IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“...2008/11/10 · 10.11.08 IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“ 6 CO2-Emissionen: Ziel 2020 minus 40 % (zu 1990) Ziel: -40% Angaben

110.11.08

Dr. Klaus MüschenAbteilung I.2

Klimaschutz, Umwelt und Energie

„Klimaschutz, Versorgungssicherheit & Atomausstieg“

IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“

10.11.08 2IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“

ÜÜberblickberblick

1. Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung

2. Versorgungssicherheit

3. Zielkonflikt?


Abschnitt 1: Klimaschutz & nachhaltige Energieversorgung

Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung


Das 2°C-Ziel


maximale CO2-Konzentration: 400 ppm

Senkung der globalen CO2-Emissionen 2050: um 50%-85% ggü. 2000

Quelle: IPCC


Auswirkungen des Klimawandels



CO2-Emissionen: Ziel 2020 minus 40 % (zu 1990)

Ziel: -40%

Angaben in Mio. t CO2

799

167

2005

362

104

164

571

247

73

134

117

20201990

947

415Energie-Wirtschaft

154Industrie

216Haushalt und GHD

162Verkehr

Ziel: -80%

2050

189

Energiebedingte CO2-Emissionen Deutschland



Nachhaltige Energienutzung - Anforderungen

• Umwelt-, Klima- und Gesundheitsverträglichkeit

• dauerhafte Versorgungssicherheit

• umfassende Wirtschaftlichkeit

• Sozialverträglichkeit

• effektive Ressourcenschonung

• Risikoarmut und Fehlertoleranz



Elemente einer nachhaltige Energienutzung

• Effiziente Energiebereitstellung und -verwendung

• Verminderung der Nachfrage

• Nutzung erneuerbarer Energien

• Verzicht auf Kernenergienutzung

Ein nachhaltiges Energiesystem orientiert sichEin nachhaltiges Energiesystem orientiert sichan der Nachfragean der Nachfrage

nach Energiedienstleistungen.



Strom: Ziele 2020 für EE, KWK, Effizienz


Braunkohle

Steinkohle

Atomkraft

Erdgas

EE ohne Importe

0

100

200

300

400

500

600

700

2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025

Stro

mm

enge

in T

Wh

KWK-Zubau

EE Importe

EE ohne Importe

Übrige

Mineralöl

Bau Erdgas

Erdgas

Atomkraft

Bau Steinkohle

Steinkohle

Bau Braunkohle

Braunkohle

realer Verbrauch

Effizienzzziel

Mögliche Stromerzeugungsstruktur in Deutschland: UBA-Szenario

540 TWh= -11% (geg. 2005: 607 TWh)


Strom: mögliche Entwicklung bis 2050

Kohle/Gas

KWK fossil

Laufwasser

Geothermie

Wind

PV

EE Importe

Biomasse

LaufwasserBiomasse

Geothermie

PV

Wind

2050 BMU-Leitszenario Langfristige Potentiale

Nitsch 2007 BMU, EE in Zahlen, 2008

Braunkohle

Steinkohle

Erdgas/ÖlKWK fossil

EE

Atomkraft

0

100

200

300

400

500

600

TWh/

a

2005

Nitsch 2007



Zukünftige Anforderungen fossiler Kraftwerkspark=> Grundlastband wird dünner und verschwindet bis 2050!

Que

lle: I

SE

T


Lastgang mit hohem Anteil Erneuerbarer Erzeuger


Effizienzpotentiale Stromnachfrage120 Mio. t CO2 jährlich einsparbar bei 10 Mrd. € Gewinn bis 2015 insgesamt 110 TWh Strom einsparbar, davon 74 TWh Strom mit Gewinn


-6

-4

-2

0

2

4

6

0 20 40 60 80 100 120 140

Treibhausgas-Vermeidungspotenzial (Mio. t CO2-Äq./Jahr)

-100

0

100

200

300

400

500

600

CO 2

-Ver

mei

dung

skos

ten

2015

(Eur

o/t)

Lüftung und Klimatisierung

Druckluft

Beleuchtung in Industrie und Gewerbe

effiziente Pumpen

Beleuchtung Haushalt

Gewerbliche und industrielle Kühlung

Kühlgeräte Haushalt

Einsparung Prozesswärme

Hydr. Abgleich

Wärmedämmung Bestand

Wäschetrockner

Austausch Öl-NT-Kessel durch Gas-BW-Kessel

Substitution Prozesswärme

Austausch Öl-NT-Kessel durch Öl-BW

Stand-By I.u.K.

