der Erneuerbaren Energien stellt das Stromsystem vor neue Herausforderungen: Wo früher eine gut prognostizierbare Einspeisung und Abnahme von Energie die Regel war, wird heute durch die steigenden Anteile von Wind- und Sonnenstrom die Energieerzeugung fluktuierender und stellt entsprechende Herausforderungen an die Flexibilität des übrigen Systems. Konventionelle Kraftwerke und Verbraucher müssen schneller reagieren, um die Schwankungen der erneuerbaren Einspeisung auszugleichen. Zugleich rentieren sich konventionelle Kraftwerke theoretisch immer weniger, weil sie mit relativ hohen Grenzkosten gegen die Erneuerbaren konkurrieren müssen. Je mehr Marktanteile die Erneuerbaren (auch zu teuren Spitzenlastzeiten) übernehmen, desto schwerer wird im heutigen Strommarkt das wirtschaftliche Umfeld für alle übrigen. Was für die klimaschädliche Kohleverstromung ein begrüßenswertes Phänomen wäre (und auch die mangelnde Effektivität des Emissionshandels zumindest teils kompensieren hilft), ist für die Strombereitstellung aus Gaskraftwerken ein Problem. Denn effiziente Gaskraftwerke haben im Übergang zur erneuerbaren Stromversorgung eine wichtige Back-Up Funktion. Doch obwohl die Analyse zunehmender Unrentabilität konventioneller Kraftwerke grundsätzlich trägt, zeigt die Realität, dass auch weitere Faktoren die Wirtschaftlichkeit von Kraftwerken ebenso stark beeinflussen können, namentlich der CO 2 -Preis und Weltmarktpreise für Steinkohle. Das führt dazu, dass die Auslastung (Volllaststundenzahl) der Kohlekraftwerke in Deutschland mitnichten zurück geht und etwa bei der Steinkohle sogar angestiegen ist. 1 Auch dieses sich fortlaufend ändernde Marktumfeld spricht gegen eine vorschnelle Einführung von Kapazitätsmärkten, die sicher nicht eingeführt werden sollten, um rein unternehmerische Risiken abzufedern. Darüber hinaus ist eines der zentralen Probleme des Strommarktes die mangelnde Flexibilität des bestehenden Energiesystems: Weder Kraftwerke noch Verbraucher sind oder reagieren bislang ausreichend flexibel auf Preissignale des Marktes. Würde die Preiselastizität verbessert bzw. hergestellt, würde auch der heutige Strommarkt (energy only-markt) besser funktionieren und sich die Wirtschaftlichkeit des bestehenden Systems verbessern. Im Zuge der Energiewende verschärfen sich also sowohl wirtschaftliche als auch technische Probleme durch die mangelnde Flexibilität. Die skizzierten Veränderungen in der Energiewirtschaft sind mit erheblichen Interessenkonflikten, Lern- und Anpassungsprozessen sowie neuen technischen Herausforderungen verbunden und führen in der Übergangszeit zu erheblichen Unsicherheiten bei Investoren. Dies betrifft wie oben skizziert unter anderem Investitionen in Kraftwerke, Speichertechnologien und Lastmanagement. Vor diesem Hintergrund wird in der Energiepolitik kontrovers diskutiert, ob und wie lange das bestehende Strommarktdesign in der Lage ist, zukünftig Versorgungssicherheit in Deutschland zu gewährleisten. 1 Vgl. bspw. BDEW zur durchschnittlichen Auslastung von Kraftwerken ( pi-branche-erwartet-von-politik-nach-der-wahl-entscheidungen-fuer-energiemarkt-der-zukunft-) 2

3 Seitens einiger Wissenschaftler werden hier erhebliche Zweifel angemeldet: Sie argumentieren, dass vom bestehenden Großhandelsmarkt keine ausreichenden Anreize für den rechtzeitigen Neubau von notwendigen Kraftwerken ausgehen und dass die niedrigen Strombörsenpreise auch den Betrieb von für die Energiewende benötigten Kraftwerken unrentabel machen. Die Versorgungssicherheit sei deshalb durch den Atomausstieg und den Abgang bestehender konventioneller Kapazitäten (alte, unwirtschaftliche Gas- und Kohlekraftraftwerke) bereits in wenigen Jahren gefährdet, sollten keine zusätzlichen Maßnahmen ergriffen werden. Insbesondere der Zeitraum nach 2018 wird von verschiedenen Wissenschaftlern als kritisch angesehen. Als Lösung für das Problem mangelnder Versorgungssicherheit werden derzeit vor allem folgende Modelle diskutiert: Die Einführung einer strategischen Reserve (zeitweise, dauerhaft): Ihr Grundkonzept besteht darin, Kapazitäten als Reserve zusätzlich zu den am Strommarkt aktiven Kraftwerken zur Verfügung zu stellen und somit die Versorgungssicherheit in Engpasssituationen zu erhöhen. Diese Kapazitäten können je nach Ausgestaltung sowohl aus Neu- als auch aus unwirtschaftlichen Bestandsanlagen bestehen. Das Modell eines umfassenden Kapazitätsmarkts schafft neben dem Energy-only-Markt einen zweiten Markt für Versorgungssicherheit. Der Vorschlag vom Energiewirtschaftlichen Institut Köln sieht vor, dass alle Kraftwerksbetreiber im Rahmen einer zentralen Auktion für Versorgungssicherheitsverträge mitbieten. Erhalten die Kraftwerksbetreiber im Rahmen der Auktion den Zuschlag, bekommen sie ein Leistungsentgelt und müssen im angebotenen Zeitraum die gesicherte Leistung ihres Kraftwerks am Strommarkt zur Verfügung stellen. Der fokussierte Kapazitätsmarkt, wie er etwa vom Öko-Institut et al. erarbeitet wurde, greift den Gedanken des umfassenden Kapazitätsmarkts auf, beschränkt ihn jedoch auf bestimmte Kraftwerkstypen. So soll es wie bei dem Kapazitätsmarktmodell eine Auktion von Versorgungssicherheitsverträgen geben. Im Gegensatz zum umfassenden Kapazitätsmarkt soll dieser auf zwei Marktsegmente fokussiert werden: A. für kurzfristige Versorgungssicherheitsprodukte im Zeitraum bis maximal vier Jahre in dem lediglich stilllegungsbedrohte Kraftwerke und große Nachfrager mitbieten können. B. Im zweiten Marktsegment finden Ausschreibungen mit längerfristigen Produkten (zum Beispiel 15 Jahre) ausschließlich für hochflexible und CO2-arme Neubaukraftwerke statt. In dem Modell der Leistungssicherung auf einem Zertifikatemarkt, das von Enervis und BET entwickelt wurde, wird den Stromlieferanten die Verpflichtung auferlegt, neben dem Kauf von Strom durch den Einkauf von Leistungszertifikaten jederzeit ausreichend Leistung zur Deckung des Bedarfs ihrer jeweiligen Kunden zu beschaffen. Kunden, die technisch in der Lage sind, in Knappheitsfällen ihren Leistungsbezug kontrolliert zu reduzieren, können freiwillig auf eine Absicherung dieses Strombezugs verzichten. Alle Modelle zielen auf die Sicherung von fossilen Kraftwerkskapazitäten (Bestand und/ oder Neubau) ab, manche beziehen Nachfrageflexibilisierung und später Speicher mit ein. Alle Modelle kranken jedoch noch an erheblichen Unsicherheiten etwa was ihre Zielgenauigkeit, Kosten und Auswirkungen für die Energiewende angeht. Zudem bestehen in der politischen Umsetzung unkalkulierbare Risiken, was eine Energiewende-kompatible Ausgestaltung angeht. 3

4 Setzt ein Kapazitätsmechanismus die falschen Anreize, könnte dies zum Beispiel zu einer Renaissance der Kohleverstromung und/ oder zu hohen zusätzlichen Kosten für Verbraucherinnen und Verbraucher führen. Fast alle Modelle stehen zudem losgelöst von der vorrangigen Frage der Weiterentwicklung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes und einem künftigen Marktdesign, in dessen Mittelpunkt die Erneuerbaren stehen müssen. Die Sicherung der Margen für fossile Kraftwerke steht dabei in den meisten Fällen eher im Vordergrund als der rasche und reibungslose Umstieg auf die Erneuerbaren. Flexible Kapazitäten erschließen, falsche Weichenstellung vermeiden Greenpeace und der BUND sehen in einer übereilten Einführung von Kapazitätsmärkten große Risiken für eine schnelle und erfolgreiche Energiewende. 2 Aus unserer Sicht muss sich die Neugestaltung des Strommarktes an den Erneuerbaren Energien und den Bedürfnissen eines hundert Prozent erneuerbaren Stromsystems orientieren. Es muss zugleich die möglichst dezentrale Energieerzeugung in Bürgerhand ermöglichen und darf hier keine neuen Hürden einziehen. Ein neues Strommarktdesign muss grundsätzlich den rentablen Betrieb von Erneuerbaren Energien- Anlagen und den für den Ausgleich Erneuerbarer Energien benötigten konventionellen Back-Up- Kraftwerken ermöglichen. Zusätzlich ist es jedoch unabdingbar, zusätzliche Effizienz- sowie Flexibilisierungspotentiale im Stromsystem zu heben. Beides wird