Auswirkungen von CO2-Grenzwerten für fossile Kraftwerke auf den Strommarkt und Klimaschutz in Deutschland Claudia Kemfert Pao-Yu Oei Clemens Gerbaulet Friedrich Kunz Christian von Hirschhausen Berlin, 26. November 2015

Veröffentlichungen des DIW Berlin zum Thema Kohle (Auswahl) Politikberatung kompakt 98: Effektive CO2-Minderung im Stromsektor: Klima-, Preis- und Beschäftigungseffekte des Klimabeitrags und alternativer Instrumente DIW Wochenbericht 14-26: Kohle und Klimaschutz Politikberatung kompakt 84: Braunkohleausstieg - Gestaltungsoptionen im Rahmen der Energiewende Politikberatung kompakt 82: Gesetzentwurf CO2-Emissionsstandards Diverse Wochenberichte und weitere Studien; Übersicht http://www.diw.de/sixcms/detail.php?id=diw_01.c.429668.de Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015

Die Energiewirtschaft profitiert, Belastung der Haushalte ist minimal Zusammenfassung Zur Erreichung des Klimaschutzziels 2020 (-40% weniger THG ggü. 1990) sind u.a. zusätzliche Maßnahmen im Stromsektor nötig Die vom BMWi vorgeschlagene Reserve bewirkt nur -8 Mio. t CO2, da einige der Anlagen ohnehin altersbedingt abgeschaltet werden. Grenzwerte für Anlagen ab 35 Jahren bewirken -25 Mio. t CO2 bis 2020; bei Grenzwerten für alle Anlagen werden bis zu -78 Mio. t eingespart Die Energiewirtschaft profitiert, Belastung der Haushalte ist minimal EE ersetzen die kontinuierlich abnehmende Kohleverstromung Ein Kohleausstieg gefährdet nicht die Versorgungssicherheit und kann bis 2035 eine 85% CO2-Reduktion des Stromsektors bewirken Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015

Der Status Quo verfehlt das Klimaziel für 2020, und damit wohl auch für 2030-2050 -55% 2050 Ziel*: - 80-95% *) ggü. 1990 Quelle: Eig. Abb. basierend auf BMU (2013), Öko-Institut, AG Energiebilanzen Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015

CO2 Grenzwerte existieren in Großbritannien, USA und Kanada Ausgestaltung Großbritannien USA Kanada 1 Absolut, ausgehend von 450 g/kWh multipliziert mit einem Loadfactor 0,85 und 8760 VLS Spezifisch pro erzeugter Menge Strom Spezifisch bei 420 g/kWh Berechnungsgrundlage 2 Pro Standort Pro Standort Pro Standort Bezugsgröße Rohstoffunabhängig, mit einem Gaskraftwerk als Bezugsgröße Rohstoffabhängig, mit 450 g/kWh für Gas- und 500 g/kWh für Kohlekraftwerke Rohstoffabhängig, gilt nur für Kohlekraftwerke 3 Zeithorizont Tritt ab 1. Juli 2015 in Kraft 4 Gilt seit Dezember 2013; konstanter Wert bis 2045 Ist noch in der Antwortphase; einige Bundesstaaten (u.a. Kalifornien besitzen bereits eigene Mechanismen) Anwendungsbereich Neubauten und essentiellen Retrofit Neubauten und essentiellen Retrofit Neubauten und Bestands- anlagen ab 50 Jahren Laufzeit (einige noch eher) 5 Ausnahmen Verspäteter Start mit CCTS ist bis 2025 erlaubt 6 CCTS in den ersten drei Jahren, Biomasse, Wärmeanteil einer KWK -Anlage, sowie bei Stromengpässen Grenzwert im 7-Jahres- Durchschnitt einzuhalten, für nachträgliche CCTS- Nachrüstung 4 Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015

Verschiedene Formen der Ausgestaltung von CO2-Grenzwerten (engl Verschiedene Formen der Ausgestaltung von CO2-Grenzwerten (engl. Emissions Performance Standard – EPS) „Business-As-Usual“ (BAU): Marktentwicklungen entsprechend Szenariorahmen der BNetzA Klimaschutz-Szenario (EPS): Es gilt ein CO2-Grenzwert von 3350 t CO2/MW pro Jahr für alle Kraftwerke in Deutschland. (=30-50% Auslastung von Kohlekraftwerken) Konsens-Szenario (EPS 35): Der CO2-Grenzwert gilt erst ab einem Betriebsalter von 35 Jahren. Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015

