Die Rolle der KWK bis 2030 und Konsequenzen für die KWK-Förderung Plattform Strommarkt Marco Wünsch Berlin 15. November 2016
Paris ernst nehmen Vor welcher Aufgabe stehen wir? Energiebedingte CO 2 -Emissionen von Deutschland in Mio. Tonnen 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1850 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010 2030 2050 Quellen: Debriv, AG Energiebilanzen, eigene Annahmen 2
Paris ernst nehmen Vor welcher Aufgabe stehen wir? Energiebedingte CO 2 -Emissionen von Deutschland in Mio. Tonnen 1400 1200 1000 800 80 % Pfad 600 400 200 0 1850 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010 2030 2050 Quellen: Debriv, AG Energiebilanzen, eigene Annahmen 3
Paris ernst nehmen Vor welcher Aufgabe stehen wir? Energiebedingte CO 2 -Emissionen von Deutschland in Mio. Tonnen 1400 1200 1000 800 80 % Pfad 600 400 200 1,5 C 2,0 C 0 1850 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010 2030 2050 Quellen: Debriv, AG Energiebilanzen, eigene Annahmen 4
KWK-Stromerzeugung ist seit 2005 um 14 TWh Zuwächse bei Industrie, Biomasse und kleinen Anlagen KWK-Nettostromerzeugung in TWh Industrielle KWK-Erzeugung Allgemeine Versorgung Prognose aus dem KWKG- Monitoring, Stand August 2014 * KWK-Anlagen unter 1 MWel Biogene KWK * 82 26 87 86 26 26 89 89 26 27 97 30 94 95 96 28 28 29 92 30 96 33 99 30 97 97 96 31 31 32 99 33 51 54 52 54 50 53 51 51 50 45 45 49 46 44 42 44 2 3 3 3 4 5 5 6 6 6 7 7 8 8 3 5 6 7 9 11 11 11 12 12 12 13 13 13 14 14 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 *vorläufige Schätzung für 2014 und 2015 5
Strom- und Wärmemarkt im Jahr 2030 Etwa Hälfte der Stromerzeugung wird 2030 gemäß den aktuellen EEG-Zielen durch erneuerbare Energie gedeckt (zu gering um das Pariser Klimaabkommen einzuhalten) Die restliche notwendige Stromerzeugung 2030 erfolgt durch fossile Kraftwerke (höchstens 50 % bzw. etwa 300 TWh) Entsprechend den Zielen des KWKG soll die Stromerzeugung aus KWK bis zum Jahr 2025 auf 120 TWh steigen Der Endenergieverbrauch im Wärmemarkt (Raum-, Prozesswärme, Warmwasser) beträgt aktuell 1.200 TWh Anteil der erneuerbaren Energien im Wärmemarkt beträgt 12% (Zielwert für 2020 =14%) Darüber hinaus gibt es KEINE Ziele für den Wärmemarkt! (Effizienzgewinne und EE-Anteile zu gering um das Pariser Klimaabkommen einzuhalten) 6
Rolle der KWK im Jahr 2030 Entsprechend den aktuellen Zielsetzungen der Bundesregierung werden im Strom- und Wärmemarkt im Jahr 2030 noch große Mengen an fossiler Energie verwendet. KWK kann in diesem Umfeld bis zum Jahr 2030 gegenüber einer gekoppelte Erzeugung weiterhin Primärenergie einsparen. Brennstoffbasierte Erzeugung (Kraftwerke, Heizkraftwärme, Kessel) sollte nicht dazu beitragen, dass EE-Erzeugung nicht (effizient) genutzt werden kann. Die Höhe der KWK-Stromerzeugung wird im wesentlichen von der Wirtschaftlichkeit der Anlagen und den erschließbaren Wärmesenken abhängen, jeweils unter Berücksichtigung der langfristigen Perspektive. Langfristig verringert sich die CO 2 -Einsparung durch fossile KWK, im Idealfall auf Null. Solange aber Brennstoffe (fossile oder auch erneuerbare) sowohl für die Strom- als auch für die Wärmeerzeugung genutzt werden, spart KWK als effizienteste Umwandlungsform Primärenergie bzw. CO 2 ein. 7
Allgemeines Umfeld für die KWK Schaffung eines Marktumfeldes unter dem die effiziente gekoppelte Erzeugung ihre Vorteile auch wirtschaftlich zum Tragen bringen kann und sich Strom-und Wärmeversorgungssysteme langfristig dekarbonisieren können Mögliche Maßnahmen Höhere CO 2 -Preise oder Erhöhung der Brennstoffsteuern im Strom- und Wärmemarkt Einführung von spezifischen Emissionsgrenzwerten für die Strom- und Wärmeerzeugung Ergänzend: Förderung von KWK-Anlagen, EE-Wärmeerzeugung, der Infrastruktur und der versorgten Objekte 8
Schritte zur Dekarbonisierung der Wärmenetze Wärmenetze werden zukünftig für die emissionsarme Versorgung von Städten und Industrieanlagen sehr wichtig sein, da sie alle EE nutzen können Aufgaben Ausbau der Wärmenetze (Netzverdichtung und Neubau) Senkung der Netzverluste (Rückbau Dampfnetze, Modernisierung Heißwassernetze) Verstärkte direkte Einbindung von erneuerbaren Energie Nutzung von EE in KWK-Anlagen (z.b. Biogas, Synthesegase, Müll) Nutzungsmöglichkeit von Wasserstoff in KWK-Anlagen prüfen und ggf. vorsehen (Brennstoffversorgung, H2-ready Gasturbinen) Die genannten Aufgaben sind mit großen Infrastrukturmaßnahmen verknüpft und müssen auch aus Kostengründen so früh wie möglich angegangen werden Trassen zur Erschließung von Wärmequellen (z.t. weit entfernt von den Abnehmern) Flächenbedarf für Solarthermie (1 km² Kraftwerk = 250 GWh Jahresertrag) Saisonale Wärmespeicher (Wassermenge des Müggelsee = 1 TWh) Tiefe Geothermie: relativ lange Planungs- und Realisierungszeiten 9
Von Kraftwerken gemeldete Mindestleistung in Situationen mit negativen Strompreisen Nach Auswertungen von Consentec für die ÜNB beträgt die konventionelle Mindesterzeugung in Zeiten mit negativen Großhandelspreisen etwa 20 GW Anteil der KWK: Schätzung nach Consentec: 20% (davon 50 % Industrie-KWK und 50 % wärmegeführte KWK*) Bei Kohlekraftwerke mit Wärmeauskopplung ist KWK nicht die Hauptursache für die Mindesterzeugung Lösungsansätze zur Senkung der KWK-Mindestleistung Wärmespeicher für wärmegeführte KWK Mittelfristig: Regulierungsrahmen für Eigenversorgung: Netzgelte, Steuern, Abgaben und Umlage Quelle: Consentec 2016 *Die Zuordung, welche KWK-Anlagen wärmegeführt ist, erfolgte nach Einschätzung der ÜNB (nahezu alle Gas-KWK wurden als wärmegeführt eingeordnet) 10
Flexibilisierung des KWK-Systems KWK-Erzeugung sollte nicht dazu beitragen, dass EE-Erzeugung (Wind, PV, Laufwasser, Geothermie) nicht (effizient) genutzt werden kann und in Situationen mit hoher Strom- und Wärmenachfrage möglichst Leistung bereitstellen. EE-Abregelung erfolgt heute fast ausschließlich auf regionaler Ebene (im Norden und Osten), langfristig werden auch in größeren Gebieten (z.b. DE und Nachbarländer) Situationen auftreten in denen das EE-Angebot die Nachfrage (inkl. aller Flex-Optionen) übersteigt. Handlungsfelder für das KWK-System Kurzfristig: KWK-Erzeugung in Gebieten vor Netzengpässen bei Bedarf senken (vor 13.2) Absicherung der Wärmeversorgung (Wärmespeicher, Kessel, Pullover-Tarife) Einsatz von Elektrokesseln (nur) zur Verhinderung von EE-Abregelung Bei weiträumig hohen EE-Anteilen reagieren KWK-Anlagen, die ins öffentliche Netz einspeisen direkt auf Marktsignale, Eigenversorgung ist aus heutiger Sicht problematisch Gesamtsystem bei Flex-Anforderungen berücksichtigen: Solange Kohlestromerzeugung hohe Anteile hat, kann eine flexiblere Fahrweise von KWK-Anlagen die CO 2 -Emissionen des Gesamtsystems erhöhen 11
Exkurs: Regionale Netzentgelte in Deutschland Quellen: BNetzA Bericht zur Netzentgeltsystematik Elektrizität Stand Juni 2015" 12
Exkurs: Regionale Netzentgelte in Deutschland In Schleswig-Holstein und im Osten von Deutschland sind die Netzentgelte und damit auch die Strompreise wesentlich höher (4-5 Cent/kWh bei Gewerbe und privaten Haushalten, 2 Cent/kWh Industrie) und als in den meisten Regionen im Süden und Westen KWK-Sicht: Der Bau von KWK-Anlagen (mit Eigenversorgung) ist in Gebieten hinter den Netzengpässen weit weniger wirtschaftlich als in Gebieten in den heute bereits oft Engpasssituationen auftreten Allgemein: Gesamtsystem wird teurer, da Strombezug eher vor den Engpässen als nach den Engpässen gesenkt wird (Eigenerzeugung, Effizienz, Standortentscheidungen) 13
Marco Wünsch Senior Projektleiter Tel: +49 30 520059-225 E-Mail: marco.wuensch@prognos.com Goethestr. 85 D-10623 Berlin 14