den Übergang zu einem erneuerbaren Stromsystem deutlich erleichtern. Diese Bausteine der Energiewende, Effizienz und Senkung des Verbrauchs sowie Flexibilisierung, können und müssen bereits jetzt angepackt werden nicht zuletzt, weil unklar ist, wie diese Potentiale (abgesehen von Nachfragesteuerung) etwa in einem Kapazitätsmarkt überhaupt adressiert werden sollten. Die notwendige Anpassung des bestehenden Energiesystems an die Erneuerbaren Energien bedeutet vor allem Flexibilisierung. Dabei geht es uns um Alternativen zu (neuen) konventionellen Kraftwerken und deren Finanzierung über zusätzliche Kapazitätszahlungen. Schnelle Fortschritte bei der Flexibilisierung können die Frage der Versorgungssicherheit deutlich entschärfen. Greenpeace und der BUND fordern daher kurzfristig den verstärkten Einsatz und die Aktivierung zusätzlicher flexibler, klimafreundlicher Kapazitäten auf der Erzeugungs- und Nachfrageseite. Wir schlagen vor, möglichst zeitnah, spätestens aber zu Beginn der nächsten Wahlperiode ein Aktionsprogramm Flexible Kapazitäten auf den Weg zu bringen. Dieses soll auf bestehende Förderinstrumente und Technologien aufsetzen und zielt auf den verbesserten und vorrangig dezentralen Ausgleich der fluktuierenden Erneuerbaren Energien. So können regionale Probleme zielgenau gelöst werden und damit ein entscheidender Beitrag zur Versorgungssicherheit der nächsten Jahre geleistet werden. Damit kann hinreichend Zeit gewonnen werden, um ein tragfähiges Strommarktdesign für die Erneuerbaren Energien zu entwickeln. 2 Der Emissionshandel zeigt, wie aus einem auf dem Papier effektiven Instrument zur CO 2-Reduktion unter der Einflussnahme industrieller Lobbys aktuell sogar ein Hindernis für den Klimaschutz geworden ist. 4

5 Aktionsprogramm Flexible Kapazitäten im Stromsystem Ein Aktionsprogramm Flexible Kapazitäten im Stromsystem zielt darauf ab, die Systemstabilität durch pragmatische Maßnahmen zu unterstützen, die in einem erneuerbaren Stromsystem ohnehin benötigt werden. Unter Flexibilitätsoptionen bzw. flexiblen Kapazitäten versteht man dabei Ansätze, die die Reaktions- und Handlungsfähigkeit des Energiesystems auf eine fluktuierende Einspeisung von Strom aus Wind und Sonne erhöhen. Darunter sind Maßnahmen zur Flexibilisierung der Stromerzeugung und des Stromverbrauchs sowie zur Verbesserung der Infrastrukturen mit Stromnetzen und Stromspeichern zu verstehen. Durch solche no-regret -Maßnahmen können Engpässe vermieden und die Sicherheit der Versorgung erhöht werden. Strom aus Wind und Sonne kann besser genutzt und der Bedarf benötigter neuer Gaskraftwerke reduziert werden. In einem Aktionsprogramm sollten die Ansätze befördert werden, die geeignet sind, die Systemstabilität der nächsten Jahre umwelt- und energiewirtschaftlich optimal zu sichern. Dabei müssen Kriterien wie Potential, Verfügbarkeit, Schnelligkeit, Kosten, Nebenwirkungen etc. abgewogen werden. Folgende Flexibilitätsoptionen sollten im Hinblick auf die Ausarbeitung eines Aktionsprogrammes Flexible Kapazitäten weitergehend untersucht werden: Nachfrageflexibilisierung in der Industrie: Verschiedene industrielle Anwendungen können zeitlich verlagert, ausgesetzt bzw. ex- oder intensiviert werden. Damit stehen hier kostengünstige Potentiale für die Flexibilisierung der Stromnachfrage zur Verfügung. Schon heute nehmen große Industriebetriebe der energieintensiven Industrie am Regelenergiemarkt für Minutenreserve teil und bieten rund 500 MW positive bzw. 125 MW negative Regelleistung an (BEE/BET 2013). Laut Dena-Netzstudie (II) beträgt das Potential für positive Regelleistung etwa 2 GW und für negative Regelleistung etwa 0,7 GW. Die Agora- Energiewende-Studie für Süddeutschland beziffert allerdings allein dort das Potential zur Nachfrageverschiebung auf bis zu 1,2 GW. Dieses Potential zu heben, würde das Netzmanagement auch in Bayern und Baden-Württemberg vereinfachen, da beide Bundesländer beim Ausbau der Windkraft hinterherhinken und zusätzlich 2015 und 2017 jeweils ein gefährliches Atomkraftwerk