Transformation des Stromsystems als Herzstück der Energiewende
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- Hertha Pohl
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1 Transformation des Stromsystems als Herzstück der Energiewende Impulsvortrag zur MinD-Akademie 2014 Würzburg, den 3. Oktober 2014 Uwe Leprich Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES)
2 Uwe Leprich seit April 1995 Professor an der HTW in Saarbrücken, zuständig für Wirtschaftspolitik 1999 Mitbegründer des Instituts für ZukunftsEnergieSysteme (IZES) als An-Institut der HTW, seit 2008 wissenschaftlicher Leiter des IZES sachverständiges Mitglied der Enquete-Kommission des 14. Deutschen Bundestages seit Januar 2010 Alternate Board Member of the Agency for the Cooperation of Energy Regulators (ACER) der EU seit Oktober 2012 Mitglied des Beirates für nachhaltige Entwicklung des Landes Baden- Württemberg seit Oktober 2013 Vorsitzender des Energiebeirats Rheinland-Pfalz 2 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
3 Das Institut für ZukunftsEnergieSysteme 3 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
4 1. Eckpunkte der Systemtransformation: Die Energiewende aus Sicht der Bundesregierung 4 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
5 Die Energiewende der alten Bundesregierung Quelle: Monitoring-Bericht [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
6 Die Energiewende der neuen Bundesregierung Weitere Effizienzziele? Nationaler Aktionsplan Energieeffizienz [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
7 7 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014] 2. Die Stromwende
8 Das strompolitische Zieldreieck der neuen Bundesregierung 40-45% Erneuerbare bis 2025 Schnittstelle Bioenergie keine Reduktion bis % KWK bis [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
9 Der Stromsektor ist besonders wichtig Quelle: UBA [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
10 Perspektivisch wachsen Strom-, Wärmeund Verkehrssystem stärker zusammen Quelle: Sterner [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
11 Das künftige Stromsystem 52 GW PV Annahme Die FEE (Wind, PV, Wasser) werden mittelfristig bis zur Hälfte der gesamten Stromerzeugung abdecken dadurch bestimmen sie die Rationalität des Systems GW Onshore Fluktuierende Erneuerbare Energien 6,5 GW Offshore 11 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
12 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien.. für Bereitstellung von Systemdienstleistungen Frequenzregelung ( Regelenergie ) Spannungshaltung (Blindleistung) Kurzschlussleistung Redispatch-Fähigkeit Versorgungswiederaufbau 12 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
13 Infrastrukturen als Systemvoraussetzung und -ergänzung 13 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
14 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien Quelle: IZES [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
15 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien Quelle: IZES [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
16 3. Zur Transformation des Stromsystems / Systemdesign 16 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
17 Charakteristika des bisherigen Stromsystems Entflechtung Strombörse Netzregulierung L I B E R A L Großverbundnetz Großkraftwerke zentralisierte Systemverantwortung T E C H N I K zahlreiche Stadtwerke marktmächtige Energiekonzerne dezentrale Anlagenbetreiber A K TE U R E 17 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
18 Technik 1: Dezentrale Fluktuierende Erneuerbare Energien (FEE) als prägende Säulen des neuen Systems notwendige Flankierung über flexible Ausgleichsoptionen Finanzierung über bisherige Großhandelsmärkte unwahrscheinlich Regenerativwirtschaft 18 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
19 Elemente des künftigen Stromsystems Entflechtung Strombörse zentralisierte Systemsicherheit Netzregulierung marktmächtige Energiekonzerne Großverbundnetz zahlreiche Stadtwerke Fluktuierende Erneuerbare Energien dezentrale Anlagenbetreiber 19 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
20 Finanzierung von FEE-Anlagen durch die Großhandelsmärkte? Die Börsenpreise sind kontinuierlich gesunken, nicht zuletzt wegen des Merit Order-Effekts und des Verfalls der CO 2 -Zertifikatspreise Phelix Base Year Future Cal [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
