12 Thesen zur Energiewende

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1 12 Thesen zur Energiewende Ein Diskussionsbeitrag zu den wichtigsten Herausforderungen im Strommarkt DR. PATRICK GRAICHEN EVANGELISCHE AKADEMIE TUTZING,

2 Agora Energiewende ein kurzer Überblick > Denk- und Politikwerkstatt > Ein Projekt von Stiftung Mercator und European Climate Foundation > Finanzierung: > Mission: Wie machen wir die Energiewende in Deutschland zu einem Erfolgsmodell? > Dialogprozess mit Entscheidungsträgern und Gesellschaft > Wissenschaftliche und empirische Expertise > Unabhängig und überparteilich 2

3 Rat der Agora Energiewende Prof. Dr. Ottmar Edenhofer Stellvertretender Direktor des Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK)/ Direktor Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC) Hildegard Müller Vorsitzende der Hauptgeschäftsführung des Bundesverbandes der Energie- und Wasserwirtschaft e. V. (BDEW) Lothar Schulze Mitglied der Geschäftsführung der Windwärts Energie GmbH Energiewirtschaft Erneuerbare Energien Forschung Stadtwerke 28 Mitglieder Stefan Kapferer (FDP) Staatssekretär im Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie Bundespolitik Landespolitik Jürgen Becker (CDU) Staatssekretär im Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit Franz Untersteller, MdL (Grüne) Minister für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft des Landes Baden-Württemberg Matthias Machnig (SPD) Minister für Wirtschaft, Arbeit und Technologie des Landes Thüringen Dr. Martin Iffert Vorstandsvorsitzender der Trimet Aluminium AG Boris Schucht Vorsitzender der Geschäftsführung der 50Hertz Transmission GmbH Stromintensive Unternehmen Verbraucherschutz Netzbetreiber Umweltverbände Gewerkschaften Bundesbehörden Europäische Union Mechthild Wörsdörfer EU-Kommission, Generaldirektion Energie (DG ENER) Unit A.1 Energy Policy Jochen Homann Präsident der Bundesnetzagentur 3

4 Energiewende-Ziele Klimaschutz: Reduktion der Treibhausgasemissionen bis 2050 auf Nahe Null, bis % Atomausstieg: (12 GW im Jahr 2011 abgeschaltet, weitere 12 GW bis 2022) Erneuerbare Energien: Mindestens 80% EE im Strombereich bis 2050, bis 2020 mind. 35% Energieeffizienz: Reduktion des Stromverbrauchs um 25% bis 2050, bis 2020 um 10% Energiekonzept September 2010 und Energiewende-Beschlüsse des Bundestags Juni

5 INSIGHTS ON GERMANY'S ENERGIEWENDE Mythen der Energiewende 1) Deutschland ist nicht auf Stromimporte angewiesen, sondern Strom-Netto-Exporteur Source: AG Energiebilanzen, Öko-Institut 5

6 INSIGHTS ON GERMANY'S ENERGIEWENDE Mythen der Energiewende 2) Die Preise an der Strombörse sind durch den Energiewende nicht gestiegen, sondern fallen stetig Preis eines 2014 Baseload Futures an der EEX 15. März 2011: Moratorium für 8 Kernkraftwerke Preis eines 2014 Peakload Futures an der EEX Source: EEX 6

7 1. Im Mittelpunkt stehen Wind und Solar! Wind und PV sind die günstigsten Erneuerbaren Energien > dargebotsabhängig > schnell flukturierend > nur Kapitalkosten Das Potenzial anderer Erneuerbarer Energien ist begrenzt Wie synchronisieren wir Nachfrage und Angebot? Wie minimieren wir die Kosten? Wie realisieren wir die Energiewende im europäischen Kontext? TECHNISCHES SYSTEM 2.»Grundlastkraftwerke«gibt es nicht mehr: Gas und Kohle arbeiten Teilzeit 3. Flexibilität gibt es reichlich nur lohnt sie sich bislang nicht 4. Netze sind billiger als Speicher 5. Die Sicherung der Höchstlast ist kostengünstig 6. Die Integration des Wärmesektors ist sinnvoll MARKTDESIGN UND REGULIERUNG 7. Der heutige Strommarkt handelt Kilowattstunden er garantiert keine Versorgungssicherheit 8. Am heutigen Grenzkostenmarkt können sich Wind und PV prinzipiell nicht refinanzieren 9. Ein neuer Energiewende-Markt ist erforderlich 10. Der Energiewende-Markt bindet die Nachfrage ein 11. Er muss im europäischen Kontext gedacht werden 12. Effizienz: Eine gesparte kwh ist die günstigste 7