abschalten müssen. Flexible Kapazitäten bei der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erhöhen: Eine Erhöhung der flexiblen Kapazität von KWK-Strom muss vorangetrieben werden. Zum einen sollte die gasbasierte KWK-Kapazität noch grundsätzlich ausgebaut werden, da KWK eine hocheffiziente und damit umweltfreundliche Energieerzeugungstechnologie ist. Zum anderen sollte zunehmend eine flexible Fahrweise von KWK-Anlagen angestrebt werden. Durch zusätzliche Wärmespeicher in Verbindung mit einer größeren Auslegung der Anlage ermöglicht dies eine systemdienliche Fahrweise zum kurzfristigen Ausgleich der Einspeiseprofile Erneuerbarer Energien durch die effizienteste Art konventioneller Stromerzeugung. Die Anreize im KWK-Gesetz müssen dahingehend verbessert werden. Flexible Kapazitäten bei Biomasseanlagen (KWK) erhöhen: Auf eine weitere Steigerung der Stromproduktion aus Anbaubiomasse aus Monokulturen sollte aus ökologischen Gründen verzichtet werden. Stattdessen sollten bestehende Biomasseanlagen so umgerüstet werden, dass sie bedarfsgerecht anstatt rund um die Uhr einspeisen und den must-run-sockel unflexibler konventioneller Kraftwerke noch zusätzlich erhöhen. Das erfordert eine Erhöhung 5

6 der Generatorleistung und eine Nachrüstung von Biogas- und Wärmespeichern. Regelungsanpassungen müssten im EEG erfolgen. Netzersatzkraftwerke für die allgemeine Stromversorgung aktivieren: In Deutschland werden in erheblichem Umfang Netzersatzanlagen (Notstromaggregate) in der Industrie, in Rechenzentren, Krankenhäusern oder Flughäfen vorgehalten. Sie sollen die Versorgung in Notfällen absichern. Solche Netzersatzanlagen können (ggf. durch Pooling) als Reservekapazitäten in Zeiten extremer Spitzen verfügbar gemacht werden. Der Vorteil dieser Anlagen ist, dass sie verfügbar, erprobt und im Wesentlichen bereits bezahlt sind. Kapazitätssicherung im Europäischen Netzverbund / Indirekte Speicherung in Norwegen: Versorgungssicherheit sollte zukünftig internationaler organisiert werden, um den Bedarf und damit die Kosten für die Kapazitätssicherung zu reduzieren. Für Deutschland können dabei auch Stromnetzverbindungen mit Norwegen von Interesse sein, die eine indirekte Speicherung von Stromüberschüssen aus Deutschland ermöglichen. Leitungen zwischen dem deutschen und norwegischen Stromnetz können die Flexibilität im Stromsystem erhöhen. Ein erstes Seekabel mit einer Kapazität von 1,4 GW soll 2018 fertiggestellt sein. Ein Weiteres in gleichem Umfang soll später folgen. Während viele andere Speicher eher kurzfristige Speichermöglichkeiten im Stundenbereich darstellen oder noch entwickelt werden müssen (Power-to-Gas), kann die indirekte Wasserkraftspeicherung im europäischen Verbund sowohl für einen kurzfristigen Bedarf als auch für saisonale Schwankungen fluktuierender Einspeisungen genutzt werden. Dabei müssen allerdings die ökologischen Auswirkungen im Rahmen einer strategischen Umweltverträglichkeitsprüfung besonders geprüft werden und Kosten und Nutzen sowohl in Hinblick auf den Naturschutz als auch auf die Energieeffizienz abgewogen werden. Referenzen BEE 2013: Kompassstudie Marktdesign BEE 2013: Möglichkeiten zum Ausgleich fluktuierender Einspeisungen aus erneuerbaren Energien KIT/ Fraunhofer 2013: Perspektiven zur aktuellen Kapazitätsmarktdiskussion in Deutschland Agora Energiewende 2013: Kapazitätsmarkt oder strategische Reserve? Agora Energiewende 2013: Lastmanagement als Beitrag zur Deckung des Spitzenlastbedarfs in Süddeutschland (Zwischenergebnisse) BMU 2013: Märkte stärken, Versorgung sichern WWF/Ökoinstitut et al 2012: Fokussierte Kapazitätsmärkte Germanwatch Kapazitätsmärkte EWI 2012: Untersuchungen zu einem zukünftigen Strommarktdesign Enervis und BET 2013: Studie zum zukünftigen Energiemarktdesign Kontakt & weitere Informationen Tina Löffelsend Leiterin Klima, Wirtschaft und Finanzen Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND) tina.loeffelsend@bund.net Andree Böhling Greenpeace e.v. Energiebereich andree.boehling@greenpeace.de 6