Austausch Gas-NT-Kessel durch Gas-BW

Wärmedämmung Passivhausstandard Neubau

Wasch- und Spülmaschine

Subst. Nachtspeicher-

heizung

Wärmepumpe

Wärmetauscher

Subst. Warmwasser

Subst. Kochen

Energiespar- und CO2-Vermeidungskosten aus gesamtwirtschaftlicher Sicht

Wup

pert

al-In

stitu

t i. A

. E.O

NA

G, 2

006)


Effizienzpotentiale Stromnachfrage (2)

Energiespar- und CO2-Vermeidungskosten aus gesamtwirtschaftlicher Sicht

-6

-4

-2

0

2

4

6

0 20 40 60 80 100 120 140

Treibhausgas-Vermeidungspotenzial (Mio. t CO2-Äq./Jahr)

-100

0

100

200

300

400

500

600

CO 2

-Ver

mei

dung

skos

ten

2015

(Eur

o/t)

Lüftung und Klimatisierung

Druckluft

Beleuchtung in Industrie und Gewerbe

effiziente Pumpen

Beleuchtung Haushalt

Gewerbliche und industrielle Kühlung

Kühlgeräte Haushalt

Einsparung Prozesswärme

Hydr. Abgleich

Wärmedämmung Bestand

Wäschetrockner

Austausch Öl-NT-Kessel durch Gas-BW-Kessel

Substitution Prozesswärme

Austausch Öl-NT-Kessel durch Öl-BW

Stand-By I.u.K.

Austausch Gas-NT-Kessel durch Gas-BW

Wärmedämmung Passivhausstandard Neubau

Wasch- und Spülmaschine

Subst. Nachtspeicher-

heizung

Wärmepumpe

Wärmetauscher

Subst. Warmwasser

Subst. Kochen


Abschnitt 2: Versorgungssicherheit

Versorgungssicherheit


Anforderungen• Sicherer Netzbetrieb (inkl. Regel- und Reserveleistung)• Verfügbarkeit der Energieträger (Importe)• Bereitstellung der erforderlichen Energiemenge• Bereitstellung der erforderlichen Leistung



Überblick über aktuelle Studien

• Studie zu BMWi-Monitoringbericht(EWI/Consentec/IAEW):

• UCTE: „System Adequacy Forecast 2008-2020“

• UBA: „Atomausstieg und Versorgungssicherheit“

• Dena: „Kurzanalyse Kraftwerks- und Netzplanungin Deutschland bis 2020“



BMWi-Monitoringbericht

• Basis: Studie von EWI/Consentec/IAEW

• Ergebnisse:

– Markt sorgt für Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage

– Kein Marktversagen zu erwarten

=> Kein Kapazitätsmangel bis 2020 zu erwarten

• aufgrund Neubau & Neubau-Planung

• Weiterbetrieb alter Kraftwerke bei Bedarf technisch möglich

– Versorgungsengpässe sind längerfristig nur bei massiver und dauerhafter Verhinderung von Neubauprojekten nicht auszuschließen!



UCTE: „System Adequacy Forecast 2008-2020“• Ergebnisse für EU / UCTE:

– konservatives Szenario: bis 2017 ausreichend Kapazität – „best estimate“ Szenario: bis 2020 Kapazitätszuwachs

=> Importe auch nach 2015 möglich



UBA-Studie „Atomausstieg & Versorgungssicherheit“

• Untersuchung:Ist Deckung Strombedarf & Einhaltung Klimaziele möglich?

