Energiepolitische Handlungsspielräume unter europaund bundespolitischen Rahmenbedingungen.

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1 Stephan Kohler Energiepolitische Handlungsspielräume unter europaund bundespolitischen Rahmenbedingungen. 22. September 2012, Neustrelitz 1

2 Die Gesellschafter der Deutschen Energie-Agentur. dena Bundesrepublik Deutschland 50 % KfW Bankengruppe 26 % Vertreten durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Einvernehmen mit: Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung Allianz SE Deutsche Bank AG DZ BANK AG 8 % 8 % 8 % Geschäftsführung Stephan Kohler Vorsitzender Andreas Jung 2

3 Die Kompetenz- und Handlungsfelder der dena. 3

4 Energiepolitische Rahmenbedingungen. 4

5 Energie- und klimaschutzpolitische Ziele der Europäischen Union. Vollständige Liberalisierung der europäischen Strommärkte. Systemische Verwirklichung eines einheitlichen europäischen Binnenmarktes für Elektrizität ( Level Playing Field ). Energie- und klimaschutzpolitische Ziele der EU bis 2020: Senkung der Treibhausgasemissionen um mindestens 20 % gegenüber dem Stand von 1990 (30 %, wenn sich andere Industrieländer zu vergleichbaren Senkungen verpflichten). Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch auf 20 % (Deutschland: 18 %). Senkung des Energieverbrauchs um 20 % durch Verbesserung der Energieeffizienz. Mitgliedstaaten haben derzeit jedoch unterschiedliche Förderinstrumente für den Ausbau erneuerbarer Energien. 5

6 Energie- und klimapolitische Ziele in Deutschland: Energiekonzept der Bundesregierung Mit ihrem Energiekonzept formuliert die Bundesregierung Leitlinien für eine bis 2050 reichende Gesamtstrategie, die den Weg in das Zeitalter der erneuerbaren Energien beschreibt. Zentrale Zielsetzungen und Maßnahmen: Reduktion der Treibhausgasemissionen bis 2020 um 40 % und bis 2050 um 80 % (ggü. 1990). Senkung des Primärenergieverbrauchs um 20 % bis 2020 und um 50 % bis 2050 (ggü. 2008) sowie Ausschöpfung der Effizienzpotenziale in privaten Haushalten und im öffentlichen Bereich. Reduktion des Stromverbrauchs um 10 % bis 2020 und um 25 % bis 2050 (ggü. 2008). Steigerung der Energieproduktivität um durchschnittlich 2,1 %. Reduktion des Wärmebedarfs um 20 % bis 2020 und um 80 % bis Verdopplung der energetischen Sanierungsrate auf 2 % zur Erreichung eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestands bis

7 Energie- und klimapolitische Ziele in Deutschland: Energiekonzept 2010 & Energiepaket Elektrofahrzeuge in Deutschland: 1 Million bis 2020, 5 Millionen bis Steigerung des Anteils der erneuerbaren Energien am Bruttoendenergieverbrauch auf 18 % bis 2020 und auf 60 % bis Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch: 35 % bis 2020 und 80 % bis ca. 30 % des Stromverbrauchs wird importiert. Beschleunigung des Ausbaus der Offshore-Windleistung auf 25 GW bis 2030 sowie Ausbau der Netzinfrastruktur (Nord-Süd-Trassen). Energiepaket 2011 (Auszug): Ausstieg aus der Kernenergienutzung in Deutschland bis Beschleunigung Netzausbau: Zentrale und bundeseinheitliche Prüfung und Planfeststellung für bundesländerübergreifende Höchstspannungsleitungen durch BNetzA. Maßnahmen zur Verbesserung der Markt- und Systemintegration für erneuerbare Energien. 7

8 Energieeffizienz Der Schlüssel für eine sichere und nachhaltige Energieversorgung. 8

9 Energieeffizienz Der Schlüssel für eine sichere und nachhaltige Energieversorgung. 1. Rationelle Energienutzung (Nachfrageseite) 2. Effiziente Wandlung von Primärenergie in Endenergie (Angebotsseite) Versorgungssicherheit: Reduktion der Energieimporte, Senkung der Risiken der Energieversorgung Zukunftsmarkt: Vorteile für Wettbewerbsfähigkeit und Innovation, Chancen für deutsche Spitzentechnologie Klimaschutz: Erreichung der nationalen und europäischen Klimaschutzziele 2020 und der G8-Ziele bis 2050 Energiedienstleistung! 9

