Merit Order Effekt des Ausbaus der Windenergie sowie vom Ausstieg aus der Kernenergie

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1 Merit Order Effekt des Ausbaus der Windenergie sowie vom Ausstieg aus der Kernenergie Kernenergie: Max Schmidt Windenergie: Sinan Teske Betreuung: Niels Ehlers 09. Mai 2008 Technische Universität Berlin Institut für Energietechnik Prof. Dr. rer. pol. Georg Erdmann

2 Überblick 1. Einleitung 2. Kernenergieausstieg 2.1. Umfang und Zeit des Ausstiegs 2.2. Reale Marktsituation 2.3. Einsatzplanung 3. EE-Ausbau 3.1. Förderung EE 3.2. MOE in Zahlen 3.3. Einfluss auf Endverbraucher 3.4. Einfluss des Kraftwerksparks 4. Emissionshandel 2

3 Merit Order des dt. Kraftwerksparks Grenzkosten [ /MWh] Gas / Öl Gas-GuD Steinkohle Wasser Wind KWK Kernenergie Braunkohle Kumulierte Leistung [GW] 3

4 Merit Order des dt. Kraftwerksparks Grenzkosten [ /MWh] Gas / Öl Gas-GuD Steinkohle Wasser Wind KWK Kernenergie Braunkohle Kumulierte Leistung [GW] 3

5 Merit Order Effekt Grenzkosten [ /MWh] Gas / Öl Gas-GuD Steinkohle Wasser Wind KWK Kernenergie Braunkohle Kumulierte Leistung [GW] 4

6 Merit Order Effekt Grenzkosten [ /MWh] Kumulierte Leistung [GW] 4

7 Merit Order Effekt Grenzkosten [ /MWh] Kumulierte Leistung [GW] 4

8 Merit Order Effekt Grenzkosten [ /MWh] Kumulierte Leistung [GW] 4

9 Merit Order Effekt Grenzkosten [ /MWh] Kumulierte Leistung [GW] 4

10 Energiemix Stromerzeugung Deutschland 2006 Quelle [6] 5

11 Kernkraftwerke in Deutschland 6

12 Kernkraftwerke in Deutschland 6

13 Kernkraftwerke in Deutschland Anlage Reststrommen gen ab [TWh] Beginn Betreiber Leistung [MW] Ausstieg Obrigheim 8, EnBW Stade 23, EON Mülheim-Kärich 107, RWE Biblis A 62, Neckarwestheim 1 57, Biblis B 81, Brunsbüttel 47, Isar 1 78, Unterweser 117, Philippsburg 87, Grafenrhein 150, Krümmel 158, Gundremmingen B 160, Philippsburg 2 198, Grohnde 200, Gundremmingen C 168, Brokdorf 217, Isar 2 231, Emsland 230, Neckarwestheim 2 236, Summe 2623, Quelle [1] 6

