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Die Energiewende und die
transition énergétique
Wechselwirkungen zwischen
Entscheidungen zu Kohleverstromung und
Kernenergie vor dem Hintergrund des
Ausbaus der Erneuerbaren Energien
PARIS, 05.09.2018
Murielle Gagnebin
Agora Energiewende – wer wir sind
2
Think Tank mit über 30 Experten,
unabhängig und überparteilich
Projektdauer 2012-2021
Hauptsächlich finanziert durch die Stiftung
Mercator und die European Climate Foundation
Aufgabe: die Energiewende in Deutschland,
Europa und weltweit zur Erfolgsgeschichte
machen
Methoden: Analysen, Studien, Expertenaustausch,
Dialog der Entscheidungsträger, Rat der Agora
Rahmen der Studie
Neugestaltung der Stromsysteme in der EU bis 2030: Steigerung der EE-
Erzeugung, verstärkte europäische Integration, Stabilisierung der
Stromnachfrage, Erhöhung des Ambitionsniveaus
Agora Energiewende auf Basis von E3MLab/IIASA (2017)
EE-Anteil am Stromverbrauch in Europa in 2030 EE-Stromgestehungskosten sinken weiter; EU-
Ziele1 sehen einen EE-Anteil in der
Stromerzeugung von ca. 55% bis 2030.
Das Clean Energy 4 All-Paket sieht vor, dass:
▪ die Integration der europäischen Strommärkte
und -systeme verstärkt werden (Strommarkt-
Design, Ziel für Interkonnektivität von 15%).
▪ die Stromnachfrage stabilisiert wird: neue
Stromanwendungen im Wärme- oder
Verkehrssektor werden durch steigende
Energieeffizienz abgefedert.
eine Gruppe europäischer Länder unter der
Führung Frankreichs setzt sich dafür ein, die EU-
Klimaziele zu verschärfen (von -40% in 2030 auf
-55%) und neue Instrumente einzuführen (CO2-
Steuer, CO2-Mindestpreis im Emissionshandel).
1 Bis 2030 sollen die Treibhausgasemissionen um 40% sinken, die Energieeffizienz um 32,5% steigen und die Erneuerbaren Energien auf 32% vom Gesamtenergieverbrauch anwachsen.
Frankreich und Deutschland stehen bei der Integration der
Erneuerbaren Energien und der Restrukturierung des
konventionellen Kraftwerksparks vor ähnlichen Herausforderungen
1 Angenommene Lebensdauer von 50 Jahren für Braunkohle- und 40 Jahre für Steinkohlekraftwerke2 Wie im Koalitionsvertrag zwischen die CDU/CSU und SPD vom Februar 2018 angekündigt
Rudinger et al., 2017
Frankreich: (1) EE-Ziele & (2) erwartete Entwicklung der
existierenden Kernkraftwerke ohne Laufzeitverlängerung
Agora Energiewende, 2016*
Deutschland: (1) EE-Ziele & (2) erwartete Entwicklung der
Kohlekraftwerke orientiert an deren Lebensdauer1 Trotz unterschiedlicher
Ausgangspunkte haben FR und DE
vergleichbare langfristige Ziele bei
Klimaschutz, Entwicklung der EE,
Energieeffizienz und Elektrifizierung
von Wärme- und Vekehrssektor.
FR und DE haben sich anspruchsvolle
Erneuerbaren-Ziele für 2030 gesetzt :
▪ 40 % der Erzeugung in FR
▪ 65 % des Verbrauchs in DE2.
Unklarheit besteht über die Zukunft des
konventionellen Kraftwerksparks:
▪ In FR: wann und wie soll sich die
Kernenergieerzeugung auf 50%
reduzieren? (Revision der PPE)
▪ In DE: Diskussion über
Kohleausstieg zur Erreichung der
deutschen & europäischen
Klimaziele (“Kohlekommission”)
Die Studie untersucht Szenarien, um die Wechselwirkung
unterschiedlicher Entwicklungen der Stromsysteme in
Deutschland und Frankreich im Jahr 2030 zu verstehen
Entwicklung der Stromnachfrage gemäß vorausschauender Analyse:
Effizienzgewinne kompensieren die durch Elektrifizierung bedingte Nachfragesteigerung
Ambitionierter aber realistischer Ausbau von Interkonnektoren: 50 % der TYNDP Projekte bis 2030
durchgeführt
Kernfragen der Studie:
▪ Wie beeinflussen nationale
Entscheidungen über den jeweiligen
Strommix die europäischen
Stromsysteme?
