SlideShare ist ein Scribd-Unternehmen logo
1 von 40
Downloaden Sie, um offline zu lesen
12 Thesen
zur Energiewende
ImpuLsE
November 2012
12 Thesen
zur Energiewende

Impressum

Impulse
12 Thesen zur Energiewende


Ein Diskussionsbeitrag zu den wichtigsten
Herausforderungen im Strommarkt
(Langfassung)


Dieses Dokument skizziert grundlegende Thesen zur
Energiewende, die der Arbeitsstab von Agora Energie-
wende für die Diskussion im Rat der Agora entwickelt
hat. Diese Thesen spiegeln nicht die Meinung der Rats-
mitglieder wider.



Erstellt von
Agora Energiewende


Agora Energiewende
Rosenstraße 2 | 10178 Berlin
T +49. (0) 30. 284 49 01-00
F +49. (0) 30. 284 49 01-29
www.agora-energiewende.de
info@agora-energiewende.de




006/02a-I-2012/DE
Vorwort


Sie ist ein komplexes Unterfangen, diese Energiewende. Zu-                Wir haben bewusst nicht versucht, auf alle Themenfelder
mindest darin sind sich alle einig. Diese Komplexität birgt               der Energiewende umfassend einzugehen. Vielmehr benen-
die Gefahr, dass die politische Debatte auf Nebenschau-                   nen wir die zentralen Herausforderungen für das technische
plätze abgleitet oder die Aufmerksamkeit auf wenige –                     und ökonomische System und die aus unserer Sicht sinn-
mehr oder weniger relevante – Themen gelenkt wird. Was                    vollen Antworten darauf.
aber sind die wirklich zentralen Herausforderungen? Wo
liegen die Prioritäten, wo die Posterioritäten?                           Wir verstehen diese 12 Thesen zur Energiewende als Einla-
                                                                          dung zur Diskussion. Anmerkungen, Kommentare und Kri-
Mit 12 Thesen zur Energiewende wollen wir dazu beitragen,                 tik sind herzlich willkommen.
die wichtigen Themen von den unwichtigen, die dringlichen
von den nicht so dringlichen zu trennen. Unser Blick richtet              Rainer Baake und das
sich auf die nächsten zehn bis 20 Jahre, grob also die Zeit bis           Team von Agora Energiewende
2030. Dafür haben wir vorhandenes Wissen zusammenge-
fasst, zahlreiche Gespräche geführt und den Rat von Exper-
ten eingeholt. Eine unserer Feststellungen war: Nicht alles,
was derzeit im Mittelpunkt der Debatte steht, gehört dort
auch hin.



                                             1. Im Mittelpunkt stehen Wind und Solar!
                                GW

                                70                                                                       MERKMALE
 Wind und PV sind               60                                                                       > dargebotsabhängig
 die günstigsten                50
                                                                                                         > schnell fluktuierend
 Erneuerbaren Energien                                                                                   > nur Kapitalkosten
                                40

                                30
 Das Potenzial anderer
 Erneuerbarer Energien          20

 ist begrenzt                   10

                                 0
                                        Mo        Di         Mi      Do         Fr       Sa        So



                                            Wie synchronisieren wir Nachfrage und Angebot?
                                                     Wie minimieren wir die Kosten?
                                     Wie realisieren wir die Energiewende im europäischen Kontext?



    TECHNISCHES SYSTEM                                                          MARKTDESIGN UND REGULIERUNG
    2. »Grundlastkraftwerke« gibt es nicht mehr: Gas                             7. Der heutige Strommarkt handelt Kilowattstunden
       und Kohle arbeiten Teilzeit                                                  – er garantiert keine Versorgungssicherheit
    3. Flexibilität gibt es reichlich – nur lohnt sie sich                       8. Am Grenzkostenmarkt können sich Wind und PV
       bislang nicht                                                                prinzipiell nicht refinanzieren
    4. Netze sind billiger als Speicher                                          9. Ein neuer Energiewende-Markt ist erforderlich
    5. Die Sicherung der Höchstlast ist kostengünstig                           10. Der Energiewende-Markt bindet die Nachfrage ein
    6. Die Integration des Wärmesektors ist sinnvoll                            11. Er muss im europäischen Kontext gedacht werden



                                             12. Effizienz: Eine gesparte kWh ist die günstigste




                                                                                                                                      1
Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende
Inhalt




These 1
Der erste Hauptsatz der Energiewende lautet: „Im Mittelpunkt stehen Wind und Solar!“          5

These 2
„Grundlastkraftwerke“ gibt es nicht mehr: Gas und Kohle arbeiten Teilzeit                    9

These 3
Flexibilität gibt es reichlich – nur lohnt sie sich bislang nicht                            11

These 4
Netze sind billiger als Speicher                                                             14

These 5
Die Sicherung der Höchstlast ist kostengünstig                                               16

These 6
Die Integration des Wärmesektors ist sinnvoll                                                18

These 7
Der heutige Strommarkt handelt Kilowattstunden – er garantiert keine Versorgungssicherheit   20

These 8
Am Grenzkostenmarkt können sich Wind und PV prinzipiell nicht refinanzieren                  22

These 9
Ein neuer Energiewende-Markt ist erforderlich                                                24

These 10
Der Energiewende-Markt bindet die Nachfrageseite aktiv ein                                   27

These 11
Der Energiewende-Markt muss im europäischen Kontext gedacht werden                           29

These 12
Effizienz: Eine gesparte kWh ist die günstigste                                              31


Literaturverzeichnis33




                                                                                              3
Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende
IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende




These 1
Der erste Hauptsatz der Energiewende lautet:
„Im Mittelpunkt stehen Wind und Solar!“

Der Technologie-Wettbewerb des Erneuer-                       Der Beitrag von Bioenergie zur deutschen Stromerzeugung
bare-Energien-Gesetzes kennt zwei Sieger:                     wird auch langfristig auf deutlich unter 10 Prozent pro Jahr
Windkraft und Photovoltaik; sie sind absehbar                 beschränkt bleiben (2011: ca. 5 Prozent). Grund: Die land-
die kostengünstigsten Technologien und ha-                    und forstwirtschaftlichen Flächen in Deutschland und an-
ben das größte Potenzial                                      deren Ländern sind begrenzt und die Nutzung von Holz und
                                                              Energiepflanzen für das Energiesystem steht in Konkurrenz
Der durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) ausge-        zu vielen anderen möglichen Nutzungen der Fläche, etwa
löste Technologiewettbewerb ist (vorerst) entschieden: Die    für die Herstellung von Lebensmitteln oder die Produktion
beiden günstigsten Erzeugungsarten für Strom aus Erneu-       von Rohstoffen für die Industrie (zum Beispiel Papierindus-
erbaren Energien (EE) sind Wind und Photovoltaik (PV).        trie, chemische Industrie), oder dem Naturschutz. Zudem ist
Nach derzeitigem Kenntnisstand wird keine andere EE-          Biomasse zur Stromproduktion ein relativ teurer Energie-
Technologie zu gleich geringen Kosten Strom in relevanten     träger, dessen Kosten in den letzten Jahren gestiegen statt
Größenordnungen produzieren können. Die Energiewende          gesunken sind.2 Auch die Menge an günstigem, nachhaltig
in Deutschland wird also auf diesen beiden Technologien       produziertem Import-Holz ist begrenzt, bedingt unter ande-
basieren.                                                     rem durch den wachsenden Nahrungs- und Biomassebedarf
Hintergrund ist die enorme Kostendegression in den            in Entwicklungs- und Schwellenländern.3
Schlüsseltechnologien Windkraft und Solarenergie in den       Neben Wind, Photovoltaik und Biomasse tragen heute Lauf-
vergangenen 20 Jahren. Bei Wind sanken die Kosten für         wasserkraft und Geothermie zur Stromproduktion bei. Diese
die erzeugte Energie – trotz steigender Rohstoffkosten für    werden jedoch aller Voraussicht nach auch in Zukunft keine
Stahl – seit 1990 um etwa 50 Prozent. Bei der Photovoltaik    wesentlich größeren Beiträge liefern. Auch wenn es noch
ist die Entwicklung noch rasanter. Hier sind die Systemkos-   begrenzte Ausbaupotenziale bei der Wasserkraft gibt, wird
ten im gleichen Zeitraum um 80 bis 90 Prozent gesunken.       sie keine zentrale Rolle in der Stromversorgung spielen.4
Und das Ende der Kostendegression ist bei diesen Technolo-    Die Stromproduktionskosten der Geothermie werden nach
gien noch keineswegs erreicht.1                               derzeitigem Erkenntnisstand auf Dauer sehr hoch bleiben,
                                                              weshalb der derzeitige Beitrag von weniger als 1 Promille
Alle anderen Erneuerbare-Energien-Tech-                       auch in Zukunft nicht wesentlich höher liegen dürfte.5 An-
nologien sind entweder deutlich teurer be-
ziehungsweise haben nur begrenzte Aus-                        2	 Die Grundvergütung für kleine Biomasseanlagen lag 2002 bei
baupotenziale (Wasser, Biomasse/Biogas,                          10,1 ct/kWh, 2012 liegt sie bei 14,3 ct/kWh. Hinzu kommen die
Geothermie) und/oder sind noch im For-                           in den letzten Jahren zusätzlich geschaffenen Boni von bis zu
                                                                 18 ct/kWh. Im Ergebnis liegt die durchschnittliche Vergütung
schungsstadium (Wellenenergie, Osmose,                           von Strom aus Biomasseanlagen heute bei 19,6 ct/kWh.
etc.)
                                                              3	 Vgl. zum Beispiel DLR/Fraunhofer IWES/IfNE (2012); Prognos/EWI/
                                                                 GWS (2010); Prognos/Öko-Institut (2009); SRU (2011); UBA (2010).

                                                              4	 Vgl. Ingenieurbüro Floecksmühle et al. (2010).
1	 Vgl. IPCC (2011); IRENA (2012a); IRENA (2012b).
   Die Kosten für die Installation einer PV-Anlage in         5	 So wurde etwa die EEG-Vergütung von 9 ct/kWh im Jahr
   Deutschland sind gegenüber den in diesen Studien ver-         2000 auf heute 25 ct/kWh erhöht, ohne dass dies ei-
   öffentlichten Zahlen nochmals deutlich gesunken.              nen nennenswerten Zubau mit sich gebracht hätte.



                                                                                                                                 5
Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende




dere Technologien wie etwa Gezeiten-, Wellen- oder Os-                  Da weder Wind noch Sonne stetig zur Verfügung stehen,
mosekraftwerke befinden sich noch im Forschungsstadium                  benötigt ein darauf basierendes Stromversorgungssystem
und sind von einer breiten Anwendung weit entfernt.6                    ergänzende Kraftwerke, die vorerst nach wie vor überwie-
                                                                        gend fossil betrieben werden. Kurzfristig wird der beste-
Wind- und PV-Anlagen werden 2015 Vollkos-                               hende Kraftwerkspark diese Backup-Funktion übernehmen
ten von 7-10 ct/kWh haben – ein System aus                              (aktueller Strompreis an der Börse: ca. 5 ct/kWh). Mittelfris-
Wind, PV und Backup-Kapazitäten liegt damit                             tig werden zudem Investitionen in neue fossile Kraftwerke
in der gleichen Größenordnung wie neue ­­­                              nötig, um die Nachfrage auch dann zu bedienen, wenn kein
Gas- und Kohlekraftwerke                                                Strom aus Erneuerbaren Energien zur Verfügung steht. Be-
                                                                        denkt man, dass die Stromerzeugungskosten von neuen
Das EEG vergütet Wind Onshore derzeit mit etwa 7-10 ct/kWh              Gas- oder Kohlekraftwerken ebenfalls bei etwa 7-10 ct/kWh
und Photovoltaik mit etwa 12-18 ct/kWh, jeweils in Ab-                  liegen9 und die Absicherung der Spitzenlast vergleichsweise
hängigkeit von Anlagengröße und Standort und für 20 Jahre               günstig möglich ist (siehe These 5), dann gilt ab etwa 2015:
garantiert.7 Durch die im EEG festgelegte Degression der                Die Stromerzeugungskosten eines Systems auf der Basis
Einspeisetarife und weitere Kostensenkungen bei diesen                  neuer Wind-, PV- und flexibler fossiler Kraftwerke liegen
Technologien wird es schon im Jahr 2015 möglich, mit dann               in der gleichen Größenordnung wie eine alternative Inves-
errichteten Anlagen Wind- und PV-Strom in der Größen-                   tition in ein traditionelles, kohle- beziehungsweise gasba-
ordnung von 7-10 ct/kWh zu erhalten.8                                   siertes Stromsystem.


6	 Eine weitere Forschungsförderung in allen Erneuerbaren-              Wind und PV sind die beiden wichtigsten
   Energien-Technologien ist in jedem Fall sinnvoll, um die             S
                                                                        ­ äulen der Energiewende!
   Kosten noch weiter zu senken und gegebenenfalls erneuerba-
   re Stromerzeugungstechnologien zu generieren, die noch güns-
   tigere Stromproduktionskosten als Wind und PV haben.                 Dies bedeutet: Die Energiewende in Deutschland wird auf
                                                                        der Basis von Wind und Photovoltaik erfolgen. Eine rea-
7	 Vgl. Bundesumweltministerium (2012a) und (2012b). Wind
   Offshore ist derzeit noch deutlich teurer: Die Anfangsvergütung      listische Alternative dazu existiert nicht. Wenn die Er-
   im EEG beträgt 15 ct/kWh für mindestens 12 beziehungswei-            neuerbaren Energien eines Tages die Hälfte des gesamten
   se im Stauchungsmodell 19 ct/kWh für mindestens acht Jahre,          Strombedarfs decken, wird der Anteil von Wind (Onshore
   wobei sich der Zeitraum der Anfangsvergütung von 15 ct/kWh in
                                                                        und Offshore) und PV bereits 35 Prozent betragen. Je stärker
   Abhängigkeit von der Entfernung zur Küste und der Meerestiefe
   verlängert. Nach Ende des Anfangsvergütungszeitraums er-             die Erneuerbaren ihren Anteil ausbauen, desto wichtiger
   halten Wind-Offshore-Anlagen 3,5 ct/kWh. Hinzu kommen                wird die Rolle von Wind und PV im Verhältnis zu anderen
   die über die Netzentgelte umgelegten Netzanschlusskosten             Technologien aus dem Sektor der Erneuerbaren, da deren
   sowie das Offshore-Bürgschafts-Programm der KfW.
                                                                        Ausbaupotenzial begrenzt ist. Bereits im Jahr 2022 werden
8	 Dies gilt in jedem Fall für Windkraftanlagen auf Land sowie grö-     Wind und PV laut Bundesnetzagentur etwa 70 Prozent des
   ßere PV-Anlagen. Bei Wind-Offshore-Anlagen bleibt die weitere
                                                                        Stroms aus Erneuerbaren Energien erzeugen.10 Danach wird
   Kostenentwicklung abzuwarten, das Abschmelzen der aktuellen
   Vergütungssätze beginnt laut EEG erst im Jahr 2018. PV-Anlagen       der Anteil sogar auf 80 bis 90 Prozent steigen.
   werden, je nach Größe, Ende 2014 bei Zubau entsprechend dem EEG-
   Zubaukorridor eine Vergütung von ca. 9-14 ct/kWh erhalten; bei
   einem sehr starken Zubau wird der PV-Vergütungssatz Ende 2014
   je nach Anlagengröße bei 6-9 ct/kWh liegen. Für die Zeit danach
   können selbst kleinere PV-Dachanlagen an guten Sonnenstandorten
   in Deutschland zu 10 ct/kWh Strom produzieren, zum Beispiel unter
                                                                        9	 Vgl. (EWI) 2011, S. 27-29 und 40, beziehungswei-
   folgenden, durchaus realistischen Bedingungen: Installationskosten
                                                                           se DLR/Fraunhofer IWES/IfnE (2012), S. 217.
   1.000 Euro pro kWp, Stromertrag 1.000 Stunden pro Jahr, 25 Jahre
   Nutzungsdauer, Betriebskosten 1 Prozent der Installationskosten      10	Entsprechend dem Leitszenario für den
   p.a., Verzinsungsanspruch des Kapitals fünf Prozent p.a.                Netzentwicklungsplan 2012.



6
IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende




                                                                                Abbildung 1 verdeutlicht die überragende Bedeutung,
Stromnachfrage und Erzeugung aus Erneuerbaren
Energien in drei beispielhaften Wochen im Jahr 2022                      1   welche die Erzeugung aus Windkraft- und Photovoltaikan-
                                                                             lagen für die Energiewende mittelfristig haben wird. Dar-
                                                                             gestellt ist das Ergebnis einer Modellrechnung der Strom-
GW                       Anfang Februar (KW 6)
                                                                             nachfrage und der Stromerzeugung in Deutschland für drei
                                                                             verschiedene Wochen im Jahr 2022. Die rote Linie stellt die
80
                                                                             Nachfrage in Gigawatt (GW) dar, die verschiedenen Farben
60                                                                           die Erzeugung aus Erneuerbaren Energien, die graue Fläche
                                                                             die residuale Nachfrage, welche durch die verbleibenden
40                                                                           fossilen Kraftwerke gedeckt werden muss. Die Ergebnisse
                                                                             zeigen, dass es schon im Jahr 2022 rund 200 Stunden geben
20
                                                                             kann, in denen die Stromproduktion aus Wind, Sonne, Was-
                                                                             ser und Biomasse den kompletten Strombedarf in Deutsch-
     Mo         Di           Mi      Do       Fr          Sa        So       land übersteigt. Gleichzeitig wird es zahlreiche Stunden
                                                                             geben, in denen die Erneuerbaren Energien nur sehr wenig
GW                           Mitte August (KW 33)                            Strom liefern. Aus dieser Analyse leiten sich die Herausfor-
                                                                             derungen ab, die in diesem Papier beschrieben werden.11
80                                                                           Es geht bei der Energiewende im Kern um die Synchroni-
                                                                             sation der fluktuierenden Stromproduktion von Wind- und
60
                                                                             Solaranlagen mit der Nachfrage der Konsumenten. Dazu
40
                                                                             wird Flexibilität benötigt – auf der Angebots- und der
                                                                             Nachfrageseite.
20

                                                                             Wind- und Solarenergie haben drei
     Mo         Di           Mi      Do       Fr          Sa        So
                                                                             zentrale Eigenschaften:

GW                      Ende November (KW 47)                                → Sie sind dargebotsabhängig, das heißt die Strompro-
                                                                                duktion hängt vom Wetter ab
80
                                                                             Wind- und PV-Anlagen sind – im Gegensatz zu fossi-
                                                                             len Energieträgern – nicht entsprechend der Stromnach-
60                                                                           frage beziehungsweise dem durch sie erzeugten Preissignal
                                                                             an der Strombörse steuerbar. Sie produzieren Strom dann,
40
                                                                             wenn die Sonne scheint beziehungsweise der Wind weht.
20




     Mo         Di           Mi      Do       Fr          Sa        So


              Stromnachfrage                   Fossile Kraftwerke            11 Die Graphik wurde erstellt von Fraunhofer IWES im Auftrag
              Photovoltaik                     Wind Onshore/Offshore            von Agora Energiewende (2012a). Die Grundlage für die
                                                                                Berechnungen bildet das sogenannte Leitszenario (Szenario
              Wasser                           Biomasse
                                                                                B) des von der Bundesnetzagentur Ende 2011 geneh-
                                                                                migten Szenariorahmens für den Netzentwicklungsplan.
Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012a)                     Die vollständigen Daten für alle 52 Wochen sind erhält-
                                                                                lich unter www.agora-energiewende.de/download.



                                                                                                                                            7
Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende




→→Sie haben hohe Kapitalkosten und (fast) keine Be-                     Windkraftanlagen erzeugen vor allem im Winter Strom, So-
  triebskosten                                                          laranlagen dagegen im Sommer. Die meiste Sonne scheint
Die laufenden Kosten (Wartung, Betrieb) bei Wind und Pho-               zur Mittagszeit, während Wind über den ganzen Tag ver-
tovoltaik sind sehr gering, sie liegen bei etwa 1 bis 3 Prozent         teilt auftritt – oft weht er am wenigsten zum Zeitpunkt der
der Kapitalkosten pro Jahr.12 Die Grenzkosten sind aufgrund             höchsten Sonneneinstrahlung.13 Da sich Strom aufgrund
fehlender Brennstoffkosten sogar annähernd Null. Das be-                der Effizienzverluste nur relativ teuer speichern lässt, ist
deutet: Bei Wind- und Solarenergie wird bereits mit der                 es aus Sicht des Gesamtsystems sinnvoll, kostengünstigere
Investition der Strom für die nächsten 20 bis 30 Jahre fast             Optionen zu nutzen, um Stromangebot und Stromnach-
vollständig bezahlt.                                                    frage zu synchronisieren. Hierzu zählt die Flexibilisierung
                                                                        des Gesamtsystems (siehe These 3), aber auch, das unter-
→→Ihre Stromproduktion ist schnell fluktuierend                         schiedliche Einspeiseverhalten von Wind und Photovoltaik
Aufgrund von Windböen und -flauten sowie des Durchzugs                  zu nutzen – selbst wenn die Stromproduktionskosten von
von Wolkenfeldern ist die Stromeinspeisung von Sonne und                Windstrom etwas niedriger sind als die von Photovoltaik.
Wind zum Teil stark schwankend. Dies bedeutet, dass der                 Diese Logik – das zeitlich auseinanderfallende Einspei-
Rest des Stromsystems – fossile Kraftwerke, Stromnach-                  severhalten zur Minimierung der Gesamtsystemkos-
frage, Stromspeicher – sehr flexibel werden muss, um sich               ten zu nutzen – gilt auch geographisch: Da der Wind in
dem fluktuierenden Einspeiseverhalten von Wind und PV                   den einzelnen Regionen Deutschlands zu unterschiedli-
anpassen zu können.                                                     chen Zeiten weht, sollte Windstrom nicht ausschließlich in
                                                                        Norddeutschland und Solarstrom nicht ausschließlich in
Diese Eigenschaften sind grundlegend anders                             Süddeutschland produziert werden. Denn die Stromproduk-
als die von Kohle und Gas; sie verändern                                tionskosten von Windstrom an der Küste beziehungsweise
das Energiesystem und den Energiemarkt                                  von Sonnenstrom in Bayern und Baden-Württemberg sind
fundamental                                                             zwar etwas niedriger als im Rest Deutschlands, aber man
                                                                        erhielte dann nur zu den Zeiten Wind- beziehungsweise
Die Steuerung von Gas- und Kohlekraftwerken erfolgt in Ab-              Solarstrom, wenn genau in diesen Regionen die Wetter-
hängigkeit vom Strompreis an der Börse, sie haben im Betrieb            bedingungen es erlaubten. Aus der Perspektive der Ge-
hohe variable Kosten (Brennstoffe, CO2-Emissionsrechte).                samtsystem-Optimierung spricht jedoch Vieles dafür, die
Auch wurde der bisherige Kraftwerkspark nicht primär auf                unterschiedlichen Wetterbedingungen in Deutschland so
schnelle Produktionsänderungen ausgelegt. Die Energiewende              zu nutzen, dass die Stromproduktion von Wind und Pho-
mit steigenden Anteilen von Wind- und PV-Strom wird das                 tovoltaik auf möglichst viele unterschiedliche Stunden im
Stromsystem und den Strommarkt grundlegend verändern.                   Jahr verteilt wird und der Strom dann durch ein ausgebau-
                                                                        tes Leitungsnetz zwischen den Regionen transportiert wird.
Wind und PV sollten parallel ausgebaut                                  Wann genau PV- und Windkraftanlagen typischerweise
werden, denn sie ergänzen sich gegenseitig:                             Strom produzieren und welches zeitliche Einspeiseprofil
In der Regel weht der Wind dann, wenn die                               neue Anlagen zukünftig haben sollten, ist allerdings noch
Sonne nicht scheint – und umgekehrt                                     wenig untersucht.



12	 Die fixen Betriebskosten einer PV-Anlage liegen bei etwa
                                                                        	   fern die kurzfristigen Grenzproduktionskosten etwas über Null
    1 bis 1,5 Prozent der Kapitalkosten pro Jahr, wobei die kurzfris-
                                                                            liegen, vgl. McKinsey (2010), S. 63; DLR/Fraunhofer IWES/IfnE
    tigen Grenzproduktionskosten einer funktionsfähigen Anlage
                                                                            (2012), S. 1 des Datenanhangs; IRENA (2012a); IRENA (2012b).
    bei Null liegen. Bei Windanlagen liegen die Betriebskosten bei
    etwa 2 bis 4 Prozent der Kapitalkosten pro Jahr, wobei zu den       13	 Vgl. etwa die Analysen von Gerlach/Breyer (2012) für
    Betriebskosten auch der Materialverschleiß zählt und inso-              Mitteldeutschland und E.on Bayern (2011) für Niederbayern.



8
IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende




These 2
„Grundlastkraftwerke“ gibt es nicht mehr:
Gas und Kohle arbeiten Teilzeit

Wind und PV werden zur Basis der Strom-                                  die „Grundlastkraftwerke“ aus der Grundlast. In Zukunft
versorgung; das restliche Stromsystem wird                               werden Wind und Photovoltaik immer größere Teile der
sich um diese herum optimieren; die meisten                              Stromnachfrage decken. Bereits im Jahr 2022 kann die Last
Kraftwerke werden nur in Zeiten von wenig                                (Grundlast bis Spitzenlast) in vielen Stunden vollständig
Sonne und Wind gebraucht, ihre Auslastung                                durch Erneuerbare Energien bedient werden, wie untenste-
sinkt: „Grundlastkraftwerke“ gibt es nicht                               hende Grafik (Abbildung 2) verdeutlicht. In der dargestellten
mehr                                                                     Woche würde ein großer Teil der Kohle- und Gaskraftwerke
                                                                         in den ersten Tagen ungenutzt bleiben, in der zweiten Wo-
„Grundlast“ ist eine Nachfragekategorie und meint in                     chenhälfte dagegen gebraucht. Der Einsatz der verbleiben-
Deutschland jene 35 bis 40 GW, die zu jedem Zeitpunkt ei-                den fossilen Kraftwerke muss sich daher nach der Nach-
nes Jahres mindestens gebraucht werden. Früher wurde die                 frage und der Stromproduktion der Erneuerbaren richten.
Grundlast von Kraftwerken bedient, die „rund um die Uhr“
liefen, daher der missverständliche Begriff „Grundlastkraft-             Wind und PV senken die Gesamtmenge des fossil erzeugten
werke“. Das EEG hat die Erneuerbaren mit dem Einspeise-                  Stroms und damit die Auslastung der Kraftwerke, also die
vorrang zur „Grundlast per Gesetz“ gemacht. Sie verdrängen               Anzahl der Benutzungsstunden. Bei einem Anteil der Er-
                                                                         neuerbaren Energien von 40 Prozent werden Kraftwerks-
  Bedarf an fossilen Kraftwerken im Jahr 2022                            kapazitäten von nur noch 10 bis 25 GW benötigt, die 6.000
  am Beispiel einer Woche im August                                 2   bis 8.000 Stunden im Jahr laufen.14 In den folgenden Jahren
                                                                         wird der Bedarf weiter sinken.

  GW     Fast keine                        20-30 GW                      Schnelle Änderungen der Einspeisung sowie
         fossilen Kraftwerke               fossile Kraftwerke
  80
                                                                         Prognoseunsicherheiten stellen neue Anfor-
                                                                         derungen an kurz- und langfristige Flexibilität
  60

                                                                         Die fluktuierende Erzeugung aus Wind und Photovol-
  40
                                                                         taik stellt gänzlich neue Anforderungen an den zukünfti-
  20                                                                     gen Kraftwerkspark: Die Stromerzeugung aus steuerbarer
                                                                         Kraftwerksleistung muss innerhalb von kurzer Zeit erhöht
       	Mo	       Di	          Mi	   Do	      Fr	        Sa	    So       oder reduziert werden, um die Schwankungen auszuglei-

                                                                         14	 Vgl. VDE (2012a), S. 43; Consentec/r2b (2010a), S. 51;
  •  on Montag bis Donnerstag decken Wind und PV den größten
    V
                                                                             Fraunhofer IWES (2009). Für 40 Prozent Erneuerbare er-
    Teil der Stromnachfrage ab, fossile Kraftwerke werden kaum
    benötigt                                                                 rechnet VDE (2012a) einen Bedarf an 10 bis 15 GW Kapazität,
                                                                             die mit über 8.000 Volllaststunden im Jahr fast durchgän-
  •  wischen Donnerstagnachmittag und Sonntagvormittag wer-
    Z
                                                                             gig gebraucht wird, Consentec/r2b (2010a) einen Bedarf von
    den durchgängig etwa 20 bis 30 GW ergänzende Kraftwerks-
    kapazität benötigt                                                       25 GW Kapazität, die über 6.000 Volllaststunden im Jahr be-
                                                                             nötigt wird. Für 50 Prozent Erneuerbare errechnet Consentec/
                                                                             r2b (2010a) 18 GW für über 6.000 Volllaststunden, Fraunhofer
  Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012a)
                                                                             IWES (2009) 21 bis 26 GW für über 7.000 Volllaststunden.



                                                                                                                                            9
Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende




chen. Bei steigenden Anteilen von Wind und PV gilt dies                 bis 2020 auf 25 Prozent erhöht werden. Mittelfristig werden
auch für die wenigen „Grundlastkraftwerke“. In Zukunft                  diese Anlagen daher einen Großteil der steuerbaren Kraft-
werden alle verbleibenden Kraftwerke flexibel betrieben                 werksleistung in Deutschland ausmachen.17 Während KWK-
werden müssen.                                                          und Biomasseanlagen im Jahr 2010 nur etwa ein Fünftel zur
Die Einspeisung von Wind und Photovoltaik kann niemals                  steuerbaren Kraftwerksleistung beigetragen haben, werden
ganz genau vorhergesagt werden. Sie unterliegt immer einer              sie voraussichtlich bereits im Jahr 2020 mehr als ein Drittel
Prognoseunsicherheit, die umso größer ist, je weiter in die             dieser Leistung erbringen.18 Bei hohen Anteilen von Wind-
Zukunft geschaut wird. Die tägliche und stündliche Pro-                 und Solarstrom gilt daher auch für den Einsatz der KWK-
gnose für Wind und Photovoltaik15 kann durch genauere                   und Biomasseanlagen, dass sie der Stromnachfrage folgen
Wetterdaten verbessert werden. Durch die richtige Gestal-               müssen.
tung der Rahmenbedingungen können Erzeuger diese kurz-
fristigen Prognosen bei der Einsatzplanung ihrer Kraft-                 Lastmanagement und Speicher tragen
werke berücksichtigen und somit die Erzeugung optimieren.               zur Synchronisation bei
Weit schwieriger und mit größerer Unsicherheit behaftet
ist die langfristige Prognose über ein oder mehrere Jahre im            Flexibilitätsoptionen wie Lastmanagement und Pumpspei-
Voraus. Besonders das Windaufkommen schwankt von Jahr                   cher werden helfen, den zukünftigen Kraftwerkspark effizi-
zu Jahr stark. 2010 beispielsweise lag daher die Stromer-               ent zu nutzen: Durch Lastmanagement wird Stromnachfrage
zeugung aus Windkraftanlagen in Deutschland an Binnen-                  in die Zeiten verschoben, in denen besonders viel Wind und
standorten um 25 Prozent, in Küstennähe um 15 Prozent                   Sonne zur Verfügung steht. In denselben Zeiten nehmen
unter dem Durchschnitt der letzten zehn Jahre.16 Weil der               Pumpspeicher Strom auf; sie geben ihn wieder ab, wenn
nicht-erneuerbare Kraftwerkspark für die windschwachen                  wenig Wind weht und die Sonne nicht scheint. Dadurch
Jahre ausgelegt werden muss, wird er in windstarken Jahren              werden teure An- und Abfahrvorgänge der Kraftwerke ver-
geringer ausgelastet.                                                   ringert, die Nutzung der günstigsten Kraftwerke optimiert
                                                                        und die Gesamtsystemkosten minimiert.
Kraft-Wärme-Kopplung und Biomasse
müssen mittelfristig nach dem Strombedarf
betrieben werden

Der Einsatz von Anlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung
(KWK) und von Biomassekraftwerken richtet sich heute in
der Regel nicht nach dem Strombedarf. Vielmehr werden
KWK-Anlagen wärmegeführt betrieben, das heißt, wenn
Wärme benötigt wird, produziert die Anlage „nebenbei“ auch
Strom. Und die meisten Biomasseanlagen laufen im Dauer-
betrieb, weil sie aufgrund der Vergütungsregeln so am wirt-
                                                                        17	 Vgl. Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz, Paragraf 1.
schaftlichsten sind. Mittel- bis langfristig wird sich dies
ändern müssen. Die Stromerzeugung aus KWK-Anlagen soll                  18	Vgl. BMU-Leitstudie Erneuerbare Energien (DLR/Fraunhofer
                                                                           IWES/IFnE (2012)), S. 19; die Studie, Szenario 2011 A, be-
                                                                           schreibt für 2010 eine Kapazität von 22 GW KWK und Biomasse,
15	 Bei Wind Onshore und PV sind bereits viele Lösungen für derartige
                                                                           90 GW andere Kraftwerke; die erwarteten Kapazitäten für 2020
    Aufgaben entwickelt worden. Für die Prognose von Wind Offshore
                                                                           sind 31 GW KWK und Biomasse, 61 GW andere Kraftwerke;
    zeichnen sich zusätzliche Herausforderungen durch stärkere und
                                                                           für 2040: 30 KWK und Biomasse, 32 GW andere Kraftwerke.
    schnellere Änderungen und bislang weniger Messpunkte (Bojen)
                                                                           Der Anteil der Biomasse an der gesamten Stromerzeugung
    ab und erfordern gegebenenfalls neue technische Lösungen.
                                                                           bleibt dabei auf etwa zehn Prozent beschränkt, die Leistung
16	 Vgl. IWR (2012).                                                       von nicht Biomasseanlagen ohne KWK auf etwa 3 GW.



10
IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende




These 3
Flexibilität gibt es reichlich –
nur lohnt sie sich bislang nicht

Schwankungen in der Erzeugung (Wind                                          Bei einem Anteil von 50 Prozent Erneuerbarer Energien
und PV) erfordern zukünftig eine wesentlich                                  sind Extremfälle zu erwarten, bei denen sich die von steu-
höhere Flexibilität des Stromsystems                                         erbaren Kraftwerken zu deckende Last innerhalb von vier
                                                                             Stunden um etwa 40 GW ändert.19 Dies entspricht mehr als
Wie bereits unter These 2 gezeigt, muss bei hohen Antei-                     der Hälfte der heutigen Last in Deutschland. Innerhalb von
len von Wind- und Solarstrom das restliche Stromsystem                       einer Viertelstunde sind Laständerungen von bis zu 6 GW
sehr flexibel reagieren. In Abbildung 3 ist ein solcher Fall                 zu erwarten. Dieser Bedarf an Flexibilität wird in Zukunft
zu sehen: Zeitgleich mit dem Rückgang der Erzeugung aus                      gänzlich neue Herausforderungen an das Stromsystem stel-
Photovoltaik lässt der Wind nach. In der Folge müssen die                    len.
steuerbaren Kraftwerke innerhalb weniger Stunden einen
großen Teil der Nachfrage decken. Im ungünstigsten Fall                      Technische Lösungen zur Flexibilität
könnte zeitgleich sogar noch die Nachfrage ansteigen – zum                   sind umfangreich vorhanden
Beispiel wenn mit dem Sonnenuntergang ein großer Teil
der Bevölkerung nach Hause kommt und elektrische Herde,                      Der hohe Bedarf an Flexibilität kann durch verschiedene
Fernseher und Lichter anschaltet.                                            Flexibilitätsoptionen gedeckt werden: auf Erzeugungsseite,
                                                                             auf Nachfrageseite, durch Speicher oder über Netze. Bei
  Flexibilitätsanforderungen im Jahr 2022 am                                 steigendem Flexibilitätsbedarf sollten die verschiedenen
  Beispiel einer Woche im August                                        3
                                                                             Optionen in Reihenfolge ihrer gesamtwirtschaftlichen Kos-
                                                                             teneffizienz genutzt werden. Neben dem Netzausbau (siehe
                                             Differenz bei Wind und
                                                                             These 4) sind die aus heutiger Sicht wichtigsten Flexibili-
 GW
                                             PV: 30 GW in vier Stunden       tätsoptionen folgende:
 80
                                                                             →→Nach Strombedarf betriebene KWK-
 60                                                                            und Biomasseanlagen
                                                                             Um Flexibilität effizient zu erreichen, sollten unnötige
 40
                                                                             Inflexibilitäten im Stromsystem vermieden werden. Die
 20
                                                                             Kraftwerke, die technisch gut steuerbar sind, sollten so ein-
                                                                             gesetzt werden, dass sie die Erzeugung aus Wind und PV
                                                                             optimal ergänzen. Wie in These 2 beschrieben, ist dies heute
      	
      Mo	Di	Mi	Do	Fr	Sa	So
                                                                             weder für KWK- noch Biomasseanlagen der Fall. In Zu-
  •  onnerstags von 10 bis 13 Uhr wird die Stromnachfrage fast
    D                                                                        kunft werden sie dagegen einen großen Teil des steuerbaren
    vollständig durch Wind und PV gedeckt                                    Kraftwerksparks ausmachen; zukünftig werden sich beide
  •  b 13 Uhr lassen Wind und Sonneneinstrahlung nach, so dass
    A                                                                        Technologien neben dem Wärme- vor allem am Strombedarf
    um 17 Uhr etwa 30 GW ergänzende Kraftwerkskapazität benö-
    tigt werden                                                              ausrichten müssen. Technisch ist dies unproblematisch und


  Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012a)
                                                                             19	 Vgl. IAEW/Consentec (2011), S. 17; betrachtet wurde hier ein
                                                                                 Szenario mit 50 Prozent Erneuerbarer Energien in 2030.



                                                                                                                                                11
Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende




mit relativ geringen Kosten verbunden. Bei KWK-Anlagen                 kraftwerken könnte ihre Leistung von 10 GW bei laufendem
muss lediglich die Wärme in Speicher oder Fernwärmenetze               Betrieb auf 2 GW reduzieren (heute: 4 GW).
eingespeist werden, was für wenige Stunden ohne Probleme               Eine höhere Flexibilität umgerüsteter bestehender sowie
möglich ist (siehe These 6).20 Bei neuen Biomasseanlagen ist           neuer Kraftwerke würde auch wesentlich dazu beitragen,
eine optimierte Auslegung der Gesamtanlage – beispiels-                die erforderliche Mindesteinspeisung aus thermischen
weise hinsichtlich des Verhältnisses von Brennstoffspei-               Kraftwerken (sogenannte Must-run) zu reduzieren.21
cher zur Generatorleistung – erforderlich.
                                                                       →→Erzeugungsspitzen von Wind und PV
→→Flexibilisierung fossiler Kraftwerke                                    vermeiden oder für Wärme nutzen
   (Mindestleistung, Startzeiten)                                      Es kann bei sehr hohen Anteilen von Wind- und Solarstrom
Der fossile Teil der Stromerzeugung bietet sehr große Flexi-           in der Zukunft ökonomisch vernünftig sein, Erzeugungs-
bilitätspotenziale. Kohle- und Gaskraftwerke können durch              spitzen abzuregeln oder zur Wärmeproduktion zu nutzen.
technische und organisatorische Anpassungen flexibilisiert             Eine Auslegung des Stromnetzes zum Abtransport auch der
werden: Die Mindestleistung kann verringert, die Last-                 „letzten“ erzeugten Kilowattstunde wäre unverhältnismäßig
gradienten können erhöht und Startzeiten reduziert wer-                teuer. Die Netze müssten für Transportkapazitäten ausgelegt



  Flexibilität fossiler Kraftwerke                                                                                                        4


  Optimierungspotenzial (erste Zahl) und heute üblicher Stand (Zahl in Klammern) je 1.000 MW

                                                 Steinkohle-       Braunkohle-           Gas- und Dampfkraftwerk            Gasturbine
                                                  kraftwerk         kraftwerk
  Mindestlast                MW                  200 (400)          400 (600)                   300 (500)                    200 (500)


  Maximale Änderung          MW                   300 (75)          200 (50)                    400 (100)                    750 (400)
  der Last in 5 Minuten
  Anfahrtszeit Kaltstart      h                    4 (10)             6 (10)                       2 (4)                       0,1




  Eigene Darstellung basierend auf VDE (2012a)




den. Die Unterschiede zwischen dem heute üblichen Maß                  werden, die nur ganz wenige Stunden im Jahr benötigt wer-
an ­Flexibilität und dem technischen Optimierungspotenzial             den. Wo immer möglich, sollte der Strom, der nicht abtrans-
sind in der oben stehenden Tabelle (Abbildung 4) dargestellt.          portiert werden kann, sinnvoll verwendet werden: Hierfür
So könnte eine optimierte Gas- und Dampfturbine bei-                   kommt die Nutzung zur Wärmeproduktion in Frage (siehe
spielsweise innerhalb von zwei Stunden auf volle Leistung              auch These 6). Dies kann sowohl über elektrische Heiz-
gebracht werden (heute: etwa vier Stunden). Und 10 GW                  stäbe in Warmwasserspeichern (1 kWh Strom erzeugt 1 kWh
bereits laufende Gas- und Dampfturbinen könnten ihre                   Wärme) oder über Wärmepumpen (1 kWh Strom erzeugt
Last innerhalb von fünf Minuten um bis zu 4 GW anpassen                etwa 4 kWh Wärme) geschehen.
(heute: 1 GW). Eine gleich große Kapazität an Steinkohle-

                                                                       21	 Heute sind je nach Zeitpunkt noch bis zu 25 GW
20	Das Aufrüsten mit Wärmespeichern wird seit der                          Mindesteinspeisung für die Systemstabilität erforderlich, diese
   Novelle 2012 durch das KWK-Gesetz gefördert.                            kann jedoch langfristig minimiert werden, vgl. BMU (2012), S. 22.



12
IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende




→→Lastverschiebung und abschaltbare                             es aufgrund von hoher Einspeisung von Wind und Photo-
   Lasten in der Industrie                                      voltaik zu Zeiten niedriger Nachfrage und wegen der feh-
Eine weitere kostengünstige Flexibilitätsoption mit gro-        lenden Flexibilität des konventionellen Kraftwerksparks für
ßem Potenzial stellt das Lastmanagement, vor allem in der       fast 100 Stunden zu einer Situation, in der Marktteilneh-
Industrie, dar. Die Industrie verbraucht etwa 40 Prozent des    mer dafür bezahlt werden mussten, Strom abzunehmen. Bis
Stroms in Deutschland,22 einen wesentlichen Teil davon in       2011 hat sich die Anzahl der Stunden mit negativen Preisen
großen Anlagen mit zentral gesteuerten Prozessen. In vielen     um den Faktor zehn reduziert24 – trotz erheblich gesteiger-
Fällen ist es technisch leicht möglich, die Stromnachfrage      ter Einspeisung von Wind und PV. Offensichtlich haben die
über einige Stunden zu verschieben: durch Anpassung der         Marktteilnehmer sich zusätzliche Flexibilitäten erschlossen.
Prozesse sowie gegebenenfalls durch die Installation von
Speichern für Zwischenprodukte, Wärme, Kälte oder Druck-        Kleinteilige Flexibilitätsoptionen auf
luft. Das mittelfristig erschließbare technische Potenzial in   Haushaltsebene über Smart Meter zu
der Industrie wird auf etwa 4,5 GW geschätzt.23 Ebenfalls       aktivieren, ist derzeit zu teuer
große und kostengünstig zu erschließende Potenziale sind
im Bereich Gewerbe und Handel zu erwarten, wo beispiels-        „Kleinteilige“ Flexibilitätsoptionen, die in Haushalten durch
weise große Kühlhäuser oder Heizanlagen zentral zu steuern      Smart Meter erschlossen werden, sind aus heutiger Sicht
oder Wärme und Kälte speicherbar sind.                          schlichtweg zu teuer. Erst langfristig werden sie einen ef-
                                                                fizienten Beitrag zum Gesamtsystem leisten können. Sie
Die Herausforderung liegt nicht in der                          sollten erst zum Einsatz kommen, nachdem alle kosten­
Technik oder ihrer Steuerung sondern                            günstigeren Optionen ausgeschöpft worden sind. Um bei-
in den richtigen Anreizen                                       spielsweise eine Waschmaschine als Flexibilitätsoption
                                                                nutzen zu können, muss darin ein Steuerungssystem vor-
Die hier beschriebenen Flexibilitätsoptionen sind technisch     handen sein. Der Haushalt muss über einen Zähler zur Echt-
bereits heute verfügbar und können relativ kostengünstig        zeitmessung des Stromverbrauchs verfügen, und ein Steu-
erschlossen werden. Da es sich um vorwiegend „großteilige“      erungssignal muss vom Strommarkt zur Waschmaschine
Anlagen (Kraft-Wärme-Kopplung, Biomasse, industrielle           gelangen. Der spezifische Aufwand zur Implementierung
Prozesse, große Wärmespeicher) handelt, ist die Steuerung       eines solchen Systems ist im Vergleich zu den oben genann-
technisch leicht zu lösen – im Gegensatz zu „kleinteili-        ten großteiligen Flexibilitätsoptionen sehr hoch. Langfristig
gen“ haushaltsnahen Anlagen wie Waschmaschinen oder             werden jedoch insbesondere Wärmepumpen und Elektro-
Kühlschränken. Die wesentliche Herausforderung liegt hier       fahrzeuge auch auf Haushaltsebene relevante verschieb-
nicht in der technischen Umsetzung sondern in effizienten       bare Lasten erzeugen. Daher ist sicherzustellen, dass bei der
Anreizen. Ziel sollte es sein, dass die jeweils kostengüns-     Weiterentwicklung dieser Technologien deren Beitrag zur
tigste Option zuerst zum Einsatz kommt, wofür sich ein          Flexibilisierung des Stromsystems beachtet wird.
gleichberechtigter Wettbewerb der Flexibilitäten anbietet.
Dabei sollte sowohl die Erzeugungsseite als auch die Nach-
frageseite eingebunden werden (siehe auch These 10). Wie
schnell Flexibilitätspotenziale erschlossen werden können,
wenn die richtigen Anreize vorhanden sind, zeigt die Reak-
tion auf die negativen Preise an der Strombörse: 2009 kam


22	Vgl. DLR/Fraunhofer IWES/IfnE (2012), S. 20;
   EWI/GWS/Prognos (2011), S. 37.

23	Vgl. VDE (2012b), S. 55.                                     24	Vgl. EnBW (2012), S. 5.



                                                                                                                              13
Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende




These 4
Netze sind billiger als Speicher
Netze reduzieren Flexibilitätsbedarf:                              eine Verstärkung der Transportkapazitäten zu den Ländern
Schwankungen in Erzeugung (Wind und PV)                            mit besonders kostengünstigen Flexibilitätsoptionen wäre
und Nachfrage werden über große ­ istanzen
                                   D                               vorteilhaft, etwa zu den Alpenländern und Skandinavien mit
ausgeglichen                                                       hohen Anteilen an Wasserkraftwerken und Pumpspeichern.
                                                                   Die dortige Produktion von Strom aus Wasserkraftwerken
Je größer das durch Stromnetze verbundene Gebiet ist, desto        könnte gedrosselt werden, wenn Strom in Deutschland preis-
mehr werden Schwankungen in Erzeugung und Nachfrage                wert zu kaufen ist. Für Deutschland wäre es günstiger, Strom
gepoolt: Während die Erzeugung eines einzelnen Windparks           zu verkaufen als zu speichern. Im gegenteiligen Fall, bei gerin-
(etwa an der Nordseeküste) sehr stark schwankt, ist die Summe      ger Wind- und Solarstromproduktion, kann es günstiger sein,
der Erzeugung aller Windanlagen in Deutschland (etwa an der        Strom im Ausland zu kaufen als für den Spitzenbedarf aus-
Nordseeküste, in Thüringen und in Bayern) sehr viel ausgegli-      schließlich eigene Kraftwerke vorzuhalten (siehe Abbildung 5).
chener. Dasselbe gilt für die Nachfrage. Auch hier gleichen sich
regionale Schwankungen aus. Durch die größere räumliche
Verbindung wird der Bedarf an Flexibilität verringert.               Bedeutung von Netzen und Pumpspeichern im
                                                                     Jahr 2022 am Beispiel einer Woche im Februar                                5

Netze ermöglichen Zugriff auf die
kostengünstigsten Flexibilitätsoptionen
in Deutschland und Europa                                          GW
                                                                                                                    ~16 GW Netze
                                                                                                                    ~ 9 GW Pumpspeicher


Über Netze kann zudem über eine größere Entfernung auf die          80

jeweils kostengünstigste Flexibilitätsoption zugegriffen wer-
                                                                    60
den – in Deutschland und Europa. Zum Beispiel können in Zei-
ten von sehr viel Wind und Sonne „Überschüsse“ an europäi-          40

sche Nachbarn verkauft werden anstatt sie zu speichern oder
                                                                    20
abzuregeln.
                                                                         	Mo	       Di	      Mi	       Do	       Fr	       Sa	      So

Im Jahr 2020 werden in Deutschland Überschüsse von bis zu
                                                                     • n einer Woche Anfang Februar gibt es so viel Wind, dass ­ ber
                                                                       I                                                        ü
22 GW in einzelnen Stunden erwartet, bis 2030 bis zu 41 GW.25          fast zwei Tage ein signifikanter Überschuss entsteht
Würde man diesen Bedarf an Flexibilität komplett durch Spei-
                                                                     •  ber Netze können in diesem Zeitraum etwa 16 GW Strom­
                                                                       Ü
cher decken, wäre dies sehr teuer, zumal die meisten Spei-             ­exportiert werden

cher nur selten genutzt würden. Durch die Netzanbindung              • n bestehenden Pumpspeichern können weitere 9 GW für
                                                                       I
                                                                       etwa fünf Stunden aufgenommen werden
an die Europäischen Nachbarn kann hingegen ein großer Teil
der Überschüsse ins Ausland verkauft werden. In Zeiten von           •  eue Speichertechnologien würden aufgrund ihrer höheren
                                                                       N
                                                                       Kosten nicht zum Einsatz kommen (hinreichender Netzausbau
wenig Wind und Sonne in Deutschland kann Strom aus den                 vorausgesetzt)

Nachbarländern zurückgekauft werden. Insofern wirkt eine
                                                                     Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012a) und TAB (2012)
Netzanbindung wie ein „indirekter Speicher“.26 Insbesondere


25	Vgl. IAEW/Consentec (2011), S. 20.

26	Vgl. Prognos (2012), S. 17.



14
IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende




Übertragungsnetze reduzieren dadurch die                                    auf mittlere Sicht relativ hoch bleiben. Um die Gesamtsystem-
G
­ esamtsystemkosten bei relativ geringen                                    kosten gering zu halten, sollten neue Speichertechnologien erst
I­nvestitionskosten                                                         dann zum Einsatz kommen, wenn die Flexibilitätspotenziale
                                                                            anderer, kostengünstigerer Optionen voll ausgeschöpft sind.
Indem sie den Bedarf nach Flexibilität verringern und die je-               Neue Speichertechnologien werden als relativ teure Flexibili-
weils kostengünstigste Flexibilität zum Einsatz kommen las-                 tätsoption erst ab einem Anteil von etwa 70 Prozent Erneuer-
sen, verringern Stromnetze die Gesamtsystemkosten. Noch                     barer Energien einen Beitrag zur Begrenzung der Gesamtsys-
dazu sind die Kosten für Transportkapazitäten relativ gering:               temkosten leisten.
In Summe macht der Ausbau der Übertragungsnetze in Europa
                                                        ­
auch langfristig nur etwa sechs Prozent der Gesamtkosten der                Lokale PV-Batterie-Systeme können sich – auf-
Stromerzeugung aus.27                                                       grund von gesparten Abgaben und ­ teuern –
                                                                                                                    S
                                                                            schon früher betriebs­wirt­schaft­lich rechnen
Auch der Aus- und Umbau der Verteilnetze ist
günstiger als lokale Speicher                                               Batteriespeichersysteme können in Kombination mit PV-An-
                                                                            lagen dazu beitragen, dass Haushalte oder Unternehmen einen
Die gleiche Logik wie für Übertragungsnetze gilt auch für Ver-              größeren Teil des dezentral erzeugten Stroms selber nutzen und
teilnetze. Durch den Ausbau von Verteilnetzen und die Ver-                  weniger Strom aus dem Netz kaufen. Dies kann aufgrund von
stärkung der zur Übertragung in Höchstspannungsnetze benö-                  gesparten Abgaben (Netzentgelte, Steuern, EEG-Umlage, etc.)
tigten Transformatoren können lokal auftretende Überschüsse                 dazu führen, dass sich bereits mittelfristig die Investitionen
in angrenzende Regionen oder in das Übertragungsnetz ab-                    in solche Anlagen aus individueller, betriebswirtschaftlicher
geleitet werden. Der Aus- und Umbau der Verteilnetze ist aus                Sicht rechnen. Das heißt aber keinesfalls, dass dezentrale Spei-
heutiger Sicht um ein Vielfaches kostengünstiger als die lokale             cher die gesamten Kosten der Stromerzeugung in Deutschland
Speicherung mit neuen Speichertechnologien.28                               verringern. Dies ist im Wesentlichen dadurch begründet, dass
                                                                            die meisten Abgaben und Steuern zwar pro Kilowattstunde
Neue Speichertechnologien werden erst                                       verrechnet werden, die Kosten für das Gesamtsystem jedoch
ab einem Anteil von mehr als 70 Prozent                                     durch eine Verringerung der aus dem Netz gekauften Kilo-
E
­ rneuerbarer Energien erforderlich                                         wattstunden nicht proportional sinken. Zum Beispiel werden
                                                                            Kosten für die Übertragungs- und Verteilnetze und für das Be-
Noch für lange Zeit wird der Netzausbau im Vergleich zu neuen               reitstellen von gesicherter Leistung durch die Steigerung des
Speichertechnologien die kostengünstigere Option zur Inte-                  Eigenverbrauchs nicht vermindert, sondern lediglich anders,
gration von Erneuerbaren Energien in das Stromsystem sein.                  nämlich auf die verbleibenden aus dem Netz verkauften Kilo-
Neue Speichertechnologien wie Batteriespeicher, adiabate                    wattstunden verteilt. Vermutlich wird sich kein Eigenheim-
Druckluftspeicher oder Power to Gas sollten aus heutiger Sicht              besitzer oder Unternehmen vom Stromnetz abkoppeln. Für die
erst langfristig zum Einsatz kommen.29 Aktuell sind die Kosten              Auslegung des Netzes ist aber nicht die im Jahr transportierte
hierfür prohibitiv hoch. Und sie werden voraussichtlich auch                Strommenge, sondern die maximal erforderliche Kapazität
                                                                            ausschlaggebend. Sollte ein Durchbruch in den Herstellungs-
27	 Vgl. McKinsey (2010), S. 45.                                            kosten von Batteriespeichern gelingen, beispielsweise im Zu-
28	Vgl. Consentec/r2b (2010b), S. 36.                                       sammenhang mit einem starken Ausbau der Elektromobilität
29	 Diese Bewertung entspricht im Wesentlichen der in BMU (2012b) dar-      und Skaleneffekten bei Lithium-Ionen-Speichern), so ist mit
    gestellten Expertenmeinung, ist jedoch durch zwei Faktoren zu relati-   einem starken Ausbau von dezentralen Speichern zu rechnen –
    vieren: Zum einen könnten Speicher bei langfristig verzögertem oder     wenn und solange die Kosten für die Infrastruktur des Strom-
    nur eingeschränktem Netzausbau eine zweitbeste effiziente Option
                                                                            systems nach Kilowattstunden und nicht nach Anschlussleis-
    darstellen, zum anderen können Durchbrüche in Herstellungskosten für
    neue Speichertechnologien diese in Zukunft kostengünstiger machen.      tung verteilt werden.


                                                                                                                                         15
Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende




These 5
Die Sicherung der Höchstlast ist kostengünstig
Wind und PV können in bestimmten Zeiten                             ähnlicher Größenordnung wie heute durch andere Optionen
(zum Beispiel bei Windflaute im Winter) nicht                       jenseits von Wind und PV gedeckt werden. Solche steuer-
zur ­ icherung der Höchstlast beitragen, ­ aher
    S                                    d                          baren Kapazitäten können sowohl auf der Erzeugungsseite
sind steuerbare Kapazitäten in ähnlicher                            durch Kraftwerke, als auch auf Nachfrageseite durch ab-
G
­ rößenordnung wie heute erforderlich                               schaltbare Lasten bereitgestellt werden.

Wenn in der Stunde der höchsten Last kein Wind weht und             Die Höchstlast kann durch gesicherte Leis-
keine Sonne scheint, muss die Versorgung trotzdem gesichert         tung gedeckt oder durch nachfrageseitige
sein – auch, wenn in dieser Stunde noch zusätzlich ein großes       Maßnahmen gesenkt werden; fast ein Viertel
Kraftwerk ausfällt. Die dargebotsabhängigen Energieträger           d
                                                                    ­ es Bedarfs (ca. 15 bis 25 GW) fällt nur in sehr
Wind und Photovoltaik können hier nur einen geringen Bei-           w
                                                                    ­ enigen Stunden im Jahr an (200)
trag leisten. Abbildung 6 verdeutlicht eine solche Situation.
Um eine gleichbleibend hohe Versorgungssicherheit zu                Neu in der „Energiewende-Welt“ ist, dass eine große Menge
gewährleisten, muss daher in Zukunft eine Höchstlast in             an steuerbarer Kapazität erforderlich ist, die lediglich an
                                                                    wenigen Stunden im Jahr benutzt beziehungsweise als Re-
  Sicherung der Höchstlast im Jahr 2022 am Beispiel                 serve bereitgehalten wird. Wie in der rechts stehenden
  einer Woche im November                                      6
                                                                    Grafik (Abbildung 7) zu sehen ist, wird bereits für 2020 ein
                                                                    Bedarf von etwa 20 GW steuerbarer Kapazitäten prognos-
GW                 80 GW                          0 GW PV           tiziert, die praktisch nicht oder nur an wenigen Stunden im
                   Nachfrage                      4 GW Wind
                                                                    Jahr genutzt werden. In der Grafik sind Berechnungen des
                                                                    VDE auf Basis der Annahme von 40 Prozent Erneuerbarer
80
                                                                    Energien im Jahr 2020 dargestellt.
60

                                                                    Auf der unteren Achse sind die Lastbänder in GW dar-
40
                                                                    gestellt, die durchgehenden hellblauen (Jahr 2010) und
20
                                                                    ­violettfarbenen (Jahr 2020) Linien geben für jedes dieser
                                                                     Lastbänder an, an wie vielen Stunden im Jahr die jewei-
                                                                     lige Kraftwerkskapazität in Deutschland benötigt wird. Die
     	
     Mo	Di	Mi	Do	Fr	Sa	So
                                                                     Lastbänder zwischen 65 und 85 GW werden nach diesen
                                                                     Berechnungen in weniger als 100 Stunden im Jahr genutzt.
  • m Moment der höchsten Last von 80 GW (beispielsweise
    I
    an einem Donnerstag im November um 19 Uhr) gibt es keine
                                                                     Diese 20 GW entsprechen etwa einem Viertel der gesam-
    Sonne und während einer Windflaute nur ca. 4 GW Erzeugung        ten erforderlichen Kraftwerkskapazität von ca. 80 GW. Eine
    aus Wind
                                                                     Vielzahl anderer Studien kommt zu sehr ähnlichen Ergeb-
  •  llein für den möglichen Fall, dass genau in diesem Moment
    A
    gar kein Windstrom erzeugt wird, muss hinreichend steuerbare
                                                                     nissen – je nach Annahmen werden 14 bis 27 GW Gastur-
    Kapazität vorgehalten werden                                     binen oder andere Optionen zur Bereitstellung steuerbarer
  •  twa ein Viertel der gesamten steuerbaren Kapazität wird nur
    E                                                                Kapazität für nur wenige Stunden im Jahr benötigt.30
    für diesen Fall – in wenigen Stunden im Jahr – vorgehalten


  Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012a)       30	Vgl. Consentec/r2b (2010a), S. 78f; Fraunhofer IWES (2010), ­ . 94;
                                                                                                                                   S
                                                                       TAB (2012), S. 103; ECF (2010), Appendix Generation, S. 16.



16
IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende




  Bedarf an steuerbaren Kapazitäten zur Deckung der Höchstlast                                                                                                                                                                            7

                         9000
                         8000                                                                                                                                                      In 2020 werden ca. 20 GW steuer-
                         7000                                                                                                                                                      bare Kapazitäten benötigt, die in
  Volllaststunden 2020




                         6000                                                                                                                                                      weniger als 200 Stunden einge-
                         5000                                                                                                                                                      setzt werden
                         4000
                         3000
                                                       Volllaststunden 2010
                         2000
                         1000                          Volllaststunden 2020

                           0
                                0 -2

                                       2 -5

                                              5 -7,5

                                                         7,5 -10




                                                                                                                                                                       65 -70

                                                                                                                                                                                70 -75

                                                                                                                                                                                         75 -80

                                                                                                                                                                                                  80 -85
                                                                   10 -15

                                                                            15 -20

                                                                                     20 -25

                                                                                              25 -30

                                                                                                       30 -35

                                                                                                                35 -40

                                                                                                                         40 -45

                                                                                                                                  45 -50

                                                                                                                                           50 -55

                                                                                                                                                     55 -60

                                                                                                                                                              60 -65
                                                                                                                                                                                                             Residuallast in GW


  Eigene Darstellung basierend auf VDE (2012a)



Gasturbinen können diesen Bedarf kosten-                                                                                                            Auf Erzeugungsseite kommen dabei alte, bereits ausge-
günstig decken (35 bis 70 Millionen Euro im                                                                                                         musterte Kraftwerke oder Kraftwerksblöcke sowie kleinere
Jahr pro GW), abschaltbare Lasten oder ausge-                                                                                                       Diesel- und Gasmotoren, wie sie häufig zur Notstromver-
musterte Kraftwerke eventuell noch günstiger                                                                                                        sorgung eingesetzt werden, in Frage. Einen nach Erfahrun-
                                                                                                                                                    gen in anderen Ländern vielversprechenden und kosten-
Dieser Bedarf an Maßnahmen zur Deckung der Höchstlast,                                                                                              günstigen Beitrag kann zudem die Nachfrageseite leisten,
der für Zeiten zur Verfügung stehen muss, in denen eine                                                                                             etwa durch abschaltbare Lasten in der Industrie. In den USA
hohe Last auf eine minimale Einspeisung von Wind und PV                                                                                             haben sich diese steuerbaren Kapazitäten als sehr kosten-
trifft, muss nicht durch teure, „reguläre“ Kraftwerke ge-                                                                                           günstige Option erwiesen (siehe These 10).
deckt werden. Vielmehr können hier kostengünstige offene
Gasturbinen eingesetzt werden. Solche Gasturbinen werden                                                                                            Durch den europäischen Verbund wird die
seit vielen Jahren zur Stromversorgung in Zeiten von Spit-                                                                                          S
                                                                                                                                                    ­ icherung der Höchstlast einfacher und
zenlasten benutzt und können in weniger als zehn Minuten                                                                                            ­kostengünstiger
ihre volle Leistung erreichen. Aufgrund ihrer relativ gerin-
gen Effizienz – etwa 30 Prozent Wirkungsgrad im Gegen-                                                                                              Noch kostengünstiger wird die Deckung der Höchstlast
satz zu etwa 60 Prozent bei einer Gas-und-Dampf-Tur-                                                                                                durch ein Pooling mit anderen europäischen Ländern. Zum
bine – und den damit verbundenen hohen Brennstoffkosten                                                                                             einen ist die gemeinsame Höchstlast mehrerer Länder, die
eignen sich diese offenen Gasturbinen nicht für den Einsatz                                                                                         ohne Wind und Photovoltaik zu decken ist, geringer als die
zur dauerhaften Stromproduktion. Um die Höchstlast in der                                                                                           Summe der Höchstlasten der einzelnen Länder, da diese
neuen Energiewende-Welt in nur sehr wenigen Stunden im                                                                                              nicht genau zur gleichen Zeit erreicht werden: Die Lastkur-
Jahr zu decken, stellen sie jedoch eine kostengünstige Mög-                                                                                         ven sind zeitlich versetzt, und die fluktuierende Erzeugung
lichkeit dar. Die zu erwartenden Kosten für die Bereithal-                                                                                          erreicht nicht in allen Ländern zeitgleich ihre minimale
tung pro GW pro Jahr liegen bei 35 bis 70 Millionen Euro.31                                                                                         Produktion. Zum anderen können die Nachbarstaaten auf
                                                                                                                                                    die jeweils kostengünstigsten Optionen gemeinsam zugrei-
Grundsätzlich können auch andere Optionen diese Funktion                                                                                            fen – unabhängig davon, ob dies abschaltbare Lasten, aus-
erfüllen – sofern sie das gleiche Niveau an Sicherheit bieten.                                                                                      gemusterte Kraftwerke oder neue offene Gasturbinen sind.
                                                                                                                                                    Dadurch werden die gesamten Kosten für alle teilnehmen-
31	 Vgl. TAB (2012), S. 114; BMU (2012b), S. 21.                                                                                                    den Länder gesenkt.


                                                                                                                                                                                                                                            17
Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende




These 6
Die Integration des Wärmesektors ist sinnvoll
Der Wärmesektor bietet enorme
                                                                    Prozentualer Anteil von Strom und Wärme am gesamten
Flexibilitätspotenziale                                             Endenergieverbrauch in Deutschland im Jahr 2020   8

Bei der Anpassung des Stromsystems an die fluktuierende
Erzeugung aus Windkraft und Solarenergie ist es wichtig,                                                          25%   Strom

die Interaktionen mit anderen Bereichen im Auge zu behal-
                                                                                                   x2
ten. Zukünftig wird besonders der Wärmesektor eine wich-
tige unterstützende Rolle bei der Umgestaltung des Strom-
sektors spielen, und zwar aus folgenden drei Gründen:
                                                                                                                  47%   Wärme


→→Er ist doppelt so groß wie der Stromsektor; Gas und
   Öl müssen zur Erreichung der Klimaziele (fast) voll-
   ständig ersetzt werden                                           Eigene Darstellung basierend auf ECN (2011)

Der gesamte Endenergieverbrauch im Wärmesektor ist in
Deutschland etwa doppelt so groß wie der im Stromsektor. Die      können relativ kostengünstig für den Bedarf von wenigen
rechts stehende Grafik (Abbildung 8) verdeutlicht diese Zahlen    Stunden oder Tagen ausgelegt werden, die Energieverluste
in einer Prognose für 2020.32 Um das Emissionsminderungs-         sind im Vergleich zur Speicherung von Strom gering. Kälte
ziel der Bundesregierung von minus 80 bis 95 Prozent Treibh-      zur Kühlung von Lebensmitteln in Gewerbe und Han-
ausgase bis 2050 zu erreichen, müssen langfristig sowohl der      del kann ebenfalls relativ kostengünstig und mit geringen
Wärmeverbrauch reduziert als auch die Brennstoffe Öl und Gas      Energieverlusten über kurze Zeiträume gespeichert werden.
im Wärmesektor (fast) vollständig durch Erneuerbare Energien
ersetzt werden. Aufgrund des beschränkten Biomassepoten-          →→Wärme wird vor allem im Winter benötigt, wenn das
zials (siehe These 1) ist darüber hinaus davon auszugehen, dass      Windaufkommen hoch ist
Öl und Gas nur zu einem geringen Maß durch biogene Treib-         Der größte Teil des Wärmebedarfs in Deutschland entsteht
stoffe ersetzt werden können. Langfristig müssen insofern         in den Monaten Oktober bis April. Wie in der rechts ste-
sowohl der Wärme- als auch der Transportsektor verstärkt          henden Grafik (Abbildung 9) zu sehen ist, liegt gerade in
auf den Energieträger Strom – erzeugt im Wesentlichen durch       diesen Monaten auch der Schwerpunkt der Erzeugung von
Wind und Photovoltaik – zurückgreifen.                            Windstrom. Diese Korrelation ist vorteilhaft, da aus heutiger
                                                                  Perspektive Windstrom die für den Norden Europas kosten-
→→Wärme ist im Gegensatz zu Strom gut speicherbar                 günstigste Option ist.
Im Gegensatz zur Energieform Elektrizität ist Wärme gut
speicherbar. Wärme für den Haushaltsbedarf (Warmwasser
und Raumwärme) kann zum Beispiel sehr einfach in einem
isolierten Wassertank gespeichert werden, der im Haushalt,
auf städtischer Ebene im Rahmen eines Fernwärmenetzes
oder im Rahmen einer dezentralen kommunalen Nahwär-
meversorgung vorgehalten wird. Solche Wärmespeicher


32	Vgl. ECN (2011).



18
IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende




  Heizbedarf und Windstromerzeugung in
                                                                                      große Flexibilität, indem sie entweder mit fossilen Brenn-
  Deutschland im monatlichen Verlauf                                           9     stoffen oder mit Strom Wärme erzeugen: In Zeiten von viel
                                                                                      Wind und Sonne, wenn die Strompreise niedrig sind, wird
       Stromerzeugung                                    Temperaturdifferenz          Strom benutzt, in Zeiten von wenig Wind und Sonne – und
       (TWh)                                                       (°Celsius)
 5,0                                                                            20
                                                                                      damit steigenden Strompreisen – Gas oder Öl.
4,0
                                                                                15
 3,0
                                                                                      Langfristig werden die beiden Sektoren noch stärker über
                                                                                10    den gemeinsamen und austauschbaren Brennstoff Erdgas/
2,0
                                                                                  5   Biogas/Power to Gas verbunden. Dieser Brennstoff kann
 1,0
                                                                                      flexibel zur zentralen oder dezentralen Stromerzeugung, zur
0,0                                                                               0
        Jan	 Feb	 Mrz	   Apr	 Mai	 Jun	    Jul	   Aug	 Sep	 Okt	 Nov	 Dez             Strom- und Wärmeerzeugung in KWK-Anlagen oder Block-
                                                   Heizbedarf                         heizkraftwerken oder in Heizsystemen zur alleinigen Wär-
             Windstromerzeugung                    (Abweichung der monatlichen
             (TWh pro Monat,                       Durchschnittstemperatur von        meerzeugung benutzt werden. Der besondere Vorteil liegt
             Durchschnitt 2003 bis 2008)           20°  Celsius)
                                                                                      hierbei in der möglichen Speicherung über lange Zeiträume,
  Eigene Berechnungen basierend auf FhG ISE/ISI (2009) und DWD (2012)
                                                                                      wofür bereits heute eine umfangreiche Infrastruktur vor-
                                                                                      handen ist (Kavernen und Pipelinenetz).



