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

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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

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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)

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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

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€('9

8) /

GJ

Erdgas

Steinkohle

Braunkohle

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€('98) / GJ

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€('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%

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Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen

Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln

Szenario-Ergebnisse: Stromaufkommen in Deutschland, TWh/aPERSEUSCEEM

SzenarioZ0

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2000 2010 2020 2030

ImportsaldoREG u. Sonst.ErdgasSteinkohlenBraunkohlenKernenergie

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ImportsaldoREG u. Sonst.ErdgasSteinkohlenBraunkohlenKernenergie

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Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen

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Stromaufkommen in DeutschlandSzenario Z10, Variante: Endogener Interkonnektor-Zubau

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TWh/

a

ImportsaldoREG u. Sonst.ErdgasSteinkohlenBraunkohlenKernenergie

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Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen

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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

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Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen

Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln

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

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2000 2010 2020 2030

Mio

. t/a

Z0 (PERSEUS)

Z0 (CEEM)

Z10 (CEEM)

Z10 (PERSEUS)

Z10 - (CEEM) "Variante"

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Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen

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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.

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Energiemodelle und Energiewirtschaftliche Systemanalysen