Der Klimaschutzbeitrag des Strom-sektors zum Klimaziel 2020: Instrumentelle Ausgestaltung des BMWi-Vorschlags - Agora Energiewende
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Der Klimaschutzbeitrag des Strom- sektors zum Klimaziel 2020: Instrumentelle Ausgestaltung des BMWi-Vorschlags Diskussionsveranstaltung Agora Energiewende » Energiewende und Klimaschutz: Wie sieht der Klimaschutz- beitrag des Stromsektors zum -40%-Ziel bis 2020 aus? « Dr. Felix Chr. Matthes (auch für das Projektteam von Öko-Institut & Prognos AG) Berlin, 16. April 2015
Gliederung
• Hintergrund: Entwicklung des „Klimabeitrags“
Nationales Klimaziel 2020 und Aktionsprogramm Klimaschutz
Prämissen für die Ausgestaltung des Instruments
Analyse verschiedener Instrumente
• Warum ist der „Klimabeitrag“ ein effizientes Instrument?
Beiträge der Brennstoffe zur Emissionsminderung
Brennstoffwechselpreise als Effizienzkriterium
Kaum Veränderungen in der Merit-Order
• Architektur des „Klimabeitrags“
Klimabeitrag
Freibetrag
Einführung des Instruments
KWK und Kuppelgas
• Modellanalysen zur Ausgestaltung des „Klimabeitrags“
Methodische Grundlagen
Emissionsminderungsbeiträge
Effektive Zahlung des Klimabeitrags
Strompreiseffekte
Deckungsbeiträge (nächste Präsentation)
Fixkostendeckung Braunkohletagebaue (nächste Präsentation) 2Prämissen für die Ausgestaltung des Instruments
Zentrale Prämissen für die Ausgestaltung des CO2-Instruments
Als Beitrag zum Klimaschutz sollen die CO2-Emissionen im Stromsektor
bis zum Jahr 2020 auf 290 Mio.t CO2 abgesenkt werden.
Das bedeutet einen zusätzlichen Emissionsminderungsbeitrag des
Stromsektors von 22 Mio. t CO2 gegenüber der Projektion.
Die Auswirkungen auf den Strompreis sollen so gering wie möglich sein,
um die internationale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft zu
wahren.
Die Versorgungssicherheit soll auf hohem Niveau bleiben.
Die Kraftwerksbetreiber sollen eine hohe ökonomische Flexibilität bei der
Realisierung der Minderungsbeiträge haben (Stilllegungen vermeiden).
Der Strukturwandel in der Energiewende soll unterstützt und
Strukturbrüche vermieden werden.
3Entwicklung der CO2-Emissionen des deutschen Stromsektors
nach Energieträgern (Ist-Daten und Referenzprojektion; ohne Klimabeitrag)
500
450 Im Vergleich Sonstige
zu 2000 Energieträger
Erdgas u.a. 6%
400 Steinkohle 20%
Braunkohle +3%
350 Erdgas
300
Mio. t CO2
Referenzprojektion 2015
250
Steinkohle
200
150
Zielpfad 2050 Braunkohle
(linear)
100 290 Mio. t CO2
Im Vergleich
zu 2000 Daten für 2013
50 insgesamt und 2014 sind
vorläufig und teil-
22%
weise geschätzt
0
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
• Emissionsentwicklung der Stromerzeugung ist nicht auf dem Zielpfad.
• Ergänzung der Instrumente / Marktarrangements für Stromerzeugung auf Basis erneuerbarer
Energien um wirkungsvolle Instrumente zur Eindämmung der CO2-Emissionen ist unabdingbar
• Stetiger Minderungspfad für die CO2-Emissionen ist sinnvoll, sonst wird/muss es mittelfristig zu
bruchartigen Entwicklungen kommen – oder die Zielerreichung ist gefährdet 4Entwicklung der CO2-Emissionen des deutschen Stromsektors
nach Energieträgern (Ist-Daten und Referenzprojektion; ohne Klimabeitrag)
200
Braunkohle Steinkohle Erdgas, Öl, Andere
180
ggü. ggü.
160
2000: 2000:
140 +3% -3%
120
-20%
Mio. t CO2
160 159
100 164 169
170
-33%
80 -6%
130 124
60 104
108
98 87
80 90 75 -18%
40 66
20
0
2000 2005 2010 2014 2020
Vorläufig (2012 mit Trend Brutto-
stromerzeugung fortgeschrieben)
(Projektionsbericht)
• Minderungsbeiträge in den letzten Jahren allein durch Steinkohle und andere Brenn-
stoffe; effiziente Minderungspotentiale sind hier bereits stark ausgeschöpft.
• 40%-Ziel ist nur effizient und ohne Strukturbrüche erreichbar, wenn auch Braunkohle
CO2-Emissionen mindert.
5Kosteneffiziente CO2-Vermeidung im Stromsektor
Analyse der Brennstoffwechselkosten erlaubt objektive Einordnung
• Grafik zeigt, bei welchen CO2-Preisen Brennstoff-
150
wechsel und damit CO2-Minderungen stattfinden.
• Je geringer der erforderliche CO2-Preis ist, desto Braunkohle alt
→ Steinkohle neu
kosteneffizienter ist der Brennstoffwechsel und die
125
damit verbundene CO2-Minderung.
• Historische Daten zeigen robusten Trend: Braunkohle neu
→ Steinkohle neu
Insbesondere Wechsel von alten Braun- zu neuen
100
Steinkohlekraftwerken aber auch Wechsel von alten
Stein- zu neuen Erdgaskraftwerken sind am Steinkohle alt
kosteneffizientesten. → Erdgas neu
75
Steinkohle neu
→ Erdgas neu
50
EUR / t CO2
Braunkohle alt
→ Erdgas neu
25
Braunkohle neu
→ Erdgas neu
0
01.2003 01.2005 01.2007 01.2009 01.2011 01.2013 01.2015
Anmerkungen: Berechnungen für typische Anlagen, reale Vielfalt größer, Kostenkorridor ist robust
6Die Architektur des CO2-Instruments
Wirkmechanismus Merit-Order-Effekt des Klimabeitrags
• Der Klimabeitrag in der jetzigen Ausgestaltung betrifft bis zum Jahr 2020
insbesondere die sehr alten, emissionsintensiven und hochwirtschaftlichen
Braunkohlekraftwerke.
• Diese werden in der Merit-Order hinter die neuen Steinkohlekraftwerke
verschoben (vgl. nächste Folie).
• Sie optimieren sich und konzentrieren ihre Produktion auf die Stunden mit
hohen Strompreisen.
• Ergebnis: Die CO2-Minderung durch das Instrument erfolgt damit sehr
effizient.
• Die preissetzenden Steinkohle- und Gaskraftwerke werden durch den
Klimabeitrag in der Regel nicht belastet.
• Ergebnis: Da die preissetzenden Kraftwerke nur in geringem Umfang
belastet werden, erfolgt die CO2-Minderung aufgrund des Instruments mit
einem sehr moderaten Strompreiseffekt.
7Wirkungskonzept des CO2-Instruments und
Merit-Order-Effekt des Klimabeitrags (stilisiert)
€ / MWh
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Leistung in GW
Erneuerbare Kern- Braunkohle Steinkohle Erdgas Öl
Energien energie neu mittel alt neu mittel alt neu alt GT
8Wirkungskonzept des CO2-Instruments und
Merit-Order-Effekt des Klimabeitrags (stilisiert)
• Merit-Order zeigt den Einsatz der Kraftwerke nach
Brennstoffen: Je weiter Kraftwerke in der Grafik links
stehen, desto häufiger sind sie in Betrieb.
• Klimabeitrag (grün) führt nur zu geringen Veränderungen
in der Merit-Order.
• Klimabeitrag belastet die im Jahr 2020 in der Regel
preissetzenden Kraftwerke (Steinkohle, Gas) kaum.
• Ergebnis: Kosteneffiziente CO2-Minderung bei möglichst
geringem Strompreiseffekt.
€ / MWh
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Leistung in GW
Erneuerbare Kern- Braunkohle Steinkohle Erdgas Öl
Energien energie neu mittel alt neu mittel alt neu alt GT
9Die Architektur des CO2-Instruments
Klimabeitrag und Freibetrag (1)
• Wirkung des Instruments
Folgt aus dem Zusammenwirken von Klimabeitrag und Freibetrag.
Beide Elemente ergänzen sich und können nicht isoliert voneinander
betrachtet oder parametrisiert werden.
• Klimabeitrag
Der Klimabeitrag ist ein Betrag, der nur für die Menge an CO2 zu
entrichten ist, die oberhalb eines blockspezifischen Freibetrages
ausgestoßen wird.
In anderen Ländern, z.B. Großbritannien, gibt es Instrumente, bei
denen bereits ab der ersten Tonne CO2 ein Mindestpreis zu zahlen
ist.
Der Klimabeitrag ist in Form von CO2-Zertifikaten zu bezahlen
(bei einem Klimabeitrag von z.B. 20 € müssen Zertifikate im Wert von
20 € abgegeben werden); dadurch hohe EU-ETS-Kompatibilität und
auch EU-weite Emissionsminderung.
10Die Architektur des CO2-Instruments
Klimabeitrag und Freibetrag (2)
• Freibetrag in Mio. t CO2/GW
Bis zur Höhe des Freibetrags muss für die Emissionen eines
Kraftwerksblocks kein Klimabeitrag bezahlt werden.
Der Freibetrag wird in Millionen Tonnen CO2 je Gigawatt (Mio. t
CO2/GW) Blockleistung festgelegt;
Der Freibetrag ist kein Emissionsgrenzwert, sondern kann (bei
Bezahlung des Klimabeitrags) überschritten werden; wieviel Strom
erzeugt wird, ist damit eine Frage der betriebswirtschaftlichen
Optimierung.
