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Kraft-Wärme-Kopplung in Deutschland – Entwicklung im Zeitraum 2003-2010 und mögliche Ausbaupfade 2020/2030

Präsentation im Rahmen des BMU/UBA Workshops "Klimaschutz und KWK-Ausbau - Entwicklung, Prognose, Wirksamkeit der Anreize im KWK-Gesetz unter Berücksichtigung von Emissionshandel und EEG" am 16.11.2011.

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Kraft-Wärme-Kopplung in Deutschland –
  Entwicklung im Zeitraum 2003-2010 und
     mögliche Ausbaupfade 2020/2030




Sabine Gores, Öko-Institut e.V., Berlin
BMU, KWK-Workshop 16. November 2011
Überblick
• Stand der KWK
   – Strom- und Wärmeerzeugung 2003-2010
   – Dynamik der biogenen KWK
   – Ergebnisse der BHKW-Umfrage
• Erfolgter Ausbau seit 2009:
   – Nach KWKG geförderte KWK-Anlagen + Wärmenetze
   – Abschätzung der KWK-Leistung
• Ausbaupfade:
   – Ergebnisse der Literaturrecherche
   – Einordnung der Ergebnisse
• Fazit

                                                     2
Gesamte KWK-Stromerzeugung 2010: 92 TWh
     (rund 16% der Netto-Stromerzeugung)
53 TWh              30 TWh           3 TWh           6-7 TWh


                                   Kleine fossile   Biogene
                                       BHKW          KWK
                  Industrielle
Allgemeine       Kraftwirtschaft
Versorgung
                                                      2010:
                                                    Schätzung

                                                    AGEE-Stat
                                     BHKW-          und
                                     Datenbank      EEG-Daten
    StBA: Tab 066 und 067                           der BNA
                                                                3
Situation der KWK-Stromerzeugung

                            100
                                                                                                       Biomasse-
                                                                                                       Anlagen
                                                                                                       außerhalb der
                                                                                                       statistischen
                                                                                                       Erfassung
                             75
KWK-Stromerzeugung in TWh




                                                                                                       Nicht erfasste
                                                                                                       BHKW



                             50
                                                                                                       Industrielle
                                                                                                       Kraftwirtschaft



                             25
                                                                                                       Allgemeine
                                                                                                       Versorgung



                             0
                                  1998   2003   2005   2006   2007   2008      2009       2010


                                                                       Quellen: StBa, EE in Zahlen, BNA, ÖI 2011
                                                                                                                         4
Situation der KWK-Wärmeerzeugung


                           750

                                                                                                     Biomasse-
                                                                                                     Anlagen
                                                                                                     außerhalb der
                                                                                                     stat. Erfassung


                                                                                                     Fossile BHKW
KWK-Wärmeerzeugung in PJ




                           500
                                                                                                     außerhalb der
                                                                                                     stat. Erfassung




                                                                                                     Industrielle
                                                                                                     Kraftwirtschaft
                           250



                                                                                                     Allgemeine
                                                                                                     Versorgung



                             0
                                 1998   2003   2005   2006   2007   2008      2009      2010


                                                                       Quellen: StBa, EE in Zahlen, BNA, ÖI 2011
                                                                                                                       5
Dynamik der biogenen
Stromerzeugung
                       30
                            Biogas
                            Flüssige Biomasse
                       25   Feste Biomasse
                            Klärgas
                            Deponiegas
                       20   KWK-Stromerzeugung
Stromerzeugung [TWh]




                       15




                       10
                                                                                                  35%       37%
                                                                                                         (Schätzung
                                                                                 30%
                        5                                           27%

                                                       22%
                                      21%

                        0
                            2005                2006         2007         2008             2009             2010


                                                                                       Quellen: EE in Zahlen 2011, ÖI 2011
                                                                                                                        6
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Kraft-Wärme-Kopplung in Deutschland – Entwicklung im Zeitraum 2003-2010 und mögliche Ausbaupfade 2020/2030