10 Umsetzungsinstrument 1: Energieeffizienz-Richtlinie der EU. Übergeordnetes Richtlinienziel: Senkung des Energieverbrauchs um 20 % bis 2020 durch Verbesserung der Energieeffizienz, hierzu u.a.: Mitgliedstaaten (MS) legen unter Berücksichtigung des EU-Ziels nationale Energieeffizienzziele bis 2020 fest. Senkung des Energieverbrauchs aller Endkunden um zukünftig 1,5 % pro Jahr in allen MS. MS wird die Instrumentenwahl zur Erreichung des 1,5 %-Ziels freigestellt, z.b. Einsparverpflichtungen für Energieversorger oder alternative strategische Maßnahmen wie Energiesteuern und Förderprogramme. Energetische Sanierung von 3 % des nicht energieeffizienten Gebäudebestands der Zentralregierungen. Förderung von Energieaudits für alle Endverbraucher; große Unternehmen werden zu Energieaudits alle vier Jahre verpflichtet. Weitere Umsetzungsinstrumente obliegen nun der nationalen Gesetzgebung. 10

11 Beispiel Deutschland: Wirtschaftliches Endenergieeinsparpotenzial bis 2020*. 67 TWh // 17 % 121 TWh // 17 % 75 TWh // 11 % 78 TWh // 11 % Industrie Gesamt Verkehr Gesamt Haushalte Gesamt Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD) Gesamt Summe: 340 TWh (= 13 % des Gesamtverbrauchs von 2008 von TWh). Einsparung von 33,2 Mrd. in 2020 (nach heutigen Energiepreisen, Gesamtenergiekosten 2008: 263,93 Mrd. ). * Angaben gerundet, Vergleichsbasis 2008, dena-berechnung Ambitioniertes Energieeffizienz-Szenario gemäß Zielsetzungen Energiekonzept Quellen: dena, EWI, GWS, Prognos, AG Energiebilanzen, BMW-Energiestatistiken, Energiekonzept 2010 der Bundesregierung. 11

12 Bedeutung der Energieeffizienz für die öffentliche Hand: Beispiel Kommunen. Endenergieverbrauch öffentlicher Sektor: >61 TWh/a Energiekosten öffentlicher Sektor: >5 Mrd. Euro/a Anteile: Bund ~15 %; Länder ~21 %; Kommunen ~64 % Energiekosten öffentlicher Gebäude: >2 Mrd. Euro/a Kommunen: Kommunale Liegenschaften haben einen Energieverbrauch von über 37 TWh/a für Wärme und Strom. Hinzu kommt insbesondere die Straßenbeleuchtung: Kommunen wenden ca. 40 Prozent ihres Gesamtstromverbrauchs für Straßenbeleuchtung auf. Einsparpotenzial durch Modernisierung und Austausch veralteter Anlagen: ~2 TWh/a Strom ( = ~300 Mio. Euro/a bei 15 Cent/kWh). Quellen: Prognos 2011, DSTGB 2010, eigene Berechnungen 12

13 Energiespar-Contracting (ESC) zur Entlastung öffentlicher Haushalte. Ziel: Energiekosteneinsparung Contractor optimiert die technische Gebäudeausrüstung. Contractor garantiert die Energiekosteneinsparung durch die umgesetzten Maßnahmen. Contractor übernimmt die Wartung und Instandsetzung für die neu errichteten Anlagen im Vertragszeitraum. Vergütung des Contractors erfolgt durch Beteiligung an der garantierten Energiekosteneinsparung. ( ) 13

14 Herausforderung der Energiewende - Systemintegration der erneuerbaren Energien. 14

15 Stromverbrauch in Deutschland (2011). Industrie und Gewerbe haben den größten Anteil am Gesamtstromverbrauch. ~ 26 % ~ 23 % ~ 47 % Quelle: BDEW 2012, Statistisches Bundesamt. Bildquelle: Martin Stötzer, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Anteil Verkehr ~ 3 %, Landwirtschaft ~ 2 %, Abweichung zu 100 aufgrund von Rundungsdifferenzen. 15

16 Installierte Leistung MW Stromerzeugung in TWh dena-annahmen zur Entwicklung der KWK in Deutschland Mini und Mikro KWK < 50 KW Biomasse Mittlere und Kleine KWK >50KW <20 MW Große KWK >20 MW Weiterhin hohe Bedeutung großer KWK Anlagen (> 20 MW) Vor dem Hintergrund der aktuellen Markteinführungs- bzw. Marktausbaustrategien ist bei den Mini und Mikro KWK eine Prognose über 2020 hinaus derzeit nicht möglich. 16