8 1.) Der erste Hauptsatz der Energiewende lautet: Im Mittelpunkt stehen Wind und Solar > Der Technologie-Wettbewerb des Erneuerbare-Energien-Gesetzes kennt zwei Sieger: Windkraft und Photovoltaik; sie sind absehbar die kostengünstigsten Technologien und haben das größte Potenzial > Alle anderen Technologien sind entweder deutlich teurer, bzw. haben nur begrenzte Ausbaupotenziale (Wasser, Biomasse/Biogas, Geothermie) und/oder sind noch im Forschungsstadium (Wellenenergie, Osmose, etc.) > Wind und PV-Anlagen werden 2015 Vollkosten von 7-10 ct/kwh haben ein System aus Wind, PV und Backup-Kapazitäten liegt damit in der gleichen Größenordnung wie neue Gas- und Kohlekraftwerke => Wind und PV sind die beiden wichtigsten Säulen der Energiewende! Erfurt, Dr. Patrick Graichen 8

9 1.) Der erste Hauptsatz der Energiewende lautet: Im Mittelpunkt stehen Wind und Solar! GW Anfang Februar (KW 6) GW Anfang April (KW 14) Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo Di Mi Do Fr Sa So Stromnachfrage Photovoltaik Fossile Kraftwerke Wasser Wind Onshore/Offshore Biomasse Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012) 9

10 1.) Der erste Hauptsatz der Energiewende lautet: Im Mittelpunkt stehen Wind und Solar! GW Mitte August (KW 33) GW Ende November (KW 47) Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo Di Mi Do Fr Sa So Stromnachfrage Photovoltaik Fossile Kraftwerke Wasser Wind Onshore/Offshore Biomasse Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012) 10

11 2.) Grundlastkraftwerke gibt es nicht mehr: Gas und Kohle arbeiten Teilzeit GW 80 Fast keine fossilen Kraftwerke GW fossile Kraftwerke Stromnachfrage 60 Photovoltaik 40 Fossile Kraftwerke Wasser 20 Wind Onshore/Offshore Mo Di Mi Do Fr Sa So Biomasse Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012) 11

12 3.) Flexibilität gibt es reichlich nur lohnt sie sich bislang nicht GW Differenz bei Wind und PV: 30 GW in vier Stunden Mo Di Mi Do Fr Sa So Stromnachfrage Photovoltaik Fossile Kraftwerke Wasser Wind Onshore/Offshore Biomasse Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012) 12

13 4.) Netze sind billiger als Speicher GW ~16 GW Netze ~ 9 GW Pumpspeicher Mo Di Mi Do Fr Sa So Stromnachfrage Photovoltaik Fossile Kraftwerke Wasser Wind Onshore/Offshore Biomasse Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012) und TAB (2012) 13

14 5.) Die Sicherung der Höchstlast ist kostengünstig GW GW Nachfrage 0 GW PV 4 GW Wind Stromnachfrage Photovoltaik Fossile Kraftwerke Wasser Wind Onshore/Offshore Mo Di Mi Do Fr Sa So Biomasse Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012) 14

15 6.) Die Integration des Wärmesektors ist sinnvoll 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Stromerzeugung (TWh) Temperaturdifferenz ( Celsius) ,0 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 0 Windstromerzeugung (TWh pro Monat, Durchschnitt 2003 bis 2008) Heizbedarf (Abweichung der monatlichen Durchschnittstemperatur von 20 Celsius) Eigene Berechnungen basierend auf Fraunhofer ISE/ISI (2009) und DWD (2012) 15

16 7.) Der heutige Strommarkt handelt Kilowattstunden er garantiert keine Versorgungssicherheit > Am heutigen Strommarkt werden Strommengen gehandelt (Energy Only) > Der Strompreis wird stündlich durch die Betriebskosten des teuersten laufenden Kraftwerks bestimmt (Grenzkosten); dieser Mechanismus stellt sicher, dass zuerst die Kraftwerke mit den niedrigsten Betriebskosten eingesetzt werden, dann die mit höheren > Es ist nicht gesichert, dass dieser Strommengenmarkt genügend Anreize für Neu- und Bestandsanlagen schafft, um dauerhaft das öffentliche Gut Versorgungssicherheit zu gewährleisten > Die Energiewende verschärft diese Frage, weil Wind und PV den durchschnittlichen Börsenstrompreis und die Auslastung fossiler Kraftwerke senken 16

17 7.) Der heutige Strommarkt handelt Kilowattstunden er garantiert keine Versorgungssicherheit 9000 Volllaststunden Volllaststunden 2010 Volllaststunden 2020 In 2020 werden ca. 20 GW steuerbare Kapazitäten benötigt, die in weniger als 200 Stunden eingesetzt werden ,5 7, Residuallast in GW Eigene Darstellung basierend auf VDE (2012a) 17