• Sonderregelungen
Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (Gutschrift bei Emissionsbewertung
für Wärme analog EU ETS)
Kuppelgas-Kraftwerke (Gutschrift bei Emissionsbewertung für
Kuppelgas-Verstromung analog EU ETS)
11Architektur des CO2-Instruments
Das Freibetragskonzept im Überblick (im Jahr 2020)
7 16
Kraftwerksleistung (GW)
Anlagenbestand
6 Steinkohle-Kraftwerksblöcke 15
5 Neuanlagen: Investitionen Braunkohle-Kraftwerksblöcke 14
- freigestellt 1990er Jahre
4 - moderater Beitrag 13
3 12
2 11
1 10
0 9
-1 8
-2 Vollständige Freistellung Freibetrag 7
-3 6
Mio. t CO2 / GW
-4 5
-5 4
-6 3
-7 2
-8 1
Freibetragskonzept
-9 0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Anlagenalter (in Jahren im Jahr 2020)
12CO2-Emissionsminderungseffekte 2020 bei
unterschiedlicher Höhe des Klimabeitrags (PowerFlex)
315 • Bei einem Klimabeitrag in
Höhe von 18-20 €/t wird das
310
Zielniveau erreicht.
305 • Die Emissionsminderung
- 23 ergibt sich etwa hälftig durch
300 - 24 - 24
Brennstoffwechsel im Inland.
Mio. t CO2
295 • Die andere Hälfte ergibt sich
312 daraus, dass der Netto-Export-
290 Zielniveau
saldo – anders als in der Refe-
285 renzentwicklung – nicht weiter
steigt.
280
• Durch den Klimabeitrag
275 wird der Netto-Exportsaldo
auf dem Niveau der
270 Jahre 2013/2014 stabilisiert.
Referenz 18 € 19 € 20 €
(Projektions-
bericht)
Klimabeitrag
13CO2-Emissionen innerhalb und außerhalb des Freibetrages in 2020
in Abhängigkeit von der Höhe des Klimabeitrags
• Bei einem Klimabeitrag von
400 18-20 €/t wird das Ziel erreicht.
CO2 unterhalb Freibetrag CO2 oberhalb Freibetrag
• Die Kraftwerksbetreiber
350 Emissionsminderung Ziel: Minderung haben volle betriebswirt-
22 Mio. t CO2
schaftliche Flexibilität.
300 • Für einige Kraftwerke ist
22 19 17
es ökonomisch attraktiver,
250 den Klimabeitrag zu zahlen
Mio. t CO2
als die Produktion zu ver-
200 ringern. Andere werden die
Produktion einschränken.
150 312
267 270 271 • Kraftwerksbetreiber zahlen
nach ihrer betriebswirt-
100
schaftlichen Optimierung
50
lediglich für rund 20 Mio.
t CO2 den Klimabeitrag;
0 für 90% der Stromerzeu-
Referenz 18 € 19 € 20 € gung (ca.270 Mio. t CO2)
(Projektions-
bericht) zahlen sie keinen
Klimabeitrag Klimabeitrag.
14Entwicklung der CO2-Emissionen nach Energieträgern
mit Klimabeitrag von 18 € / t CO2
200
Braunkohle Steinkohle Erdgas, Öl, Andere
180
160
140
ggü. 2000: -24%
120
Mio. t CO2
-24%
100
164 170
80 160 -17%
130 124 124
60
108
98 98
90
40 80
67
20
0
2000 2005 2010 2020 (Klimabeitrag 18 €/t)
• Der Klimabeitrag führt dazu, dass alle Energieträger einen gleichmäßigen
Beitrag leisten, um das 40% Ziel zu erreichen.
• Dadurch ist ein besonders effizienter Minderungspfad ohne Strukturbrüche möglich 15Modellierung des CO2-Instruments
Strompreiseffekte
• Die Strompreiseffekte des konkreten Vorschlags sind über das gesamte Jahr sehr
moderat: Der Großhandelspreis für Grundlastlieferungen steigt gegenüber der
Referenz im Jahr 2020 um lediglich rund 2 €/MWh.
• Die Strompreise am Spotmarkt steigen nur in eng begrenzten Zeiträumen,
da die vom Klimabeitrag in der Regel betroffenen Kraftwerke nur in sehr begrenzten
Zeiträumen preissetzend sind – dies dämpft den Effekt auf den Jahrespreis ganz
erheblich.
• Insgesamt ergeben sich die Strompreiseeffekte nicht nur in Deutschland,
sondern im europäischen Strommarkt.
16Besten Dank
für Ihre Aufmerksamkeit
Dr. Felix Chr. Matthes
Energy & Climate Division
Büro Berlin
Schicklerstraße 5-7
D-10179 Berlin
f.matthes@oeko.de
www.oeko.de
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