energiewirtschaftliches institut an der universität zu köln perspektiven der strommarktentwicklung...

Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln

Perspektiven der Strommarktentwicklungin Deutschland und Europa

Dietmar Lindenberger

Energiewirtschaftliches Institut an der Universität Köln

DPG - Arbeitskreis Energie, Bad Honeff, 15.4.04

- Ausgewählte Ergebnisse aus dem Modellexperiment IV des Forums für Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen

in Deutschland (FEES)

DPG - Arbeitskreis Energie, Bad Honeff, 15.4.04

Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen

• Ziele: - Demonstration des Anwendungspotenzials von Energiemodellen - Schwerpunkt: Modellanwendung (nicht Entwicklung) - Vergleich der Ergebnisrelevanz versch. Modellierungsansätze

• Vorgehen: Durchführung von „Modellexperimenten“ (MEX)

- MEX mit harmonisierten Rahmendaten (techn., ökon. Parameter…)

- Ergebnisanalyse in Workshops- Öffentlichkeitsarbeit (Buchpublikation, Internet-Präsenz www.ier-stuttgart.de/forum, …)

• Finanzielle Unterstützung durch BMWA

DPG - Arbeitskreis Energie, Bad Honeff, 15.4.04

MEX I: Strukturelle und gesamtwirtschaftliche Effekte des Klimaschutzes: Die nationale Perspektive (1998-1999)

MEX II:  Kernenergieausstieg: Effekte und Wirkungen eines sofortigen oder schrittweisen Verzichts auf Strom aus Kernkraftwerken

in der Bundesrepublik Deutschland (1999-2000)

MEX III: Umwelt- und Klimaschutz in liberalisierten Energiemärkten – Die Rolle Erneuerbarer Energieträger (2001-2002)

MEX IV: Längerfristiger Beitrag der deutschen Energiewirtschaft zum europäischen Klimaschutz (2002-2004)

MEX V: Innovation und moderne Energietechnik (seit April 2004)

Bisherige Modellexperimente

Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln

DPG - Arbeitskreis Energie, Bad Honeff, 15.4.04

Modellexperiment IV (2002-2004):Energiemodelle und beteiligte Institutionen

Gesamtwirtschaftliche Modelle:PANTA RHEI GWS Osnabrück RWI Strukturmodell RWI Essen (Deutschland)MARES LS Energiesysteme, U Bochum

DART IfW Kiel NEWAGE IER - Universität Stuttgart (Welt)PACE ZEW Mannheim

Energiesystemmodelle:IKARUS-MARKAL STE - FZ Jülich TIMES-D IER - Universität Stuttgart (Deutschland)WMI Wuppertal Institut

Strommodelle:DIOGENES ZEW MannheimISI-Windmodell ISI-FhG, KarlsruheTIMES-EE IER - Universität Stuttgart (Deutschland)WEsER bremer energie institut

PERSEUS-ICE IIP - Universität KarlsruheCEEM EWI, Universität Köln (Europa)

Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln

DPG - Arbeitskreis Energie, Bad Honeff, 15.4.04

Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln

Struktur der interregionalen Strommarktmodelle PERSEUS (IIP) / CEEM (ewi)

Ansatz:Systemkostenminimierung

(kumuliert, diskontiert)

Modell-Inputs

Regionale Stromnachfragen (und Wärmenachfragen)

Brennstoffpreise

Kenndaten neuer Kraftwerke Wirkungsgrade Investitionskosten Personal-, Wartungskosten Anfahrkosten etc

Kenndaten bestehender KW (nach Altersklassen)

Modell-Outputs

Regionaler Kraftwerkszubauund Rückbau Regionale Stromerzeugung nach Brennstoffen/Technologien

Stromaußenhandel, Zubau von Interkonnektorkapazitäten

Regionale Kosten/Preise der Stromerzeugung

Emissionen nach RegionenZeithorizont: bis 2030

DPG - Arbeitskreis Energie, Bad Honeff, 15.4.04

Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln

0

2

4

6

8

10

2000 2010 2020 2030

€('9

8) /

GJ

Erdgas

Steinkohle

Braunkohle

0

2

4

6

8

10

2000 2010 2020 2030

€('98) / GJ

0

2

4

6

8

10

2000 2010 2020 2030

€('98) / GJ

Nutzungspreise von Erdgas, Steinkohle, Braunkohle (€/GJ)in Zertifikatspreis-Szenarien

Z0: ohne CO2-Belastung

Z10: 10 €/tCO2 (2010)

Z30: 30 €/tCO2 (2010)

22 €/tCO2 in 2030 (Z10) 66 €/tCO2 in 2030 (Z30)

Annahme: nach 2010 jährl. Anstieg des CO2-Preises um (real) 4%

DPG - Arbeitskreis Energie, Bad Honeff, 15.4.04

Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen

Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln

Szenario-Ergebnisse: Stromaufkommen in Deutschland, TWh/aPERSEUSCEEM

SzenarioZ0

SzenarioZ10

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

2000 2010 2020 2030

0

100

200

300

400

500

600

700

2000 2010 2020 2030

ImportsaldoREG u. Sonst.ErdgasSteinkohlenBraunkohlenKernenergie

0

100

200

300

400

500

600

700

2000 2010 2020 2030

ImportsaldoREG u. Sonst.ErdgasSteinkohlenBraunkohlenKernenergie

0

100

200

300

400

500

600

700

2000 2010 2020 2030

DPG - Arbeitskreis Energie, Bad Honeff, 15.4.04

Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen

Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln

Stromaufkommen in DeutschlandSzenario Z10, Variante: Endogener Interkonnektor-Zubau

0

100

200

300

400

500

600

2000 2010 2020 2030

TWh/

a

ImportsaldoREG u. Sonst.ErdgasSteinkohlenBraunkohlenKernenergie

DPG - Arbeitskreis Energie, Bad Honeff, 15.4.04

Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen

Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln

Stromimportsalden (Importe-Exporte) in Europa

TWh/a 2000 2010 2020 2030Belgien/Niederlande 11 1 -9 -32

Deutschland 16 13 58 201

Frankreich -76 -28 -59 -159

Grossbritannien 12 0 1 1

Italien 34 8 10 -5

Österreich/Schweiz 1 7 2 -2

Spanien/Portugal 2 7 5 1

Szenario Z10, Variante: Endogener Interkonnektor-Zubau

DPG - Arbeitskreis Energie, Bad Honeff, 15.4.04

Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen

Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln

Szenario-Ergebnisse: CO2-Emissionen der deutschen Stromerzeugung, Mio. t/a

0

100

200

300

400

500

2000 2010 2020 2030

Mio

. t/a

Z0 (PERSEUS)

Z0 (CEEM)

Z10 (CEEM)

Z10 (PERSEUS)

Z10 - (CEEM) "Variante"

DPG - Arbeitskreis Energie, Bad Honeff, 15.4.04

Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen

Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln

Ausgewählte Schlussfolgerungen

• Das vielfach erwartete Vordringen des Erdgases im Stromsektor (zulasten der Kohlen) ist sensibel abhängig von den erwarteten Parametern (insbes. Brennstoffpreisen, Zertifikatspreisen).

• Spürbare Zertifikatspreise in Kombination mit deutschem KE-Ausstieg lassen marktgetrieben erhebliche Stromimporte (aus EU-Ländern ohne Kraftwerkszubaubeschränkung) erwarten.

DPG - Arbeitskreis Energie, Bad Honeff, 15.4.04

Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen