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Im Fokus der Studiendatenbank stehen Veröffentlichungen, die sich mit dem notwendigen Umbau und der Steuerung des Energiesystems für eine erfolgreiche Energiewende insgesamt beschäftigen. Mehr zu den Kriterien, nach denen das Forschungsradar Studien aufnimmt …

 

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Der Einstieg in den Ausstieg. Energiepolitische Szenarien für einen Atomausstieg in Deutschland

Herausgeber/Institute:

FES

Datum:

August 2011

Autoren:

Brigitte Knopf et al.

Art der Veröffentlichung:

Studie

Auftraggeber/Förderer:

Friedrich-Ebert-Stiftung

Themenbereiche:

Energiesysteme

Schlagwörter:

Atomkraft, Stromnetze, Klimaschutz

Seitenzahl:

72

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Zielsetzung und Fragestellung

Vor dem Hintergrund der aktuellen öffentlichen Debatte um den Ausstieg aus der Kernenergie und seine Konsequenzen werden verschiedene Wege in die Energiewende untersucht. Im Zentrum stehen die zusätzlichen Herausforderungen für die Wirtschaftlichkeit, Umweltverträglichkeit und Versorgungssicherheit, die dadurch entstehen würden, wenn der Ausstieg nicht gemäß dem bis vor Kurzem gültigen Atomgesetz im Jahr 2022, sondern bereits 2020 oder 2015 erfolgt.
Analysiert werden dabei der Ausbau der Erneuerbaren Energien, die ausstiegsbedingte Entwicklung der Strompreise und deren Auswirkungen, die Ersatzoptionen Kohle und Gas für die Kernenergie und ihre ökonomische und ökologische Bewertung sowie die Gewährleistung der Versorgungssicherheit.

Zentrale Ergebnisse

Strompreise

Die Entwicklung der Brennstoff- und CO2-Preise hat einen deutlich größeren Effekt auf den Strompreis als das Jahr des Kernenergieausstiegs. Einen großen Einfluss hat auch die Steigerung der Energieeffizienz, wobei ein höherer Stromverbrauch zu höheren Strompreisen führt.
Die Spotmarktpreise steigen ausgehend von 5 Cent pro Kilowattstunde (ct/kWh) Anfang 2011 auf 6,4 bis 6,8 ct/kWh bis zum ...

Strompreise

Die Entwicklung der Brennstoff- und CO2-Preise hat einen deutlich größeren Effekt auf den Strompreis als das Jahr des Kernenergieausstiegs. Einen großen Einfluss hat auch die Steigerung der Energieeffizienz, wobei ein höherer Stromverbrauch zu höheren Strompreisen führt.
Die Spotmarktpreise steigen ausgehend von 5 Cent pro Kilowattstunde (ct/kWh) Anfang 2011 auf 6,4 bis 6,8 ct/kWh bis zum ...

Strompreise

Die Entwicklung der Brennstoff- und CO2-Preise hat einen deutlich größeren Effekt auf den Strompreis als das Jahr des Kernenergieausstiegs. Einen großen Einfluss hat auch die Steigerung der Energieeffizienz, wobei ein höherer Stromverbrauch zu höheren Strompreisen führt.
Die Spotmarktpreise steigen ausgehend von 5 Cent pro Kilowattstunde (ct/kWh) Anfang 2011 auf 6,4 bis 6,8 ct/kWh bis zum Jahr 2020. Abhängig vom Ausstiegsdatum beträgt der Spotmarktpreis im Jahr 2015 5,2 bis 6,7 ct/kWh. Bis 2030 sinken die Preise bedingt durch den weiteren Ausbau der Erneuerbaren Energien wieder auf 5 bis 6 ct/kWh. Bei einem früheren Atomausstieg steigen die Preise an der Strombörse zu Beginn höher als bei einem späteren Ausstieg, da Ersatzkapazitäten mit höheren Erzeugungskosten als Kernkraftwerke zu einem früheren Zeitpunkt bereitgestellt werden müssen.
Der Kernenergieausstieg wirkt sich nur in geringem Maße auf die Haushaltsstrompreise aus, die im Jahr 2015 je nach Ausstiegsdatum bei 21,7 bis 22,4 ct/kWh liegen. Die maximale Differenz zwischen einem Ausstieg in 2015 und 2038 liegt bei 1,2 ct/kWh (3,50 Euro pro Monat und Haushalt).
Industriekunden, die von der EEG-Umlage befreit sind, werden durch den mittelfristigen Anstieg der Spotmarktpreise stärker belastet. Langfristig können sie jedoch von der preisdämpfenden Wirkung der Erneuerbaren Energien profitieren. Beim Ausstieg 2015 statt 2020 oder 2022 kommt es in 2015 bei einem typischen Industriekunden mit 24 GWh Stromverbrauch im Jahr zu einer Belastung von 216.000 Euro pro Jahr. Eine grundsätzliche Gefährdung der volkswirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit durch den Atomausstieg ist nicht zu befürchten, da der Strompreisanstieg nur vorübergehend ist.


