Herausforderungen der Energiewende in Deutschland Welchen Beitrag kann die Braunkohle leisten? Hubertus Altmann Mitglied des Vorstandes von Vattenfall Europe Mining AG und Vattenfall Europe Generation AG Leutzscher Gespräch 6. September 2012
Agenda 1 Über Vattenfall 2 Die Energiewende in Deutschland Ziele und Herausforderungen 3 Stromerzeugung und -verbrauch in Deutschland 4 Energiewende konkret Die Rolle der Braunkohle 5 Fazit 2 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Über Vattenfall
Vattenfall in Europa Vattenfall ist einer der größten Stromerzeuger Europas und der größte Wärmeerzeuger. Wertschöpfungskette: - Strom und Wärme: Erzeugung, Verteilung, Verkauf - Gas: Verkauf - Energiehandel und Braunkohlenbergbau Kunden: - 7,7 Millionen Stromkunden - 5,7 Millionen Netzkunden - 2,2 Millionen Gaskunden zu 100 % in Besitz des schwedischen Staates rund 34.700 Mitarbeiter Stand 2011, Quelle: Annual Report 2011 (03/2012) 4 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Vattenfall in Deutschland Vattenfall Europe Mining AG Tagebaue Kohleveredlung Vattenfall Europe Generation AG Braunkohlekraftwerke Wasserkraftwerke Gaskraftwerke Zusammen über 8.000 Mitarbeiter Stand 2011, Quelle: Annual Report 2011 (03/2012) 5 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Braunkohle sichert gute Arbeit und Ausbildung Vattenfall sichert Beschäftigung und schafft Perspektiven BU Lignite + zugehörige Services: - über 8.000 Mitarbeiter, - davon rund 650 Azubi davon in Sachsen: - rund 2.500 Mitarbeiter, - davon rund 170 Azubi (Stand 2011) Prognos AG: Auf jeden direkt in der ostdeutschen Braunkohlenwirtschaft Beschäftigten kommen rund zwei weitere Arbeitsplätze durch Auftragsvergabe und Konsum der Mitarbeiter. Etwa 10.500 sächsische Jobs hängen von der Braunkohle ab. 6 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Braunkohle sichert Wirtschaftskraft Vattenfall vergibt Aufträge: Vattenfall Europe Mining AG und Vattenfall Europe Generation AG: Lieferantenumsätze von xxxrund 1,35 Mrd. Euro davon Sachsen: rund 175 Mio. Euro jährlich profitieren hunderte Lieferanten und Dienstleister, darunter auch kleine und mittelständische Unternehmen, von diesem Auftragsvolumen (GJ 2011) Braunkohle gibt der Region Sicherheit und Wirtschaftskraft, die Zukunft zu gestalten. 7 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Die Energiewende in Deutschland Ziele und Herausforderungen
Ausstieg aus der Kernenergie-Nutzung Bereits stillgelegt Biblis A und B Neckarwestheim 1 Brunsbüttel Isar 1 Unterweser Philippsburg 1 Krümmel Nennleistung (brutto) 8.821 MW 2015 Grafenrheinfeld 2017 Grundremmingen B 2019 Philippsburg 2 2021 Grohnde, Brokdorf Grundremmingen C 12.696 MW 2022 Isar 2, Neckarwestheim 2, Emsland Quellen: BMU, kernenergie.de; Karte: Greenpeace 9 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Energiepolitische Ziele der Bundesregierung unveränderte Ziele des Energiekonzepts 2010 bis 2020 bis 2050 Reduktion Treibhausgasemissionen gegenüber 1990-40 % 10 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012 bis zu - 95 % Anteil der Erneuerbaren am Bruttoendenergieverbrauch 18 % 60 % Anteil der Erneuerbaren am Bruttostromverbrauch 35 % 80 % Senkung des Primärenergieverbrauchs ggü. 2008-20 % - 50 % Senkung des Stromverbrauchs ggü. 2008-10 % - 25% Senkung des Wärmebedarfs im Gebäudebestand - 20 % - 80 % beschleunigter Übergang in das Zeitalter der Erneuerbaren Energien vollständiger Ausstieg aus der Kernenergie bis 2022 Verdopplung der Energieeffizienz
Vier Fragen an das zukünftige Energiesystem 1 2 3 4 Wie erreichen wir Akzeptanz für Infrastrukturprojekte? (z. B. Wind- und Solarparks, Energiespeicher, Netze, CCS) Wie schaffen wir die Effizienzrevolution? Wie schnell können die erneuerbaren Energien ausgebaut und in Einklang mit Versorgungssicherheit sowie Systemstabilität gebracht werden? Was bleibt vom Markt? 11 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Anforderungen an die Energiewirtschaft Wirtschaftlichkeit Standortpolitik Forschung u. Entwicklung Verfügbarkeit Zugang zu Ressourcen Effizienz & Nachhaltigkeit Gesellschaftl. Akzeptanz Wettbewerb Preise Regulierung Versorgungssicherheit Klimaschutz 12 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Stromerzeugung und -verbrauch in Deutschland
Stromerzeugungsmix in Deutschland Bruttostromerzeugung 2011 in Deutschland: 614,5 Mrd. kwh Erdgas 13,7% (13,8%) Mineralöl 1,1% (1,3%) Kernenergie 17,6% (22,4%) Hausmüll 0,8% Wasser 3,2% Photovoltaik 3,1% Steinkohle 18,6% (18,6%) Braunkohle 24,9% (23,2%) Sonstige 4,2% (4,3%) 14 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012 Erneuerbare 19,9% (16,4%) Biomasse 5,2% Wind 7,6% Quelle: AG Energiebilanzen, 02/2012; in Klammern 2010 In Deutschland wird jede vierte Kilowattstunde Strom aus Braunkohle erzeugt, 153 Mrd. Kilowattstunden in 2011. Der Anteil der erneuerbaren Energien wächst vor dem Hintergrund des EEG kontinuierlich.