KWK verbindet schon heute den Strom- mit
dem Wärmesektor; mittelfristig kommen bei
hohem Windaufkommen bivalente Heizsys-
teme, die sowohl Brennstoffe als auch Strom
nutzen können, zum Einsatz; langfristige In-
tegration über einen gemeinsamen Brenn-
stoff: Erdgas/Biogas/Power to Gas

Durch Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung sind die
beiden Sektoren Strom und Wärme bereits heute verbun-
den: KWK-Anlagen produzieren gleichzeitig Strom und
Wärme und können durch einfache technische Aufrüstung
in die Lage versetzt werden, sich sowohl nach dem Wärme-
als auch nach dem Strombedarf zu richten (These 3). Dies
geschieht in erster Linie durch das Errichten eines Wär-
mespeichers – wenn wenig Wind weht, aber keine Wärme
benötigt wird, produziert das Kraftwerk Strom, die Wärme
wird gespeichert. Diese Möglichkeit der Integration wird
bereits heute von Stadtwerken und anderen Stromerzeu-
gern implementiert. So werden zum Beispiel in Mannheim,
Flensburg, Lemgo und Hamburg Power to Heat-Systeme
­geplant und installiert.

Mittelfristig werden darüber hinaus bivalente Heizsysteme
genutzt werden. Sie verbinden beide Sektoren und bieten


                                                                                                                                                19
Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende




These 7
Der heutige Strommarkt handelt Kilowattstunden –
er garantiert keine Versorgungssicherheit

Am heutigen Strommarkt werden                                   markt. Es ist das sogenannte Grenzkraftwerk.33 Je nach
Strommengen gehandelt (Energy Only)                             Menge eingespeisten Stroms aus Wind- und Solaranlagen
                                                                wird also ein Kraftwerk mit geringeren oder höheren Be-
Am heutigen Strommarkt handeln Anbieter und Nachfra-            triebskosten zum Grenzkraftwerk – dementsprechend vari-
ger mit Kilowattstunden, das heißt der Lieferung von Strom      ieren auch die Preise an der Strombörse je nach Windange-
zu einem bestimmten Zeitpunkt. Dieser Markt wird auch als       bot beziehungsweise Sonneneinstrahlung.
Energy Only-Markt bezeichnet, da an ihm ausschließlich
mit Strommengen gehandelt wird. Die Gewährleistung von          Es ist nicht gesichert, dass dieser Strommen-
Versorgungssicherheit ist nicht Gegenstand der Vertragsbe-      genmarkt genügend Anreize für Neu- und
ziehungen zwischen den Akteuren. Der notwendige Aus-            Bestandsanlagen schafft, um dauerhaft das
gleich zwischen Gesamtnachfrage und -angebot zu jedem           öffentliche Gut Versorgungssicherheit zu ge-
Zeitpunkt, damit das Stromnetz stabil bleibt, ist Aufgabe der   währleisten
Netzbetreiber.
                                                                Es gibt eine intensive Diskussion in der Wirtschaftswissen-
Der Strompreis wird – stündlich – durch die                     schaft, ob die bestehenden Energy Only-Märkte in der Lage
Betriebskosten des teuersten laufenden                          sind, Versorgungssicherheit dauerhaft zu gewährleisten.34
Kraftwerks bestimmt (Grenzkosten); dieser                       Gründe, die dagegen sprechen, sind etwa eine mangelnde
Mechanismus stellt sicher, dass zuerst die                      Elastizität der Stromnachfrage, ein mögliches Missing Mo-
Kraftwerke mit den niedrigsten Betriebskos-                     ney-Problem bei Kraftwerken mit geringen Betriebszeiten
ten eingesetzt werden, dann die mit höheren                     sowie regulatorische Unsicherheiten. Auf der anderen Seite
                                                                wird argumentiert, dass jede Nachfrage ein Angebot erzeugt.
Die Preise auf dem heutigen Strommarkt bilden sich nach         Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Frage, ob der
dem sogenannten Merit Order-Prinzip am Schnittpunkt             Energy Only-Markt die Versorgungssicherheit dauerhaft
zwischen Angebot und Nachfrage. Konkret bedeutet dies:          gewährleisten kann, durch die ökonomische Theorie nicht
Die Energieversorger bieten Strom aus ihren zur Verfügung       eindeutig geklärt wird.
stehenden Kraftwerken zu einem bestimmten Preis an der
Börse an. Dort werden diese Gebote nach dem Preis sor-
tiert: Am billigsten ist Strom aus Wind- und PV-Anlagen,
dann folgen Wasser-, Atom- und Braunkohlekraftwerke,            33	Der Betreiber eines Grenzkraftwerks wird versuchen, sein
                                                                   Gebot nicht an den eigenen variablen Betriebskosten auszurich-
sowie – abhängig von CO2- und Brennstoffpreisen – Kohle-
                                                                   ten, sondern es knapp unterhalb der variablen Betriebskosten
und Gaskraftwerke (siehe Abbildung 10). Steigt der Ver-            des nach ihm nächsten Kraftwerks in der Merit Order zu plat-
brauch, wird Strom aus weiteren Kraftwerken benötigt, um           zieren, um so zusätzliche Renditen zu erlösen. In einem
die Nachfrage zu decken. Beginnend mit den niedrigsten             Markt mit vielen Kraftwerken mit ähnlicher Kostenstruktur
                                                                   sind diese zusätzlichen Renditen jedoch gering, so dass im
Betriebskosten werden also so lange Kraftwerke mit höhe-
                                                                   Allgemeinen der Strompreis fast identisch mit den Grenzkosten
ren Kosten zugeschaltet, bis die Nachfrage gedeckt ist. Das        des letzten zum Einsatz kommenden Kraftwerks ist.
jeweils teuerste Kraftwerk, das noch benötigt wird, um die
                                                                34	Für die Pro- und Contra-Argumentation zu diesem Thema
Nachfrage zu decken, bestimmt den Strompreis am Spot-              vgl. Cramton/Ockenfels (2012) und Müsgens/Peek (2011).



20
IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende




  Logik der Strompreisbildung anhand der Merit Order-Kurve10


                           Zeitpunkt mit wenig Wind und PV                                                      Zeitpunkt mit viel Wind und PV
                                                                  Heizöl                                                                                               Heizöl
    Grenzkosten                                                                Grenzkosten
    EUR/MWh                                              Erdgas                EUR/MWh                                                                        Erdgas


                                            Steinkohle                                                                                           Steinkohle
               Wind, PV,                                                                      Wind, PV,
               Wasser                                                                         Wasser
                           Braunkohle                                                                                             Braunkohle
 Hoher                                                                                                               Kernkraft
 Strompreis
 bei wenig
 Wind und PV      Kernkraft                                                Niedriger
                                                                           Strompreis
                                                                           bei viel Wind
                                                                           und PV
                                                             Kapazität                                                                                          Kapazität
                                                                  GW                                                                                                 GW

                                         Nachfrage nach Strom                                                         Nachfrage nach Strom


  Eigene Darstellung


In vielen anderen Staaten mit liberalisierten Strommärk-                                   lich schrumpfen wird. Aufgrund des im Rahmen der Ener-
ten (zum Beispiel USA, Brasilien, Spanien, Großbritannien,                                 giewende gewollten Zubaus der Erneuerbaren Energien ist
Südkorea) haben die Regulierungsbehörden den Schluss                                       vorprogrammiert, dass die Benutzungsstunden der fossilen
gezogen, zusätzliche Instrumente zur Gewährleistung der                                    Kraftwerke kontinuierlich sinken werden – insbesondere
notwendigen Kraftwerkskapazität einzuführen, da Ver-                                       die der Gas- und Steinkohlekraftwerke, die in der Me-
sorgungssicherheit als öffentliches Gut angesehen wird,                                    rit Order hinter den Braunkohlekraftwerken stehen. Hinzu
bei dem es ein hohes Risiko gibt, dass es der Energy Only-                                 kommt, dass bei wachsenden Anteilen an Erneuerbaren
Markt nicht in ausreichendem Umfang bereitstellt.35                                        Energien mit Grenzkosten von nahe Null der Strompreis an
In Deutschland hat die Frage notwendiger Ersatzkapazi-                                     der Börse weiter sinken wird.
täten zum Erhalt der Versorgungssicherheit eine beson-                                     Es ist vor diesem Hintergrund fraglich, ob Investoren ohne
dere Relevanz, da im Zeitraum von 2015 bis 2022 durch den                                  zusätzliche Kapazitätszahlungen neue Kraftwerke in aus-
Atomausstieg 12 GW Kernkraftwerkskapazitäten wegfallen                                     reichendem Umfang errichten beziehungsweise bestehende
werden, der größte Teil davon (8 GW) innerhalb des kurzen                                  in ausreichendem Umfang weiter betreiben werden, da-
Zeitraums von 2020 bis 2022.                                                               mit zu jedem Zeitpunkt die Versorgungssicherheit auf dem
                                                                                           bisherigen Niveau gewährleistet ist. Vor dem Hintergrund,
Die Energiewende verschärft diese Frage,                                                   dass neue Gasturbinen einen Vorlauf für Bau und Geneh-
weil Wind und PV den durchschnittlichen                                                    migung von zwei bis drei Jahren haben, für neue Gas- und
B
­ örsenstrompreis und die Auslastung ­                                                     Dampfkraftwerke drei bis fünf Jahre eingeplant werden
fossiler Kraftwerke senken                                                                 müssen und Kohlekraftwerke noch längere Genehmigungs-
                                                                                           und Bauzeiten haben, wird die Politik in der kommenden
Im Zuge der Energiewende kommt zu der grundsätzlichen                                      Legislaturperiode eine regulatorische Antwort auf die Frage
Frage der Versorgungssicherheit in Energy Only-Märkten                                     der dauerhaften Gewährleistung der Versorgungssicherheit
hinzu, dass der Markt für fossile Kapazitäten kontinuier-                                  finden müssen.36

35	Die eingeführten Kapazitätsmärkte haben verschie-                                       36	Für einen Überblick über die derzeit diskutierten
   dene Ausgestaltungsformen und waren bisher unter-                                          Modelle einer Strategischen Reserve, eines umfassen-
   schiedlich effektiv beziehungsweise effizient. Für ei-                                     den Kapazitätsmarkts beziehungsweise eines fokussier-
   nen Überblick vgl. Süßenbacher et al. (2011).                                              ten Kapazitätsmarkts vgl. Agora Energiewende (2012b).



                                                                                                                                                                          21
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web
Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

EEV AG Produkt Folder image kt-druck03122012
EEV AG Produkt Folder image kt-druck03122012EEV AG Produkt Folder image kt-druck03122012
EEV AG Produkt Folder image kt-druck03122012chrizoo
 
K+loop ö+sonnencent-01 2015-split
K+loop ö+sonnencent-01 2015-splitK+loop ö+sonnencent-01 2015-split
K+loop ö+sonnencent-01 2015-splitksplus
 
Auf gutem kurs_-_ein_jahr_gruen-rote_energiepolitik_fuer_bw
Auf gutem kurs_-_ein_jahr_gruen-rote_energiepolitik_fuer_bwAuf gutem kurs_-_ein_jahr_gruen-rote_energiepolitik_fuer_bw
Auf gutem kurs_-_ein_jahr_gruen-rote_energiepolitik_fuer_bwmetropolsolar
 
Manuskript bingen 2015 handout
Manuskript bingen 2015 handoutManuskript bingen 2015 handout
Manuskript bingen 2015 handoutDirksmeyer
 
Stadtwerke Wolfhagen Wolfhager Energieweg
Stadtwerke Wolfhagen Wolfhager EnergiewegStadtwerke Wolfhagen Wolfhager Energieweg
Stadtwerke Wolfhagen Wolfhager EnergiewegStadtwerke Wolfhagen
 
Stadtwerke Wolfhagen: LED-Strassenbeleuchtung Umrüstung Modernisierung Energi...
Stadtwerke Wolfhagen: LED-Strassenbeleuchtung Umrüstung Modernisierung Energi...Stadtwerke Wolfhagen: LED-Strassenbeleuchtung Umrüstung Modernisierung Energi...
Stadtwerke Wolfhagen: LED-Strassenbeleuchtung Umrüstung Modernisierung Energi...Stadtwerke Wolfhagen
 
Aufruf ee-statt-atom03012011
Aufruf ee-statt-atom03012011Aufruf ee-statt-atom03012011
Aufruf ee-statt-atom03012011metropolsolar
 
Der grösste staatliche Energieversorger der USA verkündet Partnerschaft mit Z...
Der grösste staatliche Energieversorger der USA verkündet Partnerschaft mit Z...Der grösste staatliche Energieversorger der USA verkündet Partnerschaft mit Z...
Der grösste staatliche Energieversorger der USA verkündet Partnerschaft mit Z...Stephan Bogner
 
Energie in bürgerhand
Energie in bürgerhandEnergie in bürgerhand
Energie in bürgerhanderhard renz
 
20120809 solarstrompräsentation be_final
20120809 solarstrompräsentation be_final20120809 solarstrompräsentation be_final
20120809 solarstrompräsentation be_finalBene1980
 
Dezentral, ressourcenschonend, effizient: Bausteine einer zukunftsfähigen Ene...
Dezentral, ressourcenschonend, effizient: Bausteine einer zukunftsfähigen Ene...Dezentral, ressourcenschonend, effizient: Bausteine einer zukunftsfähigen Ene...
Dezentral, ressourcenschonend, effizient: Bausteine einer zukunftsfähigen Ene...Oeko-Institut
 
Energie 3.0, von Rudy Provoost
Energie 3.0, von Rudy ProvoostEnergie 3.0, von Rudy Provoost
Energie 3.0, von Rudy ProvoostEnergy 3.0
 
stadtwerke wolfhagen Magazin jAWOHL 1.2014
stadtwerke wolfhagen Magazin jAWOHL 1.2014stadtwerke wolfhagen Magazin jAWOHL 1.2014
stadtwerke wolfhagen Magazin jAWOHL 1.2014Stadtwerke Wolfhagen
 
Mps energie kommunal
Mps energie kommunalMps energie kommunal
Mps energie kommunalmetropolsolar
 
Überbrückung der Infrastruktur-Lücke bei erneuerbaren Energien
Überbrückung der Infrastruktur-Lücke bei erneuerbaren EnergienÜberbrückung der Infrastruktur-Lücke bei erneuerbaren Energien
Überbrückung der Infrastruktur-Lücke bei erneuerbaren EnergienStephan Bogner
 
Magazin E! Energiewende Baden-Württemberg
Magazin E! Energiewende Baden-WürttembergMagazin E! Energiewende Baden-Württemberg
Magazin E! Energiewende Baden-WürttembergMelanie Peschel
 
Co2-Hochtemperaturwärmepumpen für die Industrie (Prof. Dipl.-Ing. Eberhard Wo...
Co2-Hochtemperaturwärmepumpen für die Industrie (Prof. Dipl.-Ing. Eberhard Wo...Co2-Hochtemperaturwärmepumpen für die Industrie (Prof. Dipl.-Ing. Eberhard Wo...
Co2-Hochtemperaturwärmepumpen für die Industrie (Prof. Dipl.-Ing. Eberhard Wo...co2online gem. GmbH
 
2013 06 19 energiekonzept südpfalz low[1]
2013 06 19 energiekonzept südpfalz low[1]2013 06 19 energiekonzept südpfalz low[1]
2013 06 19 energiekonzept südpfalz low[1]metropolsolar
 

Was ist angesagt? (20)

Yahoo! Versorgerstudie
Yahoo! VersorgerstudieYahoo! Versorgerstudie
Yahoo! Versorgerstudie
 
EEV AG Produkt Folder image kt-druck03122012
EEV AG Produkt Folder image kt-druck03122012EEV AG Produkt Folder image kt-druck03122012
EEV AG Produkt Folder image kt-druck03122012
 
K+loop ö+sonnencent-01 2015-split
K+loop ö+sonnencent-01 2015-splitK+loop ö+sonnencent-01 2015-split
K+loop ö+sonnencent-01 2015-split
 
Auf gutem kurs_-_ein_jahr_gruen-rote_energiepolitik_fuer_bw
Auf gutem kurs_-_ein_jahr_gruen-rote_energiepolitik_fuer_bwAuf gutem kurs_-_ein_jahr_gruen-rote_energiepolitik_fuer_bw
Auf gutem kurs_-_ein_jahr_gruen-rote_energiepolitik_fuer_bw
 
Manuskript bingen 2015 handout
Manuskript bingen 2015 handoutManuskript bingen 2015 handout
Manuskript bingen 2015 handout
 
Stadtwerke Wolfhagen Wolfhager Energieweg
Stadtwerke Wolfhagen Wolfhager EnergiewegStadtwerke Wolfhagen Wolfhager Energieweg
Stadtwerke Wolfhagen Wolfhager Energieweg
 
Stadtwerke Wolfhagen: LED-Strassenbeleuchtung Umrüstung Modernisierung Energi...
Stadtwerke Wolfhagen: LED-Strassenbeleuchtung Umrüstung Modernisierung Energi...Stadtwerke Wolfhagen: LED-Strassenbeleuchtung Umrüstung Modernisierung Energi...
Stadtwerke Wolfhagen: LED-Strassenbeleuchtung Umrüstung Modernisierung Energi...
 
Aufruf ee-statt-atom03012011
Aufruf ee-statt-atom03012011Aufruf ee-statt-atom03012011
Aufruf ee-statt-atom03012011
 
Der grösste staatliche Energieversorger der USA verkündet Partnerschaft mit Z...
Der grösste staatliche Energieversorger der USA verkündet Partnerschaft mit Z...Der grösste staatliche Energieversorger der USA verkündet Partnerschaft mit Z...
Der grösste staatliche Energieversorger der USA verkündet Partnerschaft mit Z...
 
Energie in bürgerhand
Energie in bürgerhandEnergie in bürgerhand
Energie in bürgerhand
 
20120809 solarstrompräsentation be_final
20120809 solarstrompräsentation be_final20120809 solarstrompräsentation be_final
20120809 solarstrompräsentation be_final
 
Dezentral, ressourcenschonend, effizient: Bausteine einer zukunftsfähigen Ene...
Dezentral, ressourcenschonend, effizient: Bausteine einer zukunftsfähigen Ene...Dezentral, ressourcenschonend, effizient: Bausteine einer zukunftsfähigen Ene...
Dezentral, ressourcenschonend, effizient: Bausteine einer zukunftsfähigen Ene...
 
kampagnenflyer.pdf
kampagnenflyer.pdfkampagnenflyer.pdf
kampagnenflyer.pdf
 
Energie 3.0, von Rudy Provoost
Energie 3.0, von Rudy ProvoostEnergie 3.0, von Rudy Provoost
Energie 3.0, von Rudy Provoost
 
stadtwerke wolfhagen Magazin jAWOHL 1.2014
stadtwerke wolfhagen Magazin jAWOHL 1.2014stadtwerke wolfhagen Magazin jAWOHL 1.2014
stadtwerke wolfhagen Magazin jAWOHL 1.2014
 
Mps energie kommunal
Mps energie kommunalMps energie kommunal
Mps energie kommunal
 
Überbrückung der Infrastruktur-Lücke bei erneuerbaren Energien
Überbrückung der Infrastruktur-Lücke bei erneuerbaren EnergienÜberbrückung der Infrastruktur-Lücke bei erneuerbaren Energien
Überbrückung der Infrastruktur-Lücke bei erneuerbaren Energien
 
Magazin E! Energiewende Baden-Württemberg
Magazin E! Energiewende Baden-WürttembergMagazin E! Energiewende Baden-Württemberg
Magazin E! Energiewende Baden-Württemberg
 
Co2-Hochtemperaturwärmepumpen für die Industrie (Prof. Dipl.-Ing. Eberhard Wo...
Co2-Hochtemperaturwärmepumpen für die Industrie (Prof. Dipl.-Ing. Eberhard Wo...Co2-Hochtemperaturwärmepumpen für die Industrie (Prof. Dipl.-Ing. Eberhard Wo...
Co2-Hochtemperaturwärmepumpen für die Industrie (Prof. Dipl.-Ing. Eberhard Wo...
 