CO2-Emissionen

Bei einem Ausstieg aus der Kernenergie bis 2015 statt 2020 oder 2022 ist mit einem vorübergehenden Anstieg der CO2-Emissionen um 64 Millionen Tonnen (23 Prozent) zu rechnen. Die Gesamtmenge ist allerdings über den europäischen Emissionshandel begrenzt. Ab 2025 liegen die Emissionen für die Ausstiegszeitpunkte 2022, 2020 und 2015 gleichauf. Ein stärkerer Ausbau von Gas- gegenüber Kohlekraftwerken ist vorteilhaft, weil ein schnellerer Ersatz möglich ist und eine langfristige Festlegung auf einen fossilen Pfad verhindert wird.


Versorgungssicherheit und Netzausbau

Zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit ist es erforderlich, neben dem Ausbau der Erneuerbaren Energien auch neue fossile Kraftwerke zu bauen bzw. ältere Anlagen länger als ursprünglich geplant am Netz zu lassen. Ein verstärkter Ausbau der Erneuerbaren Energien in Verbindung mit flexiblen Gaskraftwerken reduziert den Zubaubedarf konventioneller Ersatzkraftwerke von 8 GW auf 6 GW.
Ein beschleunigter Netzausbau ist eine zentrale Voraussetzung sowohl für den Kernenergieausstieg als auch für die längerfristige Energiewende. Die Belastung des deutschen Stromnetzes ist derzeit im Wesentlichen dadurch bestimmt, dass sich ein Großteil der Windenergieleistung im Nordosten des Landes befindet, aber nur eine geringe Übertragungskapazität zwischen neuen und alten Bundesländern existiert. Verschärft wird die Situation dadurch, dass auch die konventionellen Kraftwerke in den neuen Bundesländern im Verhältnis zur regionalen Stromnachfrage „überproduzieren“. Dieses räumliche Ungleichgewicht führt dazu, dass vor allem in Nordost-Südwest-Richtung regelmäßig Netzengpässe auftreten. Seit 2006 hat sich die Zahl der Tage, in denen die Übertragungsnetzbetreiber gemäß §13 Energiewirtschaftsgesetz Maßnahmen zur Beseitigung der Gefährdung oder Störung des Netzes durchgeführt haben, deutlich erhöht.

 

