STROMERZEUGUNG ZAHLEN UND FAKTEN - VGB PowerTech

 
STROMERZEUGUNG ZAHLEN UND FAKTEN - VGB PowerTech
ZAHLEN UND FAKTEN

STROMERZEUGUNG      2018|2019
STROMERZEUGUNG ZAHLEN UND FAKTEN - VGB PowerTech
Z A H L EN U N D FA K T EN                                                                                       ST RO M ER Z EU G U N G 2018 l 2019

STROMBEDARF WELTWEIT UND IN DER EU

D     ie Weltbevölkerung von heute 7,6 Milliarden Menschen nimmt derzeit
      jedes Jahr um ca. 90 Millionen zu. Der Stromverbrauch wird aufgrund
des Bevölkerungswachstums und des steigenden Bedarfs – rund ein Viertel der
                                                                                 Inhaltsverzeichnis

                                                                                 n Strombedarf weltweit und in der EU                         2–3
Menschen hat heute noch keinen Zugang zu einer gesicherten Stromversor-
gung – weiterhin rascher anwachsen als alle anderen Arten des Energiever-        n Erneuerbare Energien in der EU                                 4
brauchs. Zudem ist zu erwarten, dass eine verstärkte Sektorenkopplung sowie      n Wasserkraft, Windenergie, Biomasse                         5–7
zunehmende Elektromobilität den Bedarf anwachsen lassen.                         n Windenergie und gesicherte Kapazitätsbereitstellung        8–9
Weltweit wird aufgrund des Bedarfszuwachses gemäß dem Szenario „Current
Policies“ der Internationalen Energieagentur (IEA) bis zum Jahr 2040 eine        n Dezentrale Stromerzeugung, Speichertechnologien 10 – 11
Zunahme der Brutto-Stromerzeugung von 24.765 Mrd. kWh im Jahr 2016               n Flexible konventionelle Kraftwerke                      12 – 13
auf dann rund 42.321 Mrd. kWh ­erwartet – ein durchschnittliches Plus von        n Rahmenbedingungen für konventionelle Kraftwerke 14 – 15
2,0 % p.a. Die Umsetzung des „New Policies Szenario“ der IEA, das eine
Reduktion des Verbrauchs fossiler Energieträger gemäß erwarteter Politiken       n Kernenergie weltweit                                    16 – 17
berücksichtigt, würde zu einer Brutto-Stromerzeugung von 39.290 Mrd. kWh         n Modulare Kleinreaktoren                                 18 – 19
führen. In der EU-28 wurden mit 3.244 Mrd. kWh etwa 13 % des weltweit            n Neue Stromerzeugungskapazitäten erforderlich            20 – 21
erzeugten Stroms bereitgestellt; bis zum Jahr 2040 wird ein Zuwachs von etwa
0,2 % p.a. prognostiziert („Current Policies“) bzw. 0,3 % angenommen („New       n Best Available Techniques                               22 – 23
Policies Szenario“). Weitere Analysen und Prognosen zum zukünftigen Ener-        n Globaler Klimaschutz erforderlich	                      24 – 25
gie- und Stromverbrauch u. a. von BP, ExxonMobil und der U.S. Energy Ad-         n VGB: Aufgaben und Mitglieder                            26 – 27
ministration (EIA) liegen vor. Allen Prognosen gemeinsam ist die Aussage, dass
die Stromerzeugung bis zum Jahr 2040 in einem Band von 34.000 bis 42.000         n Impressum                                                    28
Mrd. kWh wachsen wird.
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Erwarteter Zuwachs der Stromerzeugung in Mrd. (109) kWh weltweit                                                                                              Erwarteter Zuwachs der Stromerzeugung in Mrd. (109) kWh in der EU

45.000
                                                                                                                                                              4.500
                                                                                                                                              IEA:                                                                                                         Current Policies
                                                                                                                                        Current Policies                                                                                                        +5 %
40.000                                                                                                                                       +71 %            4.000                                                                                        +0,2 % pro Jahr
                                                                                                                                        +2,0 % pro Jahr
                                                                                                                                                                                                                                                         New Policies Scenario
                                                                                                                                      New Policies Scenario   3.500
                                                                                                                                                                                                                                                                +8 %
                                                                                                                                            +61 %                                                                                                          +0,3 % pro Jahr