21 Merit Order Quelle: LBD 21 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
22 Quelle: Groscurth, arrhenius Institut 2009 Zur Preisbildung an der Strombörse N p 22 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
23 Finanzierung von FEE-Anlagen durch die Großhandelsmärkte? Quelle: BDEW [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
24 FEE-Anlagen werden sich in einem unabsehbaren Zeitrahmen nicht über die existierenden Märkte refinanzieren können! 24 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
25 Das Spektrum der Finanzierungsmodelle für Erneuerbare Energien Technologieneutrale Finanzierungsmodelle wie das Quotenmodell oder eine technologieneutrale fixe Prämie sind nicht kosteneffizient, führen zu überhöhten Produzentenrenten und bergen zudem das Risiko kostspieliger Technologiesprünge. Sie scheiden daher aktuell als Optionen aus. Eine (technologiespezifische) Kapazitätsprämie und eine fixe (technologiespezifische) Marktprämie erhöhen die Marktpreisrisiken und führen damit zu höheren Risikokosten bei den Investoren. Quelle: IZES/BET/Bofinger [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
26 Technik 2: Neue Qualität in Stromnetzen Stromfluss auch von unten nach oben mehr Steuerungsmöglichkeiten / Smart Grids stärkere Vernetzung / Hypridnetze 26 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
27 Elemente des künftigen Stromsystems Entflechtung Strombörse zentralisierte Systemsicherheit Netzregulierung Neue Netzqualität zahlreiche Stadtwerke Fluktuierende Erneuerbare Energien marktmächtige Energiekonzerne dezentrale Anlagenbetreiber 27 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
28 Technik 3: Dezentralisierung von Systemverantwortung Neue Anforderungen an die Verteilnetzebene neue Aufgabenteilung zwischen ÜNB und VNB stärkere Einbeziehung von dezentralen Anlagen in die Systemverantwortung stärkere Einbeziehung von Endkunden in die Systemverantwortung 28 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
29 Elemente des künftigen Stromsystems Entflechtung Strombörse Neue Netzqualität zahlreiche Stadtwerke Fluktuierende erneuerbare Energien marktmächtige Energiekonzerne Netzregulierung Dezentralisierung Systemverantwortung dezentrale Anlagenbetreiber 29 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
30 Passen die Elemente der Liberalisierung und die alte Akteursstruktur zu dem neuen technischen System? 30 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
31 Liberalisierung 1: Neue Rolle der VNB VNB als aktiver Netzbetreiber und dezentraler Systemoptimierer ( smart VNB ) mit direkterem Zugriff auf dezentrale Anlagen und Kunden als Optimierer der Querverbund-Infrastruktur ( Hybridnetz ) 31 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
32 Elemente des künftigen Stromsystems Smart VNB Strombörse Neue Netzqualität zahlreiche Stadtwerke Fluktuierende Erneuerbare Energien marktmächtige Energiekonzerne Netzregulierung Dezentralisierung Systemverantwortung dezentrale Anlagenbetreiber 32 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
33 Liberalisierung 2: Leistungsmärkte Ergänzung der bestehenden Kilowattstundenmärkte durch Leistungsmärkte, um Backup- Kapazitäten für die FEE-Anlagen und Saisonalspeicher zu refinanzieren Integration von Lastmanagement in Leistungsmärkte 33 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
34 Elemente des künftigen Stromsystems Smart VNB Kilowattstundenplus Leistungsmärkte Neue Netzqualität zahlreiche Stadtwerke Fluktuierende Erneuerbare Energien marktmächtige Energiekonzerne Netzregulierung Dezentralisierung Systemverantwortung dezentrale Anlagenbetreiber 34 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
35 Liberalisierung 3: Qualitäts- und Innovationsregulierung Honorierung von Beiträgen zum dezentralen Lastausgleich durch die VNB Offenheit der Netzregulierung für Innovationen Engere Abstimmung von Strom- und Gasnetzregulierung 35 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
36 Elemente des künftigen Stromsystems Smart VNB Neue Netzqualität zahlreiche Stadtwerke marktmächtige Energiekonzerne Kilowattstundenplus Leistungsmärkte Fluktuierende Erneuerbare Energien Qualitäts-/ Innovationsregulierung Dezentralisierung Systemverantwortung dezentrale Anlagenbetreiber 36 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