14 Merit Order Effekt des Kernenergieausstiegs [Euro/MWh] Uhr Dienstag [MW] Nachfrage Angebot

15 Merit Order Effekt des Kernenergieausstiegs [Euro/MWh] Uhr Dienstag [MW] Nachfrage Angebot

16 Merit Order Effekt des Kernenergieausstiegs [Euro/MWh] Uhr Dienstag [MW] Nachfrage Angebot

17 Merit Order Effekt des Kernenergieausstiegs [Euro/MWh] Uhr Dienstag [MW] Nachfrage Angebot

18 Nutzung der Restenergiemengen EEX-Strompreis [ /MWh] Jahresstunden [h/a]

19 Nutzung der Restenergiemengen EEX-Strompreis [ /MWh] 1000 MW 80 % 20 % Jahresstunden [h/a]

20 Nutzung der Restenergiemengen EEX-Strompreis [ /MWh] 800 MW Jahresstunden [h/a]

21 Nutzung der Restenergiemengen EEX-Strompreis [ /MWh] 800 MW Jahresstunden [h/a]

22 Kraftwerksneubau EEX-Strompreis [ /MWh] Jahresstunden [h/a]

23 Kraftwerksneubau EEX-Strompreis [ /MWh] Jahresstunden [h/a]

24 Kraftwerksneubau EEX-Strompreis [ /MWh] Jahresstunden [h/a]

25 Kraftwerksneubau EEX-Strompreis [ /MWh] Jahresstunden [h/a]

26 Kraftwerksneubau Quelle [10] 10

27 EEG-Einfluss auf die Stromerzeugung Quelle [7] 11

28 [Euro/MWh] Merit Order Effekt durch EE-Ausbau Uhr Dienstag Nachfrage Angebot [MW] 12

29 [Euro/MWh] Merit Order Effekt durch EE-Ausbau Uhr Dienstag Nachfrage Angebot [MW] 12

30 [Euro/MWh] Merit Order Effekt durch EE-Ausbau Uhr Dienstag Nachfrage Angebot I II [MW] 12

31 Quantitative Betrachtung MOE VMOE = I - II I II VMOE = (P - PEE) L - (LEE - L) PEE P: Preis L: Last VMOE: Volumen des Merit-Order-Effekts Beispielrechnung: MW ( ) /MWh MW 100 /MWh = /h 2500 MW 110 /MWh = /h nach Quelle [8]: durchschnittlicher jährlicher Preiseffekt 7,83 /MWh => gesamtes Volumen des MOE 4,98 Mrd. 13

32 Komponenten der Stromkosten Privathaushalte Kostenkomponente ct / kwh Anteil Netznutzung 5,5 32% Energie 3,4 20% (Großhandelspreis) Mehrwertsteuer 2,4 14% Konzessionsabgabe 2,1 12% Ökosteuer 2,1 12% Zähler 0,8 5% EEG Umlage 0,6 3% KWK Umlage 0,3 2% Summe 17,2 100% Gewerbekunden Kostenkomponente ct / kwh Anteil Netznutzung 0,75 13% Energie (Großhandelspreis) 3,4 60% Konzessionsabgabe 0,11 2% Ökosteuer 1,23 22% EEG Umlage 0,11 2% KWK Umlage 0,05 1% Summe 5,65 100% Quelle [9]

33 Kraftwerksneubau EEX-Strompreis [ /MWh] Jahresstunden [h/a]

34 Kraftwerksneubau EEX-Strompreis [ /MWh] Jahresstunden [h/a]

35 Kraftwerksneubau EEX-Strompreis [ /MWh] Jahresstunden [h/a]

36 Kraftwerksneubau EEX-Strompreis [ /MWh] Jahresstunden [h/a]

37 Teillastabhängige Wirkungsgrade Wirkungsgrad 0,46 0,44 0,42 0,40 0,38 0,36 0,34 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Nettoleistung P/P_n Quelle [3] 16

38 Änderung des Kraftwerksparks Jahreskosten [ /kwa] Spitzenlastkraftwerke Grundlastkraftwerke Mittellastkraftwerke Last [GW] Betriebsstunden [h/a] 8760 Betriebsstunden [h/a] 8760 Quelle [5] 17

39 Änderung des Kraftwerksparks Jahreskosten [ /kwa] Spitzenlastkraftwerke Grundlastkraftwerke Mittellastkraftwerke Last [GW] Betriebsstunden [h/a] 8760 Betriebsstunden [h/a] 8760 Quelle [5] 17

40 Änderung des Kraftwerksparks Jahreskosten [ /kwa] Spitzenlastkraftwerke Grundlastkraftwerke Mittellastkraftwerke Verfügbare konventionelle Leistung Last [GW] Betriebsstunden [h/a] 8760 Spitzenlastkraftwerke Mittellastkraftwerke Grundlastkraftwerke ohne EE mit EE Betriebsstunden [h/a] 8760 Quelle [5] 17