2013 06 19 energiekonzept südpfalz low[1]
2013 06 19 energiekonzept südpfalz low[1]2013 06 19 energiekonzept südpfalz low[1]
2013 06 19 energiekonzept südpfalz low[1]
 

Andere mochten auch

Normas apa tania puentes 11 b
Normas apa tania puentes 11 bNormas apa tania puentes 11 b
Normas apa tania puentes 11 boncecsch
 
Por qué el vídeo demo es la mejor manera de promocionar tu negocio
Por qué el vídeo demo es la mejor manera de promocionar tu negocioPor qué el vídeo demo es la mejor manera de promocionar tu negocio
Por qué el vídeo demo es la mejor manera de promocionar tu negocioSeoCanarias
 
Jahresbericht SUB Hamburg 2011
Jahresbericht SUB Hamburg 2011Jahresbericht SUB Hamburg 2011
Jahresbericht SUB Hamburg 2011stabihh
 
About me - Die digitale Fassade. Identitätskonstruktion im Netz
About me - Die digitale Fassade. Identitätskonstruktion im NetzAbout me - Die digitale Fassade. Identitätskonstruktion im Netz
About me - Die digitale Fassade. Identitätskonstruktion im NetzKixka Nebraska
 
Digitale Kompetenzen im Gymnasium
Digitale Kompetenzen im GymnasiumDigitale Kompetenzen im Gymnasium
Digitale Kompetenzen im GymnasiumPhilippe Wampfler
 
Teoría de la decisión
Teoría de la decisiónTeoría de la decisión
Teoría de la decisiónJose Cedeño
 
Indicador de desempeño 4.3
Indicador de desempeño 4.3Indicador de desempeño 4.3
Indicador de desempeño 4.3Dayannaserna
 
Mediación Escolar - Segundo Taller
Mediación Escolar - Segundo Taller Mediación Escolar - Segundo Taller
Mediación Escolar - Segundo Taller EstrategiasMediacion
 
Proyeccion presupestaria
Proyeccion presupestariaProyeccion presupestaria
Proyeccion presupestariaShirlid .n
 
Tarea informatica
Tarea informaticaTarea informatica
Tarea informaticaJABC980301
 
El conflicto y los equipos de trabajo
El conflicto y los equipos de trabajoEl conflicto y los equipos de trabajo
El conflicto y los equipos de trabajokaroljorley
 

Andere mochten auch (20)

Normas apa tania puentes 11 b
Normas apa tania puentes 11 bNormas apa tania puentes 11 b
Normas apa tania puentes 11 b
 
Por qué el vídeo demo es la mejor manera de promocionar tu negocio
Por qué el vídeo demo es la mejor manera de promocionar tu negocioPor qué el vídeo demo es la mejor manera de promocionar tu negocio
Por qué el vídeo demo es la mejor manera de promocionar tu negocio
 
Programa analítico 2013
Programa analítico 2013Programa analítico 2013
Programa analítico 2013
 
Jahresbericht SUB Hamburg 2011
Jahresbericht SUB Hamburg 2011Jahresbericht SUB Hamburg 2011
Jahresbericht SUB Hamburg 2011
 
About me - Die digitale Fassade. Identitätskonstruktion im Netz
About me - Die digitale Fassade. Identitätskonstruktion im NetzAbout me - Die digitale Fassade. Identitätskonstruktion im Netz
About me - Die digitale Fassade. Identitätskonstruktion im Netz
 
Proceso
ProcesoProceso
Proceso
 
Digitale Kompetenzen im Gymnasium
Digitale Kompetenzen im GymnasiumDigitale Kompetenzen im Gymnasium
Digitale Kompetenzen im Gymnasium
 
Vive, Enseña Valora
Vive, Enseña ValoraVive, Enseña Valora
Vive, Enseña Valora
 
informatica
informaticainformatica
informatica
 
Areaaaa computadores
Areaaaa computadoresAreaaaa computadores
Areaaaa computadores
 
Teoría de la decisión
Teoría de la decisiónTeoría de la decisión
Teoría de la decisión
 
Indicador de desempeño 4.3
Indicador de desempeño 4.3Indicador de desempeño 4.3
Indicador de desempeño 4.3
 
Kulinaria Vortrag
Kulinaria VortragKulinaria Vortrag
Kulinaria Vortrag
 
Mediación Escolar - Segundo Taller
Mediación Escolar - Segundo Taller Mediación Escolar - Segundo Taller
Mediación Escolar - Segundo Taller
 
Proyeccion presupestaria
Proyeccion presupestariaProyeccion presupestaria
Proyeccion presupestaria
 
Tarea informatica
Tarea informaticaTarea informatica
Tarea informatica
 
Pixlr Express para iPad
Pixlr Express para iPadPixlr Express para iPad
Pixlr Express para iPad
 
El conflicto y los equipos de trabajo
El conflicto y los equipos de trabajoEl conflicto y los equipos de trabajo
El conflicto y los equipos de trabajo
 
Diabetes mellitus tipo II
Diabetes mellitus tipo IIDiabetes mellitus tipo II
Diabetes mellitus tipo II
 
Trabajo kate
Trabajo kateTrabajo kate
Trabajo kate
 

Ähnlich wie Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web

Glaubst Du Das Wirklich
Glaubst Du Das WirklichGlaubst Du Das Wirklich
Glaubst Du Das Wirklicherhard renz
 
BMWi Eckpunkte Papier EEG
BMWi Eckpunkte Papier EEGBMWi Eckpunkte Papier EEG
BMWi Eckpunkte Papier EEGerhard renz
 
Mps energie gespräch bergstraße longo
Mps energie gespräch bergstraße longoMps energie gespräch bergstraße longo
Mps energie gespräch bergstraße longometropolsolar
 
Bemerkungen über die Energiewende
Bemerkungen über die EnergiewendeBemerkungen über die Energiewende
Bemerkungen über die EnergiewendeWilli Stock
 
Kraftwerke Lingen
Kraftwerke LingenKraftwerke Lingen
Kraftwerke Lingendinomasch
 
Fahrplan energiewende mannheim
Fahrplan energiewende mannheimFahrplan energiewende mannheim
Fahrplan energiewende mannheimmetropolsolar
 
Der grunen karnten
Der grunen karntenDer grunen karnten
Der grunen karntenAhmad Eid
 
Wir kehren gruendlich_faltblatt_ippnw
Wir kehren gruendlich_faltblatt_ippnwWir kehren gruendlich_faltblatt_ippnw
Wir kehren gruendlich_faltblatt_ippnwmetropolsolar
 
Keynote: Speicher – Ein weiter Weg zur Marktreife
Keynote: Speicher – Ein weiter Weg zur MarktreifeKeynote: Speicher – Ein weiter Weg zur Marktreife
Keynote: Speicher – Ein weiter Weg zur MarktreifeVattenfall_de
 
"Modell Deutschland" - Elektrizitätsversorgung
"Modell Deutschland" - Elektrizitätsversorgung"Modell Deutschland" - Elektrizitätsversorgung
"Modell Deutschland" - ElektrizitätsversorgungWWF Deutschland
 
Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013
Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013
Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013Bastien Girod
 
Mehrfachnutzen elektrischer Energiespeicher
Mehrfachnutzen elektrischer EnergiespeicherMehrfachnutzen elektrischer Energiespeicher
Mehrfachnutzen elektrischer EnergiespeicherWinfried Wahl
 
The national and international vision for electricity grids
The national and international vision for electricity gridsThe national and international vision for electricity grids
The national and international vision for electricity gridsThearkvalais
 
2016 02 01 AKE Kommentierung Antrag AKU "Lastspitzenreduzierung"
2016 02 01 AKE  Kommentierung Antrag AKU  "Lastspitzenreduzierung"2016 02 01 AKE  Kommentierung Antrag AKU  "Lastspitzenreduzierung"
2016 02 01 AKE Kommentierung Antrag AKU "Lastspitzenreduzierung"CSU
 
Verdopplung des energietechnischen Fortschritts Die Rolle örtlicher Innovatio...
Verdopplung des energietechnischen Fortschritts Die Rolle örtlicher Innovatio...Verdopplung des energietechnischen Fortschritts Die Rolle örtlicher Innovatio...
Verdopplung des energietechnischen Fortschritts Die Rolle örtlicher Innovatio...Ulla Herbst
 
Die schlechteste Präsentation der Welt
Die schlechteste Präsentation der WeltDie schlechteste Präsentation der Welt
Die schlechteste Präsentation der Weltsebastian-paradis_1
 
Die schlechteste Präsentation der Welt
Die schlechteste Präsentation der WeltDie schlechteste Präsentation der Welt
Die schlechteste Präsentation der Weltwikonico
 
Vortrag von Prof. Sterner, vom Institut für Energiespeicher Regensburg der Os...
Vortrag von Prof. Sterner, vom Institut für Energiespeicher Regensburg der Os...Vortrag von Prof. Sterner, vom Institut für Energiespeicher Regensburg der Os...
Vortrag von Prof. Sterner, vom Institut für Energiespeicher Regensburg der Os...Handelskammer beider Basel
 
KWK: Die Suche nach dem richtigen Kompass
KWK: Die Suche nach dem richtigen KompassKWK: Die Suche nach dem richtigen Kompass
KWK: Die Suche nach dem richtigen KompassOeko-Institut
 
EEG 2.0 - Ein zweiter Schritt muss folgen
EEG 2.0 - Ein zweiter Schritt muss folgenEEG 2.0 - Ein zweiter Schritt muss folgen
EEG 2.0 - Ein zweiter Schritt muss folgenI W
 

Ähnlich wie Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web (20)

Glaubst Du Das Wirklich
Glaubst Du Das WirklichGlaubst Du Das Wirklich
Glaubst Du Das Wirklich
 
BMWi Eckpunkte Papier EEG
BMWi Eckpunkte Papier EEGBMWi Eckpunkte Papier EEG
BMWi Eckpunkte Papier EEG
 
Mps energie gespräch bergstraße longo
Mps energie gespräch bergstraße longoMps energie gespräch bergstraße longo
Mps energie gespräch bergstraße longo
 
Bemerkungen über die Energiewende
Bemerkungen über die EnergiewendeBemerkungen über die Energiewende
Bemerkungen über die Energiewende
 
Kraftwerke Lingen
Kraftwerke LingenKraftwerke Lingen
Kraftwerke Lingen
 
Fahrplan energiewende mannheim
Fahrplan energiewende mannheimFahrplan energiewende mannheim
Fahrplan energiewende mannheim
 
Der grunen karnten
Der grunen karntenDer grunen karnten
Der grunen karnten
 
Wir kehren gruendlich_faltblatt_ippnw
Wir kehren gruendlich_faltblatt_ippnwWir kehren gruendlich_faltblatt_ippnw
Wir kehren gruendlich_faltblatt_ippnw
 
Keynote: Speicher – Ein weiter Weg zur Marktreife
Keynote: Speicher – Ein weiter Weg zur MarktreifeKeynote: Speicher – Ein weiter Weg zur Marktreife
Keynote: Speicher – Ein weiter Weg zur Marktreife
 
"Modell Deutschland" - Elektrizitätsversorgung
"Modell Deutschland" - Elektrizitätsversorgung"Modell Deutschland" - Elektrizitätsversorgung
"Modell Deutschland" - Elektrizitätsversorgung
 
Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013
Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013
Energiestrategie ≠ Energiewende, 2013
 
Mehrfachnutzen elektrischer Energiespeicher
Mehrfachnutzen elektrischer EnergiespeicherMehrfachnutzen elektrischer Energiespeicher
Mehrfachnutzen elektrischer Energiespeicher
 
The national and international vision for electricity grids
The national and international vision for electricity gridsThe national and international vision for electricity grids
The national and international vision for electricity grids
 
2016 02 01 AKE Kommentierung Antrag AKU "Lastspitzenreduzierung"
2016 02 01 AKE  Kommentierung Antrag AKU  "Lastspitzenreduzierung"2016 02 01 AKE  Kommentierung Antrag AKU  "Lastspitzenreduzierung"
2016 02 01 AKE Kommentierung Antrag AKU "Lastspitzenreduzierung"
 
Verdopplung des energietechnischen Fortschritts Die Rolle örtlicher Innovatio...
Verdopplung des energietechnischen Fortschritts Die Rolle örtlicher Innovatio...Verdopplung des energietechnischen Fortschritts Die Rolle örtlicher Innovatio...
Verdopplung des energietechnischen Fortschritts Die Rolle örtlicher Innovatio...
 
Die schlechteste Präsentation der Welt
Die schlechteste Präsentation der WeltDie schlechteste Präsentation der Welt
Die schlechteste Präsentation der Welt
 
Die schlechteste Präsentation der Welt
Die schlechteste Präsentation der WeltDie schlechteste Präsentation der Welt
Die schlechteste Präsentation der Welt
 
Vortrag von Prof. Sterner, vom Institut für Energiespeicher Regensburg der Os...
Vortrag von Prof. Sterner, vom Institut für Energiespeicher Regensburg der Os...Vortrag von Prof. Sterner, vom Institut für Energiespeicher Regensburg der Os...
Vortrag von Prof. Sterner, vom Institut für Energiespeicher Regensburg der Os...
 
KWK: Die Suche nach dem richtigen Kompass
KWK: Die Suche nach dem richtigen KompassKWK: Die Suche nach dem richtigen Kompass
KWK: Die Suche nach dem richtigen Kompass
 
EEG 2.0 - Ein zweiter Schritt muss folgen
EEG 2.0 - Ein zweiter Schritt muss folgenEEG 2.0 - Ein zweiter Schritt muss folgen
EEG 2.0 - Ein zweiter Schritt muss folgen
 

Mehr von metropolsolar

Bm wi eckpunkte-papier-eeg
Bm wi eckpunkte-papier-eegBm wi eckpunkte-papier-eeg
Bm wi eckpunkte-papier-eegmetropolsolar
 
2013 06 19 energiekonzept südpfalz präsentation od
2013 06 19 energiekonzept südpfalz präsentation  od2013 06 19 energiekonzept südpfalz präsentation  od
2013 06 19 energiekonzept südpfalz präsentation odmetropolsolar
 
Vortrag Horn - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Horn - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Horn - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Horn - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 
Vortrag Engel - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Engel - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Engel - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Engel - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 
Vortrag Schumacher - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schumacher - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Schumacher - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schumacher - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 
Vortrag Renz - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Renz - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Renz - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Renz - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 
Vortrag Schreier - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schreier  - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Schreier  - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schreier - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 
Vortrag Haug - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Haug - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Haug - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Haug - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 
Vortrag Schwarz - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schwarz - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Schwarz - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schwarz - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 
Vortrag Degenhardt-Meister - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE...
Vortrag Degenhardt-Meister - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE...Vortrag Degenhardt-Meister - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE...
Vortrag Degenhardt-Meister - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE...metropolsolar
 
Vortrag Gröger - Umsetzung regionales Energiekonzept - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Gröger - Umsetzung regionales Energiekonzept - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Gröger - Umsetzung regionales Energiekonzept - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Gröger - Umsetzung regionales Energiekonzept - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 
Vortrag Raufelder - Landes-Energiepolitik BaWü - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Raufelder - Landes-Energiepolitik BaWü - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Raufelder - Landes-Energiepolitik BaWü - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Raufelder - Landes-Energiepolitik BaWü - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 
Vortrag Föhrenbach - Forum 11 - Bildung und Qualifizierung - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Föhrenbach - Forum 11 - Bildung und Qualifizierung - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Föhrenbach - Forum 11 - Bildung und Qualifizierung - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Föhrenbach - Forum 11 - Bildung und Qualifizierung - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 
Vortrag Schulze - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schulze - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Schulze - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schulze - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 
Vortrag Kosack - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Kosack - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Kosack - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Kosack - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 
Intro Hetzel - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
Intro Hetzel - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013Intro Hetzel - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
Intro Hetzel - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 
Vortrag Kappenstein - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENERGIE...
Vortrag Kappenstein - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENERGIE...Vortrag Kappenstein - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENERGIE...
Vortrag Kappenstein - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENERGIE...metropolsolar
 
Vortrag Klingberg-Adler - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENE...
Vortrag Klingberg-Adler - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENE...Vortrag Klingberg-Adler - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENE...
Vortrag Klingberg-Adler - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENE...metropolsolar
 
Vortrag Storz - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Storz - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Storz - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Storz - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013metropolsolar
 

Mehr von metropolsolar (20)

Flyer demo 22.3
Flyer demo 22.3Flyer demo 22.3
Flyer demo 22.3
 
Bm wi eckpunkte-papier-eeg
Bm wi eckpunkte-papier-eegBm wi eckpunkte-papier-eeg
Bm wi eckpunkte-papier-eeg
 
2013 06 19 energiekonzept südpfalz präsentation od
2013 06 19 energiekonzept südpfalz präsentation  od2013 06 19 energiekonzept südpfalz präsentation  od
2013 06 19 energiekonzept südpfalz präsentation od
 
Vortrag Horn - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Horn - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Horn - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Horn - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013
 
Vortrag Engel - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Engel - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Engel - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Engel - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013
 
Vortrag Schumacher - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schumacher - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Schumacher - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schumacher - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
 
Vortrag Renz - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Renz - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Renz - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Renz - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
 
Vortrag Schreier - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schreier  - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Schreier  - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schreier - Forum 13 - Innovative Technik - VOLLER ENERGIE 2013
 
Vortrag Haug - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Haug - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Haug - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Haug - Forum 12 - Speicher Netze Steuerung - VOLLER ENERGIE 2013
 
Vortrag Schwarz - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schwarz - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Schwarz - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schwarz - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE 2013
 
Vortrag Degenhardt-Meister - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE...
Vortrag Degenhardt-Meister - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE...Vortrag Degenhardt-Meister - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE...
Vortrag Degenhardt-Meister - Forum 7 - Stadtwerke und Bürger - VOLLER ENERGIE...
 
Vortrag Gröger - Umsetzung regionales Energiekonzept - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Gröger - Umsetzung regionales Energiekonzept - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Gröger - Umsetzung regionales Energiekonzept - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Gröger - Umsetzung regionales Energiekonzept - VOLLER ENERGIE 2013
 
Vortrag Raufelder - Landes-Energiepolitik BaWü - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Raufelder - Landes-Energiepolitik BaWü - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Raufelder - Landes-Energiepolitik BaWü - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Raufelder - Landes-Energiepolitik BaWü - VOLLER ENERGIE 2013
 
Vortrag Föhrenbach - Forum 11 - Bildung und Qualifizierung - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Föhrenbach - Forum 11 - Bildung und Qualifizierung - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Föhrenbach - Forum 11 - Bildung und Qualifizierung - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Föhrenbach - Forum 11 - Bildung und Qualifizierung - VOLLER ENERGIE 2013
 
Vortrag Schulze - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schulze - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Schulze - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Schulze - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
 
Vortrag Kosack - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Kosack - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Kosack - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Kosack - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
 
Intro Hetzel - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
Intro Hetzel - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013Intro Hetzel - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
Intro Hetzel - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013
 
Vortrag Kappenstein - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENERGIE...
Vortrag Kappenstein - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENERGIE...Vortrag Kappenstein - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENERGIE...
Vortrag Kappenstein - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENERGIE...
 
Vortrag Klingberg-Adler - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENE...
Vortrag Klingberg-Adler - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENE...Vortrag Klingberg-Adler - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENE...
Vortrag Klingberg-Adler - Forum 9 - Energieeffizienz und -sparen - VOLLER ENE...
 
Vortrag Storz - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Storz - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013Vortrag Storz - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013
Vortrag Storz - Forum 8 - Initiativen und Vereine - VOLLER ENERGIE 2013
 

