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Transkript

1 Demokratisierung und Wettbewerb im Elektrizitätssystem Reinhard HAAS Energy Economics Group, TU Wien Wien, 13. Februar

2 INHALT: 1. Einleitung: Motivation 2. Einfluß erneuerbarer auf die Strompreise 3. Zweite Die Probleme Ebene von Kapazitätszahlungen 4. Die Bedeutung von Flexibilitätsoptionen 5. Fünfte CO2- und Ebene Strompreis 6. Subventionen für EET: Wie lange noch? 7. Schlußfolgerungen 2

3 TWh Textmasterformate durch Klicken Fünfte Ebene 1. Einleitung: Stromerzeugung EU Kohle Ölprodukte Gas Atomenergie Erneuerbare 3 Werte für 2017 und 2018 vorläufig

4 Titelmasterformat Motivation durch Klicken * Klimawandel Textmasterformate Paris durch Vereinbarungen Klicken * Wettbewerb Dritte Ebene & Demokratie * Es Fünfte wird Ebene nicht möglich sein, variable EET mit Gewalt in den Markt hineinzupressen nie und nimmer 4

5 Preis, Kosten (EUR/MWh) Preisbildung über die Zeit : Drei Perioden des Marktdesigns Vor der Liberalisierung Durchschnittskosten Nach der Liberalisierung: altes Denken Nach der Liberalisierung: Neues Denken Knappheitspreise Langfristige Grenzkosten Kurzfristige Grenzkosten Überschusspreise Zeit 5

6 die Textmasterformate Randbedingungen durch für Klicken ein nachhaltiges, demokratischeres Stromsystem zu identifizieren Zentrales Ziel: Sehr wichtig: Unsere Fünfte Überlegungen Ebene sind prinzipiell auf jedes Stromsystem weltweit anwendbar. aus energiewirtschaftlicher Sicht 6

7 Titelmasterformat Spotmarktpreise durch Klicken Textmasterformate Erwartung durch Klicken Zweite Preis Ebene = Kurzfristige Grenzkosten Vierte (Short-term Ebene marginal costs = Brennstoffkosten ) aufgrund hoher abgeschriebener Überkapazitäten zu Beginn der Liberalisierung 7

8 2. WIE DIE VARIABLEN ERNEUERBAREN DAS STROMSYSTEM UND DIE STROMPREISE BEEINFLUSSEN 8

9 Kosten, Preis (EUR/MWh) p t1 Preis = System-Grenzkosten p t2 SCHÖNER SOMMERTAG: PREIS = KURZFRISTIGE GRENZKOSTEN Laufwasser, Wind PV Kostenkurve ohne PV Nachfrage Atomkraft Erdgas (neu) Kohle (alt) Kostenkurve mit PV 9 MWh

10 Erzeugung aus variablen EET und Last 2030 Sommerwoche Produktion aus EE größer als Bedarf Last Produktion aus EE kleiner als Bedarf Speicher und konv. Kraftwerke notwendig! 10

11 Schlüsselbegriff der Zukunft: Residuallast Unterdeckung Überschussstrom Residuallast = Last non-flexible generation 11

12 Neue Preis spreads Knappheitspreise p t1 p t2 Abweichung von STMC-pricing in Spotmärken Geringe Durchschnittspreise (5 cents/kwh) Negative Preise Diese Price spreads bieten Anreize für neue flexible Lösungen!!!! 12

13 Anmerkung: Kalte Dunkelflaute 2017 Höchstpreis: ca. 85 EUR/MWh 13

14 Geordnete Residuallast über ein 2016 Unterdeckung Jahr 2030 Überschuss 14

15 Geordnete Residuallast über ein Textmasterformate Unterdeckung durch Klicken Spitzenlast? Jahr Wie decken bei Kalter Dunkelflaute neue Überschussproduktion 15

16 Titelmasterformat Zwei extreme Positionen: durch Klicken Mit einem regulierten Kapazitäts- Markt mit STMC pricing? oder Durch Wettbewerb zwischen angebotsseitigen und demand-side Technologien und Verhalten (inkl. Speicher, Netz und anderen Flexibilitätsoptionen) mit korrektem Knappheitspreissignalen? 16

17 3. DIE ZENTRALEN PROBLEME MIT KAPAZITÄTSZAHLUNGEN Alle regulierten Kapazitätszahlungen führen zu Verzerrungen bei den Preissignalen im Großhandel und beeinträchtigen die Attraktivität aller anderen Optionen Preisspitzen zu Zeiten von knappen Kapazitäten Märkte beleben effektiver Wettbewerb Je höher die Überkapazitäten, desto geringer der Anteil der EET und der Flexibilität 17