  • 1. Kraft-Wärme-Kopplung in Deutschland – Entwicklung im Zeitraum 2003-2010 und mögliche Ausbaupfade 2020/2030 Sabine Gores, Öko-Institut e.V., Berlin BMU, KWK-Workshop 16. November 2011
  • 2. Überblick • Stand der KWK – Strom- und Wärmeerzeugung 2003-2010 – Dynamik der biogenen KWK – Ergebnisse der BHKW-Umfrage • Erfolgter Ausbau seit 2009: – Nach KWKG geförderte KWK-Anlagen + Wärmenetze – Abschätzung der KWK-Leistung • Ausbaupfade: – Ergebnisse der Literaturrecherche – Einordnung der Ergebnisse • Fazit 2
  • 3. Gesamte KWK-Stromerzeugung 2010: 92 TWh (rund 16% der Netto-Stromerzeugung) 53 TWh 30 TWh 3 TWh 6-7 TWh Kleine fossile Biogene BHKW KWK Industrielle Allgemeine Kraftwirtschaft Versorgung 2010: Schätzung AGEE-Stat BHKW- und Datenbank EEG-Daten StBA: Tab 066 und 067 der BNA 3
  • 4. Situation der KWK-Stromerzeugung 100 Biomasse- Anlagen außerhalb der statistischen Erfassung 75 KWK-Stromerzeugung in TWh Nicht erfasste BHKW 50 Industrielle Kraftwirtschaft 25 Allgemeine Versorgung 0 1998 2003 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Quellen: StBa, EE in Zahlen, BNA, ÖI 2011 4
  • 5. Situation der KWK-Wärmeerzeugung 750 Biomasse- Anlagen außerhalb der stat. Erfassung Fossile BHKW KWK-Wärmeerzeugung in PJ 500 außerhalb der stat. Erfassung Industrielle Kraftwirtschaft 250 Allgemeine Versorgung 0 1998 2003 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Quellen: StBa, EE in Zahlen, BNA, ÖI 2011 5
  • 6. Dynamik der biogenen Stromerzeugung 30 Biogas Flüssige Biomasse 25 Feste Biomasse Klärgas Deponiegas 20 KWK-Stromerzeugung Stromerzeugung [TWh] 15 10 35% 37% (Schätzung 30% 5 27% 22% 21% 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Quellen: EE in Zahlen 2011, ÖI 2011 6
  • 7. Dynamik der biogenen KWK – Stromerzeugung 10 Außerhalb der statistischen Erfassung 8 KWK-Stromerzeugung in TWh geschätzter Wert 6 Industrielle Kraftwirtschaft 4 Allgemeine 2 Versorgung 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Quellen: StBa, ÖI 2011 7
  • 8. Ergebnisse der BHKW-Umfrage 2.500 Export EEG Fossil, > 2 MW, ab 2009 auch nach KWKG vergütet KWKG (fossil, bis 2009 nur < 2 MW) 2.000 Abgesetzte BHKW-Leistung in MWel 1.500 979 - 724 1.000 942 515 680 607 500 485 421 315 - 201 - 27 269 323 23 205 105 122 - 2007 2008 2009 2010 2011* Quelle: BHKW-Datenbank ÖI 2011 8
  • 9. Förderung nach KWKG – I Anlagen mit IBN 01.01.2009 – 31.08.2011 1200 Gesamt: 1.8 GWel KWKG-Anträge nach zu fördernder Leistung 1000 (seit dem 1.1.2009) [MWel] 800 > 100 MWel 10-100 MWel 600 2-10 MWel <= 2 MWel 50 kWel-2 MWel 400 10-50 kWel <=10 kWel 200 0 Modernisierungen Kleine Brennstoffzellen Neuanlagen (§ 5 Abs. 1 Nr. 4) (§ 5 Abs. 2 S. 1 Nr. (§ 5 Abs. 2 S.1 Nr. (§ 5 Abs. 3) 1) 2) Quelle: Bafa 2011 9
