Positive Effekte von Energieeffizienz auf den deutschen Stromsektor

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1 Positive Effekte von Energieeffizienz auf den deutschen Stromsektor Hauptergebnisse der Studie von der Prognos AG und dem IAEW Aachen erstellt im Auftrag von Agora, ECF, RAP (Regulatory Assistance Project) 1

2 Aufgabenstellung und Vorgehensweise Definition der Szenarien Auswirkungen auf die Stromerzeugung Auswirkungen auf die Übertragungsnetze Auswirkungen auf die Verteilnetze Gesamteffekte der Energieeffizienz 2

3 Aufgabenstellung und Vorgehen Berechnung der Kosten der Stromerzeugung: > Konventionelle Kraftwerke > Erneuerbare Energien BAU Energiekonzept Effizienz plus WWF 4 Stromverbrauchsszenarien: > Zeithorizont 25 > Vergleich von BAU- Szenario mit 3 Effizienzszenarien Berechnung der Kosten der Stromverteilung: > Übertragungsnetz > Verteilungsnetze 3

4 Preise fossiler Brennstoffe und CO sowie deren angenommene Entwicklung bis Ölpreis $ 212 /MWh 1 12Mio Erdgaspreis (H o frei Kraftwerk) 212 /MWh Steinkohlepreis 212 /MWh CO /t

5 Eckdaten der fünf Szenarien Effizienzentwicklung Energieproduktivität (BIP/PEV) Entwicklung des Stromverbrauchs Entwicklung des Stromverbrauchs bis 25 in Bezug auf 211 BAU Referenz Effizienz plus Energiekonzept WWF 1,2-1,3 %/a 1,7 bis 1,9 %/a 2, bis 2,2 %/a 2,3 bis 2,5 %/a 2,6 %/a Mio. +,3 %/a -,1 %/a -,3 bis -,4 %/a -,6 %/a -,9 %/a +7 % -5% -1 bis 15 % -2 bis -25 % -4 % Absolute Veränderung des Stromverbrauchs bis 25 in Bezug auf 212 Elektromobilität +37 TWh -22 TWh -69 TWh -117 TWh -195 TWh Anteil E-Autos 36 % 55 % 46 % Anzahl E-Autos 17 Mio. 25 Mio. 21 Mio. Stromverbrauch für E-Autos 34 TWh 53 TWh 28 TWh 5

6 TWh Effizienz Szenarien BAU Referenz-Szenario Effizienz plus Energiekonzept WWF 6

7 Potenziale der Energieeinsparung 25 Gegenüberstellung der Einsparpotenziale aus den Studien und den im Vergleich zum BAU-Szenario unterstellten Stromeinsparungen der Szenarien TWh 1 BDI, McKinsey 27 EMSAITEK IFEU, ISI, et al Stromeinsparung von 212 bis 22 Stromeinsparung von 212 bis 23 Stromeinsparung von 212 bis 25 Referenz Effizienz plus Energiekonzept WWF 7

8 Auswirkungen auf die Stromerzeugung 8

9 TWh EE Szenarien BAU Referenz-Szenario Effizienz plus Energiekonzept WWF EE: BAU EE: Referenz-Szenario EE: Effizienz plus EE: Energiekonzept EE: WWF 9

10 GW Installierte Leistung von fossil-thermischen Kraftwerken, Speichern u. Lastmanagement BAU Lastmanagement Pumpspeicher Erdöl 6 Erdgas GT 4 2 Erdgas GuD Steinkohle Braunkohle Kernkraft 1

11 GW Installierte Leistung von fossil-thermischen Kraftwerken, Speichern u. Lastmanagement Referenz-Szenario Lastmanagement Pumpspeicher Erdöl 6 Erdgas GT 4 2 Erdgas GuD Steinkohle Braunkohle Kernkraft 11

12 GW Installierte Leistung von fossil-thermischen Kraftwerken, Speichern u. Lastmanagement Energiekonzept Lastmanagement 1 96 Pumpspeicher Erdöl 6 59 Erdgas GT 4 Erdgas GuD Steinkohle 2 Braunkohle Kernkraft 12

13 Mrd. EUR212 Mrd. EUR212 Mrd. EUR212 Mrd. EUR212 Kosten der Stromerzeugung Konventionelle Stromerzeugung BAU WWF Kernkraft Braunkohle Steinkohle Erdgas GuD Sonstige Erneuerbare Stromerzeugung BAU WWF Wind Onshore Wind Offshore Photovoltaik Biomasse / Biogas Wasser Geothermie 13

14 Auswirkungen auf die Übertragungsnetze Auswirkungen auf die Verteilnetze 14

15 Berechnung der Netzinfrastrukturkosten > Ermittlung des Netzausbaubedarfs und der Netzkosten in allen Spannungsebenen (,4 kv 38 kv) Übertragungsnetz > Verwendung eines knoten- und zweigscharfen Netzmodells > Ausbau von Einzelprojekten Verteilnetz > Sehr großes Mengengerüst > Nutzung eines Modellnetzansatz 15

16 Methodik zur Bestimmung des Netzausbaubedarfs im Übertragungsnetz Übertragungsnetzmodell Auswahl zu verstärkender Leitungen und paralleler Leitungszubau Ja Stündliche konventionelle Einspeisung und Last je Netzknoten Stündliche (n-1)- Ausfallsimulation für betrachtetes Jahr (876 Stunden) (n-1)- Überlastungen? Stündliche Einspeisung aus erneuerbaren Energien je Netzknoten Ergebnis: - (n-1) sicheres Netz - Ausbaumaßnahmen 16

