Kohleverstromung in Deutschland - energie-innovativ.de · Stephan Raths Univ.-Prof. Dr.-Ing. Armin...

Institut für Hochspannungstechnik 17.01.2015

Untersuchungen zur Reduktion der

Kohleverstromung in Deutschland

Institut für Hochspannungstechnik

RWTH Aachen

Dipl.-Ing. Hendrik Natemeyer

Christoph Müller, M.Sc.

Dipl.-Wirt.-Ing. Stephan Raths

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Armin Schnettler


Fragestellung

2

Welche Auswirkungen hat eine

Reduktion der deutschen

Kohleverstromung auf…

die Strom-Importe/Exporte Deutschlands?

die Stromerzeugung in Bayern?

Kontext NEP-Szenario B2025 (Referenz)

Sensitivitätsrechnung Kohlereduktion:

Abschaltung der ältesten Kohle-Kraftwerke

25 Braunkohle-Blöcke (8,9 GW / 67,2 TWh)

stillgelegt

28 Steinkohle-Blöcke (9,5 GW / 30,7 TWh)

stillgelegt

Ziel: ca. 50% Kohlereduktion

„Extremszenario“


Simulationsumgebung

3

Die IFHT-Toolchain

Mehrstufiges Verfahren bildet Ordnungsrahmen ab

Der Strommarkt agiert (abgesehen von den internationalen Kuppelkapazitäten „NTC“) unabhängig vom Netz!

Das Netz bestimmt den Strommix nicht. Dieser folgt lediglich den Gesetzen des Marktes (europ. merit order)

Um eine Abhängigkeit der Aussagen von der Netztopologie zu vermeiden, wird auf

Netzberechnungen verzichtet ( Anwendung der ersten drei Blöcke der Toolchain)

Ergebnis: Kraftwerkseinsatz und Handelsflüsse für ein Jahr in stündlicher Auflösung

Regionalisierung (für EE, Kraftwerke, Last)

• Aufbereitung des Szenario-

rahmens (Europa)

• Flexibel parametrierbare

Regionalisierungs-Heuristik

(auf PLZ5-Ebene)

AC-Netzberechnung

• Grundlastfluss und

Ausfallrechnungen

• Variation der

Maßnahmen-

Zusammenstellung

Marktsimulation

• Blockscharfe Simulation

des europäischen

Kraftwerkseinsatzes unter

Beachtung der NTC

Regional aufgelöste

Einspeisezeitreihen

• Einsatz hochaufgelöster,

europaweiter Wetter-

daten der letzten

fünfzehn Jahre

Redispatchmodell

• Ermittlung des

notwendigen

Redispatchs und EE-

EisMan für verschiedene

Netztopologien

Szenarien


Erzeugungsstatistik

Ergebnisse

4

Effekte in Deutschland:

Deutlich geringere Erzeugung aus

Kohlekraftwerken

Erhöhte Importe und verringerte Exporte

Deutschland wird Importeur

Emissionen in Deutschland sinken um

100,6 Mio. t CO2 (entspricht -33%)

B2025: 305 Mio. t CO2

Kohlereduktion: 204,5 Mio. t CO2

Durchschnittliches Preisniveau

(Spotpreise) in DE: +5,8%

Europaweiter Effekt ist geringer:

Substitution der dt. Kohle durch

Steinkohle und GuD im Ausland

Insgesamt werden nur 51,8 Mio. t CO2

eingespart

Kostensteigerung in Europa: +2,28%

(1,65 Mrd. €)

Installierte Leistung [GW] Energie [TWh]

Stromerzeugung in

Deutschland

B 2025 Referenz

B 2025 Sensi Kohlered. (Kohle -18,4 GW)

B 2025 Referenz

B 2025 Sensi Kohlered. (Kohle -18,4 GW)

Braunkohle 19,6 10,7 150,5 83,3

Steinkohle 24,6 15,1 132,7 102,0

Erdgas 26,3 26,3 70,2 75,8

Öl 1,7 1,7 1,7 1,7

sonstige Konventionelle 3,4 3,4 9,2 9,2

Pumpspeichereinspeisung 8,5 8,5 4,7 4,3

Pumpspeicherentnahme 8,5 8,5 -6,0 -5,5

Wasserkraft 4,7 4,7 21,5 21,5

Wind onshore 60,2 60,2 100,3 100,3

Wind offshore 10,5 10,5 41,9 41,9

Photovoltaik 55,7 55,7 45,5 45,5

Biomasse 7,2 7,2 49,1 49,1

sonstige Erneuerbare 0,8 0,8 4,8 4,8

KWK< 10 MW - - 9,0 9.0

Export - - 115,1 60,5

Import - - 44,2 81,8

Nettoexport - - 70,8 -21,3

Dumped Energy - - 0 0

Verbraucherlast* - - -552 -552

Netzverluste Ü-Netz - - -12,3 -12,3

* inkl. Verteilnetzverlusten


Ergebnisse

5

Nationale Änderungen der thermischen Stromerzeugung

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

TW

h

Sonstige

Öl

Gasturbine

GuD

Steinkohle

Braunkohle

Kernenergie

Größte positive Änderungen:

1) Polen Steinkohle: +12,0 TWh

2) Italien GuD: +11,4 TWh

3) Großbritannien GuD: +10,6 TWh

4) Niederlande GuD: +8,8 TWh

5) Österreich Steinkohle: +7,2 TWh

6) Großbritannien Steinkohle: +6,3 TWh

7) Deutschland GuD: +5,0 TWh

8) Spanien GuD: +4,6 TWh


Ergebnisse

6

Handelsflüsse

Referenz B2025 Sensitivität Kohlereduktion

DEUTSCHLAND

Import: 44,2 TWh

Export: 115,1 TWh

Transit: 41,1 TWh

Saldo: 70,8 TWh (Export)

DEUTSCHLAND

Import: 81,8 TWh

Export: 60,5 TWh

Transit: 34,9 TWh

Saldo: -21,3 TWh (Import)


Ergebnisse

7

Veränderung der Stromerzeugung in den Bundesländern

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

TW

h

EE SONSTIGE ÖL ERDGAS STEINKOHLE BRAUNKOHLE

Stromerzeugung in

Bayern ändert sich nur

um ca. 2 TWh


Fazit

Untersuchung: Reduktion der Kohlekapazitäten um 18,4 GW in 2025

gegenüber NEP (B2025)

Die Substitution der deutsche Kohleverstromung erfolgt hauptsächlich im

Ausland (94,4%), dort maßgeblich durch Steinkohle und GuD

Deutsche GuD-Kraftwerke haben gemäß Szenariovorgaben ein älteres Baujahr und folglich

schlechtere Wirkungsgrade als GuD-Kraftwerke im Ausland GuD im Ausland wird vom Markt

präferiert

Deutschland wird dadurch zum Importeur (21,3 TWh), während in der

Referenzrechnung 70,8 TWh exportiert werden

Die Erzeugung in Bayern ändert sich nur geringfügig (+2 TWh)

8

Institut für Hochspannungstechnik 17.01.2015 9

Vielen Dank für Ihre

Aufmerksamkeit

Dipl.-Ing. Hendrik Natemeyer

RWTH Aachen University

Institut für Hochspannungstechnik

Abteilungsleiter Nachhaltige Übertragungssysteme

+49 241 80 94913

[email protected]

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