Die Klimaschutzziele werden ohne Einführung von CO2-Grenzwerten deutlich verfehlt Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015

CO2 Grenzwerte erhöhen den Strompreis für Haushalte um lediglich 1% und ist damit kaum spürbar für den Endverbraucher Annahme für 2020: Konstante Umlagen Quelle: Eigene Berechnungen Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015

Vergleich der verschiedenen Klimaschutzmaßnahmen Vorschlag von Bündnis 90/ Die Grünen Bundes- regierung Agora Berechnet von DIW Berlin Enervis Funktionsweise Grenzwert ab 35 Jahren Grenzwert für alle Kraftwerke Kohlereserve von 2,7 GW Stilllegung von 14 GW Zusätzliche CO2 Vermeidung bis 2020 in Deutschland [Mil. t CO2] 25 78 8 50 Preiseffekt Haushalte [Cent/kWh] 0,18 0,6 0,06 + 0,05 Umlage = 0,11 0,23 Preiseffekt Börsenstrom [Cent/kWh] 0,3 1,0 0,1 0,4 Energiewende und Versorgungssicherheit 27. November 2013

Die vom BMWi vorgeschlagene Reserve bewirkt nur -8 Mio. t CO2 Zusammenfassung Zur Erreichung des Klimaschutzziels 2020 (-40% weniger THG ggü. 1990) sind u.a. zusätzliche Maßnahmen im Stromsektor nötig Die vom BMWi vorgeschlagene Reserve bewirkt nur -8 Mio. t CO2 Grenzwerte für Anlagen ab 35 Jahren bewirken -25 Mio. t CO2 bis 2020; bei Grenzwerten für alle Anlagen werden bis zu -78 Mio. t eingespart Die Energiewirtschaft profitiert, Belastung der Haushalte ist minimal EE ersetzen die kontinuierlich abnehmende Kohleverstromung Ein Kohleausstieg gefährdet nicht die Versorgungssicherheit und kann bis 2035 eine 85% CO2-Reduktion des Stromsektors bewirken Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015

Claudia Kemfert || Pao-Yu Oei || Clemens Gerbaulet || Friedrich Kunz || Christian von Hirschhausen

CO2-Emissionen nach Brennstoff in Deutschland in 2020 – die Reserve bewirkt nur 8 Mio. t Reduktion; Grenzwerte 25-78 Mio. t Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015

Der Klimabeitrag erhöht die Profitabilität der Energiewirtschaft insgesamt (+450 Mio. € 2020); BK gewinnt und verliert (je nach Alter) Nicht beachtet: Einnahmen aus Wärmelieferungen (KWK) und Systemdienstleistungen Quelle: Eigene Berechnungen Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015

Voraussichtliche Ausgestaltung der Klimareserve 900 MW 350 MW 1.500 MW Summe: 2.700 MW Buschhaus/MIBRAG (350 MW) Jänschwalde/Vattenfall (900 MW) „300-MW-Flotte“ (Frimmersdorf/Niederaußem/Neurath)/ RWE (1.500MW) 13 Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015 Quelle: Eigene Recherchen basierend auf Daten der Bundesregierung und der BNetzA

Derzeitiger Entwurf der Reserve: Wer ist betroffen Derzeitiger Entwurf der Reserve: Wer ist betroffen? Überprüfung in 2018, ob 12,5 Mil. t bis 2020 reduziert werden Betreiber Kraftwerks-block Netto-leistung [MW] Alter in 2020 Start Reserve Still-legung Besonderheiten Mibrag Buschhaus 352 35 10 / 2016 9 / 2020 Tagebaue im Helmstedter Revier 2016 ausgekohlt; ca. 150 km bis zum Mitteldeutschen Revier RWE Frimmersdorf P 284 54 10 / 2017 9 / 2021 Letzten 2 (von 8) Blöcken am Standort; seit langer Zeit unter wirtschaftlichem Druck gemäß RWE Angaben Frimmersdorf Q 278 50 Niederaußem E 295 10 / 2018 9 / 2022 Stehen in der „Kraftwerksliste Bundesnetzagentur zum erwarteten Zu- und Rückbau 2015 bis 2019“ mit vor. Stilllegungsdatum 2019; Stand: 25.09.2015 / Sind zudem gemeinsam mit Blöcken C&D die Austauschkapazitäten für einen Neubau BoA Plus. Niederaußem F 299 49 Neurath C 292 47 10 / 2019 9 / 2023 Vatten-fall Jänschwalde E 465 33 Jüngsten 2 Blöcke am Standort Jänschwalde (Inbetriebnahme: 1981-1989); technisch sinnvoller Rückbau eines Kraftwerkes beginnend beim modernsten Block Jänschwalde F 31 14 Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015 Quelle: Eigene Recherchen basierend auf Daten der Bundesregierung, der BNetzA und Webseiten der Unternehmen