17 Struktur der Stromerzeugung in Deutschland gesamt: 614,5 Mrd. kwh Energieträgeranteil im Vorjahr 2010 in Klammern Quelle: AGEB Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.v., Stand Februar 2012, vorläufige Angaben 17

18 Struktur der Strombereitstellung aus Erneuerbaren Energien in Deutschland im Jahr ,9 TWh ~ 20,1 % des Bruttostromverbrauchs 2011 von 608,5 TWh. Installierte Leistung aller EE-Anlagen bis Ende 2011: 65,5 GW. Quelle: BMU KIII 1 nach AGEE-Stat, Stand Februar

19 Installierte Erzeugungsleistung [GW] Erwartete Entwicklung der erneuerbaren Energien für die Stromversorgung in Deutschland. 200,00 180,00 160,00 140,00 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 Referenz 2010 (Leit-)Szenario B Summe 56,3 129,8 174,7 andere EE 1,7 2,2 2,9 Biomasse 5 8,4 9,4 Photovoltaik Wind (offshore) 0, Wind (onshore) 27,1 47,5 64,5 Wasserkraft 4,4 4,7 4,9 Szenario B andere EE Biomasse Photovoltaik Wind (offshore) Wind (onshore) Wasserkraft Verdreifachung der installierten Leistung bis 2032 ggü. dem Referenzjahr Wind und PV werden tragende Säulen der Stromversorgung. Quelle: Szenariorahmen der Bundesnetzagentur (2011) Szenario B. 19

20 Installierte Leistung, gesicherte Leistung und Last (Jan. 2011). Sonstige Erneuerbare 51,1 50,8 Nicht einsetzbare Leistung Wasserkraft Sonstige Erdgas 9,7 6,3 22,1 gesicherte Leistung 93,1 GW 6,4 4,8 5,1 4,8 7,2 3,5 16,0 Revisionen Ausfälle Reserve für System-DL Last 12,5 verbleibende Leistung Steinkohle Braunkohle 29,5 21,2 25,4 19,3 80,6 Kernenergie 20,3 16,9 installierte Leistung gesicherte Leistung Last 160,2 GW 90,1 GW * Leistungsbilanz-Vorschau Januar 2011, 19:00h auf Basis AtG 2010 gemäß System Adequacy Forecast (entso-e) vom Herbst 2010 Quellen: entso-e; BDEW 2012 (Berechnungen auf Basis der dena-daten zur gesicherten Leistung einzelner Energieträger). 20

21 Installierte Leistung, gesicherte Leistung und Last (2022) in Verbindung mit Szenario B des NEP Strom 2012 für das Jahr Sonstige Erneuerbare 125,1 130,9 Nicht einsetzbare Leistung Revisionen Ausfälle Reserve für System-DL Verbleibende Leistung: 5,1 GW Wasserkraft Sonstige Erdgas Steinkohle 4,7 14,2 31,3 gesicherte Leistung 88,1 GW 12,7 7,9 26,9 25,1 21,6 1,9 83 Braunkohle 18,6 17,1 installierte Leistung gesicherte Leistung Last 219,0 GW 88,1 GW Quellen: Szenario B aus dem Szenariorahmen für den Netzentwicklungsplan 2012; dena Netzstudie I; eigene Berechnungen 21

22 Gesicherte Leistung [MW] Entwicklung der verfügbaren gesicherten Leistung im Szenario Sinkende Stromnachfrage MW Noch benötigte gesicherte Leistung Gesicherte Leistung durch zusätzliche erwarteten KWK- Ausbau Gesicherte Leistung durch regenerative Energien (inkl. Biomasse-KWK, ohne Wasserkraft) Gesicherte Leistung durch geplante Kraftwerke Kategorie B (inkl. KWK) Gesicherte Leistung durch Kraftwerke Kategorie A (inkl. KWK) Gesicherte Leistung bestehende thermischer Kraftwerke ( >20 MW, inkl. Wasserkraft und Pumpspeicher und inkl. KWK) Quellen: dena, Analyse Kraftwerksplanung in Deutschland bis 2020, Aktualisierung Szenario Sinkende Stromnachfrage : ewi / Prognos Energieszenarien für den Energiegipfel 2007 und BMU-Leitstudie 2007 (ab 2020); 22