                                          New Policies Scenario (IEA)
30.000                                                                                                                                 +1,9 % pro Jahr
                 Current Policies (IEA)
                                                                                                                                                              3.000

                                                                          BP - Energy Outlook

                                                                                                EIA - Referenzszenario

                                                                                                                                                                                                                           New Policies Scenario (IEA)
                                                                                                                                                                                                  Current Policies (IEA)
                                                                                                                                       Wind,                  2.500

                                                                                                                         ExxonMobil
                                                                                                                                       Biomasse, Sonne                                                                                                   Wind,
                                                                                                                                                                                                                                                         Biomasse, Sonne
20.000
                                                                                                                                       Wasser                 2.000
                                                                                                                                                                                                                                                         Wasser
                                                                                                                                       Kernenergie
                                                                                                                                                              1.500                                                                                      Kernenergie
                                                                                                                                       Fossile Energien
10.000                                                                                                                                                                                                                                                   Fossile Energien
                                                                                                                                                              1.000

                                                                                                                                                               500

    0
         2016                                                                2040                                                                                0
                                                                   Jahr                                                                                                         2016                                 2040
                                                                                                                                                                                         Jahr

                                                                                                                                                                          Quellen: IEA, BP, U.S. EIA, ExxonMobile, EU Kommission, eigene Berechnungen

                                                                                                                                                                                                                                                               SEI T E 2 – 3
STROMERZEUGUNG ZAHLEN UND FAKTEN - VGB PowerTech
Z A H L EN U N D FA K T EN                                                                                                                          ST RO M ER Z EU G U N G 2018 l 2019

ERNEUERBARE ENERGIEN – EHRGEIZIGE ZIELE DER EU FÜR 2020

Z    ur Forcierung des Ausbaus der erneuerbaren Energien haben sich die EU
     und die EU-Staaten verbindliche ambitionierte Ziele gesetzt. Die EU
erwartet für den Stromsektor einen Anteil von 34 % an erneuerbaren Ener-
                                                                                  Schweden
                                                                                    Finnland
                                                                                     Lettland
                                                                                                     53,8
                                                                                                     38,7
                                                                                                     37,2
                                                                                                                                                                       38 Ziel erreicht
                                                                                                                                                                          40
                                                                                                                                                                                               49 Ziel erreicht

                                                                                  Österreich         33,5                                                      34
gien bis zum Jahr 2020.                                                           Dänemark           32,3                                              30 Ziel erreicht
                                                                                      Estland
Seit Inkrafttreten des im Dezember 2008 beschlossenen EU-Richtlinien-               Portugal
                                                                                                     28,8
                                                                                                     28,5
                                                                                                                                                      25 Ziel erreicht
                                                                                                                                                         31
und Zielpaketes für Klimaschutz und Energie – häufig als „20-20-20-Paket“           Kroatien         28,3                                               20 Ziel erreicht
                                                                                      Litauen
bezeichnet – erhöhte sich der Anteil erneuerbarer Energien am Bruttoend­           Rumänien
                                                                                                     25,6
                                                                                                     25,0
                                                                                                                                                23 Ziel erreicht
                                                                                                                                                24 Ziel erreicht
energieverbrauch stetig. Im Jahr 2016 erreichte dieser einen Wert von 17 %        Slowenien          21,3                                       25
                                                                                                                                                             Ziele der EU für Erneuerbare bis 2020:
                                                                                   Bulgarien
und war damit doppelt so hoch wie 2004 (8,5 %), dem ersten Jahr, für das               Italien
                                                                                                     18,8
                                                                                                     17,4
                                                                                                                                  16 Ziel erreicht
                                                                                                                                 17 Ziel erreicht
                                                                                                                                                              20 % Anteil der erneuerbaren
Daten verfügbar sind.                                                                Spanien         17,3                             20                           Energien am Gesamtenergieverbrauch
                                                                                  Frankreich
Mit mehr als der Hälfte (53,8 %) war der Anteil der Energie aus erneuerba-     Griechenland
                                                                                                     16,0
                                                                                                     15,2                        18
                                                                                                                                           23
                                                                                                                                                              10 % Anteil der erneuerbaren
ren Energiequellen 2016 in Schweden mit Abstand am höchsten. Insgesamt       Tschechische R.         14,9                  13 Ziel erreicht                        Energien im Verkehrssektor
                                                                                Deutschland
haben von den 28 EU-Mitgliedstaaten elf die für die Verwirklichung ihrer              Ungarn
                                                                                                     14,8
                                                                                                     14,2
                                                                                                                                18
                                                                                                                       13 Ziel erreicht
nationalen Ziele für 2020 erforderlichen Werte bereits erreicht: Bulgarien   Slawakische R.          12,0              14                                                      EU
                                                                                         Polen
(18,8 %), die Tschechische Republik (14,9 %), Dänemark (32,3 %), Estland              Zypern
                                                                                                     11,3
                                                                                                     9,3              13
                                                                                                                           15                                2016: 17,0 %             2020: 20 %