▪ Wie wird der geplante Ausbau der EE die
Auslastung konventioneller Kraftwerke in
Frankreich und Deutschland im Jahr 2030
beeinflussen (Kohle- und Kern-KW)?
▪ Welche Entwicklungen sind bei den
Handelsbilanzen, bei CO₂-Emissionen, bei
Strompreisen und Erlösen für alle
Energieträger zu erwarten?
Modellierung durch Artelys
Begleitkreis und Austausch mit vielen Akteuren
in FR & DE
Hauptergebnisse
Entwicklung der CO2 Emissionen im französischen
Stromsystem in 2030
Französische Stromproduktion nach Energieträger
in verschiedenen Szenarien Die CO2 Emissionen nehmen durch
den Kohleausstieg in allen Szenarien
stark ab.
Versorgungssicherheit ist in allen
Szenarien gewährleistet
(Verifizierung der französischen
LOLE2), trotz niedriger Kernenergie
(40 GW) und niedriger Kohle in
Deutschland.
Das Ziel, die Kernenergieerzeugung
auf 50 % zu reduzieren wird in 2030
nicht erreicht, auch wenn die
Kernkraftwerkskapazität auf 40 GW
reduziert wird.
1- Die Entwicklung der Kernkraftskapazität in Frankreich hat
einen begrenzten Einfluss auf die CO2-Emissionen der
Stromerzeugung, die in jedem Szenario sinken werden
1 Ohne Berücksichtigung der Emissionen aus Biomasse und Eigenenergieverbrauch der Industrie
Der Wertebereich verkörpert die verschiedenen Niveaus der Kernkraftkapazitäten in Frankreich, der deutsche Entscheidungen zu Kohle und EE, und des CO2 Preises
Agora/IDDRI/Artelys Agora/IDDRI/Artelys
1
2 Höchstausfalldauer von 3 Stunden pro Jahr (LOLE < 3 Stunden)
2- In Frankreich bergen der geplante Zubau der EE und
Investitionen in den Erhalt von mehr als 50 GW Kernenergie ein
großes Risiko von „Stranded Investments“ im Stromsektor
Agora/IDDRI/Artelys (Darstellung der Autoren auf Basis der Ergebnisse der Modellierungsergebisse
von Artelys Crystal Super Grid)
Fixkosten der Laufzeitverlängerung der Kernkraftwerke mit dem Überschuss der
Kernenergieerzeuger bei unterschiedlich dimensionierten Kernkraftwerkeparks Der Erhalt der überwiegenden Anzahl der
Kernkraftwerke bedeutet niedrige Strompreise
in Frankreich (23 €/MWh bei 63 GW
Kernenergie und 42 €/MWh bei 50 GW).
Sind mehr als 40 GW Kernkraftwerke in
Frankreich in Betrieb, sinken die spezifischen
Gewinne deutlich. Auch ein CO2-Preis von 50
Euro/t kann sinkende Erlöse nicht verhindern.
Die Wirtschaftlichkeit eines Kernkraftwerks-
parks mit einer Kapazität von mehr als 50 GW
ist nicht gesichert, selbst bei Steigerung der
französischen Stromexporte um 60%,
Verdopplung der Interkonnektoren-Kapazitäten
und einem CO₂ Preis von 30€/t.
Auch die Markterlöse der PV- &
Windstromerzeuger fallen geringer aus: ein
Fehlbetrag von 4 Mrd€/Jahr zwischen hohen
und niedrigen Kernenergieszenarien müsste
von den Verbrauchern getragen werden.