17 Netzausbaubedarf und kosten im Übertragungsnetz > Abschätzung des Netzausbaubedarfs durch iterativen simulierten Stromkreiszubau in bestehenden Trassen 1 Investitionskosten für Übertragungsnetzausbau Mio Mio. > Anstieg der spezifischen Netzinfrastrukturkosten zwischen 15 und 56 % bis 25 (heute 1,4 /MWh) Mio. > Energieeffizienzmaßnahmen verändern Last- und Einspeisung und reduzieren erforderlichen Netzausbau (durch verringerten Transportbedarf) Mio BAU Effizienz plus Energiekonzept WWF 1 Vorgehen und berücksichtigte technische Randbedingungen abweichend vom Netzentwicklungsplan (bspw. keine Untersuchung dynamischer Stabilität) 17

18 Methodik zur Bestimmung des Netzausbaubedarfs im Verteilnetz Eingangsdaten für Last, Onshore- Windenergieanlagen und PV-Anlagen basierend auf Übertragungsnetzdaten Definition von repräsentativen Modellnetzklassen durch Aggregation Parametrierung der Modellnetze für jede Klasse und Spannungsebene und Simulation des Netzausbaubedarfs Extrapolation zur Ermittlung des nationalen Netzausbaubedarfs 18

19 Netzausbaubedarf und kosten im Verteilnetz > Zubau dezentraler Einspeisungen Haupttreiber für Ausbaubedarf > Rückspeisung häufig auslegungsrelevanter Netznutzungsfall > Anstieg der spezifischen Netzinfrastrukturkosten um bis zu 4 % (heute 1,4 /MWh) > Zukünftige Smart Grid Technologien könnten Potential zur Kostenreduktion bieten Aggregierte Investitionskosten für Netzausbau in der Verteilnetzebene 25 Mio bis 235 bis 25 Bau Effizienz Plus WWF 19

20 Gesamteffekte 2

21 BAU Effizienz plus Energiekonzept WWF BAU Effizienz plus Energiekonzept WWF Gesamtkosten des Stromsystems Die Umsetzung von Energieeffizienz senkt die jährlichen Kosten im gesamten Stromsystem um bis zu 28 Milliarden Euro im Jahr 25. Mrd Offshore Netzanbindung Verteilungnetz Übertragungsnetz Erneuerbare Stromerzeugung Konventionelle Stromerzeugung 21

22 Effizienz plus Energiekonzept WWF Effizienz plus Energiekonzept WWF Mrd. EUR212 Kosteneinsparungen gegenüber dem BAU- Szenario Gegenüber dem BAU-Szenario lassen sich im WWF-Szenario bis 25 etwa 28 Milliarden Euro Kosten sparen Offshore Netzanbindung Verteilungnetz Übertragungsnetz 5 Erneuerbare Stromerzeugung Konventionelle Stromerzeugung 22

23 BAU Effizienz plus Energiekonzept WWF BAU Effizienz plus Energiekonzept WWF Spezifische Kosten des Stromsystems Auch bei sinkendem Stromverbrauch bleiben die Stromkosten pro MWh annähernd mittel- und langfristig konstant, obwohl die Kosten des Stromnetzes auf einen geringeren Verbrauch umlegt werden müssen. 212 /MWh Offshore Netzanbindung Verteilungnetz Übertragungsnetz Stromerzeugung 23

24 Effizienz plus Energiekonzept WWF Effizienz plus Energiekonzept WWF Cent 212 /kwh Spezifische Einsparungen im Stromsystem gegenüber dem BAU-Szenario Eine eingesparte Kilowattstunde bewirkt in den Szenarien eine Kosteneinsparung zwischen 11 und 15 Cent 212. Viele Effizienzmaßnahmen sind günstiger umzusetzen und somit aus gesamtwirtschaftlicher Sicht sinnvoll ,9 13,3 11,4 14,2 13,5 13, Offshore Netzanabindung Verteilnetz Übertragungsnetz Erneuerbare Stromerzeugung Konventionelle Stromerzeugung 24

25 Mio. t Mrd. EUR212 Vermiedene CO 2 -Emissionen und vermiedene Brennstoffimportkosten Vermiedene CO 2 -Emissionen Vermiedene Brennstoff-Importkosten Effizienz Plus Energiekonzept WWF Effizienz Plus Energiekonzept WWF 25

26 Ergebnisse zusammengefasst > Für vier Szenarien wurden die Gesamtkosten des Stromsystems berechnet (Kosten der Stromerzeugung plus Kosten der Stromübertragung). > Effizientere Stromsysteme benötigen weniger konventionelle Kraftwerke, weniger Erneuerbare und weniger Netze. > Auch bei sinkendem Stromverbrauch bleiben die Kosten pro Energieeinheit stabil. > Die Importabhängigkeit verringert sich. Deutschland kann im Jahr 25 Kohle- und Gas-Importe von bis zu 1,8 Mrd. sparen. > Im Jahr 25 spart das effizienteste Stromsystem jährlich 28 Mrd. gegenüber dem BAU-Szenario. 26