Strukturelle und systemische Herausforderungen auf dem Weg zur regenerativen Vollversorgung

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1 Strukturelle und systemische Herausforderungen auf dem Weg zur regenerativen Vollversorgung Beitrag zum Symposium im Gedenken an Hermann Scheer Kiel, den 3. November 2012 Uwe Leprich Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES)

2 Agenda 1. Zielsetzungen für das Stromsystem Der technische Mix des künftigen Systems: Fixpunkte und Gestaltungsspielräume 3. Systemdesign: Finanzierung des künftigen Systems 4. Robuste Schritte 2 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

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

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

5 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 GW Onshore Fluktuierende Erneuerbare Energien 52 GW PV 5-7 GW Offshore Unsicherheiten Hält die Bundesregierung an den Ausbauzielen für die Erneuerbaren fest? Reichen die heutigen Speicher dafür aus? Hält der Netzausbau damit Schritt? 5 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

6 Übrigens: 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. Das künftige Stromsystem 6 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

7 Das künftige Stromsystem Hypothese Die heutige Must Run-Leistung ist viel zu hoch und muss dringend reduziert werden Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersuchungsbedarf In welchem Umfang können erneuerbare Anlagen Must Run-Kraftwerke ersetzen? 7 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

8 Übrigens: Das künftige Stromsystem Must Run ist ein erheblicher Inflexibilitätsfaktor Anteil der abgeregelten Produktion ohne Nutzung von Flexibilitäten (Wetterjahr 2007) Quelle: Sensfuss (2012) 8 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

9 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien 9 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

10 Das künftige Stromsystem Hypothese Die Preissignale sorgen bereits für erhebliche Flexibilisierungsaktivitäten im bestehenden Kraftwerkspark Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersuchungsbedarf Reichen die Preissignale für eine maximale Flexibilisierung aus? 10 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

11 Das künftige Stromsystem Hypothese Regional wird es zu einer stärkeren grenzüberschreitenden Kooperation kommen Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersuchungsbedarf Ist eine transnationale Verantwortung für Versorgungs sicherheit vorstellbar? 11 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

12 Das künftige Stromsystem Hypothese Der Zubau dieser Anlagen kann nicht über die bestehenden Großhandelsmärkte finanziert werden Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersuchungsbedarf Ausgestaltung von Kapazitätsmechanismen 12 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

13 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? 13 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

14 Das künftige Stromsystem Hypothese Ohne Förderung kommen diese FO nicht zum Zug; heute: KWK-G und EEG Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersuchungsbedarf Wie hoch ist das Flexibilisierung spotenzial der beiden Optionen? 14 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

15 Das künftige Stromsystem Hypothese Die LM- Potenziale sind aktuell eher im Industrie- und Gewerbebereich vorhanden, weniger im Massenkunden bereich Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersuchungsbedarf Wie hoch ist LM- Potenzial für die Tages- und Langfristreserve? 15 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

16 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien 16 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

17 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 Überschussstrom eine gewisse Größenordnung erreicht f) Umwandlung von Wasserstoff in Methan und Speicherung im Erdgasnetz 17 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

18 Das künftige Stromsystem Hypothese CSP ist eine Option, die nur gesamteuropäisch erschlossen werden kann Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersuchungsbedarf Wie hoch sind die Systemkosten im Vergleich zur PV? 18 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

19 Das künftige Stromsystem Hypothese Netze können vielfach andere FO ersetzen Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersuchungsbedarf Wie sieht das optimierte Zusammenspiel der Netze aus? 19 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

20 Infrastrukturen als Systemvoraussetzung und -ergänzung 20 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

21 Das künftige Stromsystem bei regenerativer Vollversorgung Fluktuierende Erneuerbare Energien 21 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

22 Das künftige Stromsystem bei regenerativer Vollversorgung 1. Etappe: 40% FEE ohne Speicher + 10% flexible Biomasse + Netzausbau + Lastmanagement für Industrie und große Gewerbekunden 2. Etappe: 2/3 FEE mit zusätzlichen Stundenund Tagesspeichern + 15% flexible Biomasse u. Geothermie + Lastmanagement auch für HH-Kunden 3. Etappe: > 80% FEE + Saisonalspeicher 22 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

23 Agenda 1. Zielsetzungen für das Stromsystem Der technische Mix des künftigen System: Fixpunkte und Gestaltungsspielräume 3. Systemdesign: Finanzierung des künftigen Systems 4. Robuste Schritte 23 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

24 1. Finanzierungssegment Hypothese FEE-Anlagen lassen sich nicht über die bestehenden Großhandelsmärkte finanzieren Fluktuierende Erneuerbare Energien 24 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

25 Lösungsansätze Für die Refinanzierung der FEE werden investitionssichernde Mechanismen benötigt Das EEG war in der Vergangenheit sehr effektiv 25 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

26 Zwischenruf: Zur Beurteilung von Instrumenten Marktfundam entalist Marktrealist Gesamtrealist Öko- Realist Effizienz X X X X X X X X Akzeptanz Ökofundamentalist Effektivität Praktikabilität Verteilungsgerechtigkeit X X X X X 26 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

27 Lösungsansätze Für die Refinanzierung der FEE werden investitionssichernde Mechanismen benötigt Das EEG war in der Vergangenheit sehr effektiv Eine Quote als Alternative zum EEG? 27 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

28 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? 28 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

29 Lösungsansätze Für die Refinanzierung der FEE werden investitionssichernde Mechanismen benötigt Das EEG war in der Vergangenheit sehr effektiv Eine Quote als Alternative zum EEG? Ausschreibungsverfahren als Alternative zum EEG haben sich im Ausland bislang nicht bewährt 29 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

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, 3. November 2012 Kiel]

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, 3. November 2012 Kiel]

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

33 4. Finanzierungssegment Hypothese Dispatch- Märkte geben auf Dauer keine ausreichenden Investitionssignale und sind daher zu ergänzen Fluktuierende Erneuerbare Energien Untersuchungsbedarf Machen einheitliche KM für nichterneuerbare und erneuerbare FO Sinn? 33 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

34 Systemdesign statt Marktdesign Fluktuierende Erneuerbare Energien 34 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

35 Zu beachten: Interdependenzen zwischen den vier Segmenten Fluktuierende Erneuerbare Energien 35 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

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

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, 3. November 2012 Kiel]

38 Übrigens: die Energiewende kommt nicht im Schlafwagen! 38 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

39 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES) Altenkesselerstr. 17, Gebäude A Saarbrücken Tel Fax Homepage 39 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]

40 Das Institut für ZukunftsEnergieSysteme 40 [Leprich, 3. November 2012 Kiel]