1 Zwei Varianten für die Nachrüstungskosten für Atomkraftwerke: 1184 €/kW (« Grand carénage ») und 1776 €/kW (+ 50% bedingt durch Unsicherheiten)
1
3- Flexibilitätsinstrumente erleichtern die Integration von
Windenergie- und Photovoltaikanlagen in das französische
und deutsche Stromsystem
Erzeugung und Verbrauch während einer Woche im November 2030 in
Deutschland (links) und Frankreich (rechts)1 Flexiblere konventionelle Kraftwerke,
Lastverschiebungskapazitäten, Laststeuerung
(EV), Speicherlösungen (PSW…) und
Interkonnektoren können die Abregelung von
EE auch in 2030 auf einem sehr niedrigen
Niveau halten: <5 TWh/Jahr in allen Szenarien2
EE decken in DE während eines Zeitraums von
9 Wochen mehr als 80% der Nachfrage und
über 930 Stunden mehr als 100% der
stündlichen Nachfrage.
Das französische Stromsystem besitzt durch
die Kombination von Kernenergie und EE ein
großes Flexibilitätspotenzial.
Trotz neuer flexibler Ressourcen dürfte die
Flexibilität des Stromsystems in 2030 vorrangig
über konventionelle Kraftwerke bereitgestellt
werden: Gas und Kohle in DE, Wasserkraft und
Kernenergie in FR.
1 In beiden Länder nicht dieselbe Woche. Szenarien: niedriger Wert Kohle, 60% EE in Deutschland; niedriger Wert Kernenergie in Frankreich.2 auch wenn die Erzeugungsgradienten der Kernkraftwerke stark abgegrenzt werden
4- EE Kosten nehmen ab und werden zunehmend durch
Markterlöse gedeckt, insbesondere bei steigendem CO2 Preis
Agora/IDDRI/Artelys (Darstellung der Autoren auf Basis der Ergebnisse der Modellierungsergebisse von Artelys
Crystal Super Grid)
Stromgestehungskosten und Marktvergütung für PV-Strom in Frankreich und für
Windenergie in Deutschland im Jahr 2030 Bis 2030 könnten die Kosten für PV
allein über Markterlöse gedeckt
werden – außer wenn Frankreich
weiterhin über 63 GW Kernenergie
verfügt.
Die Erzeugungskosten für Wind
werden nicht gedeckt, selbst bei
einem CO2 Preis von 50 €/t.
Ein verstärkter Ausbau der
Erneuerbaren in Deutschland hat nur
geringen Einfluss auf den
durchschnittlichen Strompreis; er
verstärkt den Merit-Order-Effekt.
Zusätzliche Flexibilitätsoptionen
erhöhen den Markterlös der
Erneuerbaren.
Stromerzeugung in Deutschland pro Energieträger
in 2016 und 2030 (verschiedene Szenarien)
Durchschnittsmarktpreise in 2011, 2016 und in den
verschiedenen Szenarien 2030 (CO2 Preis 30€/t) Versorgungssicherheit in DE ist in
allen Szenarien gewährleistet, auch
wenn die Kohleerzeugungskapazität
um 60%1 und der Kernkraftwerkpark
in FR auf 40 GW reduziert werden.
Bei einem CO2 Preis von 30€/t in
2030 liegt der durchschnittliche
Marktpreis in DE unter dem
durchschnittlichen Strompreis 2007-
2012, selbst bei einem Kohleausstieg.
Wird der französische
Kernkraftwerkpark unter 50 GW
reduziert, sind die Marktpreise in FR
und DE in 2030 vergleichbar. Sie
wären deutlich niedriger in FR falls FR
einen Kernkraftwerkspark von 63 GW
beibehält.