Jahresvolllaststunden der deutschen Kraftwerke 2011 Photovoltaik Pumpspeicher Mineralöl 970 980 1120 Wind 1650 Erdgas Lauf- und Speicherwasser Steinkohle 3210 3500 3790 Biomasse 6030 Braunkohle 6850 Kernenergie 7640 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Quelle: BDEW (bedeutsame unterjährige Leistungsveränderungen berücksichtigt) Erneuerbare Energien besitzen Einspeisevorrang gemäß EEG. Doch die Erzeugung von Wind- und Solarstrom ist abhängig von Tageszeit und Wetter. Die Volllaststundenzahl ist somit geringer als z.b. bei Braunkohlenkraftwerken, die rund um die Uhr produzieren können. Zugleich reduzieren sich mit wachsender Einspeisung aus EEG-Anlagen die Volllaststunden bei konventionellen Kraftwerken. 15 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Kapazität und Erzeugung in Deutschland 2011 Wind Photovoltaik Biomasse und sonst. erneuerbare Energien Öl, Pumpspeicher und Sonstige 17,3 % 14,9 % 3,2 % 10,4 % 35,4 % 8,0 % 3,3 % 6,1 % 5,2 % 14,1 % 18,1 % 17,4 % Erdgas 15,4 % Steinkohle 16,4 % 24,3 % 60,0 % Braunkohle 11,9 % Kernenergie 7,2 % Wasserkraft (ohne Psp.) Kraftwerkskapazität Quelle: BDEW, Stand 02/2012 167.820 MW (netto) 35,5 % 3,3 % 17,6 % Stromerzeugung 579,3 TWh (netto) 3,3 % Durch die schwankende Stromerzeugung von Wind und PV-Anlagen wird ein Vielfaches der Kapazität benötigt, um bspw. die Kernkraft schrittweise zu ersetzen. Ausreichend Stromleitungen sind essenziell. 16 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Stromverbrauch in Deutschland nach Verbrauchergruppen 2011 Verkehr: 3 Prozent Landwirtschaft: 2 Prozent Gewerbe, Handel, Dienstleistungen: 23 Prozent Industrie: 46 Prozent Haushalte: 26 Prozent Quelle: BDEW; Stand 02/2012 Allein die Industrie nutzt knapp die Hälfte des Stroms in Deutschland. Versorgungssicherheit und angemessene Preise sind somit existenziell wichtig für die Wettbewerbsfähigkeit des Industriestandorts Deutschland. 17 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Strombedarf und Erzeugung von Wind- und Solarstrom in der Regelzone 50Hertz im Juni 2012 Differenz > 11.000 MW Differenz < 1.000 MW 18 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012 Quelle: 50Hertz (Werte Solar und Wind gestapelt dargestellt)
Energiewende konkret Die Rolle der Braunkohle
23.12.11 0:00 23.12.11 10:30 23.12.11 21:00 24.12.11 7:30 24.12.11 18:00 25.12.11 4:30 25.12.11 15:00 26.12.11 1:30 26.12.11 12:00 26.12.11 22:30 27.12.11 9:00 27.12.11 19:30 28.12.11 6:00 28.12.11 16:30 29.12.11 3:00 29.12.11 13:30 30.12.11 0:00 30.12.11 10:30 30.12.11 21:00 31.12.11 7:30 31.12.11 18:00 1.1.12 4:30 1.1.12 15:00 2.1.12 1:30 2.1.12 16:00 3.1.12 2:30 3.1.12 13:00 3.1.12 23:30 4.1.12 10:00 4.1.12 20:30 5.1.12 7:00 5.1.12 17:30 6.1.12 4:00 6.1.12 14:30 7.1.12 1:00 7.1.12 11:30 7.1.12 22:00 8.1.12 8:30 8.1.12 19:00 Windeinspeisung [MW] Windeinspeisung in das ostdeutsche Übertragungsnetz Zeitraum: 23.12.2011 08.01.2012 Gesamte installierte Windleistung im Netz von 50Hertz 11.500 MW 11000 Maximale Windeinspeisung 10.106 MW am 05.01.2012 um 21:15 Uhr Maximaler Rückkgang 1 h: -1.388 MW 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Maximaler Anstieg 15 min: 1.071 MW Quelle: 50 Hertz 20 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Vattenfalls Braunkohlenkraftwerke Kraftwerk Jänschwalde Leistung 3.000 MW 6 Blöcke a 500 MW Schwarze Pumpe 1.600 MW 2 Blöcke a 800 MW Boxberg 2.575 MW 2 Blöcke a 500 MW 1 Block 900 MW 1 Block 675 MW (im Erprobungsbetrieb) Lippendorf 920 MW 2 Blöcke a 920 MW (50% Vattenfall / 50% EnBW) Gesamt 8.095 MW 21 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