23 Entwicklung Export-Import-Saldo Deutschland (TWh/a)*. Deutschland zur Deckung der Nachfrage zukünftig auf das Ausland angewiesen. Ausreichende Infrastrukturen für Erzeugung und Übertragung müssen hierfür im Ausland vorgehalten werden. * Direktimport EE wird als ausländische Erzeugung interpretiert. Quelle: dena-studie Integration der erneuerbaren Energien in den deutscheuropäischen Strommarkt (2012). 23

24 Volatile Einspeisung der erneuerbaren Energien erzeugt volkswirtschaftliche Zusatzkosten Beispiel Windenergie. Quelle: RWE Innogy GmbH 24

25 Herausforderung Systemoptimierung. Nachfrage Erzeugung Energiespeicher Energienetze Energieeffizienzpotenziale nutzen Energiedienstleistungen Einführung von Smart Metering Ausbau erneuerbarer Energien Ausbau und Flexibilisierung KWK Flexibilisierung effizienter, konventioneller Erzeugung Ausbau von Energiespeichern im System Evaluierung neuer Speichermöglichkeiten Ausbau der Stromnetze Entwicklung von energieeffizienten Transport- und Verteilsystemen Entwicklung intelligenter Netze (Smart Grids) Energieeffizienz entlang der gesamten Versorgungskette steigern Nutzung intelligenter Technologien und innovativer Strategien Weiterentwicklung der Märkte 25

26 Netzausbau auf der Höchstspannung- und Verteilnetzsebene. 26

27 Kraftwerke in Deutschland ab 100 MW und Windleistung. Bestehende fossile und nukleare Erzeugungskapazitäten befinden sich vor allem nahe der Lastzentren im Westen und Süden Deutschlands. Der Ausbau erneuerbarer Energien (vor allem der Wind- Energie) führt zu regionaler Verlagerung der Erzeugungs- Kapazitäten in den Norden Deutschlands. Dieser Trend wird sich durch die bereits geplanten Offshore Anlagen noch verstärken. Quelle: Umweltbundesamt (UBA) 2012, Stand Bestehende Übertragungsnetze stoßen auf Nord-Süd- und Ost- West-Trassen an ihre Kapazitätsgrenze, wenn erneuerbare Energien effizient integriert werden sollen. 27

28 Bundesländer: Ausbauziele erneuerbarer Energien bis Signifikante Abweichung der Ausbauziele im Bereich der Onshore- Windenergie: (Leit-) Szenario B - installierte Leistung bis 2022: 47,5 GW. Ausbauziele Bundesländer bis 2022: 78,5 GW Quelle: eigene Darstellung nach BNetzA Szenariorahmen

29 Stand des Netzausbaus: Übersicht EnLAG-Trassen. Stand August 2012 sind 214 km (ca. 12 %) der km der 24 EnLAG-Leitungen realisiert. 2 Trassen bereits realisiert und in Betrieb, 4 in Teilabschnitten fertig gestellt. Voraussichtlicher Neubau in 2012: 35 km 16 Vorhaben in unterschiedlichen Stadien der Genehmigungsverfahren Für 2 Projekte werden derzeit erst Machbarkeitsstudien erstellt. ÜNB erwarten die Fertigstellung der ersten Hälfte der Leitungsvorhaben bis 2016 (963 km von 1834 km). 15 der 24 Vorhaben im Zeitverzug, Verzögerung zwischen 1-5 Jahren! Quelle: Bundesnetzagentur, Stand August

30 Küstennahe Erzeugung: 32 GW Entwurf Netzentwicklungsplan (NEP) 2012 (Leit-) Szenario B Optimierung in bestehenden Trassen km Netzausbau in neuen Trassen km Abgeschätzter Investitionsbedarf: 20 Mrd. bis Mrd. bis 2032 Quelle: ÜNB, Stand 30. Mai

31 Stromnetze: Anhaltspunkte für notwendige Verbindungskapazitäten in 2020 in Europa. Angaben in Megawatt Quellen: KEMA, Imperial College London 31

