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Zukunft der Kraft-Wärm-Kopplung nach 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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Zukunft der KWK nach 2030




BMU/UBA-Workshop
Kraft-Wärme-Kopplung




Dr. Felix Chr. Matthes
Berlin, 16. November 2011
Energiekonzept 2010/2011
Zielsystem ist und wirkt (auch) langfristig



         Treibhaus- Erneuerbare Energien             Minderung Energiebedarf
            gas-      Brutto-    Strom-    Primär-    Gebäude-     End-      Strom-
         Emissionen Endenergie erzeugung   energie     Wärme      energie   verbrauch
                                                                  Verkehr

 2020       -40%       18%        35%       -20%        -20%       -10%        -10%

 2030       -55%       30%        50%

 2040       -70%       45%        65%
          -80 bis
 2050                  60%        80%       -50%        -80%       -40%        -25%
            -95%

 Basis      1990                            2008         2008      2005        2008




                                                        Bundesregierung 2010/2011
KWK im zukünftigen Energiesystem
Große Bandbreiten, eindeutige Trends?

                                                                              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


                                                                                                                     Öko-Institut/IZES 2011
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              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


                                                                                      Öko-Institut/IZES 2011
Zukunft der KWK (1)

•   Kraft-Wärme-Kopplung gerät zunehmend in eine „Sandwich-
    Position“
     Wärmebedarf sinkt tendenziell und signifikant
       •    zumindest in der allgemeinen Versorgung)
       •    Refokussierung der KWK auf die Industrie?
     die emissionsfreie Energieträgerbasis für KWK wird langfristig
      zum Engpass
        •   Erdgas für eine Übergangszeit
        •   CCS wahrscheinlich keine Option
        •   Geothermie nur regional begrenzt
        •   nachhaltige Biomasse mit deutlich begrenztem
            Aufkommenspotenzial
Zukunft der KWK (2)

•   Aber: Kraft-Wärme-Kopplung kann kurz- bis mittelfristig einen
    wichtigen Beitrag zur Kapazitätssicherung (Versorgungs-
    sicherheit) und bei den Systemdienstleistungen übernehmen
     zumindest für die nächsten zwei bis drei Dekaden
      (Lebensdauer von Erdgas-KWK-Anlagen)
     marktliche und infrastrukturelle Voraussetzungen
       •   strommarktorientierter Betrieb
       •   vorhandene Flexibilisierungsoptionen (vielfältiger Natur,
           Wärmespeicher als robuste Peripherieoption)
•   Und: Anschlussoptionen müssen mitgedacht werden
     Umstellung auf (verfügbare) emissionsfreie Energieträgerbasis
     Vermeidung von Lock-in (fossile Dezentralisierung als Ersatz
      für Energieeinsparung)
     Umbauoptionen für die Wärmeinfrastruktur
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Zukunft der Kraft-Wärm-Kopplung nach 2030

  • 1. Zukunft der KWK nach 2030 BMU/UBA-Workshop Kraft-Wärme-Kopplung Dr. Felix Chr. Matthes Berlin, 16. November 2011
  • 2. Energiekonzept 2010/2011 Zielsystem ist und wirkt (auch) langfristig Treibhaus- Erneuerbare Energien Minderung Energiebedarf gas- Brutto- Strom- Primär- Gebäude- End- Strom- Emissionen Endenergie erzeugung energie Wärme energie verbrauch Verkehr 2020 -40% 18% 35% -20% -20% -10% -10% 2030 -55% 30% 50% 2040 -70% 45% 65% -80 bis 2050 60% 80% -50% -80% -40% -25% -95% Basis 1990 2008 2008 2005 2008 Bundesregierung 2010/2011
  • 3. KWK im zukünftigen Energiesystem Große Bandbreiten, eindeutige Trends? 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 Öko-Institut/IZES 2011
  • 4. Leitungsgebundene Wärmeversorgung Große Bandbreiten, eindeutige Trends? 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 Öko-Institut/IZES 2011
  • 5. Zukunft der KWK (1) • Kraft-Wärme-Kopplung gerät zunehmend in eine „Sandwich- Position“  Wärmebedarf sinkt tendenziell und signifikant • zumindest in der allgemeinen Versorgung) • Refokussierung der KWK auf die Industrie?  die emissionsfreie Energieträgerbasis für KWK wird langfristig zum Engpass • Erdgas für eine Übergangszeit • CCS wahrscheinlich keine Option • Geothermie nur regional begrenzt • nachhaltige Biomasse mit deutlich begrenztem Aufkommenspotenzial
  • 6. Zukunft der KWK (2) • Aber: Kraft-Wärme-Kopplung kann kurz- bis mittelfristig einen wichtigen Beitrag zur Kapazitätssicherung (Versorgungs- sicherheit) und bei den Systemdienstleistungen übernehmen  zumindest für die nächsten zwei bis drei Dekaden (Lebensdauer von Erdgas-KWK-Anlagen)  marktliche und infrastrukturelle Voraussetzungen • strommarktorientierter Betrieb • vorhandene Flexibilisierungsoptionen (vielfältiger Natur, Wärmespeicher als robuste Peripherieoption) • Und: Anschlussoptionen müssen mitgedacht werden  Umstellung auf (verfügbare) emissionsfreie Energieträgerbasis  Vermeidung von Lock-in (fossile Dezentralisierung als Ersatz für Energieeinsparung)  Umbauoptionen für die Wärmeinfrastruktur
  • 7. Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Felix Chr. Matthes Energy & Climate Division Büro Berlin Schicklerstraße 5-7 D-10179 Berlin f.matthes@oeko.de www.oeko.de