Prozentualer Anteil der Kohle- und EE-Stromerzeugung in Deutschland bis 2035 im Vergleich BAU und CO2-Grenzwertszenarien Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015

Strombedingte CO2 Emissionen bei einem Kohleausstieg in Deutschland im Jahr 2035 -> 85% CO2-Reduktion des Stromsektors Braunkohleausstiegs-Szenario (BK-): Im Jahr 2035 Stilllegung aller Braunkohlekraftwerke. CO2-Grenzwerte für Steinkohlekraftwerke. Kohleausstiegs-Szenario (K-): Im Jahr 2035 Stilllegung aller Braun- und Steinkohlekraftwerke. Erneuerbaren-Szenario (EE+): Kohleausstieg reizt 50% stärkeren Ausbau von Wind und PV an. Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015

Ausführliche Ergebnisse bei einem Kohleausstieg in 2035 Durch die Herausnahme von Kraftwerkskapazitäten erhöht sich die Auslastung der verbleibenden (Gas-)Kraftwerke. Die Stilllegung aller Braunkohlekraftwerke resultiert in Gesamtimporten von 17 TWh; sowie zusätzlichen 38 TWh, wenn auch alle Steinkohlekraftwerke abgeschaltet werden. Durch einen stärkeren Ausbau der EE kann die Importbilanz jedoch auf einen Exportwert von 84 TWh angehoben werden. Die Abschaltung der Kohlekraftwerke führt zu einem moderaten Börsenstrompreisanstieg. So erhöht sich der Preis für das Jahr 2035 von 34 €/MWh (EPS) auf 36 (BK-) bzw. 41 €/MWh (K-). Dieser Wert liegt weiterhin unterhalb der durchschnittlichen Strompreise von 2011-2012. Durch die Abschaltung der Kohlekraftwerke bis 2035 können die strombedingten CO2-Emissionen in Deutschland auf unter 50 Mio. t erheblich gesenkt werden. Bei einem Kohleausstieg entspricht dies ungefähr einer Reduktion von 85% im Vergleich zu 1990. Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015

Die Beendigung der klimaschädlichen Kohleverstromung ist Konsens; unterschiedliche Instrumente werden diskutiert Instrument Wirkungsweise Mögliche Vorteile Mögliche Nachteile CO2-Mindestpreis Verteuerung der CO2- Zertifikate Investitionssicherheit für Investoren Erzielbare Preise wohl zu niedrig, um Wechsel KohleErdgas zu bewirken, nationale Implementierung problematisch Mindest- wirkungsgrade Abschaltung ineffizienter Kraftwerke Effizientere Rohstoffnutzung Auch offene Gasturbinen betroffen; aufwändige Überprüfung und Messung Flexibilitäts- anforderungen Abschaltung/Diskriminierung inflexibler Kraftwerke Bessere Integration fluktuierender Erneuerbarer Energien Auch GuD-Kraftwerke betroffen; aufwändige Überprüfung und Messung Kohleausstiegs- gesetz Reststrommengen oder Restemissionsmengen Vorgabe eines festen Kohleausstiegspfades Verlauf bei Versteigerungsprozess schwer progonostizierbar CO2-Grenzwerte (Neubau & Retrofit) Verbot von Neubaut/Retrofit (ohne CO2-Abscheidung) Verhinderung CO2-intensiver Investitionen Kurzfristig geringe Emissionsminderung (für Bestand) Reduzierung der Auslastung bestehender Kraftwerke (nach dem Alter) Erhalt von Erzeugungskapazitäten, z.B. für Strategische Reserve Wirtschaftlichkeit von Kraftwerken beeinträchtigt, energiewirtschaftliche Wirkungen unklar Klimabeitrag Zusätzlicher CO2-Preis bei Budgetüberschreitung Kostengünstige Minderung, kein Retrofit, ETS-kompatibel Befürchtung positiver Rückkopplungen („Domino-Effekt“) Klimaschutzreserve „Abwrackprämie für alte Kraftwerke“ Sichere Stilllegung alter Kraftwerke Stilllegung nur im sowieso erwarteten Rahmen; umlagefinanziert Quelle: DIW Auswirkungen von CO2-Grenzwerten 26. November 2015