1 10.11.08 Dr. Klaus Müschen Abteilung I.2 Klimaschutz, Umwelt und Energie „Klimaschutz, Versorgungssicherheit & Atomausstieg“ IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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?
10.11.08 3IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
Abschnitt 1: Klimaschutz & nachhaltige Energieversorgung
Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung
10.11.08 4IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
Das 2°C-Ziel
Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung
maximale CO2-Konzentration: 400 ppm
Senkung der globalen CO2-Emissionen 2050: um 50%-85% ggü. 2000
Quelle: IPCC
10.11.08 5IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
Auswirkungen des Klimawandels
Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung
10.11.08 6IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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
Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung
10.11.08 7IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
Nachhaltige Energienutzung - Anforderungen
• Umwelt-, Klima- und Gesundheitsverträglichkeit
• dauerhafte Versorgungssicherheit
• umfassende Wirtschaftlichkeit
• Sozialverträglichkeit
• effektive Ressourcenschonung
• Risikoarmut und Fehlertoleranz
Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung
10.11.08 8IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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.
Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung
10.11.08 9IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
Strom: Ziele 2020 für EE, KWK, Effizienz
Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung
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)
10.11.08 10IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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
Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung
10.11.08 11IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
Zukünftige Anforderungen fossiler Kraftwerkspark=> Grundlastband wird dünner und verschwindet bis 2050!
Que
lle: I
SE
T
Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung
Lastgang mit hohem Anteil Erneuerbarer Erzeuger
10.11.08 12IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
Effizienzpotentiale Stromnachfrage120 Mio. t CO2 jährlich einsparbar bei 10 Mrd. € Gewinn bis 2015 insgesamt 110 TWh Strom einsparbar, davon 74 TWh Strom mit Gewinn
Klimaschutz und nachhaltige Energieversorgung
-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
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G, 2
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10.11.08 13IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
Effizienzpotentiale Stromnachfrage (2)
Energiespar- und CO2-Vermeidungskosten aus gesamtwirtschaftlicher Sicht
-6
-4
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0
2
4
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0 20 40 60 80 100 120 140
Treibhausgas-Vermeidungspotenzial (Mio. t CO2-Äq./Jahr)
-100
0
100
200
300
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500
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CO 2
-Ver
mei
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skos
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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
10.11.08 14IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
Abschnitt 2: Versorgungssicherheit
Versorgungssicherheit
10.11.08 15IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
Anforderungen• Sicherer Netzbetrieb (inkl. Regel- und Reserveleistung)• Verfügbarkeit der Energieträger (Importe)• Bereitstellung der erforderlichen Energiemenge• Bereitstellung der erforderlichen Leistung
Versorgungssicherheit
10.11.08 16IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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“
Versorgungssicherheit
10.11.08 17IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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!
Versorgungssicherheit
10.11.08 18IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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
Versorgungssicherheit
10.11.08 19IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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
Versorgungssicherheit
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
10.11.08 20IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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)
Versorgungssicherheit
10.11.08 21IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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.“
Versorgungssicherheit
10.11.08 22IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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
Versorgungssicherheit
10.11.08 23IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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)
Versorgungssicherheit
10.11.08 24IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
dena-Kurzanalyse – Annahmen Bestandskraftwerke II
• Vergleich geplanter Stilllegungen:
Versorgungssicherheit
0
5
10
15
20
25
30
dena 2008 UBA 2008 Öko-Institut 2008 BNetzA 2008
Net
tole
istu
ng in
GW
ErdgasSteinkohleBraunkohle
10.11.08 25IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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)
Versorgungssicherheit
10.11.08 26IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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
Versorgungssicherheit
10.11.08 27IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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
Versorgungssicherheit
10.11.08 28IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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
Versorgungssicherheit
10.11.08 29IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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)
Versorgungssicherheit
10.11.08 30IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
Aktuelle Debatte und Handlungsbedarf
Laufzeitverlängerung AKW &
übereilte Förderung neuer Kohlekraftwerke
…sind keine technische Notwendigkeit!
Versorgungssicherheit
10.11.08 31IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
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?
10.11.08 32IZE-Tagung: „Stromlücke in Deutschland?“
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !
Dr. Klaus Müschen
klaus.mü[email protected]
Ende