• Kraftwerksbestand + Atomausstieg• Ziele BR für Erneuerbare Energien, KWK, Effizienz

• Annahme: – Leistungsausgleich durch Marktreaktionen (funktionierender Markt)

=> Entwicklung Kraftwerkspark und Jahreshöchstlast regelt Markt=> Leistungsdefizit nur bei Marktversagen

• Ergebnis: – Strombedarf kann gedeckt werden=> Bedarf an Reserveleistung möglich=> Maßnahmen zur Spitzenlastabdeckung


Braunkohle

Steinkohle

Atomkraft

Erdgas

EE ohne Importe

0

100

200

300

400

500

600

700

2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025

Stro

mm

enge

in T

Wh

KWK-Zubau

EE Importe

EE ohne Importe

Übrige

Mineralöl

Bau Erdgas

Erdgas

Atomkraft

Bau Steinkohle

Steinkohle

Bau Braunkohle

Braunkohle

realer Verbrauch

Effizienzzziel


Optionen für Leistungsausgleich & Reserveleistung

• Kurzfristig nutzbar:– Importe aus Nachbarländern (bei Jahressaldo = 0)– Nutzung grenznaher Speicher– Nachfrageanpassungen durch Preissignale (DSM)– Abschaltbare Lasten zur Bereitstellung von Regelleistung

(Bsp.: Evonik mit virtuellen Kraftwerken)

• Längerfristig nutzbar:– neue Gaskraftwerke als Leistungsreserve für seltene Engpass-

Situationen (ist bereits heute Praxis)– neue Speicher– Retrofit von Bestandsanlagen bzw. Neubau

=> Vorzug für Erdgas wg. Klimaschutz– Virtuelle Kraftwerke (Erneuerbare Energien)



dena-Kurzanalyse - Zentrale Aussagen

• "Bei der 2020 zu erwartenden Stromnachfrage wird die Jahreshöchstlast mit Kraftwerkskapazitäten am Standort Deutschland nicht mehr vollständig gedeckt.„

• "Bei Umsetzung des Energieprogramms der Bundesregierung, also bei einem sinkenden Stromverbrauch, wird bereits ab 2012 nicht mehr genügend gesicherte Kraftwerksleistung zur Verfügung stehen, um die Jahreshöchstlast zu decken.„

• „Zur Deckung der Jahreshöchstlast stellen Stromimporte aus dem Ausland keine Alternative dar.“



dena-Kurzanalyse - Modellsystem• Strommarkt:

– Keine Marktbetrachtung => Ausschluss von angebots- & nachfrageseitigen Anpassungen

– Ansatz nach staatlichem Planungsparadigma

• Importe:– Nationale Betrachtung ohne Importe zum Leistungsausgleich– Widerspruch zu Ziel eines EU-Binnenmarktes

=> Tendenzielle Unterschätzung der Versorgungssicherheit



dena-Kurzanalyse – Annahmen Bestandskraftwerke I

• dena: Annahme von fixen Lebensdauern– Braun- und Steinkohle: 45 Jahre– Öl- und Gasdampfkraftwerke: 40 Jahre– Gasturbinen: 50 Jahre– keine Marktreaktionen (Retrofit) & Anlagenzustände

berücksichtigt

• Praxis:– Außerbetriebnahme technisch-wirtschaftliche Entscheidung– Technische Restlebensdauer Auslastung & Fahrweise– Lebensdauer verlängernde Maßnahmen (Wirtschaftlichkeit)– keine festen technischen Grenzen

=> größere Laufzeiten möglich (mit und ohne Retrofit)



dena-Kurzanalyse – Annahmen Bestandskraftwerke II

• Vergleich geplanter Stilllegungen:


0

5

10

15

20

25

30

dena 2008 UBA 2008 Öko-Institut 2008 BNetzA 2008

Net

tole

istu

ng in

GW

ErdgasSteinkohleBraunkohle


dena-Kurzanalyse – Annahmen Bestandskraftwerke III

• Betrieb Bestandskraftwerke 2020 - Marktanalyse UBA:– Braunkohle:

• Dena: 11300 MW• Wahrscheinlich: mind. 13500 MW• Differenz: 2200 MW

– Gas-GUD-Anlagen:• dena: Stilllegung aller Kraftwerke mit IB vor 1980• Technisches Potential: mind. 4500 MW mit Betriebsdauer > 40 Jahre• Differenz: 4500 MW

– Atomkraftwerke:• Dena: 2600 MW • Wahrscheinlich: 5200 MW• Differenz: 2600 MW

=> Differenz: ca. 8000 MW ges. Leistung (zusätzlich nutzbar)



dena-Kurzanalyse – Annahmen Bestandskraftwerke IV

• Verfügbarkeit und gesicherte Leistung von Gasturbinen:– dena:

• Verfügbarkeit Gasturbinen: 56,1 %• Verfügbarkeit Kombi-Anlagen (Gas, Öl): 91,4 %• Gesicherte Leistung Gasturbinen: 42 %• Gesicherte Leistung Kombi-Anlagen (Gas, Öl): 86 %

– Praxis: • Gasturbinen und Kombi-Anlagen ähnliche Verfügbarkeit• Quelle VGB-Statistik 1995-2004=> Ähnlicher Beitrag zur gesicherten Leistung• ca. 3000 MW Gasturbinenanlagen betroffen

=> Differenz: ca. 1500 MW gesicherte Leistung



dena-Kurzanalyse – Annahmen Neubaukraftwerke

• Neubaukraftwerke bis 2020:– dena:

• Unterteilung in Kategorie A – C• Berücksichtigt: nur Kategorie A und B (17700 MW)• Inbetriebnahme letztes Gaskraftwerk: 2009• Inbetriebnahme letztes Kohlekraftwerk 2012• keine Marktreaktionen auf mögliche Kapazitätsmängel berücksichtigt

– Praxis:• Weitere Planungen bekannt (bspw. Steinkohle: Dow/ EnBW in

Stade, Erdgas-GUD in Ludwigsau und Stade)• Planungen Kategorie C und weitere z. T. weit fortgeschritten bzw.

mit hohem finanziellem Aufwand betrieben => Scheitern aller Projektplanungen unwahrscheinlich

=> tendenzielle Unterschätzung neuer Kraftwerksleistungen



dena-Kurzanalyse - Nachfrageseite

• Jahreshöchstlast:– dena:

• 11 % Stromspar-Regierungsziel statt 2020 erst 2030• Jahreshöchstlast 72900 MW (2020) statt 71300 MW (2030)

– Zielerreichungs-Szenario: 71300 MW bereits 2020– Differenz: 1500 MW

• Demand Side Management:– Einfluss von Preissignalen auf Nachfrage– Beeinflussung Jahreshöchstlast möglich

• Regelbare Lasten:– dena: keine Berücksichtigung– Praxis: Evonik – virtuelles Kraftwerk: derzeit ca. 200 MW– Potentiale: > 3000 MW



dena-Kurzanalyse – Ergebnisse & Schlussfolgerungen

• Bewertung der Ergebnisse– große Unsicherheiten & tendenzielle Unterschätzung

Versorgungssicherheit bei zentralen Annahmen=> dena-Ergebnis zu Kapazitätsdefizit fraglich=> Unberücksichtigte Leistungs-Potentiale > dena-Kapazitätsdefizit

• Kritik an Schlussfolgerungen– Bei angenommenen Marktversagen:

• Ursachen beseitigen (Markthemmnisse) anstatt • Symptome behandeln (Laufzeiten AKW, Förderung Neubau KW)

– bei angenommenen Kapazitätsdefizit:• keine Aussage über Art der benötigten Kraftwerke möglich • da keine Arbeits- bzw. Jahresbetrachtung (Defizit-Dauer)



Aktuelle Debatte und Handlungsbedarf

Laufzeitverlängerung AKW &

übereilte Förderung neuer Kohlekraftwerke

…sind keine technische Notwendigkeit!



Klimaschutz, Versorgungssicherheit & Atomausstieg

Klimaschutz, Versorgungssicherheit & Atomausstieg …

• Erneuerbare Energien können Atom- & Kohlestrom ersetzen

• Effizienzpotentiale auf Nachfrage- & Angebotsseite

• Versorgungssicherheit wird durch funktionierende Märkte gewährleistet (Erzeugungs- und Nachfrageseite)

• => keine „Stromlücke“ zu erwarten

• Klimaschutzziele: – Emissionshandel begrenzt Emissionen der fossilen Kraftwerke– Caps müssen langfristigen Klimaschutzzielen entsprechen

… ist möglich!

Zielkonflikt?


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

Dr. Klaus Müschen

klaus.mü[email protected]

Ende

Documents

IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“...2008/11/10 · 10.11.08 IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“ 6 CO2-Emissionen: Ziel 2020 minus 40 % (zu 1990) Ziel: -40% Angaben