5- Die Großhandelsstrompreise in Deutschland liegen in 2030 bei
42-50 EUR/MWh. Trotz Kohleausstieg bleiben die Preise unter
dem Niveau von 2007-2012
1 Annahme von 38 GW Gaskraftwerkskapazität in Deutschland in 2030 (NEP 2030-B, 2017)
Agora/IDDRI/Artelys Agora/IDDRI/Artelys
6- Die Halbierung der Kohlestromerzeugung ist unabdingbar zum
Erreichen der deutschen Klimaziele. Die französische Entscheidung zu
Kernenergie wirkt sich ebenfalls auf die deutschen CO2 Emissionen aus
CO₂-Emissionen im deutschen Stromsektor im Jahr 2030 nach
unterschiedlichen Szenarien Ein erfolgreicher Kohleausstieg in Verbindung
mit dem Ausbau der EE auf mindestens 60%
des Verbrauchs ermöglicht es Deutschland,
seine 2030 Klimaziele unabhängig von den
französischen Entscheidungen zu erreichen.
Der Kohleausstieg erhöht die Erlöse des
verbleibenden Kraftwerksparks.
Die Stilllegung der Kohlekraftwerke am Ende
von deren Lebensdauer reicht nicht zur
Erreichung der Klimaziele; ein CO2 Preis von 30
€/t auch nicht (wegen der Wettbewerbsfähigkeit
der Braunkohle). Der Preis müsste auf
mindestens 50€/t steigen1.
Die französische Entscheidung zur Kernenergie
hat einen Einfluss auf die deutschen CO2
Emissionen (ca. 10-20 MtCO2) da sie die
deutsche Stromhandelsbilanz beeinflusst. Der
Ausbau der EE verringert diesemn Effekt.Agora/IDDRI/Artelys (Darstellung der Autoren auf Basis der Ergebnisse der Modellierungsergebisse
von Artelys Crystal Super Grid)
1 Ein Niveau von ~60 EUR/tCO2 wäre notwendig, um sogar die neuesten Braunkohlekraftwerke stilllegen zu können.
7- Der Ausbau der EE parallel zur Erhaltung großer Kernkraftwerks-
kapazitäten erhöht die französischen Exporte deutlich. Die
Stromhandelsbilanz in Deutschland bleibt trotz Kohleausstieg
ausgeglichen bei Ausbau der Erneuerbaren auf 65%
Agora/IDDRI/Artelys (Darstellung der Autoren auf Basis der Ergebnisse der Modellierungsergebisse
von Artelys Crystal Super Grid)
Stromhandelsbilanzen von Deutschland und Frankreich (in TWh) in allen
Szenarien für 2030 im Vergleich zu 2016 Die französischen Exporte nach Europa steigen
in allen Szenarien. Bei 63 GW
Kernkraftskapazität verdreifachen sich die
französische Stromexporte in 2030 auf 150
TWh. Ein Viertel der Stromerzeugung würde
exportiert. Die deutschen energiepolitischen
Entscheidungen haben keinen großen Einfluss
auf die französische Stromhandelsbilanz.
Die Stilllegung der deutschen Kohlekraftwerke
führt zu einer Reduzierung der derzeitigen
Stromexporte; evtl sogar zu
Nettostromimporten, abhängig von
Entscheidungen der Nachbarländer.
Ein beschleunigter Ausbau der EE zur
Kompensierung stillgelegter Kohlekapazität
würde Deutschlands Handelsbilanz nahezu
ausgeglichen halten, auch wenn Frankreich
über große Kernkraftwerkskapazitäten verfügt.
Agora/IDDRI/Artelys (Darstellung der Autoren auf Basis der Ergebnisse der Modellierungsergebisse von Artelys
Crystal Super Grid)
Tägliche Bilanz des internationalen Stromhandels bei niedriger Kohle und 60% EE in
Deutschland und 50 GW Kernenergie in Frankreich Trotz unterschiedlicher Strategien
besteht ein gemeinsames Interesse an
einer verstärkten Kooperation um die
Kosten der Energiewende zu reduzieren:
Der grenzüberschreitende Handel ist
für Deutschland ein wichtiges Mittel,
um die fluktuierende Erzeugung aus
Erneuerbaren Energien zu
integrieren.
Mit dem Ausbau der Erneuerbaren
Energien und dem Betrieb von
Kernkraftwerken verfolgt Frankreich
eine Exportstrategie (die von der
Realisierung der Interkonnektoren
abhängt). Die Erlöse des
Kernkraftwerksparks hängt stark vom
CO2-Preis ab.