41 Änderung des Kraftwerksparks Jahreskosten [ /kwa] Spitzenlastkraftwerke Grundlastkraftwerke Mittellastkraftwerke Verfügbare konventionelle Leistung Last [GW] Betriebsstunden [h/a] 8760 Spitzenlastkraftwerke Mittellastkraftwerke Verschiebung der Jahresdauerlinie durch EE Grundlastkraftwerke ohne EE mit EE Betriebsstunden [h/a] 8760 Quelle [5] 17

42 Änderung des Kraftwerksparks Jahreskosten [ /kwa] Spitzenlastkraftwerke Grundlastkraftwerke Mittellastkraftwerke Verfügbare konventionelle Leistung Last [GW] Betriebsstunden [h/a] 8760 Spitzenlastkraftwerke Mittellastkraftwerke Verschiebung der Jahresdauerlinie durch EE Grundlastkraftwerke ohne EE mit EE Betriebsstunden [h/a] 8760 Quelle [5] 17

43 Markt CO₂-Zertifikate Grenzvermeidungskosten für CO₂ CDM / JI Emissionen [t] Quelle [10] 18

44 Markt CO₂-Zertifikate Grenzvermeidungskosten für CO₂ CDM / JI Emissionen [t] Quelle [10] 18

45 Markt CO₂-Zertifikate Grenzvermeidungskosten für CO₂ CDM / JI Δp ΔCO₂ Emissionen [t] Quelle [10] 18

46 Merit Order mit Emissionshandel Grenzkosten [ /MWh] Kumulierte Leistung [GW] 19

47 Merit Order mit Emissionshandel Grenzkosten [ /MWh] Kumulierte Leistung [GW] 19

48 Simulation: Merit Order mit Emissionshandel

49 Simulation: Merit Order mit Emissionshandel

50 Simulation: Merit Order mit Emissionshandel

51 Simulation: Merit Order mit Emissionshandel

52 Simulation: Merit Order mit Emissionshandel

53 Simulation: Merit Order mit Emissionshandel

54 Simulation: Merit Order mit Emissionshandel

55 Simulation: Merit Order mit Emissionshandel

56 Simulation: Merit Order mit Emissionshandel

57 Simulation: Merit Order mit Emissionshandel

58 Simulation: Merit Order mit Emissionshandel

59 Simulation: Merit Order mit Emissionshandel

60 Simulation: Merit Order mit Emissionshandel

61 Ausblick und Diskussion - großer Anteil EE => neues Preisbildungsmodell (EEX) - Entwicklung CCS? - Speichertechnologie zum Ausgleich volatiler Stromeinspeisung - Einfluss Stromaußenhandel - detailliertere Modellierung => z.b. An- und Abfahrkosten 21

62 Quellen [1] Atomausstiegsgesetz vom 22.April 2002 [2] Bundesamt für Strahlenschutz, Auflistung kerntechnischer Anlagen in der Bundesrepublik Deutschland, April 2008 [3] DIW Berlin, Fachgespräch zur Bestandsaufnahme und methodischen Bewertung vorliegender Ansätze zur Quantifizierung der Förderung erneuerbarer Energien im Vergleich zur Förderung der Atomenergie in Deutschland, Mai 2007 [4] Leonhard und Müller, Energiewirtschaft ew 101, (2002) [5] Ralf Wissen, Marco Nicolosi, ewi, Anmerkungen zur aktuellen Diskussion zum Merit Order Effekt der erneuerbare Energien [6] Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW), 2007 [7] BMU, Erneuerbare Energien in Zahlen Nationale und internationale Entwicklung, November 2007 [8] Frank Sensfuß, Mario Ragwitz, Fraunofer Institut, Analyse des Preiseffekts der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien auf die Börsenpreise im deutschen Stromhandel für das Jahr 2006 [9] Sven Bode, Helmuth Groscurth, HWWA, Zur Wirkung des EEG auf den Strompreis, 2006 [10] Sven Bode, Wirtschaftsdienst 2007, Kernenrgieausstieg und Strompreis [11] Sigmar Gabriel, Regierungserklärung,