18 Unter einem Preismodell, das Überschuss- und Knappheitspreise zeigt, wäre es für eine ausreichend große Zweite Zahl Ebene an flexiblen Kraftwerksbetreiber Dritte profitabel Ebene im Markt zu bleiben! REVIDIERTER ENERGY-ONLY MARKT 19

19 Notwendige Kapazität ohne gesicherte Kapazitätszahlungen 4. Flexible Deckung der Residuallast Textmasterformate durch EUR/MWh?) Klicken Ausbau des Übertragungsnetzes Sehr hohe Preise (2000 Lastreduktion durch Nachfragereaktion auf Preise Flexible Kraftwerke Lastverschiebung durch Demand-side management technisch (z.b. Rundsteuerung) Speicher Stunden/Jahr 20

20 Flexible Kraftwerke Vergleich maximale Kapazität Sicherheitsmarge Flexible Kraftwerke Stunden/Jahr Ohne regulierte Kapazitätszahlungen Stunden/Jahr Mit regulierten Kapazitätszahlungen 21

21 Titelmasterformat Jede Spitze speichern? durch Klicken Unterdeckung Hours/year Hoher Überschuss nur an wenigen Stunden Überschuß z.b. 20% weniger Leistung 1% weniger Strom! 22

22 Und wie wirtschaftlich sind diese PRINZIP DES SELBST- KANNIBALISMUS IN DER ENERGIEWIRTSCHAFT: Speicher? Jede zusätzliche Fünfte Speichereinheit Ebene macht diese und jede bestehende weniger wirtschaftlich! 23

23 wie bei 2000 h/a! Pumpspeicher Einfluss der Volllaststunden H2 Bei 500 h/a: viermal so teuer Batterie Price spread Spotmarkt

24 Flexible Nutzung von Überschussstrom Smart Grids Laststeigerung durch Demand-side management technisch Abregeln von Spitzenleistung Erweiterung Übertragungsnetz (oder Regelzonen) Nutzung durch Speicher (ab sinnvoller Volllaststunden) Direktvermarktung Preise sehr niedrig (-200 EUR/MWh! 26

25 Langzeitspeicher Langzeitspeicher benötigt 27

26 Titelmasterformat Sektorenkopplung durch Klicken * In Zeiten von Überschußproduktion: Wie kann dieser Strom sinnvoll genutzt werden? Heizen/Kühlen * Vereinfachte Vorschläge, keine überzeugenden Langzeitlösungen * Zentrale (Ptx-Ansätze, z.b. H2) vs dezentrale (Haushaltsebene, Z.B. E-Fahrzeuge, Wärmepumpen) Anwendungen * Wie kann Nutzung mit Zeit des Überschusses zusammengebracht werden, z. B PV für Heizen? Verkehr 28

27 Titelmasterformat Sektorenkopplung durch mit Verkehr Klicken η 90% η=60-70% Electricity H 2 Elektrolyse η=27-38% Compressor Combined cycle H 2 H 2 H 2 -Speicher η=50-60% G Electricity 29

28 Titelmasterformat Der CO2-Preis durch Klicken 30

29 Entwicklung der Strompreise in Europa bis 2016 (1) Italy AT, DE, FR, CZ, PL One market Nordpool 31

30 Entwicklung der Strompreise in Europa bis 2018 (2) 32

31 6. IST DIE ZEIT DER SUBVENTIONIERUNG E E T VORBEI? 33

32 Grid parity: PV-Kosten und Haushaltsstrompreise Kosten Haushaltsstrompreis Deutschland Österreich Grid parity 34

33 Kosten E Eigen Zweite *P HH Ebene + E Einspeis *P Einspeis > Annuität Netzparitätsterm Bewertung der Netz-Parität Einsparungen/Einnahmen Subventionen noch notwendig? 35

34 Anteil des Eigenverbrauchs 36

35 Mieterstrommodel: Kontrahierter PV-Strom Vertrieb Mieterstrom und Blockchain PV-System auf dem Dach Haushalt 1 Haushalt 2 Haushalt 3 Zähler Blockchain 37

36 Die Demokratisierung des Stromsystems: bidirektional E1 E2 E3 Netz Speicher Bilanzgruppe Flexibilitätsoptionen SP1 Prosu mager SP2 E5 E4 38

37 7. SCHLUSSFOLGERUNGEN Nachhaltiges Stromsystem Integration eines breiten Technologieportfolios & Benutzer-optionen Größere Marktgebiete bevorzugt Am wichtigsten: Anreize in Form korrekter Preissignale (ideal: inkl. CO2) Ausschöpfen der Kreativität aller Marktteilnehmer! Ende der Subventionen für EET (CO2-Preise)? Potenziale dezentraler PV Systeme? Regul. Kapazitätszahlungen: verzerren das System mehr konvent, weniger EET, weniger Flexibilität Speicher ein neuer Hype? Wirtschaftlich? 39