electrical energy [MWh] Kraftwerksleistung Flexibilität der Braunkohlenkraftwerke 8.000 7.000 6.000 5.000 Rote Linie = Maximal fahrbare Leistung der Braunkohlenkraftwerke von Vattenfall 4.000 3.000 2.000 1.000 Lasteinsenkung: z.b. am 01. Januar 2012 Absenkung um 2.100 MW Januar 2012 Gelbe Fläche = tatsächlich eingespeiste Strommenge bzw. tatsächlich abgerufene/gefahrene Leistung in Stundenwerten 0 Zeit Der Januar 2012 war durch eine insgesamt sehr hohe, aber auch stark schwankende Einspeisung von Windstrom gekennzeichnet. Die Anforderungen für die Sicherung der Stabilität der Stromversorgung konnten voll erfüllt werden, die Braunkohleanlagen wurden dem Bedarf entsprechend hoch und runter gefahren. Braunkohlenkraftwerke bedienen den hohen Bedarf an Flexibilität 22 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Anzahl Tage Versorgungssicherheit: Anzahl der Tage mit Eingriffen gemäß EnWG 13 in der Regelzone von 50Hertz 250 200 150 100 155 175 197 160 213 Im Januar 2012 gab es bereits mehr Tage ( = 15) mit Eingriffen nach EnWG 13(2) als in den Jahren 2007-2010 in Summe. 120 13(1) EnWG 13(2) EnWG 50 0 0 3 4 6 2007 2008 2009 2010 2011 Jan-Jul 2012 Jahr Stand 23.08.2012 13(1) Sofern die Sicherheit des Elektrizitätsversorgungssystems gefährdet oder gestört ist, sind ÜNB berechtigt und verpflichtet die Gefährdung oder Störung durch netz- und marktbezogene Maßnahmen zu beseitigen. 13(2) Lässt sich eine Gefährdung oder Störung mit den Mitteln nach 13(1) nicht beseitigen, sind ÜNB berechtigt und verpflichtet sämtliche Stromeinspeisungen, -transite und -abnahmen bis zur Beseitigung der Gefährdung oder Störung anzupassen oder diese Anpassung zu verlangen. 45 53 23 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
320 MW 215 MW Leistung [MW] 475 MW 520 MW Vergleich Lastflexibilität konv. Kraftwerke von Vattenfall 1000 800 Regelbereich KW Lippendorf, Block R Inbetriebnahme 1999 Max. Kapazität 920 MW Min. Kapazität 400 MW Laständerungs- +/- 28 MW/min geschwindigkeit Trockenbraunkohleblock 600 Max. Kapazität Min. Kapazität Laständerungsgeschwindigkeit 675 MW 200 MW +/- 34 MW/min 400 KW Jänschwalde, Block F 200 0 0 5 10 15 20 25 30 Zeit [min] Min. Kapazität * Min. Kapazität ** zukünftige Min. Kapazität ** * bei 2-Kessel-Betrieb ** bei 1-Kessel-Betrieb *** Winterbetrieb Inbetriebnahme 1989 Max. Kapazität 500 MW Min. Kapazität 325*/180** MW Laständerungs- +/- 8 MW/min geschwindigkeit GuD Berlin Lichterfelde Inbetriebnahme 2014 Max. Kapazität 430 MW Min. Kapazität 215 MW*** Laständerungs- +/- 40 MW/min geschwindigkeit 24 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Konventionelle Kraftwerke Ein Auslaufmodell? Unabhängig von der Ausgestaltung des zukünftigen Energiesystems werden immer konventionelle Kraftwerke im System benötigt. Die Gründe dafür sind Fragen der Frequenz- und Spannungshaltung, also die sogenannten Systemdienstleistungen. Eine Studie im Auftrag der Übertragungsnetzbetreiber 1 vom Januar 2012 beziffert die konventionelle Mindesterzeugung, also die Erzeugung die ständig im Netz gehalten werden muss, bei Starklast auf 16-20 GW. D.h. auch bei einer rein rechnerischen Möglichkeit zur Vollversorgung mit Erneuerbaren brauchen wir konventionelle Kapazitäten. Eine Studie der dena 2 vom August 2012 beziffert den Bedarf an konventionellen Kapazitäten, die im Jahr 2050 vorgehalten werden müssen, auf 60 GW. Dies gilt trotz des Szenarios einer 80%igen Stromversorgung mit Erneuerbaren. Braunkohle kann und wird mit ihren günstigen Stromgestehungskosten und ihren flexiblen Potentialen hier einen entscheidenden Beitrag leisten! 