(28,8 %), Kroatien (28,3 %), Italien (17,4 %), Litauen (25,6 %), Ungarn                 Irland       9,5                    16
                                                                             Großbritannien          9,3                   15
(14,2 %), Rumänien (25,0 %), Finnland (38,7 %) und Schweden (53,8 %).                 Belgien        8,7              13                           2016
Darüber hinaus fehlt Österreich weniger als 1 %-Punkt, um sein Ziel für         Niederlande          6,0               14                          Ziel für 2020
                                                                                       Malta         6,0     10
2020 zu erreichen.                                                               Luxemburg           5,4         11
Erneuerbare Energien werden auch für die Jahre nach 2020 eine Schlüssel-               EU-28         17,0                           20

rolle spielen. Aus diesem Grund haben sich die Mitgliedsstaaten auf ein                          0          10                    20                   30                40
                                                                                                            Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttoendenergieverbrauch in %
                                                                                                                                                                                          50              60

neues EU-Ziel von mindestens 27 % bis 2030 geeinigt.
                                                                                                                                                                   Quelle: Eurostat 2018 (Daten: 2016)
WASSERKRAFT – EINE UNVERZICHTBARE ENERGIEQUELLE
Wasserkraft ist nicht nur eine zuverlässige erneuerbare Energiequelle, sondern
ist in Europa nach wie vor Spitzenreiter bei der Erzeugung von Strom aus
erneuerbaren Energien. Mit einer Erzeugung von mehr als 351 Mrd. kWh               Ziele für erneuerbare Energien                  Status 2016 – Gesamt: 951 TWh
– rund 37,0 % des erzeugten Stroms aus erneuerbaren Energiequellen –             in der Stromerzeugung der EU-28                    Gesamtziel 2020: 1.196 TWh
leistet die Wasserkraft einen bedeutenden Beitrag zur Erreichung des                2016              2020                                       83 Einzelziel; aktuelle Zielerreichung
                                                                                                                       In Klammern (...): jeweiliges
EU-Zieles von 34 % Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen bis               29,2 %            34,0 %                                                    304
zum Jahr 2020.
Neben den gut prognostizierbaren und konstanten Erzeugungen in Laufwas-
                                                                                           Windenergie
serkraftwerken zur Grundlastabdeckung nimmt die Bedeutung der Bereitstel-                                                                                     Wasserkraft
lung von Reserveleistung und Spitzenlast zur Absicherung der Versorgungssi-                                 303
cherheit und insbesondere von Regelenergie zur Aufrechterhaltung der Netz-                               (495; 61 %)                         351
stabilität in einem immer größer werdenden flexibleren Energiemarkt zu.                                                                   (355; 99 %)
Diese Anforderungen werden in Europa überwiegend von den hocheffizien-
                                                                                                         180
ten Pumpspeicher- und Speicherwasserkraftwerken mit einer gesamten in­                                (232; 77 %)
stallierten Engpassleistung von mehr als 47.443 MW sichergestellt.                                                            111
                                                                                                                    7     (103; 108 %)
Die Wasserkraft stellt somit nicht nur eine äußerst effiziente, zuverlässige                                   (11; 60 %)
und auch speicherfähige Energieform dar, sondern ist im Rahmen der Ener-                Biomasse
giewende eine unverzichtbare, zu bewahrende und weiter zu forcierende
erneuerbare Energie.                                                                                           Geothermie        Solarenergie
Bereits mehr als 20 Jahre findet unter dem Dach des VGB PowerTech ein
intensiver technischer Erfahrungsaustausch von führenden Wasserkraftbe-
treibern zur laufenden Effizienzverbesserung statt.
                                                                                                                                                Quelle: Eurostat 2018 (Daten: 2016)

                                                                                                                                                                    SEI T E 4 – 5
Z A H L EN U N D FA K T EN                                                                                                         ST RO M ER Z EU G U N G 2018 l 2019