Agora impulse 12_thesen_zur_energiewende_web

  • 2. 12 Thesen zur Energiewende Impressum Impulse 12 Thesen zur Energiewende Ein Diskussionsbeitrag zu den wichtigsten Herausforderungen im Strommarkt (Langfassung) Dieses Dokument skizziert grundlegende Thesen zur Energiewende, die der Arbeitsstab von Agora Energie- wende für die Diskussion im Rat der Agora entwickelt hat. Diese Thesen spiegeln nicht die Meinung der Rats- mitglieder wider. Erstellt von Agora Energiewende Agora Energiewende Rosenstraße 2 | 10178 Berlin T +49. (0) 30. 284 49 01-00 F +49. (0) 30. 284 49 01-29 www.agora-energiewende.de info@agora-energiewende.de 006/02a-I-2012/DE
  • 3. Vorwort Sie ist ein komplexes Unterfangen, diese Energiewende. Zu- Wir haben bewusst nicht versucht, auf alle Themenfelder mindest darin sind sich alle einig. Diese Komplexität birgt der Energiewende umfassend einzugehen. Vielmehr benen- die Gefahr, dass die politische Debatte auf Nebenschau- nen wir die zentralen Herausforderungen für das technische plätze abgleitet oder die Aufmerksamkeit auf wenige – und ökonomische System und die aus unserer Sicht sinn- mehr oder weniger relevante – Themen gelenkt wird. Was vollen Antworten darauf. aber sind die wirklich zentralen Herausforderungen? Wo liegen die Prioritäten, wo die Posterioritäten? Wir verstehen diese 12 Thesen zur Energiewende als Einla- dung zur Diskussion. Anmerkungen, Kommentare und Kri- Mit 12 Thesen zur Energiewende wollen wir dazu beitragen, tik sind herzlich willkommen. die wichtigen Themen von den unwichtigen, die dringlichen von den nicht so dringlichen zu trennen. Unser Blick richtet Rainer Baake und das sich auf die nächsten zehn bis 20 Jahre, grob also die Zeit bis Team von Agora Energiewende 2030. Dafür haben wir vorhandenes Wissen zusammenge- fasst, zahlreiche Gespräche geführt und den Rat von Exper- ten eingeholt. Eine unserer Feststellungen war: Nicht alles, was derzeit im Mittelpunkt der Debatte steht, gehört dort auch hin. 1. Im Mittelpunkt stehen Wind und Solar! GW 70 MERKMALE Wind und PV sind 60 > dargebotsabhängig die günstigsten 50 > schnell fluktuierend Erneuerbaren Energien > nur Kapitalkosten 40 30 Das Potenzial anderer Erneuerbarer Energien 20 ist begrenzt 10 0 Mo Di Mi Do Fr Sa So Wie synchronisieren wir Nachfrage und Angebot? Wie minimieren wir die Kosten? Wie realisieren wir die Energiewende im europäischen Kontext? TECHNISCHES SYSTEM MARKTDESIGN UND REGULIERUNG 2. »Grundlastkraftwerke« gibt es nicht mehr: Gas 7. Der heutige Strommarkt handelt Kilowattstunden und Kohle arbeiten Teilzeit – er garantiert keine Versorgungssicherheit 3. Flexibilität gibt es reichlich – nur lohnt sie sich 8. Am Grenzkostenmarkt können sich Wind und PV bislang nicht prinzipiell nicht refinanzieren 4. Netze sind billiger als Speicher 9. Ein neuer Energiewende-Markt ist erforderlich 5. Die Sicherung der Höchstlast ist kostengünstig 10. Der Energiewende-Markt bindet die Nachfrage ein 6. Die Integration des Wärmesektors ist sinnvoll 11. Er muss im europäischen Kontext gedacht werden 12. Effizienz: Eine gesparte kWh ist die günstigste 1
  • 4. Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende
  • 5. Inhalt These 1 Der erste Hauptsatz der Energiewende lautet: „Im Mittelpunkt stehen Wind und Solar!“ 5 These 2 „Grundlastkraftwerke“ gibt es nicht mehr: Gas und Kohle arbeiten Teilzeit 9 These 3 Flexibilität gibt es reichlich – nur lohnt sie sich bislang nicht 11 These 4 Netze sind billiger als Speicher 14 These 5 Die Sicherung der Höchstlast ist kostengünstig 16 These 6 Die Integration des Wärmesektors ist sinnvoll 18 These 7 Der heutige Strommarkt handelt Kilowattstunden – er garantiert keine Versorgungssicherheit 20 These 8 Am Grenzkostenmarkt können sich Wind und PV prinzipiell nicht refinanzieren 22 These 9 Ein neuer Energiewende-Markt ist erforderlich 24 These 10 Der Energiewende-Markt bindet die Nachfrageseite aktiv ein 27 These 11 Der Energiewende-Markt muss im europäischen Kontext gedacht werden 29 These 12 Effizienz: Eine gesparte kWh ist die günstigste 31 Literaturverzeichnis33 3
  • 6. Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende
  • 7. IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende These 1 Der erste Hauptsatz der Energiewende lautet: „Im Mittelpunkt stehen Wind und Solar!“ Der Technologie-Wettbewerb des Erneuer- Der Beitrag von Bioenergie zur deutschen Stromerzeugung bare-Energien-Gesetzes kennt zwei Sieger: wird auch langfristig auf deutlich unter 10 Prozent pro Jahr Windkraft und Photovoltaik; sie sind absehbar beschränkt bleiben (2011: ca. 5 Prozent). Grund: Die land- die kostengünstigsten Technologien und ha- und forstwirtschaftlichen Flächen in Deutschland und an- ben das größte Potenzial deren Ländern sind begrenzt und die Nutzung von Holz und Energiepflanzen für das Energiesystem steht in Konkurrenz Der durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) ausge- zu vielen anderen möglichen Nutzungen der Fläche, etwa löste Technologiewettbewerb ist (vorerst) entschieden: Die für die Herstellung von Lebensmitteln oder die Produktion beiden günstigsten Erzeugungsarten für Strom aus Erneu- von Rohstoffen für die Industrie (zum Beispiel Papierindus- erbaren Energien (EE) sind Wind und Photovoltaik (PV). trie, chemische Industrie), oder dem Naturschutz. Zudem ist Nach derzeitigem Kenntnisstand wird keine andere EE- Biomasse zur Stromproduktion ein relativ teurer Energie- Technologie zu gleich geringen Kosten Strom in relevanten träger, dessen Kosten in den letzten Jahren gestiegen statt Größenordnungen produzieren können. Die Energiewende gesunken sind.2 Auch die Menge an günstigem, nachhaltig in Deutschland wird also auf diesen beiden Technologien produziertem Import-Holz ist begrenzt, bedingt unter ande- basieren. rem durch den wachsenden Nahrungs- und Biomassebedarf Hintergrund ist die enorme Kostendegression in den in Entwicklungs- und Schwellenländern.3 Schlüsseltechnologien Windkraft und Solarenergie in den Neben Wind, Photovoltaik und Biomasse tragen heute Lauf- vergangenen 20 Jahren. Bei Wind sanken die Kosten für wasserkraft und Geothermie zur Stromproduktion bei. Diese die erzeugte Energie – trotz steigender Rohstoffkosten für werden jedoch aller Voraussicht nach auch in Zukunft keine Stahl – seit 1990 um etwa 50 Prozent. Bei der Photovoltaik wesentlich größeren Beiträge liefern. Auch wenn es noch ist die Entwicklung noch rasanter. Hier sind die Systemkos- begrenzte Ausbaupotenziale bei der Wasserkraft gibt, wird ten im gleichen Zeitraum um 80 bis 90 Prozent gesunken. sie keine zentrale Rolle in der Stromversorgung spielen.4 Und das Ende der Kostendegression ist bei diesen Technolo- Die Stromproduktionskosten der Geothermie werden nach gien noch keineswegs erreicht.1 derzeitigem Erkenntnisstand auf Dauer sehr hoch bleiben, weshalb der derzeitige Beitrag von weniger als 1 Promille Alle anderen Erneuerbare-Energien-Tech- auch in Zukunft nicht wesentlich höher liegen dürfte.5 An- nologien sind entweder deutlich teurer be- ziehungsweise haben nur begrenzte Aus- 2 Die Grundvergütung für kleine Biomasseanlagen lag 2002 bei baupotenziale (Wasser, Biomasse/Biogas, 10,1 ct/kWh, 2012 liegt sie bei 14,3 ct/kWh. Hinzu kommen die Geothermie) und/oder sind noch im For- in den letzten Jahren zusätzlich geschaffenen Boni von bis zu 18 ct/kWh. Im Ergebnis liegt die durchschnittliche Vergütung schungsstadium (Wellenenergie, Osmose, von Strom aus Biomasseanlagen heute bei 19,6 ct/kWh. etc.) 3 Vgl. zum Beispiel DLR/Fraunhofer IWES/IfNE (2012); Prognos/EWI/ GWS (2010); Prognos/Öko-Institut (2009); SRU (2011); UBA (2010). 4 Vgl. Ingenieurbüro Floecksmühle et al. (2010). 1 Vgl. IPCC (2011); IRENA (2012a); IRENA (2012b). Die Kosten für die Installation einer PV-Anlage in 5 So wurde etwa die EEG-Vergütung von 9 ct/kWh im Jahr Deutschland sind gegenüber den in diesen Studien ver- 2000 auf heute 25 ct/kWh erhöht, ohne dass dies ei- öffentlichten Zahlen nochmals deutlich gesunken. nen nennenswerten Zubau mit sich gebracht hätte. 5
  • 8. Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende dere Technologien wie etwa Gezeiten-, Wellen- oder Os- Da weder Wind noch Sonne stetig zur Verfügung stehen, mosekraftwerke befinden sich noch im Forschungsstadium benötigt ein darauf basierendes Stromversorgungssystem und sind von einer breiten Anwendung weit entfernt.6 ergänzende Kraftwerke, die vorerst nach wie vor überwie- gend fossil betrieben werden. Kurzfristig wird der beste- Wind- und PV-Anlagen werden 2015 Vollkos- hende Kraftwerkspark diese Backup-Funktion übernehmen ten von 7-10 ct/kWh haben – ein System aus (aktueller Strompreis an der Börse: ca. 5 ct/kWh). Mittelfris- Wind, PV und Backup-Kapazitäten liegt damit tig werden zudem Investitionen in neue fossile Kraftwerke in der gleichen Größenordnung wie neue ­­­ nötig, um die Nachfrage auch dann zu bedienen, wenn kein Gas- und Kohlekraftwerke Strom aus Erneuerbaren Energien zur Verfügung steht. Be- denkt man, dass die Stromerzeugungskosten von neuen Das EEG vergütet Wind Onshore derzeit mit etwa 7-10 ct/kWh Gas- oder Kohlekraftwerken ebenfalls bei etwa 7-10 ct/kWh und Photovoltaik mit etwa 12-18 ct/kWh, jeweils in Ab- liegen9 und die Absicherung der Spitzenlast vergleichsweise hängigkeit von Anlagengröße und Standort und für 20 Jahre günstig möglich ist (siehe These 5), dann gilt ab etwa 2015: garantiert.7 Durch die im EEG festgelegte Degression der Die Stromerzeugungskosten eines Systems auf der Basis Einspeisetarife und weitere Kostensenkungen bei diesen neuer Wind-, PV- und flexibler fossiler Kraftwerke liegen Technologien wird es schon im Jahr 2015 möglich, mit dann in der gleichen Größenordnung wie eine alternative Inves- errichteten Anlagen Wind- und PV-Strom in der Größen- tition in ein traditionelles, kohle- beziehungsweise gasba- ordnung von 7-10 ct/kWh zu erhalten.8 siertes Stromsystem. 6 Eine weitere Forschungsförderung in allen Erneuerbaren- Wind und PV sind die beiden wichtigsten Energien-Technologien ist in jedem Fall sinnvoll, um die S ­ äulen der Energiewende! Kosten noch weiter zu senken und gegebenenfalls erneuerba- re Stromerzeugungstechnologien zu generieren, die noch güns- tigere Stromproduktionskosten als Wind und PV haben. Dies bedeutet: Die Energiewende in Deutschland wird auf der Basis von Wind und Photovoltaik erfolgen. Eine rea- 7 Vgl. Bundesumweltministerium (2012a) und (2012b). Wind Offshore ist derzeit noch deutlich teurer: Die Anfangsvergütung listische Alternative dazu existiert nicht. Wenn die Er- im EEG beträgt 15 ct/kWh für mindestens 12 beziehungswei- neuerbaren Energien eines Tages die Hälfte des gesamten se im Stauchungsmodell 19 ct/kWh für mindestens acht Jahre, Strombedarfs decken, wird der Anteil von Wind (Onshore wobei sich der Zeitraum der Anfangsvergütung von 15 ct/kWh in und Offshore) und PV bereits 35 Prozent betragen. Je stärker Abhängigkeit von der Entfernung zur Küste und der Meerestiefe verlängert. Nach Ende des Anfangsvergütungszeitraums er- die Erneuerbaren ihren Anteil ausbauen, desto wichtiger halten Wind-Offshore-Anlagen 3,5 ct/kWh. Hinzu kommen wird die Rolle von Wind und PV im Verhältnis zu anderen die über die Netzentgelte umgelegten Netzanschlusskosten Technologien aus dem Sektor der Erneuerbaren, da deren sowie das Offshore-Bürgschafts-Programm der KfW. Ausbaupotenzial begrenzt ist. Bereits im Jahr 2022 werden 8 Dies gilt in jedem Fall für Windkraftanlagen auf Land sowie grö- Wind und PV laut Bundesnetzagentur etwa 70 Prozent des ßere PV-Anlagen. Bei Wind-Offshore-Anlagen bleibt die weitere Stroms aus Erneuerbaren Energien erzeugen.10 Danach wird Kostenentwicklung abzuwarten, das Abschmelzen der aktuellen Vergütungssätze beginnt laut EEG erst im Jahr 2018. PV-Anlagen der Anteil sogar auf 80 bis 90 Prozent steigen. werden, je nach Größe, Ende 2014 bei Zubau entsprechend dem EEG- Zubaukorridor eine Vergütung von ca. 9-14 ct/kWh erhalten; bei einem sehr starken Zubau wird der PV-Vergütungssatz Ende 2014 je nach Anlagengröße bei 6-9 ct/kWh liegen. Für die Zeit danach können selbst kleinere PV-Dachanlagen an guten Sonnenstandorten in Deutschland zu 10 ct/kWh Strom produzieren, zum Beispiel unter 9 Vgl. (EWI) 2011, S. 27-29 und 40, beziehungswei- folgenden, durchaus realistischen Bedingungen: Installationskosten se DLR/Fraunhofer IWES/IfnE (2012), S. 217. 1.000 Euro pro kWp, Stromertrag 1.000 Stunden pro Jahr, 25 Jahre Nutzungsdauer, Betriebskosten 1 Prozent der Installationskosten 10 Entsprechend dem Leitszenario für den p.a., Verzinsungsanspruch des Kapitals fünf Prozent p.a. Netzentwicklungsplan 2012. 6
  • 9. IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende Abbildung 1 verdeutlicht die überragende Bedeutung, Stromnachfrage und Erzeugung aus Erneuerbaren Energien in drei beispielhaften Wochen im Jahr 2022 1 welche die Erzeugung aus Windkraft- und Photovoltaikan- lagen für die Energiewende mittelfristig haben wird. Dar- gestellt ist das Ergebnis einer Modellrechnung der Strom- GW Anfang Februar (KW 6) nachfrage und der Stromerzeugung in Deutschland für drei verschiedene Wochen im Jahr 2022. Die rote Linie stellt die 80 Nachfrage in Gigawatt (GW) dar, die verschiedenen Farben 60 die Erzeugung aus Erneuerbaren Energien, die graue Fläche die residuale Nachfrage, welche durch die verbleibenden 40 fossilen Kraftwerke gedeckt werden muss. Die Ergebnisse zeigen, dass es schon im Jahr 2022 rund 200 Stunden geben 20 kann, in denen die Stromproduktion aus Wind, Sonne, Was- ser und Biomasse den kompletten Strombedarf in Deutsch- Mo Di Mi Do Fr Sa So land übersteigt. Gleichzeitig wird es zahlreiche Stunden geben, in denen die Erneuerbaren Energien nur sehr wenig GW Mitte August (KW 33) Strom liefern. Aus dieser Analyse leiten sich die Herausfor- derungen ab, die in diesem Papier beschrieben werden.11 80 Es geht bei der Energiewende im Kern um die Synchroni- sation der fluktuierenden Stromproduktion von Wind- und 60 Solaranlagen mit der Nachfrage der Konsumenten. Dazu 40 wird Flexibilität benötigt – auf der Angebots- und der Nachfrageseite. 20 Wind- und Solarenergie haben drei Mo Di Mi Do Fr Sa So zentrale Eigenschaften: GW Ende November (KW 47) → Sie sind dargebotsabhängig, das heißt die Strompro- duktion hängt vom Wetter ab 80 Wind- und PV-Anlagen sind – im Gegensatz zu fossi- len Energieträgern – nicht entsprechend der Stromnach- 60 frage beziehungsweise dem durch sie erzeugten Preissignal an der Strombörse steuerbar. Sie produzieren Strom dann, 40 wenn die Sonne scheint beziehungsweise der Wind weht. 20 Mo Di Mi Do Fr Sa So Stromnachfrage Fossile Kraftwerke 11 Die Graphik wurde erstellt von Fraunhofer IWES im Auftrag Photovoltaik Wind Onshore/Offshore von Agora Energiewende (2012a). Die Grundlage für die Berechnungen bildet das sogenannte Leitszenario (Szenario Wasser Biomasse B) des von der Bundesnetzagentur Ende 2011 geneh- migten Szenariorahmens für den Netzentwicklungsplan. Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012a) Die vollständigen Daten für alle 52 Wochen sind erhält- lich unter www.agora-energiewende.de/download. 7
  • 10. Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende →→Sie haben hohe Kapitalkosten und (fast) keine Be- Windkraftanlagen erzeugen vor allem im Winter Strom, So- triebskosten laranlagen dagegen im Sommer. Die meiste Sonne scheint Die laufenden Kosten (Wartung, Betrieb) bei Wind und Pho- zur Mittagszeit, während Wind über den ganzen Tag ver- tovoltaik sind sehr gering, sie liegen bei etwa 1 bis 3 Prozent teilt auftritt – oft weht er am wenigsten zum Zeitpunkt der der Kapitalkosten pro Jahr.12 Die Grenzkosten sind aufgrund höchsten Sonneneinstrahlung.13 Da sich Strom aufgrund fehlender Brennstoffkosten sogar annähernd Null. Das be- der Effizienzverluste nur relativ teuer speichern lässt, ist deutet: Bei Wind- und Solarenergie wird bereits mit der es aus Sicht des Gesamtsystems sinnvoll, kostengünstigere Investition der Strom für die nächsten 20 bis 30 Jahre fast Optionen zu nutzen, um Stromangebot und Stromnach- vollständig bezahlt. frage zu synchronisieren. Hierzu zählt die Flexibilisierung des Gesamtsystems (siehe These 3), aber auch, das unter- →→Ihre Stromproduktion ist schnell fluktuierend schiedliche Einspeiseverhalten von Wind und Photovoltaik Aufgrund von Windböen und -flauten sowie des Durchzugs zu nutzen – selbst wenn die Stromproduktionskosten von von Wolkenfeldern ist die Stromeinspeisung von Sonne und Windstrom etwas niedriger sind als die von Photovoltaik. Wind zum Teil stark schwankend. Dies bedeutet, dass der Diese Logik – das zeitlich auseinanderfallende Einspei- Rest des Stromsystems – fossile Kraftwerke, Stromnach- severhalten zur Minimierung der Gesamtsystemkos- frage, Stromspeicher – sehr flexibel werden muss, um sich ten zu nutzen – gilt auch geographisch: Da der Wind in dem fluktuierenden Einspeiseverhalten von Wind und PV den einzelnen Regionen Deutschlands zu unterschiedli- anpassen zu können. chen Zeiten weht, sollte Windstrom nicht ausschließlich in Norddeutschland und Solarstrom nicht ausschließlich in Diese Eigenschaften sind grundlegend anders Süddeutschland produziert werden. Denn die Stromproduk- als die von Kohle und Gas; sie verändern tionskosten von Windstrom an der Küste beziehungsweise das Energiesystem und den Energiemarkt von Sonnenstrom in Bayern und Baden-Württemberg sind fundamental zwar etwas niedriger als im Rest Deutschlands, aber man erhielte dann nur zu den Zeiten Wind- beziehungsweise Die Steuerung von Gas- und Kohlekraftwerken erfolgt in Ab- Solarstrom, wenn genau in diesen Regionen die Wetter- hängigkeit vom Strompreis an der Börse, sie haben im Betrieb bedingungen es erlaubten. Aus der Perspektive der Ge- hohe variable Kosten (Brennstoffe, CO2-Emissionsrechte). samtsystem-Optimierung spricht jedoch Vieles dafür, die Auch wurde der bisherige Kraftwerkspark nicht primär auf unterschiedlichen Wetterbedingungen in Deutschland so schnelle Produktionsänderungen ausgelegt. Die Energiewende zu nutzen, dass die Stromproduktion von Wind und Pho- mit steigenden Anteilen von Wind- und PV-Strom wird das tovoltaik auf möglichst viele unterschiedliche Stunden im Stromsystem und den Strommarkt grundlegend verändern. Jahr verteilt wird und der Strom dann durch ein ausgebau- tes Leitungsnetz zwischen den Regionen transportiert wird. Wind und PV sollten parallel ausgebaut Wann genau PV- und Windkraftanlagen typischerweise werden, denn sie ergänzen sich gegenseitig: Strom produzieren und welches zeitliche Einspeiseprofil In der Regel weht der Wind dann, wenn die neue Anlagen zukünftig haben sollten, ist allerdings noch Sonne nicht scheint – und umgekehrt wenig untersucht. 12 Die fixen Betriebskosten einer PV-Anlage liegen bei etwa fern die kurzfristigen Grenzproduktionskosten etwas über Null 1 bis 1,5 Prozent der Kapitalkosten pro Jahr, wobei die kurzfris- liegen, vgl. McKinsey (2010), S. 63; DLR/Fraunhofer IWES/IfnE tigen Grenzproduktionskosten einer funktionsfähigen Anlage (2012), S. 1 des Datenanhangs; IRENA (2012a); IRENA (2012b). bei Null liegen. Bei Windanlagen liegen die Betriebskosten bei etwa 2 bis 4 Prozent der Kapitalkosten pro Jahr, wobei zu den 13 Vgl. etwa die Analysen von Gerlach/Breyer (2012) für Betriebskosten auch der Materialverschleiß zählt und inso- Mitteldeutschland und E.on Bayern (2011) für Niederbayern. 8
  • 11. IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende These 2 „Grundlastkraftwerke“ gibt es nicht mehr: Gas und Kohle arbeiten Teilzeit Wind und PV werden zur Basis der Strom- die „Grundlastkraftwerke“ aus der Grundlast. In Zukunft versorgung; das restliche Stromsystem wird werden Wind und Photovoltaik immer größere Teile der sich um diese herum optimieren; die meisten Stromnachfrage decken. Bereits im Jahr 2022 kann die Last Kraftwerke werden nur in Zeiten von wenig (Grundlast bis Spitzenlast) in vielen Stunden vollständig Sonne und Wind gebraucht, ihre Auslastung durch Erneuerbare Energien bedient werden, wie untenste- sinkt: „Grundlastkraftwerke“ gibt es nicht hende Grafik (Abbildung 2) verdeutlicht. In der dargestellten mehr Woche würde ein großer Teil der Kohle- und Gaskraftwerke in den ersten Tagen ungenutzt bleiben, in der zweiten Wo- „Grundlast“ ist eine Nachfragekategorie und meint in chenhälfte dagegen gebraucht. Der Einsatz der verbleiben- Deutschland jene 35 bis 40 GW, die zu jedem Zeitpunkt ei- den fossilen Kraftwerke muss sich daher nach der Nach- nes Jahres mindestens gebraucht werden. Früher wurde die frage und der Stromproduktion der Erneuerbaren richten. Grundlast von Kraftwerken bedient, die „rund um die Uhr“ liefen, daher der missverständliche Begriff „Grundlastkraft- Wind und PV senken die Gesamtmenge des fossil erzeugten werke“. Das EEG hat die Erneuerbaren mit dem Einspeise- Stroms und damit die Auslastung der Kraftwerke, also die vorrang zur „Grundlast per Gesetz“ gemacht. Sie verdrängen Anzahl der Benutzungsstunden. Bei einem Anteil der Er- neuerbaren Energien von 40 Prozent werden Kraftwerks- Bedarf an fossilen Kraftwerken im Jahr 2022 kapazitäten von nur noch 10 bis 25 GW benötigt, die 6.000 am Beispiel einer Woche im August 2 bis 8.000 Stunden im Jahr laufen.14 In den folgenden Jahren wird der Bedarf weiter sinken. GW Fast keine 20-30 GW Schnelle Änderungen der Einspeisung sowie fossilen Kraftwerke fossile Kraftwerke 80 Prognoseunsicherheiten stellen neue Anfor- derungen an kurz- und langfristige Flexibilität 60 Die fluktuierende Erzeugung aus Wind und Photovol- 40 taik stellt gänzlich neue Anforderungen an den zukünfti- 20 gen Kraftwerkspark: Die Stromerzeugung aus steuerbarer Kraftwerksleistung muss innerhalb von kurzer Zeit erhöht Mo Di Mi Do Fr Sa So oder reduziert werden, um die Schwankungen auszuglei- 14 Vgl. VDE (2012a), S. 43; Consentec/r2b (2010a), S. 51; • on Montag bis Donnerstag decken Wind und PV den größten V Fraunhofer IWES (2009). Für 40 Prozent Erneuerbare er- Teil der Stromnachfrage ab, fossile Kraftwerke werden kaum benötigt rechnet VDE (2012a) einen Bedarf an 10 bis 15 GW Kapazität, die mit über 8.000 Volllaststunden im Jahr fast durchgän- • wischen Donnerstagnachmittag und Sonntagvormittag wer- Z gig gebraucht wird, Consentec/r2b (2010a) einen Bedarf von den durchgängig etwa 20 bis 30 GW ergänzende Kraftwerks- kapazität benötigt 25 GW Kapazität, die über 6.000 Volllaststunden im Jahr be- nötigt wird. Für 50 Prozent Erneuerbare errechnet Consentec/ r2b (2010a) 18 GW für über 6.000 Volllaststunden, Fraunhofer Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012a) IWES (2009) 21 bis 26 GW für über 7.000 Volllaststunden. 9
  • 12. Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende chen. Bei steigenden Anteilen von Wind und PV gilt dies bis 2020 auf 25 Prozent erhöht werden. Mittelfristig werden auch für die wenigen „Grundlastkraftwerke“. In Zukunft diese Anlagen daher einen Großteil der steuerbaren Kraft- werden alle verbleibenden Kraftwerke flexibel betrieben werksleistung in Deutschland ausmachen.17 Während KWK- werden müssen. und Biomasseanlagen im Jahr 2010 nur etwa ein Fünftel zur Die Einspeisung von Wind und Photovoltaik kann niemals steuerbaren Kraftwerksleistung beigetragen haben, werden ganz genau vorhergesagt werden. Sie unterliegt immer einer sie voraussichtlich bereits im Jahr 2020 mehr als ein Drittel Prognoseunsicherheit, die umso größer ist, je weiter in die dieser Leistung erbringen.18 Bei hohen Anteilen von Wind- Zukunft geschaut wird. Die tägliche und stündliche Pro- und Solarstrom gilt daher auch für den Einsatz der KWK- gnose für Wind und Photovoltaik15 kann durch genauere und Biomasseanlagen, dass sie der Stromnachfrage folgen Wetterdaten verbessert werden. Durch die richtige Gestal- müssen. tung der Rahmenbedingungen können Erzeuger diese kurz- fristigen Prognosen bei der Einsatzplanung ihrer Kraft- Lastmanagement und Speicher tragen werke berücksichtigen und somit die Erzeugung optimieren. zur Synchronisation bei Weit schwieriger und mit größerer Unsicherheit behaftet ist die langfristige Prognose über ein oder mehrere Jahre im Flexibilitätsoptionen wie Lastmanagement und Pumpspei- Voraus. Besonders das Windaufkommen schwankt von Jahr cher werden helfen, den zukünftigen Kraftwerkspark effizi- zu Jahr stark. 2010 beispielsweise lag daher die Stromer- ent zu nutzen: Durch Lastmanagement wird Stromnachfrage zeugung aus Windkraftanlagen in Deutschland an Binnen- in die Zeiten verschoben, in denen besonders viel Wind und standorten um 25 Prozent, in Küstennähe um 15 Prozent Sonne zur Verfügung steht. In denselben Zeiten nehmen unter dem Durchschnitt der letzten zehn Jahre.16 Weil der Pumpspeicher Strom auf; sie geben ihn wieder ab, wenn nicht-erneuerbare Kraftwerkspark für die windschwachen wenig Wind weht und die Sonne nicht scheint. Dadurch Jahre ausgelegt werden muss, wird er in windstarken Jahren werden teure An- und Abfahrvorgänge der Kraftwerke ver- geringer ausgelastet. ringert, die Nutzung der günstigsten Kraftwerke optimiert und die Gesamtsystemkosten minimiert. Kraft-Wärme-Kopplung und Biomasse müssen mittelfristig nach dem Strombedarf betrieben werden Der Einsatz von Anlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und von Biomassekraftwerken richtet sich heute in der Regel nicht nach dem Strombedarf. Vielmehr werden KWK-Anlagen wärmegeführt betrieben, das heißt, wenn Wärme benötigt wird, produziert die Anlage „nebenbei“ auch Strom. Und die meisten Biomasseanlagen laufen im Dauer- betrieb, weil sie aufgrund der Vergütungsregeln so am wirt- 17 Vgl. Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz, Paragraf 1. schaftlichsten sind. Mittel- bis langfristig wird sich dies ändern müssen. Die Stromerzeugung aus KWK-Anlagen soll 18 Vgl. BMU-Leitstudie Erneuerbare Energien (DLR/Fraunhofer IWES/IFnE (2012)), S. 19; die Studie, Szenario 2011 A, be- schreibt für 2010 eine Kapazität von 22 GW KWK und Biomasse, 15 Bei Wind Onshore und PV sind bereits viele Lösungen für derartige 90 GW andere Kraftwerke; die erwarteten Kapazitäten für 2020 Aufgaben entwickelt worden. Für die Prognose von Wind Offshore sind 31 GW KWK und Biomasse, 61 GW andere Kraftwerke; zeichnen sich zusätzliche Herausforderungen durch stärkere und für 2040: 30 KWK und Biomasse, 32 GW andere Kraftwerke. schnellere Änderungen und bislang weniger Messpunkte (Bojen) Der Anteil der Biomasse an der gesamten Stromerzeugung ab und erfordern gegebenenfalls neue technische Lösungen. bleibt dabei auf etwa zehn Prozent beschränkt, die Leistung 16 Vgl. IWR (2012). von nicht Biomasseanlagen ohne KWK auf etwa 3 GW. 10
  • 13. IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende These 3 Flexibilität gibt es reichlich – nur lohnt sie sich bislang nicht Schwankungen in der Erzeugung (Wind Bei einem Anteil von 50 Prozent Erneuerbarer Energien und PV) erfordern zukünftig eine wesentlich sind Extremfälle zu erwarten, bei denen sich die von steu- höhere Flexibilität des Stromsystems erbaren Kraftwerken zu deckende Last innerhalb von vier Stunden um etwa 40 GW ändert.19 Dies entspricht mehr als Wie bereits unter These 2 gezeigt, muss bei hohen Antei- der Hälfte der heutigen Last in Deutschland. Innerhalb von len von Wind- und Solarstrom das restliche Stromsystem einer Viertelstunde sind Laständerungen von bis zu 6 GW sehr flexibel reagieren. In Abbildung 3 ist ein solcher Fall zu erwarten. Dieser Bedarf an Flexibilität wird in Zukunft zu sehen: Zeitgleich mit dem Rückgang der Erzeugung aus gänzlich neue Herausforderungen an das Stromsystem stel- Photovoltaik lässt der Wind nach. In der Folge müssen die len. steuerbaren Kraftwerke innerhalb weniger Stunden einen großen Teil der Nachfrage decken. Im ungünstigsten Fall Technische Lösungen zur Flexibilität könnte zeitgleich sogar noch die Nachfrage ansteigen – zum sind umfangreich vorhanden Beispiel wenn mit dem Sonnenuntergang ein großer Teil der Bevölkerung nach Hause kommt und elektrische Herde, Der hohe Bedarf an Flexibilität kann durch verschiedene Fernseher und Lichter anschaltet. Flexibilitätsoptionen gedeckt werden: auf Erzeugungsseite, auf Nachfrageseite, durch Speicher oder über Netze. Bei Flexibilitätsanforderungen im Jahr 2022 am steigendem Flexibilitätsbedarf sollten die verschiedenen Beispiel einer Woche im August 3 Optionen in Reihenfolge ihrer gesamtwirtschaftlichen Kos- teneffizienz genutzt werden. Neben dem Netzausbau (siehe Differenz bei Wind und These 4) sind die aus heutiger Sicht wichtigsten Flexibili- GW PV: 30 GW in vier Stunden tätsoptionen folgende: 80 →→Nach Strombedarf betriebene KWK- 60 und Biomasseanlagen Um Flexibilität effizient zu erreichen, sollten unnötige 40 Inflexibilitäten im Stromsystem vermieden werden. Die 20 Kraftwerke, die technisch gut steuerbar sind, sollten so ein- gesetzt werden, dass sie die Erzeugung aus Wind und PV optimal ergänzen. Wie in These 2 beschrieben, ist dies heute Mo Di Mi Do Fr Sa So weder für KWK- noch Biomasseanlagen der Fall. In Zu- • onnerstags von 10 bis 13 Uhr wird die Stromnachfrage fast D kunft werden sie dagegen einen großen Teil des steuerbaren vollständig durch Wind und PV gedeckt Kraftwerksparks ausmachen; zukünftig werden sich beide • b 13 Uhr lassen Wind und Sonneneinstrahlung nach, so dass A Technologien neben dem Wärme- vor allem am Strombedarf um 17 Uhr etwa 30 GW ergänzende Kraftwerkskapazität benö- tigt werden ausrichten müssen. Technisch ist dies unproblematisch und Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012a) 19 Vgl. IAEW/Consentec (2011), S. 17; betrachtet wurde hier ein Szenario mit 50 Prozent Erneuerbarer Energien in 2030. 11
  • 14. Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende mit relativ geringen Kosten verbunden. Bei KWK-Anlagen kraftwerken könnte ihre Leistung von 10 GW bei laufendem muss lediglich die Wärme in Speicher oder Fernwärmenetze Betrieb auf 2 GW reduzieren (heute: 4 GW). eingespeist werden, was für wenige Stunden ohne Probleme Eine höhere Flexibilität umgerüsteter bestehender sowie möglich ist (siehe These 6).20 Bei neuen Biomasseanlagen ist neuer Kraftwerke würde auch wesentlich dazu beitragen, eine optimierte Auslegung der Gesamtanlage – beispiels- die erforderliche Mindesteinspeisung aus thermischen weise hinsichtlich des Verhältnisses von Brennstoffspei- Kraftwerken (sogenannte Must-run) zu reduzieren.21 cher zur Generatorleistung – erforderlich. →→Erzeugungsspitzen von Wind und PV →→Flexibilisierung fossiler Kraftwerke vermeiden oder für Wärme nutzen (Mindestleistung, Startzeiten) Es kann bei sehr hohen Anteilen von Wind- und Solarstrom Der fossile Teil der Stromerzeugung bietet sehr große Flexi- in der Zukunft ökonomisch vernünftig sein, Erzeugungs- bilitätspotenziale. Kohle- und Gaskraftwerke können durch spitzen abzuregeln oder zur Wärmeproduktion zu nutzen. technische und organisatorische Anpassungen flexibilisiert Eine Auslegung des Stromnetzes zum Abtransport auch der werden: Die Mindestleistung kann verringert, die Last- „letzten“ erzeugten Kilowattstunde wäre unverhältnismäßig gradienten können erhöht und Startzeiten reduziert wer- teuer. Die Netze müssten für Transportkapazitäten ausgelegt Flexibilität fossiler Kraftwerke 4 Optimierungspotenzial (erste Zahl) und heute üblicher Stand (Zahl in Klammern) je 1.000 MW Steinkohle- Braunkohle- Gas- und Dampfkraftwerk Gasturbine kraftwerk kraftwerk Mindestlast MW 200 (400) 400 (600) 300 (500) 200 (500) Maximale Änderung MW 300 (75) 200 (50) 400 (100) 750 (400) der Last in 5 Minuten Anfahrtszeit Kaltstart h 4 (10) 6 (10) 2 (4) 0,1 Eigene Darstellung basierend auf VDE (2012a) den. Die Unterschiede zwischen dem heute üblichen Maß werden, die nur ganz wenige Stunden im Jahr benötigt wer- an ­Flexibilität und dem technischen Optimierungspotenzial den. Wo immer möglich, sollte der Strom, der nicht abtrans- sind in der oben stehenden Tabelle (Abbildung 4) dargestellt. portiert werden kann, sinnvoll verwendet werden: Hierfür So könnte eine optimierte Gas- und Dampfturbine bei- kommt die Nutzung zur Wärmeproduktion in Frage (siehe spielsweise innerhalb von zwei Stunden auf volle Leistung auch These 6). Dies kann sowohl über elektrische Heiz- gebracht werden (heute: etwa vier Stunden). Und 10 GW stäbe in Warmwasserspeichern (1 kWh Strom erzeugt 1 kWh bereits laufende Gas- und Dampfturbinen könnten ihre Wärme) oder über Wärmepumpen (1 kWh Strom erzeugt Last innerhalb von fünf Minuten um bis zu 4 GW anpassen etwa 4 kWh Wärme) geschehen. (heute: 1 GW). Eine gleich große Kapazität an Steinkohle- 21 Heute sind je nach Zeitpunkt noch bis zu 25 GW 20 Das Aufrüsten mit Wärmespeichern wird seit der Mindesteinspeisung für die Systemstabilität erforderlich, diese Novelle 2012 durch das KWK-Gesetz gefördert. kann jedoch langfristig minimiert werden, vgl. BMU (2012), S. 22. 12
  • 15. IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende →→Lastverschiebung und abschaltbare es aufgrund von hoher Einspeisung von Wind und Photo- Lasten in der Industrie voltaik zu Zeiten niedriger Nachfrage und wegen der feh- Eine weitere kostengünstige Flexibilitätsoption mit gro- lenden Flexibilität des konventionellen Kraftwerksparks für ßem Potenzial stellt das Lastmanagement, vor allem in der fast 100 Stunden zu einer Situation, in der Marktteilneh- Industrie, dar. Die Industrie verbraucht etwa 40 Prozent des mer dafür bezahlt werden mussten, Strom abzunehmen. Bis Stroms in Deutschland,22 einen wesentlichen Teil davon in 2011 hat sich die Anzahl der Stunden mit negativen Preisen großen Anlagen mit zentral gesteuerten Prozessen. In vielen um den Faktor zehn reduziert24 – trotz erheblich gesteiger- Fällen ist es technisch leicht möglich, die Stromnachfrage ter Einspeisung von Wind und PV. Offensichtlich haben die über einige Stunden zu verschieben: durch Anpassung der Marktteilnehmer sich zusätzliche Flexibilitäten erschlossen. Prozesse sowie gegebenenfalls durch die Installation von Speichern für Zwischenprodukte, Wärme, Kälte oder Druck- Kleinteilige Flexibilitätsoptionen auf luft. Das mittelfristig erschließbare technische Potenzial in Haushaltsebene über Smart Meter zu der Industrie wird auf etwa 4,5 GW geschätzt.23 Ebenfalls aktivieren, ist derzeit zu teuer große und kostengünstig zu erschließende Potenziale sind im Bereich Gewerbe und Handel zu erwarten, wo beispiels- „Kleinteilige“ Flexibilitätsoptionen, die in Haushalten durch weise große Kühlhäuser oder Heizanlagen zentral zu steuern Smart Meter erschlossen werden, sind aus heutiger Sicht oder Wärme und Kälte speicherbar sind. schlichtweg zu teuer. Erst langfristig werden sie einen ef- fizienten Beitrag zum Gesamtsystem leisten können. Sie Die Herausforderung liegt nicht in der sollten erst zum Einsatz kommen, nachdem alle kosten­ Technik oder ihrer Steuerung sondern günstigeren Optionen ausgeschöpft worden sind. Um bei- in den richtigen Anreizen spielsweise eine Waschmaschine als Flexibilitätsoption nutzen zu können, muss darin ein Steuerungssystem vor- Die hier beschriebenen Flexibilitätsoptionen sind technisch handen sein. Der Haushalt muss über einen Zähler zur Echt- bereits heute verfügbar und können relativ kostengünstig zeitmessung des Stromverbrauchs verfügen, und ein Steu- erschlossen werden. Da es sich um vorwiegend „großteilige“ erungssignal muss vom Strommarkt zur Waschmaschine Anlagen (Kraft-Wärme-Kopplung, Biomasse, industrielle gelangen. Der spezifische Aufwand zur Implementierung Prozesse, große Wärmespeicher) handelt, ist die Steuerung eines solchen Systems ist im Vergleich zu den oben genann- technisch leicht zu lösen – im Gegensatz zu „kleinteili- ten großteiligen Flexibilitätsoptionen sehr hoch. Langfristig gen“ haushaltsnahen Anlagen wie Waschmaschinen oder werden jedoch insbesondere Wärmepumpen und Elektro- Kühlschränken. Die wesentliche Herausforderung liegt hier fahrzeuge auch auf Haushaltsebene relevante verschieb- nicht in der technischen Umsetzung sondern in effizienten bare Lasten erzeugen. Daher ist sicherzustellen, dass bei der Anreizen. Ziel sollte es sein, dass die jeweils kostengüns- Weiterentwicklung dieser Technologien deren Beitrag zur tigste Option zuerst zum Einsatz kommt, wofür sich ein Flexibilisierung des Stromsystems beachtet wird. gleichberechtigter Wettbewerb der Flexibilitäten anbietet. Dabei sollte sowohl die Erzeugungsseite als auch die Nach- frageseite eingebunden werden (siehe auch These 10). Wie schnell Flexibilitätspotenziale erschlossen werden können, wenn die richtigen Anreize vorhanden sind, zeigt die Reak- tion auf die negativen Preise an der Strombörse: 2009 kam 22 Vgl. DLR/Fraunhofer IWES/IfnE (2012), S. 20; EWI/GWS/Prognos (2011), S. 37. 23 Vgl. VDE (2012b), S. 55. 24 Vgl. EnBW (2012), S. 5. 13
  • 16. Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende These 4 Netze sind billiger als Speicher Netze reduzieren Flexibilitätsbedarf: eine Verstärkung der Transportkapazitäten zu den Ländern Schwankungen in Erzeugung (Wind und PV) mit besonders kostengünstigen Flexibilitätsoptionen wäre und Nachfrage werden über große ­ istanzen D vorteilhaft, etwa zu den Alpenländern und Skandinavien mit ausgeglichen hohen Anteilen an Wasserkraftwerken und Pumpspeichern. Die dortige Produktion von Strom aus Wasserkraftwerken Je größer das durch Stromnetze verbundene Gebiet ist, desto könnte gedrosselt werden, wenn Strom in Deutschland preis- mehr werden Schwankungen in Erzeugung und Nachfrage wert zu kaufen ist. Für Deutschland wäre es günstiger, Strom gepoolt: Während die Erzeugung eines einzelnen Windparks zu verkaufen als zu speichern. Im gegenteiligen Fall, bei gerin- (etwa an der Nordseeküste) sehr stark schwankt, ist die Summe ger Wind- und Solarstromproduktion, kann es günstiger sein, der Erzeugung aller Windanlagen in Deutschland (etwa an der Strom im Ausland zu kaufen als für den Spitzenbedarf aus- Nordseeküste, in Thüringen und in Bayern) sehr viel ausgegli- schließlich eigene Kraftwerke vorzuhalten (siehe Abbildung 5). chener. Dasselbe gilt für die Nachfrage. Auch hier gleichen sich regionale Schwankungen aus. Durch die größere räumliche Verbindung wird der Bedarf an Flexibilität verringert. Bedeutung von Netzen und Pumpspeichern im Jahr 2022 am Beispiel einer Woche im Februar 5 Netze ermöglichen Zugriff auf die kostengünstigsten Flexibilitätsoptionen in Deutschland und Europa GW ~16 GW Netze ~ 9 GW Pumpspeicher Über Netze kann zudem über eine größere Entfernung auf die 80 jeweils kostengünstigste Flexibilitätsoption zugegriffen wer- 60 den – in Deutschland und Europa. Zum Beispiel können in Zei- ten von sehr viel Wind und Sonne „Überschüsse“ an europäi- 40 sche Nachbarn verkauft werden anstatt sie zu speichern oder 20 abzuregeln. Mo Di Mi Do Fr Sa So Im Jahr 2020 werden in Deutschland Überschüsse von bis zu • n einer Woche Anfang Februar gibt es so viel Wind, dass ­ ber I ü 22 GW in einzelnen Stunden erwartet, bis 2030 bis zu 41 GW.25 fast zwei Tage ein signifikanter Überschuss entsteht Würde man diesen Bedarf an Flexibilität komplett durch Spei- • ber Netze können in diesem Zeitraum etwa 16 GW Strom­ Ü cher decken, wäre dies sehr teuer, zumal die meisten Spei- ­exportiert werden cher nur selten genutzt würden. Durch die Netzanbindung • n bestehenden Pumpspeichern können weitere 9 GW für I etwa fünf Stunden aufgenommen werden an die Europäischen Nachbarn kann hingegen ein großer Teil der Überschüsse ins Ausland verkauft werden. In Zeiten von • eue Speichertechnologien würden aufgrund ihrer höheren N Kosten nicht zum Einsatz kommen (hinreichender Netzausbau wenig Wind und Sonne in Deutschland kann Strom aus den vorausgesetzt) Nachbarländern zurückgekauft werden. Insofern wirkt eine Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012a) und TAB (2012) Netzanbindung wie ein „indirekter Speicher“.26 Insbesondere 25 Vgl. IAEW/Consentec (2011), S. 20. 26 Vgl. Prognos (2012), S. 17. 14
  • 17. IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende Übertragungsnetze reduzieren dadurch die auf mittlere Sicht relativ hoch bleiben. Um die Gesamtsystem- G ­ esamtsystemkosten bei relativ geringen kosten gering zu halten, sollten neue Speichertechnologien erst I­nvestitionskosten dann zum Einsatz kommen, wenn die Flexibilitätspotenziale anderer, kostengünstigerer Optionen voll ausgeschöpft sind. Indem sie den Bedarf nach Flexibilität verringern und die je- Neue Speichertechnologien werden als relativ teure Flexibili- weils kostengünstigste Flexibilität zum Einsatz kommen las- tätsoption erst ab einem Anteil von etwa 70 Prozent Erneuer- sen, verringern Stromnetze die Gesamtsystemkosten. Noch barer Energien einen Beitrag zur Begrenzung der Gesamtsys- dazu sind die Kosten für Transportkapazitäten relativ gering: temkosten leisten. In Summe macht der Ausbau der Übertragungsnetze in Europa ­ auch langfristig nur etwa sechs Prozent der Gesamtkosten der Lokale PV-Batterie-Systeme können sich – auf- Stromerzeugung aus.27 grund von gesparten Abgaben und ­ teuern – S schon früher betriebs­wirt­schaft­lich rechnen Auch der Aus- und Umbau der Verteilnetze ist günstiger als lokale Speicher Batteriespeichersysteme können in Kombination mit PV-An- lagen dazu beitragen, dass Haushalte oder Unternehmen einen Die gleiche Logik wie für Übertragungsnetze gilt auch für Ver- größeren Teil des dezentral erzeugten Stroms selber nutzen und teilnetze. Durch den Ausbau von Verteilnetzen und die Ver- weniger Strom aus dem Netz kaufen. Dies kann aufgrund von stärkung der zur Übertragung in Höchstspannungsnetze benö- gesparten Abgaben (Netzentgelte, Steuern, EEG-Umlage, etc.) tigten Transformatoren können lokal auftretende Überschüsse dazu führen, dass sich bereits mittelfristig die Investitionen in angrenzende Regionen oder in das Übertragungsnetz ab- in solche Anlagen aus individueller, betriebswirtschaftlicher geleitet werden. Der Aus- und Umbau der Verteilnetze ist aus Sicht rechnen. Das heißt aber keinesfalls, dass dezentrale Spei- heutiger Sicht um ein Vielfaches kostengünstiger als die lokale cher die gesamten Kosten der Stromerzeugung in Deutschland Speicherung mit neuen Speichertechnologien.28 verringern. Dies ist im Wesentlichen dadurch begründet, dass die meisten Abgaben und Steuern zwar pro Kilowattstunde Neue Speichertechnologien werden erst verrechnet werden, die Kosten für das Gesamtsystem jedoch ab einem Anteil von mehr als 70 Prozent durch eine Verringerung der aus dem Netz gekauften Kilo- E ­ rneuerbarer Energien erforderlich wattstunden nicht proportional sinken. Zum Beispiel werden Kosten für die Übertragungs- und Verteilnetze und für das Be- Noch für lange Zeit wird der Netzausbau im Vergleich zu neuen reitstellen von gesicherter Leistung durch die Steigerung des Speichertechnologien die kostengünstigere Option zur Inte- Eigenverbrauchs nicht vermindert, sondern lediglich anders, gration von Erneuerbaren Energien in das Stromsystem sein. nämlich auf die verbleibenden aus dem Netz verkauften Kilo- Neue Speichertechnologien wie Batteriespeicher, adiabate wattstunden verteilt. Vermutlich wird sich kein Eigenheim- Druckluftspeicher oder Power to Gas sollten aus heutiger Sicht besitzer oder Unternehmen vom Stromnetz abkoppeln. Für die erst langfristig zum Einsatz kommen.29 Aktuell sind die Kosten Auslegung des Netzes ist aber nicht die im Jahr transportierte hierfür prohibitiv hoch. Und sie werden voraussichtlich auch Strommenge, sondern die maximal erforderliche Kapazität ausschlaggebend. Sollte ein Durchbruch in den Herstellungs- 27 Vgl. McKinsey (2010), S. 45. kosten von Batteriespeichern gelingen, beispielsweise im Zu- 28 Vgl. Consentec/r2b (2010b), S. 36. sammenhang mit einem starken Ausbau der Elektromobilität 29 Diese Bewertung entspricht im Wesentlichen der in BMU (2012b) dar- und Skaleneffekten bei Lithium-Ionen-Speichern), so ist mit gestellten Expertenmeinung, ist jedoch durch zwei Faktoren zu relati- einem starken Ausbau von dezentralen Speichern zu rechnen – vieren: Zum einen könnten Speicher bei langfristig verzögertem oder wenn und solange die Kosten für die Infrastruktur des Strom- nur eingeschränktem Netzausbau eine zweitbeste effiziente Option systems nach Kilowattstunden und nicht nach Anschlussleis- darstellen, zum anderen können Durchbrüche in Herstellungskosten für neue Speichertechnologien diese in Zukunft kostengünstiger machen. tung verteilt werden. 15
  • 18. Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende These 5 Die Sicherung der Höchstlast ist kostengünstig Wind und PV können in bestimmten Zeiten ähnlicher Größenordnung wie heute durch andere Optionen (zum Beispiel bei Windflaute im Winter) nicht jenseits von Wind und PV gedeckt werden. Solche steuer- zur ­ icherung der Höchstlast beitragen, ­ aher S d baren Kapazitäten können sowohl auf der Erzeugungsseite sind steuerbare Kapazitäten in ähnlicher durch Kraftwerke, als auch auf Nachfrageseite durch ab- G ­ rößenordnung wie heute erforderlich schaltbare Lasten bereitgestellt werden. Wenn in der Stunde der höchsten Last kein Wind weht und Die Höchstlast kann durch gesicherte Leis- keine Sonne scheint, muss die Versorgung trotzdem gesichert tung gedeckt oder durch nachfrageseitige sein – auch, wenn in dieser Stunde noch zusätzlich ein großes Maßnahmen gesenkt werden; fast ein Viertel Kraftwerk ausfällt. Die dargebotsabhängigen Energieträger d ­ es Bedarfs (ca. 15 bis 25 GW) fällt nur in sehr Wind und Photovoltaik können hier nur einen geringen Bei- w ­ enigen Stunden im Jahr an (200) trag leisten. Abbildung 6 verdeutlicht eine solche Situation. Um eine gleichbleibend hohe Versorgungssicherheit zu Neu in der „Energiewende-Welt“ ist, dass eine große Menge gewährleisten, muss daher in Zukunft eine Höchstlast in an steuerbarer Kapazität erforderlich ist, die lediglich an wenigen Stunden im Jahr benutzt beziehungsweise als Re- Sicherung der Höchstlast im Jahr 2022 am Beispiel serve bereitgehalten wird. Wie in der rechts stehenden einer Woche im November 6 Grafik (Abbildung 7) zu sehen ist, wird bereits für 2020 ein Bedarf von etwa 20 GW steuerbarer Kapazitäten prognos- GW 80 GW 0 GW PV tiziert, die praktisch nicht oder nur an wenigen Stunden im Nachfrage 4 GW Wind Jahr genutzt werden. In der Grafik sind Berechnungen des VDE auf Basis der Annahme von 40 Prozent Erneuerbarer 80 Energien im Jahr 2020 dargestellt. 60 Auf der unteren Achse sind die Lastbänder in GW dar- 40 gestellt, die durchgehenden hellblauen (Jahr 2010) und 20 ­violettfarbenen (Jahr 2020) Linien geben für jedes dieser Lastbänder an, an wie vielen Stunden im Jahr die jewei- lige Kraftwerkskapazität in Deutschland benötigt wird. Die Mo Di Mi Do Fr Sa So Lastbänder zwischen 65 und 85 GW werden nach diesen Berechnungen in weniger als 100 Stunden im Jahr genutzt. • m Moment der höchsten Last von 80 GW (beispielsweise I an einem Donnerstag im November um 19 Uhr) gibt es keine Diese 20 GW entsprechen etwa einem Viertel der gesam- Sonne und während einer Windflaute nur ca. 4 GW Erzeugung ten erforderlichen Kraftwerkskapazität von ca. 80 GW. Eine aus Wind Vielzahl anderer Studien kommt zu sehr ähnlichen Ergeb- • llein für den möglichen Fall, dass genau in diesem Moment A gar kein Windstrom erzeugt wird, muss hinreichend steuerbare nissen – je nach Annahmen werden 14 bis 27 GW Gastur- Kapazität vorgehalten werden binen oder andere Optionen zur Bereitstellung steuerbarer • twa ein Viertel der gesamten steuerbaren Kapazität wird nur E Kapazität für nur wenige Stunden im Jahr benötigt.30 für diesen Fall – in wenigen Stunden im Jahr – vorgehalten Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012a) 30 Vgl. Consentec/r2b (2010a), S. 78f; Fraunhofer IWES (2010), ­ . 94; S TAB (2012), S. 103; ECF (2010), Appendix Generation, S. 16. 16
  • 19. IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende Bedarf an steuerbaren Kapazitäten zur Deckung der Höchstlast 7 9000 8000 In 2020 werden ca. 20 GW steuer- 7000 bare Kapazitäten benötigt, die in Volllaststunden 2020 6000 weniger als 200 Stunden einge- 5000 setzt werden 4000 3000 Volllaststunden 2010 2000 1000 Volllaststunden 2020 0 0 -2 2 -5 5 -7,5 7,5 -10 65 -70 70 -75 75 -80 80 -85 10 -15 15 -20 20 -25 25 -30 30 -35 35 -40 40 -45 45 -50 50 -55 55 -60 60 -65 Residuallast in GW Eigene Darstellung basierend auf VDE (2012a) Gasturbinen können diesen Bedarf kosten- Auf Erzeugungsseite kommen dabei alte, bereits ausge- günstig decken (35 bis 70 Millionen Euro im musterte Kraftwerke oder Kraftwerksblöcke sowie kleinere Jahr pro GW), abschaltbare Lasten oder ausge- Diesel- und Gasmotoren, wie sie häufig zur Notstromver- musterte Kraftwerke eventuell noch günstiger sorgung eingesetzt werden, in Frage. Einen nach Erfahrun- gen in anderen Ländern vielversprechenden und kosten- Dieser Bedarf an Maßnahmen zur Deckung der Höchstlast, günstigen Beitrag kann zudem die Nachfrageseite leisten, der für Zeiten zur Verfügung stehen muss, in denen eine etwa durch abschaltbare Lasten in der Industrie. In den USA hohe Last auf eine minimale Einspeisung von Wind und PV haben sich diese steuerbaren Kapazitäten als sehr kosten- trifft, muss nicht durch teure, „reguläre“ Kraftwerke ge- günstige Option erwiesen (siehe These 10). deckt werden. Vielmehr können hier kostengünstige offene Gasturbinen eingesetzt werden. Solche Gasturbinen werden Durch den europäischen Verbund wird die seit vielen Jahren zur Stromversorgung in Zeiten von Spit- S ­ icherung der Höchstlast einfacher und zenlasten benutzt und können in weniger als zehn Minuten ­kostengünstiger ihre volle Leistung erreichen. Aufgrund ihrer relativ gerin- gen Effizienz – etwa 30 Prozent Wirkungsgrad im Gegen- Noch kostengünstiger wird die Deckung der Höchstlast satz zu etwa 60 Prozent bei einer Gas-und-Dampf-Tur- durch ein Pooling mit anderen europäischen Ländern. Zum bine – und den damit verbundenen hohen Brennstoffkosten einen ist die gemeinsame Höchstlast mehrerer Länder, die eignen sich diese offenen Gasturbinen nicht für den Einsatz ohne Wind und Photovoltaik zu decken ist, geringer als die zur dauerhaften Stromproduktion. Um die Höchstlast in der Summe der Höchstlasten der einzelnen Länder, da diese neuen Energiewende-Welt in nur sehr wenigen Stunden im nicht genau zur gleichen Zeit erreicht werden: Die Lastkur- Jahr zu decken, stellen sie jedoch eine kostengünstige Mög- ven sind zeitlich versetzt, und die fluktuierende Erzeugung lichkeit dar. Die zu erwartenden Kosten für die Bereithal- erreicht nicht in allen Ländern zeitgleich ihre minimale tung pro GW pro Jahr liegen bei 35 bis 70 Millionen Euro.31 Produktion. Zum anderen können die Nachbarstaaten auf die jeweils kostengünstigsten Optionen gemeinsam zugrei- Grundsätzlich können auch andere Optionen diese Funktion fen – unabhängig davon, ob dies abschaltbare Lasten, aus- erfüllen – sofern sie das gleiche Niveau an Sicherheit bieten. gemusterte Kraftwerke oder neue offene Gasturbinen sind. Dadurch werden die gesamten Kosten für alle teilnehmen- 31 Vgl. TAB (2012), S. 114; BMU (2012b), S. 21. den Länder gesenkt. 17
  • 20. Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende These 6 Die Integration des Wärmesektors ist sinnvoll Der Wärmesektor bietet enorme Prozentualer Anteil von Strom und Wärme am gesamten Flexibilitätspotenziale Endenergieverbrauch in Deutschland im Jahr 2020 8 Bei der Anpassung des Stromsystems an die fluktuierende Erzeugung aus Windkraft und Solarenergie ist es wichtig, 25% Strom die Interaktionen mit anderen Bereichen im Auge zu behal- x2 ten. Zukünftig wird besonders der Wärmesektor eine wich- tige unterstützende Rolle bei der Umgestaltung des Strom- sektors spielen, und zwar aus folgenden drei Gründen: 47% Wärme →→Er ist doppelt so groß wie der Stromsektor; Gas und Öl müssen zur Erreichung der Klimaziele (fast) voll- ständig ersetzt werden Eigene Darstellung basierend auf ECN (2011) Der gesamte Endenergieverbrauch im Wärmesektor ist in Deutschland etwa doppelt so groß wie der im Stromsektor. Die können relativ kostengünstig für den Bedarf von wenigen rechts stehende Grafik (Abbildung 8) verdeutlicht diese Zahlen Stunden oder Tagen ausgelegt werden, die Energieverluste in einer Prognose für 2020.32 Um das Emissionsminderungs- sind im Vergleich zur Speicherung von Strom gering. Kälte ziel der Bundesregierung von minus 80 bis 95 Prozent Treibh- zur Kühlung von Lebensmitteln in Gewerbe und Han- ausgase bis 2050 zu erreichen, müssen langfristig sowohl der del kann ebenfalls relativ kostengünstig und mit geringen Wärmeverbrauch reduziert als auch die Brennstoffe Öl und Gas Energieverlusten über kurze Zeiträume gespeichert werden. im Wärmesektor (fast) vollständig durch Erneuerbare Energien ersetzt werden. Aufgrund des beschränkten Biomassepoten- →→Wärme wird vor allem im Winter benötigt, wenn das zials (siehe These 1) ist darüber hinaus davon auszugehen, dass Windaufkommen hoch ist Öl und Gas nur zu einem geringen Maß durch biogene Treib- Der größte Teil des Wärmebedarfs in Deutschland entsteht stoffe ersetzt werden können. Langfristig müssen insofern in den Monaten Oktober bis April. Wie in der rechts ste- sowohl der Wärme- als auch der Transportsektor verstärkt henden Grafik (Abbildung 9) zu sehen ist, liegt gerade in auf den Energieträger Strom – erzeugt im Wesentlichen durch diesen Monaten auch der Schwerpunkt der Erzeugung von Wind und Photovoltaik – zurückgreifen. Windstrom. Diese Korrelation ist vorteilhaft, da aus heutiger Perspektive Windstrom die für den Norden Europas kosten- →→Wärme ist im Gegensatz zu Strom gut speicherbar günstigste Option ist. Im Gegensatz zur Energieform Elektrizität ist Wärme gut speicherbar. Wärme für den Haushaltsbedarf (Warmwasser und Raumwärme) kann zum Beispiel sehr einfach in einem isolierten Wassertank gespeichert werden, der im Haushalt, auf städtischer Ebene im Rahmen eines Fernwärmenetzes oder im Rahmen einer dezentralen kommunalen Nahwär- meversorgung vorgehalten wird. Solche Wärmespeicher 32 Vgl. ECN (2011). 18
  • 21. IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende Heizbedarf und Windstromerzeugung in große Flexibilität, indem sie entweder mit fossilen Brenn- Deutschland im monatlichen Verlauf 9 stoffen oder mit Strom Wärme erzeugen: In Zeiten von viel Wind und Sonne, wenn die Strompreise niedrig sind, wird Stromerzeugung Temperaturdifferenz Strom benutzt, in Zeiten von wenig Wind und Sonne – und (TWh) (°Celsius) 5,0 20 damit steigenden Strompreisen – Gas oder Öl. 4,0 15 3,0 Langfristig werden die beiden Sektoren noch stärker über 10 den gemeinsamen und austauschbaren Brennstoff Erdgas/ 2,0  5 Biogas/Power to Gas verbunden. Dieser Brennstoff kann 1,0 flexibel zur zentralen oder dezentralen Stromerzeugung, zur 0,0  0 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Strom- und Wärmeerzeugung in KWK-Anlagen oder Block- Heizbedarf heizkraftwerken oder in Heizsystemen zur alleinigen Wär- Windstromerzeugung (Abweichung der monatlichen (TWh pro Monat, Durchschnittstemperatur von meerzeugung benutzt werden. Der besondere Vorteil liegt Durchschnitt 2003 bis 2008) 20°  Celsius) hierbei in der möglichen Speicherung über lange Zeiträume, Eigene Berechnungen basierend auf FhG ISE/ISI (2009) und DWD (2012) wofür bereits heute eine umfangreiche Infrastruktur vor- handen ist (Kavernen und Pipelinenetz). KWK verbindet schon heute den Strom- mit dem Wärmesektor; mittelfristig kommen bei hohem Windaufkommen bivalente Heizsys- teme, die sowohl Brennstoffe als auch Strom nutzen können, zum Einsatz; langfristige In- tegration über einen gemeinsamen Brenn- stoff: Erdgas/Biogas/Power to Gas Durch Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung sind die beiden Sektoren Strom und Wärme bereits heute verbun- den: KWK-Anlagen produzieren gleichzeitig Strom und Wärme und können durch einfache technische Aufrüstung in die Lage versetzt werden, sich sowohl nach dem Wärme- als auch nach dem Strombedarf zu richten (These 3). Dies geschieht in erster Linie durch das Errichten eines Wär- mespeichers – wenn wenig Wind weht, aber keine Wärme benötigt wird, produziert das Kraftwerk Strom, die Wärme wird gespeichert. Diese Möglichkeit der Integration wird bereits heute von Stadtwerken und anderen Stromerzeu- gern implementiert. So werden zum Beispiel in Mannheim, Flensburg, Lemgo und Hamburg Power to Heat-Systeme ­geplant und installiert. Mittelfristig werden darüber hinaus bivalente Heizsysteme genutzt werden. Sie verbinden beide Sektoren und bieten 19
  • 22. Agora Energiewende | 12 Thesen zur Energiewende These 7 Der heutige Strommarkt handelt Kilowattstunden – er garantiert keine Versorgungssicherheit Am heutigen Strommarkt werden markt. Es ist das sogenannte Grenzkraftwerk.33 Je nach Strommengen gehandelt (Energy Only) Menge eingespeisten Stroms aus Wind- und Solaranlagen wird also ein Kraftwerk mit geringeren oder höheren Be- Am heutigen Strommarkt handeln Anbieter und Nachfra- triebskosten zum Grenzkraftwerk – dementsprechend vari- ger mit Kilowattstunden, das heißt der Lieferung von Strom ieren auch die Preise an der Strombörse je nach Windange- zu einem bestimmten Zeitpunkt. Dieser Markt wird auch als bot beziehungsweise Sonneneinstrahlung. Energy Only-Markt bezeichnet, da an ihm ausschließlich mit Strommengen gehandelt wird. Die Gewährleistung von Es ist nicht gesichert, dass dieser Strommen- Versorgungssicherheit ist nicht Gegenstand der Vertragsbe- genmarkt genügend Anreize für Neu- und ziehungen zwischen den Akteuren. Der notwendige Aus- Bestandsanlagen schafft, um dauerhaft das gleich zwischen Gesamtnachfrage und -angebot zu jedem öffentliche Gut Versorgungssicherheit zu ge- Zeitpunkt, damit das Stromnetz stabil bleibt, ist Aufgabe der währleisten Netzbetreiber. Es gibt eine intensive Diskussion in der Wirtschaftswissen- Der Strompreis wird – stündlich – durch die schaft, ob die bestehenden Energy Only-Märkte in der Lage Betriebskosten des teuersten laufenden sind, Versorgungssicherheit dauerhaft zu gewährleisten.34 Kraftwerks bestimmt (Grenzkosten); dieser Gründe, die dagegen sprechen, sind etwa eine mangelnde Mechanismus stellt sicher, dass zuerst die Elastizität der Stromnachfrage, ein mögliches Missing Mo- Kraftwerke mit den niedrigsten Betriebskos- ney-Problem bei Kraftwerken mit geringen Betriebszeiten ten eingesetzt werden, dann die mit höheren sowie regulatorische Unsicherheiten. Auf der anderen Seite wird argumentiert, dass jede Nachfrage ein Angebot erzeugt. Die Preise auf dem heutigen Strommarkt bilden sich nach Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Frage, ob der dem sogenannten Merit Order-Prinzip am Schnittpunkt Energy Only-Markt die Versorgungssicherheit dauerhaft zwischen Angebot und Nachfrage. Konkret bedeutet dies: gewährleisten kann, durch die ökonomische Theorie nicht Die Energieversorger bieten Strom aus ihren zur Verfügung eindeutig geklärt wird. stehenden Kraftwerken zu einem bestimmten Preis an der Börse an. Dort werden diese Gebote nach dem Preis sor- tiert: Am billigsten ist Strom aus Wind- und PV-Anlagen, dann folgen Wasser-, Atom- und Braunkohlekraftwerke, 33 Der Betreiber eines Grenzkraftwerks wird versuchen, sein Gebot nicht an den eigenen variablen Betriebskosten auszurich- sowie – abhängig von CO2- und Brennstoffpreisen – Kohle- ten, sondern es knapp unterhalb der variablen Betriebskosten und Gaskraftwerke (siehe Abbildung 10). Steigt der Ver- des nach ihm nächsten Kraftwerks in der Merit Order zu plat- brauch, wird Strom aus weiteren Kraftwerken benötigt, um zieren, um so zusätzliche Renditen zu erlösen. In einem die Nachfrage zu decken. Beginnend mit den niedrigsten Markt mit vielen Kraftwerken mit ähnlicher Kostenstruktur sind diese zusätzlichen Renditen jedoch gering, so dass im Betriebskosten werden also so lange Kraftwerke mit höhe- Allgemeinen der Strompreis fast identisch mit den Grenzkosten ren Kosten zugeschaltet, bis die Nachfrage gedeckt ist. Das des letzten zum Einsatz kommenden Kraftwerks ist. jeweils teuerste Kraftwerk, das noch benötigt wird, um die 34 Für die Pro- und Contra-Argumentation zu diesem Thema Nachfrage zu decken, bestimmt den Strompreis am Spot- vgl. Cramton/Ockenfels (2012) und Müsgens/Peek (2011). 20
  • 23. IMPULSE | 12 Thesen zur Energiewende Logik der Strompreisbildung anhand der Merit Order-Kurve10 Zeitpunkt mit wenig Wind und PV Zeitpunkt mit viel Wind und PV Heizöl Heizöl Grenzkosten Grenzkosten EUR/MWh Erdgas EUR/MWh Erdgas Steinkohle Steinkohle Wind, PV, Wind, PV, Wasser Wasser Braunkohle Braunkohle Hoher Kernkraft Strompreis bei wenig Wind und PV Kernkraft Niedriger Strompreis bei viel Wind und PV Kapazität Kapazität GW GW Nachfrage nach Strom Nachfrage nach Strom Eigene Darstellung In vielen anderen Staaten mit liberalisierten Strommärk- lich schrumpfen wird. Aufgrund des im Rahmen der Ener- ten (zum Beispiel USA, Brasilien, Spanien, Großbritannien, giewende gewollten Zubaus der Erneuerbaren Energien ist Südkorea) haben die Regulierungsbehörden den Schluss vorprogrammiert, dass die Benutzungsstunden der fossilen gezogen, zusätzliche Instrumente zur Gewährleistung der Kraftwerke kontinuierlich sinken werden – insbesondere notwendigen Kraftwerkskapazität einzuführen, da Ver- die der Gas- und Steinkohlekraftwerke, die in der Me- sorgungssicherheit als öffentliches Gut angesehen wird, rit Order hinter den Braunkohlekraftwerken stehen. Hinzu bei dem es ein hohes Risiko gibt, dass es der Energy Only- kommt, dass bei wachsenden Anteilen an Erneuerbaren Markt nicht in ausreichendem Umfang bereitstellt.35 Energien mit Grenzkosten von nahe Null der Strompreis an In Deutschland hat die Frage notwendiger Ersatzkapazi- der Börse weiter sinken wird. täten zum Erhalt der Versorgungssicherheit eine beson- Es ist vor diesem Hintergrund fraglich, ob Investoren ohne dere Relevanz, da im Zeitraum von 2015 bis 2022 durch den zusätzliche Kapazitätszahlungen neue Kraftwerke in aus- Atomausstieg 12 GW Kernkraftwerkskapazitäten wegfallen reichendem Umfang errichten beziehungsweise bestehende werden, der größte Teil davon (8 GW) innerhalb des kurzen in ausreichendem Umfang weiter betreiben werden, da- Zeitraums von 2020 bis 2022. mit zu jedem Zeitpunkt die Versorgungssicherheit auf dem bisherigen Niveau gewährleistet ist. Vor dem Hintergrund, Die Energiewende verschärft diese Frage, dass neue Gasturbinen einen Vorlauf für Bau und Geneh- weil Wind und PV den durchschnittlichen migung von zwei bis drei Jahren haben, für neue Gas- und B ­ örsenstrompreis und die Auslastung ­ Dampfkraftwerke drei bis fünf Jahre eingeplant werden fossiler Kraftwerke senken müssen und Kohlekraftwerke noch längere Genehmigungs- und Bauzeiten haben, wird die Politik in der kommenden Im Zuge der Energiewende kommt zu der grundsätzlichen Legislaturperiode eine regulatorische Antwort auf die Frage Frage der Versorgungssicherheit in Energy Only-Märkten der dauerhaften Gewährleistung der Versorgungssicherheit hinzu, dass der Markt für fossile Kapazitäten kontinuier- finden müssen.36 35 Die eingeführten Kapazitätsmärkte haben verschie- 36 Für einen Überblick über die derzeit diskutierten dene Ausgestaltungsformen und waren bisher unter- Modelle einer Strategischen Reserve, eines umfassen- schiedlich effektiv beziehungsweise effizient. Für ei- den Kapazitätsmarkts beziehungsweise eines fokussier- nen Überblick vgl. Süßenbacher et al. (2011). ten Kapazitätsmarkts vgl. Agora Energiewende (2012b). 21