37 Akteure 1: Stadtwerke als Schlüsselakteure? Sind die Stadtwerke in der Lage, als VNB zunehmende Beiträge zur Systemsicherheit zu erbringen und dabei ggf. zu kooperieren? Sind die Stadtwerke in der Lage, mehr Netzintelligenz zu realisieren und zu nutzen? Sind die Stadtwerke in der Lage, dezentrale Erzeugungsmöglichkeiten umfassend zu nutzen? Sind die Stadtwerke in der Lage, dezentrale Ausgleichsoptionen zu erschließen? 37 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
38 Elemente des künftigen Stromsystems Smart VNB Neue Netzqualität Stadtwerke als Schlüsselakteure? marktmächtige Energiekonzerne Kilowattstundenplus Leistungsmärkte Fluktuierende erneuerbare Energien Qualitäts-/ Innovationsregulierung Dezentralisierung Systemverantwortung dezentrale Anlagenbetreiber 38 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
39 Akteure 2: Energiekonzerne als Systemergänzer? durch Beiträge zentraler erneuerbarer Energien wie Wind-Offshore oder CSP ( Desertec )? durch den Bau flexibler Backup- Kapazitäten wie z.b. Gaskraftwerke? durch den Bau zentraler Tages- und Saisonalspeicher im In- und Ausland? 39 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
40 Elemente des künftigen Stromsystems Smart VNB Neue Netzqualität Stadtwerke als Schlüsselakteure? Kilowattstundenplus Leistungsmärkte Fluktuierende Erneuerbare Energien Energiekonzerne als Systemergänzer? Qualitäts-/ Innovationsregulierung Dezentralisierung Systemverantwortung dezentrale Anlagenbetreiber 40 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
41 Akteure 3: Neue wettbewerbliche Akteure? Dezentrale Anlagenbetreiber und Aggregatoren als Regelenergievermarkter? Virtuelle Kraftwerksbetreiber zur Unterstützung des Netzlastmanagements? Integration der FEE in die Bilanzkreise der Lieferanten? Neue Energiedienstleistungsanbieter durch die EU-Effizienzrichtlinie? 41 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
42 Elemente des künftigen Stromsystems Smart VNB Kilowattstundenplus Leistungsmärkte Qualitäts-/ Innovationsregulierung L I B E R A L Neue Netzqualität Fluktuierende Erneuerbare Energien Dezentralisierung Systemverantwortung T E C H N I K Stadtwerke als Schlüsselakteure? Energiekonzerne als Systemergänzer? Neue wettbewerbliche Akteure? A K TE U R E 42 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
43 Exkurs: Zur Bezahlbarkeit der Energiewende 43 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
44 Die Energiewende ist volkswirtschaftlich kostengünstiger! Leitstudie 2011: Kosten DLR/IWES/IFNE [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
45 Strompreisentwicklung der Haushalte Quelle: BDEW [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
46 Preisentwicklungen im Vergleich Quelle: DUH [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
47 Quelle: Energiekosten der Haushalte 47 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
48 Quelle: Warenkorb der Haushalte 48 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
49 Stromkostenanteil der Industrie Quelle: DUH [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
50 Strompreisentwicklung der Industrie 50 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
51 4. Mögliche Flankierung der Systemtransformation 51 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
52 52 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014] Energiewende-Paradox: CO2-Emissionen steigen!
53 Die Merit Order Quelle: LBD 53 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
54 Mögliche flankierende Instrumente zur Reduzierung der Kohleverstromung Quelle: DIW [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
55 Fazit Das Herzstück der Energiewende ist die Stromwende; sie strahlt immer stärker in den Wärme- und Verkehrssektor aus Die Transformation des Stromsystems ist geprägt durch die Dominanz der fluktuierenden erneuerbaren Energien; alle anderen Systemelemente müssen sich ihnen unterordnen Die einzelnen Systemelemente benötigen unterschiedliche Finanzierungsmechanismen; die bestehende Märkte werden es nicht richten Energiewende und Kohleverstromung passen auf Dauer nicht zusammen 55 [Leprich, Würzburg, 3. Oktober 2014]
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