WINDENERGIE – EINE TRAGENDE SÄULE BEI DER ENERGIEWENDE
Um die Vorgaben der Europäischen Union im Rahmen des Energie- und
Klimapaketes bis zum Jahr 2020 erfüllen zu können, ist auch ein weiterer      Windenergie:
Ausbau zur Nutzung der Windenergie zwingend erforderlich. Ende 2017           Kapazitäten in Europa
                                                                              Ende 2017 in MW
waren in Deutschland rd. 29.844 Windenergieanlagen mit einer Leistung
von 56.132 MW in Betrieb. Zu diesem Zeitpunkt betrug die installierte                 Gesamt Europa*:
                                                                                                                                       FI
Leistung dieser Anlagen in Europa 177.506 MW und weltweit 539.123 MW.                  177.506 MW
                                                                                                                      NO             2.071
                                                                                                                     1.162 SE
Die rückblickende Betrachtung des Windenergieanlagenmarktes zeigt eine                                                    6.691
kontinuierliche Weiterentwicklung der Anlagentechnik, die mit steigenden                                                          ES 310
                                                                                                                                                RU
Nennleistungen, Rotordurchmessern und Nabenhöhen einherging. Aus den                       IR
                                                                                         3.127
                                                                                                                     DK
                                                                                                                    5.476
                                                                                                                                     LV 66
                                                                                                                                                15
                                                                                                                                  LT 493
ersten kleinen Anlagen mit einer Leistung von durchschnittlich rund 30 kW                          UK
                                                                                                 18.872
                                                                                                             NL
                                                                                                            4.341
und Rotordurchmessern von weniger als 15 m Mitte der 1980er-Jahre wur-                                  BE       DE            PL      BY 3
                                                                                                               56.132         5.848
den Maschinen mit 8 MW Nennleistung und mehr sowie mit Rotordurch-                                     2.843
                                                                                                          LU            CZ                     UA
messern von 160 m. Windenergieanlagen haben sich bereits nach etwa drei                              FR 120             308
                                                                                                                              SK 3
                                                                                                                                               592
                                                                                                                      AT
bis sieben Monaten Betriebszeit energetisch amortisiert. Das heißt, nach                           13.759 CH 70
                                                                                                                     2.828 HU        RO
                                                                                                                            329
dieser Zeit hat die Anlage so viel Energie produziert, wie für Herstellung,    PT
                                                                                                                       SI HR
                                                                                                                        3
                                                                                                                                    3.029
                                                                                         ES                       IT      613
Betrieb und Entsorgung aufgewendet werden muss. Neben der konsequen-          5.316
                                                                                       23.170                   9.479                 BG
ten Weiterentwicklung der Anlagentechnik kommt zukünftig vor allem auch                                                               691
                                                                                                                                                  TR
der Optimierung der Instandhaltungsstrategien eine entscheidende Bedeu-                                                            GR
                                                                                                                                  2.651          6.857
tung zu, um die technische Verfügbarkeit und damit die Wirtschaftlichkeit
zu erhöhen. Dabei spielen insbesondere die Zuverlässigkeit sowie die Para-                                                                       CY 158
meter Gewicht, Kosten und Wirkungsgrad eine wesentliche Rolle.
                                                                                                          * inklusive nicht im Einzelnen angeführter Staaten. Quelle: WindEurope
BIOMASSE – DAS MULTITALENT
Energieerzeugung aus Biomasse ist ein entscheidender Baustein der Energie-
wende. Derzeit werden in Europa 180 Mrd. kWh Strom aus Biomasse er-
zeugt, somit hat Biomasse einen Anteil von 19 % an der erneuerbaren Stro-            Biomasse: Entwicklung der Stromerzeugung
merzeugung. Biomasse kommt als Brennstoff in Wärmekraftwerken zum                                                     Schweden     Finnland     Deutschland   Großbritannien      EU-28
Einsatz oder wird in Biogasanlagen zu Methan vergoren. Biomassekraftwerke                                      250
erfüllen für die Stabilität des Stromnetzes die gleichen Aufgaben, die auch von
den fossil gefeuerten Kraftwerken wahrgenommen werden. Sie sind sowohl
grundlastfähig als auch für die Bereitstellung von Ausgleichs- und Regelener-                                  200
gie geeignet. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, mit Kohle gefeu-