1 Studie zur Ermittlung der technischen Mindesterzeugung des konventionellen Kraftwerksparks zur Gewährleistung der Systemstabilität in den deutschen Übertragungsnetzen bei hoher Einspeisung aus erneuerbaren Energien Januar 2012; Consentec u.a. 2 Integration der erneuerbaren Energien in den deutsch-europäischen Strommarkt August 2012; dena 25 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Weitere Flexibilisierung bestehender Kraftwerke Konventionelle Kraftwerke weisen bereits heute signifikante Regelbänder und Regelgeschwindigkeiten auf. Nach einer umfangreichen Potenzialanalyse werden bei Vattenfall aktuell mehrere Projekte zur - Senkung der technischen Mindestlast (Verbreiterung des Regelbandes) und zur - Steigerung der Lastgradienten (Erhöhung der Regelgeschwindigkeit) der bestehenden Braunkohlenkraftwerke entwickelt und gestartet. Zur weiteren Optimierung der Flexibilität des konventionellen Kraftwerksparks stehen diverse technische Optionen zur Verfügung. 26 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Fazit
Energiemix mit flexiblem Einsatzmanagement Kohle Gas - GuD Kernkraft (bis 2022) Wind Wasser Biomasse Photovoltaik Intelligentes Erzeugungs- und Verteilungsmanagement (Smart-Grid) Verteilnetz Transportnetz Gas - GT Pumpspeicher Neue Speicher 28 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Aktuelle und zukünftige Herausforderungen in der Energiewirtschaft (1) Stromnetzinfrastruktur: Massiver Ausbau der Übertragungsnetze, zur räumlichen Verbindung von Produktions- und Verbrauchszentren Ausbau des Verteilnetzes, unter Berücksichtigung einer potenziellen Lastumkehr durch hohe dezentrale Einspeisung Entwicklung von intelligenten Netzsystemen, zur Ermöglichung einer Steuerung von Strom verbrauchenden Geräten und Anlagen (demand side management) Stromspeicher: Ausbau von Pumpspeicherkapazitäten als derzeit de facto einzige großtechnisch einsetzbare und praktisch erprobte Speichertechnologie Entwicklung von neuen großtechnisch anwendbaren Speicherlösungen Entwicklung und Einführung von Marktanreizen für Speicherbetreiber 29 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Aktuelle und zukünftige Herausforderungen in der Energiewirtschaft (2) Konventionelle Kapazitäten: Weitere Steigerung von Regelband und Regelgeschwindigkeit der bestehenden Anlagen Verringerung der CO 2 -Emissionen durch Steigerung des Wirkungsgrades und Optimierung des Einsatzes 30 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
Beitrag der Braunkohle zur Energiewende Versorgungssicherheit Stabilisierung des Systems durch Sicherung von Spannung und Frequenz Preisstabilität Begrenzung der Kostensteigerung durch niedrige Erzeugungskosten Flexibilität Ermöglichung hoher und volatiler EEG Einspeisung Braunkohle Partner der Erneuerbaren 31 Leutzscher Gespräch Hubertus Altmann 06.09.2012
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