18 8.) Am Grenzkostenmarkt können sich Wind und PV prinzipiell nicht refinanzieren Logik der Strompreisbildung anhand der Merit Order-Kurve Zeitpunkt mit wenig Wind und Sonne Zeitpunkt mit viel Wind und Sonne Grenzkosten EUR/MWh Heizöl Erdgas Grenzkosten EUR/MWh Heizöl Erdgas Hoher Strompreis bei wenig Wind und PV Wind, PV, Wasser Braunkohle Kernkraft Steinkohle Kapazität GW Niedriger Strompreis bei viel Wind und PV Wind, PV, Wasser Kernkraft Braunkohle Steinkohle Kapazität GW Nachfrage nach Strom Nachfrage nach Strom Eigene Darstellung 18

19 Darstellung des Einflusses hoher Wind- und PV-Erzeugung auf den Börsenpreis im Jahr 2022 (August) GW Grenzkosten: ~0 EUR/MWh Stromnachfrage Photovoltaik Fossile Kraftwerke Wasser 10 Mo Di Mi Do Fr Sa So Wind Onshore/Offshore Biomasse Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012) 19

20 9.) Ein neuer Energiewende-Markt ist erforderlich > Der zukünftige Energiewende-Markt muss folgende Funktionen erfüllen: 1. Effiziente Synchronisation von Angebot und Nachfrage 2. Die Netzstabilität gewährleisten 3. Versorgungssicherheit gewährleisten 4. Den Ausbau der Erneuerbaren Energien sicher stellen Was uns fehlt, ist ein Markt für Investitionen für: - gesicherte Kapazität einerseits (konventionelle Anlagen, Flexibilisierung der Nachfrage und (langfristig) Speicher) - Erneuerbare Energien einerseits 20

21 Darstellung eines möglichen Marktdesigns für die Energiewende Synchronisation von Angebot und Nachfrage Energy Only-Markt Fossile Kraftwerke, Erneuerbare-Energien-Anlagen, Nachfrage Sicherstellung von Versorgungssicherheit und Klimaschutz Gesicherte Kapazität Fossile Kraftwerke, Nachfrage, Speicher Investitionsmarkt CO 2 -freier Strom Erneuerbare-Energien- Anlagen Gewährleistung der Netzstabilität Wettbewerb für Systemdienstleistungen (zum Beispiel Regel- und Ausgleichsenergie) Fossile Kraftwerke, Erneuerbare-Energien-Anlagen, Nachfrage, Speicher Eigene Darstellung 21

22 10.) Der neue Energiewende-Markt bindet die Nachfrageseite aktiv ein GW Verschiebung der Nachfrage Stromnachfrage Photovoltaik Fossile Kraftwerke Wasser Wind Onshore/Offshore Mo Di Mi Do Fr Sa So Biomasse Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012) 22

23 11.) Der Energiewende-Markt muss im europäischen Kontext gedacht werden Kapazitätsmechanismen Erneuerbaren-Energien-Fördersysteme Keine Kapazitätsmechanismen bzw. Diskussion in einem frühen Stadium Kapazitätsmechanismen im Gesetzgebungsprozess bzw. in Planung Volle oder partielle Kapazitätsmechanismen implementiert Kapazitätsreserve implementiert Eigene Darstellung nach Eurelectric (2012), Öko-Institut et al. (2012), Fraunhofer ISI et al. (2012) Einspeisevergütung Quoten Einspeise-Prämie Kombination aus Quote und Einspeiseverg. Kombination aus Einspeise-Prämie und Einspeisevergütung 23

24 12) Effizienz: Eine gesparte kwh ist die günstigste GW Reduktion der Nachfrage um bis zu 8 GW In einer Woche über GWh weniger Erzeugung aus Gas und Kohle Stromnachfrage Photovoltaik Fossile Kraftwerke Wasser Wind Onshore/Offshore Biomasse Mo Di Mi Do Fr Sa So Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012) 24

25 Was macht die Energiewende aktuell? > Stromerzeugung und Stromnachfrage inkl. Import/Export immer aktuell unter 25

26 Agora Energiewende Rosenstraße Berlin T +49 (0) F +49 (0) Alle Informationen auch zum Download unter Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kommentare sind herzlich willkommen: patrick.graichen@agora-energiewende.de Agora Energiewende ist eine gemeinsame Initiative der Stiftung Mercator und der European Climate Foundation im Rahmen der Smart Energy for Europe Platform (SEFEP) 26

27 Backup 27

28 Annahmen gemäß Leitszenario der Bundesnetzagentur für Netzentwicklungsplan