  • 10. Abschätzung der installierten KWK-Leistung • KWK-Stromerzeugung 2010: 92 TWh  Annahme : 5.000 – 4.000 Vbh  Geschätzte installierte KWK- Leistung von 18-23 GWel • 25% Ziel entspricht etwa 140 TWh im Jahr 2020: – Es fehlen noch etwa 50 TWh – Mit 4.000 – 5.000 Vbh ergibt sich eine geschätzte erforderliche zusätzliche Leistung (ohne Ersatz von Altanlagen) von 10 -12,5 GWel – Bei niedrigeren Vbh (wie für stärker stromgeführte Anlagen üblich) eher größerer Leistungszubau erforderlich. 10
  • 11. Förderung nach KWKG – II Wärmenetze mit IBN 1.1.2009-31.10.2010 Jahr der Inbetriebnahme 2009 2010 Anzahl Anträge 438 587 geförderte Trassenlänge [km] 264,0 533,5 Brennstoffanteile bezogen auf Trassen-km Biogas 17,4% 28,8% Biomasse 12,6% 5,6% Braunkohle 1,7% 1,7% Erdgas 39,2% 23,0% Flüssiggas 1,3% 0,0% Heizöl 0,2% 0,0% Sonstige 5,3% 15,4% Steinkohle 22,3% 16,4% nicht definiert 0,0% 9,2% Quelle: Bafa 2011 11
  • 12. Ausbaupfade der KWK – Ergebnisse der Literaturrecherche I KWK‐Stromerzeugung 400 Hinweis: Die Studien, die dieser Darstellung zugrunde unteres Quartil liegen, unterscheiden sich in Fragestellung, Methodik und Datengrundlage zum Teil deutlich, so dass die BEI et DLR (2005) Minimum 350 Vergleichbarkeit der Ergebnisse nicht gegeben ist. Es handelt sich bei dieser Grafik also nicht um eine statistische Median Auswertung im eigentlichen Sinne, sondern um eine Maximum Veranschaulichung der Spannbreiten der Ergebnisse. Mittelwert 300 oberes Quartil 250 FfE (2009) TWh 200 FfE (2009) 150 100 50 Öko‐Institut et al. (2009) DIW et al. (2007) SRU (2011) 0 2009 2020 2030 2050 Quelle: Zusammenstellung ÖI+IZES 2011 12
  • 13. Ausbaupfade der KWK – Ergebnisse der Literaturrecherche II Netzgebundene Wärmeversorgung 1.150 DLR (2009) unteres Quartil FFE (2009) Min FFE (2009) 950 Median Max FFE (2009) Mittelwert oberes Quartil 750 PJ/a 550 EWI (2010) 350 WWF (2009) EWI (2010) 150 2009 2015 2020 2030 2050 Quellen: Zusammenstellung ÖI+IZES 2011 13
  • 14. Ausbaupfade der KWK – Einordnung der Ergebnisse Quellen: Prognos + BEA 2011, Zusammenstellung ÖI+IZES 2011 14
  • 15. Fazit - I • Die KWK-Stromerzeugung zeigt einen steigenden Trend seit 1998 – seit 2007 besonders durch den Ausbau der biogenen KWK gestützt. – Deutlicher Anstieg bei der AV und IKW im Jahr 2010 ggü. 2009 – bei der IKW seit 2008 kontinuierlich. – Absatz von BHKW stieg erheblich im Jahr 2010, weitere Steigerungen erwartet im Inland + Export. – Deutliche Bestandssteigerungen im Bereich der kleinen fossilen BHKW (unter 50 kW) 15
  • 16. Fazit - II • Inbetriebnahme von KWK-Anlagen seit 2009 mindestens 1,8 GWel – Davon 0,4 GWel Modernisierungen. – Unklar, wie viel von den Neuanlagen als Ersatz für stillgelegte Anlagen installiert wurde. – Zur Zielerreichung wird ein Zubau von 10-12,5 GWel an zusätzlicher KWK-Leistung abgeschätzt. • Der Median der Werte für die KWK- Stromerzeugung liegt etwas unterhalb des Ziels eines KWK-Anteils von 25% im Jahr 2020. • Mögliche Ausbaupfade der KWK divergieren stark in verschiedenen Studien => die Entwicklung ist noch offen 16
  • 17. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Öko-Institut e.V. Sabine Gores: s.gores@oeko.de http://www.oeko.de