8- Beide Länder haben ein gemeinsames Interesse an einer
Verstärkung der Kooperation und des grenzüberschreitenden
Handels
1
2
3
4
Ergebnisse auf einen Blick
Wenn Deutschland seine Klimaziele erreichen will, muss es bis 2030 seine Stromerzeugung aus Kohle
halbieren und den Anteil der Erneuerbaren Energien am Stromverbrauch auf 60 Prozent erhöhen. In diesem
Fall wäre die Bilanz für den grenzüberschreitenden Stromhandel zwischen Deutschland und seinen Nachbarländern
ausgeglichen. Die geplante Erhöhung des Anteils der Erneuerbaren Energien auf 65 Prozent des
Bruttostromverbrauchs im Jahr 2030 wird dazu beitragen, eine unerwünschte Importabhängigkeit Deutschlands trotz
des Kohleausstiegs zu vermeiden.
Frankreich und Deutschland sollten ihre nationalen Strategien für den konventionellen Kraftwerkspark
schnellstmöglich festlegen. Für die Umsetzung der Energiewende auf bilateraler, regionaler und
europäischer Ebene sind enge Konsultationen und gemeinsame Maßnahmen zur Bewältigung der
grenzüberschreitenden Herausforderungen notwendig. Initiativen für den Ausbau der Erneuerbaren Energien
und der Interkonnektoren sowie zur CO₂-Bepreisung sollten koordiniert werden.
Deutschland und Frankreich stehen vor dem Hintergrund des Wachstums der Erneuerbaren Energien vor
gemeinsamen Herausforderungen bei der Restrukturierung des bestehenden Kraftwerksparks. Beide Länder
werden die Erzeugung von Wind- und Solarstrom bis 2030 deutlich erhöhen müssen, um ihre Ausbauziele für
Erneuerbare Energien zu erreichen. Zur Vermeidung von Stranded Assets ist eine damit einhergehende schrittweise
Reduktion konventioneller Kapazitäten unerlässlich.
In Frankreich bergen der geplante Zubau der Erneuerbaren Energien und die Investitionen zum Erhalt von
über 50 Gigawatt Kernkraftkapazität ein großes Risiko von Stranded Assets im Stromsektor. Zu wachsenden
Stromexporten Frankreichs würde es bereits kommen, wenn das Land mehr als 40 Gigawatt Kernkraftwerke im Jahr
2030 in Betrieb hielte. Zudem würde Frankreich sein Ziel, den Kernenergieanteil im Strommix auf 50 Prozent zu
reduzieren, erst nach 2030 erreichen können. Selbst wenn eine Steigerung der französischen
Stromexportkapazitäten um 60 Prozent, eine Verdopplung der Interkonnektoren innerhalb der Europäischen Union
und eine CO₂-Bepreisung von 30 Euro pro Tonne CO₂ angenommen werden, wäre die Wirtschaftlichkeit eines
Kernkraftwerksparks mit einer Kapazität von über 50 Gigawatt bis 2030 gefährdet.
Eine Französisch-
Deutsche
Energiewende-Allianz
in Europa
Efficiency first & Elektrifizierung: die Dekarbonisierung von
Wärme, Verkehr und Industrie ist entscheidend für eine
erfolgreiche Energiewende und kann nur gemeinsam
geschehen
Verkehr
Efficiency first
WärmeIndustrie
▪ Zahlreiche Instrumente in Frankreich
(CO2 Steuer, Steuervergünstigung)
sowie in Deutschland (innovatives
Ausschreibungssystem), bislang
ohne große Auswirkungen auf CO2
Emissionen.
▪ Investitionen und Unterstützung der
öffentlichen Hand größer in
Deutschland als in Frankreich,
obwohl deutlich schwächer als für
EE.
Vielzahl an Instrumente verfügbar,
diese sollten aber koordiniert
eingeführt werden. Zudem sollten sie
öffentlichkeitswirksam und leicht
umsetzbar sein.