Energiepolitische Handlungsempfehlungen

Der weitere europaweite Ausbau der Erneuerbaren Energien ist wichtig, um die Kosten der Energiewende langfristig zu senken. Dazu sollte eine europaweite Harmonisierung der Förderung der Erneuerbaren Energien unter Berücksichtigung der Integration bestehender nationaler Fördersysteme geprüft werden.
Die Kosten des europäischen Klimaschutzes können gesenkt werden, wenn alle relevanten Sektoren in den europäischen Emissionshandel mit einbezogen werden, vor allem der Wärmesektor. Die Wärmeproduktion sollte in den Emissionshandel einbezogen werden, um den Effizienzvorteil der KWK im Technologiewettbewerb zu berücksichtigen. Zusätzliche Anreize für den Ausbau der KWK sind zu prüfen.
Die Beseitigung der Netzengpässe muss eine hohe Priorität haben. Die Erfordernisse der Netzinfrastruktur beim Neubau von Kraftwerken und Erzeugungsanlagen sind zu berücksichtigen, z.B. durch gezielte Förderung von Investitionen in Regionen mit hoher Nachfrage und geringem Angebot. Der Netzbetrieb ist im Hinblick auf Stabilität zu optimieren. Die notwendigen Daten zur Beurteilung und Modellierung von Netzsituation und –ausbau sind zu erheben und offenzulegen. Der Netzausbau ist zu beschleunigen und bundesweit zu koordinieren.
Das energiepolitische Dreieck ist um die zentrale Dimension der gesellschaftlichen Akzeptanz zu erweitern. Innovative Instrumente zur Überwindung von Interessenskonflikten sind zu erforschen und ein dauerhafter Expertenrat für Energie- und Klimaschutz einzurichten. Dieser informiert jährlich darüber, in welchem Umfang die angestrebten Ziele erreicht bzw. verfehlt wurden, erkundet verschiedene energiepolitische Handlungsalternativen und identifiziert Forschungslücken sowie Defizite bei der Umsetzung politischer Maßnahmen.

Zentrale Annahmen und Thesen

Vor dem Hintergrund der Ziele der Wirtschaftlichkeit, der Umweltverträglichkeit und der Versorgungssicherheit gilt es, den Ausstieg aus der Nutzung der Kernenergie so zu gestalten, dass die Strompreise bezahlbar bleiben, die Versorgungssicherheit nicht gefährdet wird und die Klimaschutzziele eingehalten werden. Diese Ziele sind nur zu erreichen, wenn der Ausstieg aus der Kernenergie zugleich den Einstieg in eine neue Energiepolitik markiert. Hierzu zählen insbesondere Maßnahmen zum Ausbau der Erneuerbaren Energien und der Kraft-Wärme-Kopplung sowie die Senkung des Energieverbrauchs.


Zusätzlicher Bedarf an Erzeugungskapazitäten ...

Vor dem Hintergrund der Ziele der Wirtschaftlichkeit, der Umweltverträglichkeit und der Versorgungssicherheit gilt es, den Ausstieg aus der Nutzung der Kernenergie so zu gestalten, dass die Strompreise bezahlbar bleiben, die Versorgungssicherheit nicht gefährdet wird und die Klimaschutzziele eingehalten werden. Diese Ziele sind nur zu erreichen, wenn der Ausstieg aus der Kernenergie zugleich den Einstieg in eine neue Energiepolitik markiert. Hierzu zählen insbesondere Maßnahmen zum Ausbau der Erneuerbaren Energien und der Kraft-Wärme-Kopplung sowie die Senkung des Energieverbrauchs.


Zusätzlicher Bedarf an Erzeugungskapazitäten ...

Vor dem Hintergrund der Ziele der Wirtschaftlichkeit, der Umweltverträglichkeit und der Versorgungssicherheit gilt es, den Ausstieg aus der Nutzung der Kernenergie so zu gestalten, dass die Strompreise bezahlbar bleiben, die Versorgungssicherheit nicht gefährdet wird und die Klimaschutzziele eingehalten werden. Diese Ziele sind nur zu erreichen, wenn der Ausstieg aus der Kernenergie zugleich den Einstieg in eine neue Energiepolitik markiert. Hierzu zählen insbesondere Maßnahmen zum Ausbau der Erneuerbaren Energien und der Kraft-Wärme-Kopplung sowie die Senkung des Energieverbrauchs.