32 Herausforderungen bei der Integration EE auf der Verteilnetzebene. EE speisen fast ausschließlich auf Verteilnetzebene ein. Der Anschluss großer EE-Erzeugungsleistung auf Verteilnetzebene führt zu einer Reihe von Herausforderungen in diesen Netzbereichen: Bidirektionale Lastflüsse / Rückspeisung von Leistung aus Verteilnetzebenen auf die Übertragungsnetzebene. Bereitstellung von Systemdienstleistungen auf der Verteilnetzebene. Hohe Lastgradienten in Folge kurzfristiger PV-Verschattung. Regel- und Steuerbarkeit der EE-Erzeugungsleistung. Flexibilisierung: Die Nutzung von Demand-Side-Management (DSM) und Speichern zur Systemintegration EE erfordert veränderte technische und regulatorische Anforderungen für die Verteilnetzebene. Auskömmliche regulatorische Rahmenbedingungen entscheidend zur Sicherung notwendiger Investitionen und Innovationen. 32

33 Bildgröße 9,74 cm x 24,56 cm an den Hilfslinien ausrichten und weiße Linie in den Vordergrund bringen Flexibilisierungsinstrumente. 33

34 Intelligente Energiesysteme Optimierung des Zusammenwirkens der Systemkomponenten. Smart Generation Smart Distribution / Transmission Smart Grids Zusammenspiel unter Nutzung von Kommunikation zwischen allen Systemkomponenten Smart Consumption Smart Storage Optimierung des Gesamtsystems unter Nutzung interdisziplinärer Technologien: Datenerfassung, -verarbeitung und -vernetzung Marktplatz Netzbetrieb Smart Energy Systems Quelle: in Anlehnung an E-Energy 34

35 Flexibilisierungsoption: Demand-Side-Management. Technisches Potenzial Wirtschaftliches Potenzial Nutzbarmachung durch geänderte Rahmenbedingungen (Modell) Quelle: dena-netzstudie II,

36 Energiespeicher im Energieversorgungssystem. Ausgleichsfunktion im Stromerzeugungssystem Integration nicht disponibler Erzeugungsleistung (fluktuierende EE) Energie-Einspeicherung zu Schwachlastzeiten Ausspeicherung der Energie während Hochlastzeiten (Verbrauchsspitzen) Bereitstellung von Systemdienstleistungen Regel- und Reserveenergie Blindleistungsbereitstellung ggf. Einsatz beim Redispatch im Falle von Netzengpässen Unterscheidung Stromspeicherung / Energiespeicher (System-)Qualität der ausspeicherbaren Energie ist zu beachten Spartenübergreifende Speicherung und Nutzung der regenerativen Energieerzeugung (Umwandlung Strom in andere Energieträger / z.b. Wärmespeicherung, Umwandlung Strom in Gas) Speichervergleich nur einsatzbezogen und unter Berücksichtigung der jeweiligen Systemqualitäten sinnvoll. 36

37 Klassifizierung von Energiespeichern nach Einsatzbereich und Leistungsbereitstellung. Derzeit nur Pumpspeicher, Druckluftspeicher und Wasserstoffanwendungen als Speichertechnologien mit hohem Leistungspotenzial einsetzbar. Weitere Energiespeicherkapazitäten und -technologien werden benötigt. Quelle: dena 37

38 Übersicht Prozess Power to Gas. Erneuerbaren Strom erzeugen und in das Stromnetz einspeisen Wasserstoff mithilfe von Strom erzeugen und in das Gasnetz einspeisen; ggf. aus Wasserstoff und Kohlendioxid synthetisches Erdgas erzeugen und in das Gasnetz einspeisen. Wasserstoff oder synthetisches Erdgas im Erdgasnetz und den dazugehörigen Erdgasspeichern speichern Das Gas zur Stromerzeugung oder für Endkundenanwendungen nutzen, z.b. zur Wärmeerzeugung oder als Kraftstoff 38

39 Fazit. 39

40 Bedingungen für das Gelingen der Energiewende. Effizienz auf allen Wertschöpfungsstufen. Effizienter Zubau von REG-Technologien, hierzu Harmonisierung der Ausbauplanungen der Bundesländer notwendig. Synchronisierung des weiteren REG- Ausbaus mit dem Ausbau der Infrastrukturen und von Energiespeichern. Dazu grundlegende Reform des EEG. Energieeffiziente Gebäudesanierungen. Erneuerung des fossilen Kraftwerksparks. Abstimmung der Energiewende mit den europäischen Nachbarn. Wir alle tragen Mitverantwortung für das Gelingen der Energiewende. 40

41 Effizienz entscheidet. Vielen Dank. b2b.dena.de 41