▪ Dekarbonisierung ist wichtige
Herausforderung: 30% des BIP in
Deutschland, 19% in Frankreich.
▪ Risiken von Standortverlagerung und
Verlust von Arbeitsplätzen.
Einführung disruptiver Technologien,
die Produktionsprozesse
grundlegend verändern sollten
gezielt begleitet werden, um
Strukturbrüche zu vermeiden
Notwendigkeit von DE FR
Kooperation, um die europäische
Industrie international
wettbewerbsfähig zu halten.
▪ Einziger Sektor mit steigenden
Emissionen seit 1990
▪ „Diesel Gate“bislang wenig politische
und wirtschaftliche Auswirkungen.
Frankreich unterstützt saubere
Mobilität stärker als Deutschland.
Elektrifizierung des Sektors ist
erforderlich; gekoppelt mit
Effizienzsteigerungen. Dafür wäre
deutsch-französische Kooperation
hilfreich. Nationale industriepolitische
Einstellungen erschweren die
Entwicklung gemeinsamer Lösungen.
Die Energiewende stärkt und erfordert dezentrale
Entscheidungen
Agora Energiewende
Das Stromsystem wandelt sich von einem Einbahnstraßensystem hin zu einem
dezentralen und vernetzten Geflecht Der Ausbau der EE1, der Eigenverbrauch, die
Elektrifizierung des Verkehrs und der Wärme
verändern das Stromsystem grundlegend.
Neue Technologien und die Digitalisierung
schaffen „Smart“-Lösungen2 mit einer Vielzahl
neuer Geschäftsmodelle und neuer Akteure
Obwohl Bürgerinnen und Bürger die
Energiewende breit unterstützen, ist es wichtig,
sie in Entscheidungen einzubeziehen, um die
Akzeptanz von neuen Projekten zu erhöhen
(z.B. Windenergieanlagen und Stromtrassen).
Verstärkte Kooperation zwischen Regierungen,
Städten und Kommunen, Privatwirtschaft und
Bürgern ist erforderlich.
1 In Deutschland: circa 1,5 Mio PV-Anlagen und 26 000 Windenergieanlagen an Land2 Smart markets, grids, cities, home, mobility
1.
2.
3.
4.
5.
Frankreich und Deutschland stehen vor gemeinsame Herausforderungen, die Energiewende im Sinne der Bürger
umzusetzen. Dies erfordert eine Verstärkung der Kooperation auf allen Ebenen: national, regional, kommunal oder
privatwirtschaftlich, die durch politische Impulse der jeweiligen Regierungen stärker gefördert werden sollte.
Bestehende und mögliche neue energiepolitische Kooperationsinitiativen zwischen Frankreich und Deutschland
sollten in eine von den deutschen und französischen Regierung unterstützte, gemeinsame strategische Vision der
Energiewende eingebettet werden: eine Deutsch-Französische Energiewende-Allianz.
Diese gemeinsame Vision sollte darstellen, wie die Energiewende sich in eine breitere Initiative zur Stärkung des
europäischen Integrationsprojekts einfügt.
Ideen für eine deutsch-französische Energiewende-Allianz sind: eine gemeinsame Initiative zur Bepreisung von
CO2 Emissionen im Verkehrs- oder Wohngebäudesektor; die vorausschauende Planung für den notwendigen
regionalen Strukturwandel (« just transition ») oder die Verkehrs- und Mobilitätswende.
Die Allianz sollte den Dialog und die Kooperation über zwischenstaatliche Initiativen hinaus ausweiten, um Städte
und Gemeinden, zivilgesellschaftliche Gruppen, Think Tanks, wissenschaftliche Organisationen usw. zu
integrieren.
Schlussfolgerungen
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit!
Haben Sie noch Fragen oder Kommentare? Kontaktieren
Sie mich gerne:
Agora Energiewende ist eine gemeinsame Initiative der
Stiftung Mercator und der European Climate Foundation.
Agora Energiewende
Anna-Louisa-Karsch-Straße 2 | 10178 Berlin
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IDDRI
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