Zusätzlicher Bedarf an Erzeugungskapazitäten


Bei einem vollständigen Kernenergieausstieg müssen 21 GW an Nettokraftwerksleistung ersetzt werden. Zum Zeitpunkt der Studie, Mitte Juni 2011, befinden sich bereits etwa 10 GW Kernkraftwerksleistung außer Betrieb. Der Wegfall dieser Leistung wurde vom Strommarkt durch bestehende Überkapazitäten sowie eine Verringerung der Nettostromexporte kompensiert. Weiterhin sind bis 2015 neue fossile Kraftwerkskapazitäten von ca. 11 GW zu erwarten. Somit kann die Kapazität der Kernkraftwerke bereits bis 2015 vollständig ersetzt werden. Da bis 2020 allerdings auch geplant ist, 27 GW Kraftwerksleistung aus fossilen Altkraftwerken stillzulegen, müssen zusätzlich zum Ausstieg aus der Kernenergie insgesamt 27 GW an fossilen Kraftwerken ersetzt werden. Um diese Lücke zu schließen, kommen der verstärkte Ausbau der Erneuerbaren Energien und der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), die Senkung der Stromnachfrage, der Stromimport aus dem europäischen Ausland sowie der Neubau von fossilen Kraftwerken oder die Ertüchtigung bestehender, älterer fossiler Kraftwerke in Frage.


Entwicklung der Erneuerbaren Energien, Kraft-Wärme-Kopplung und Energieeffizienz


Für den Zeitraum 2010 bis 2020 unterstellt die Studie gemäß den Prognosen der Leitstudie (BMU 2010) einen Zubau von 52 GW Windkraft- und Photovoltaikkapazität. Der Anteil der Erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung wächst bis 2020 auf 40 Prozent und bis 2030 auf 65 Prozent. Weiterhin nimmt die Studie einen Zubau an konventioneller Kraftwerksleistung von 5 GW bis 2020 in Form von dezentralen KWK-Anlagen an. Bedingt durch die Steigerung der Energieeffizienz und entsprechende Senkung der Stromnachfrage reduziert sich die Spitzenlast in 2020 um 4 GW. Dadurch verbleiben noch 8 GW Spitzenlastnachfrage, die im Modell mit zusätzlichen fossilen Kraftwerken ersetzt werden müssen.

Methodik

Für die Analyse der zukünftigen Entwicklung des deutschen Strommarktes wird das Strommarktmodell MICOES zur Kraftwerkseinsatzoptimierung verwendet. Hiermit werden die Entwicklung der Strompreise und CO2-Emissionen für eine Reihe von Ausstiegsszenarien untersucht (Ausstieg im Jahr 2015, 2020, 2022 und 2038).
Dabei werden der Einsatz der Ersatztechnologien Kohle und Gas modelliert sowie die Brennstoffpreise, Energieeffizienz und die Verfügbarkeit bestimmter technischer Optionen variiert, wie z.B. der CCS-Technologie. Dies führt zu einem Gesamtbild der Implikationen des Ausstiegs aus der ...

Für die Analyse der zukünftigen Entwicklung des deutschen Strommarktes wird das Strommarktmodell MICOES zur Kraftwerkseinsatzoptimierung verwendet. Hiermit werden die Entwicklung der Strompreise und CO2-Emissionen für eine Reihe von Ausstiegsszenarien untersucht (Ausstieg im Jahr 2015, 2020, 2022 und 2038).
Dabei werden der Einsatz der Ersatztechnologien Kohle und Gas modelliert sowie die Brennstoffpreise, Energieeffizienz und die Verfügbarkeit bestimmter technischer Optionen variiert, wie z.B. der CCS-Technologie. Dies führt zu einem Gesamtbild der Implikationen des Ausstiegs aus der ...

Für die Analyse der zukünftigen Entwicklung des deutschen Strommarktes wird das Strommarktmodell MICOES zur Kraftwerkseinsatzoptimierung verwendet. Hiermit werden die Entwicklung der Strompreise und CO2-Emissionen für eine Reihe von Ausstiegsszenarien untersucht (Ausstieg im Jahr 2015, 2020, 2022 und 2038).
Dabei werden der Einsatz der Ersatztechnologien Kohle und Gas modelliert sowie die Brennstoffpreise, Energieeffizienz und die Verfügbarkeit bestimmter technischer Optionen variiert, wie z.B. der CCS-Technologie. Dies führt zu einem Gesamtbild der Implikationen des Ausstiegs aus der Kernenergie und ermöglicht eine systematische Gegenüberstellung und Exploration der Zielkonflikte und Herausforderungen der Szenarien.

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