                                                                                  Stromerzeugung in Mrd. kWh
erte Kraftwerke auf Biomasse umzurüsten, um so bestehende Standorte wei-
ter nutzen zu können. Biogas wird entweder direkt in Gasmotoren verstromt                                      150
oder aufbereitet und in die bestehenden Erdgasnetze eingespeist. Hiermit
verbunden ist auch ein beträchtliches Speicherpotenzial.
Biomassekraftwerke und Biogasanlagen können sowohl zentral als auch de-                                        100
zentral eingesetzt werden. Biomasse ist somit als Multitalent unter den er-
neuerbaren Energien ein unverzichtbarer Baustein zukünftiger Energie­
versorgungsysteme.                                                                                              50
Bereits seit 2002 findet bei VGB PowerTech ein intensiver Erfahrungsaus-
tausch zur Energieerzeugung aus Biomasse statt. Im Jahr 2007 kam Biogas
als Thema hinzu. Der Erfahrungsaustausch erfolgt in Kooperation mit den                                          0
                                                                                                                     2010   2011   2012       2013   2014    2015   2016        2020
entsprechenden Gremien der konventionellen Stromerzeugung. So ist si-                                                                                   Jahr
chergestellt, dass bestehendes Know-how der Kraftwerkstechnik erhalten
bleibt und vertieft wird.                                                                                                                                                  Quelle: Eurostat

                                                                                                                                                                        SEI T E 6 – 7
Z A H L EN U N D FA K T EN                                                                                          ST RO M ER Z EU G U N G 2018 l 2019

BEITRAG DER WINDENERGIE ZUR GESICHERTEN KAPAZITÄTSBEREITSTELLUNG IN EUROPA

D     ie kumulierte Nennleistung der Windenergieanlagen in Deutschland
      hat sich von Anfang 2011 bis Ende 2017 um mehr als das Doppelte
(+ 107 %) auf 56.000 MW erhöht. Die Jahresstromproduktion aus Wind­
                                                                            Die kumulierte Nennleistung der Windenergieanlagen in 21 europäischen
                                                                            Ländern erhöhte sich vom Jahresanfang 2015 bis zum Jahresende 2017 um
                                                                            fast ein Drittel auf 170.000 MW (Anteil Deutschlands: fast ein Drittel) und
energie legte auf 107 TWh zu (+ 114 %), entsprechend einem Anteil am        die jährliche Windstromproduktion um fast ein Fünftel auf 342 TWh.
Bruttoinlandsstromverbrauch von 18 %. Zu Fragen der gesicherten Leistung    Die Ausnutzung des „europäischen Windparks“ beträgt etwa 24 % der Nenn-
zeigt die Auswertung der Entwicklung der Jahresminimalwerte der Erzeu-      leistung. Die permanent verfügbare (gesicherte) Leistung in Europa unter der
gungskapazitäten, dass diese seit 2011 durchweg kleiner als 160 MW sind,    Annahme, dass keine Netzverluste auftreten, liegt im Betrachtungszeitraum
obwohl sich die Nennleistung mehr als verdoppelte. Die Erwartung ausbau-    bei 4 bis 5 % der Nennleistung; in Deutschland sind es 0,3 %. Damit gilt im
bedingt ansteigender Minimalwerte in einem Maße, dass diese einen Ersatz    Sinne der Versorgungssicherheit auch für Europa, dass disponible Ba-
konventioneller Kraftwerksleistung ermöglichen würde, hat sich bis heute    ckup-Leistung praktisch vollständig bis zur Jahreshöchstlast zuzüglich Reser-
praktisch nicht erfüllt: Wind­energie in Deutschland hat konventionelle –   ven vorzuhalten ist.
disponible – Kraftwerksleistung von maximal 158 MW ersetzt. Disponible
                                                                            Die Einspeiseleistungen in Europa liegen in einer Bandbreite von 5 bis 63 %
Backup-Leistung nach heutigem Stand der Technik ist somit auch weiterhin
                                                                            der Nennleistung und fluktuieren stark. Die drei Trendlinien verdeutlichen,
quasi bis zur Jahreshöchstlast zuzüglich Reserven vorzuhalten. Zum Ver-
                                                                            dass Veränderungen der Windstromproduktion wesentlich vom jährlichen
gleich: 2016 trat die deutschlandweite Jahreshöchstlast von 80.400 MW am
                                                                            Winddargebot bestimmt sind. Der aus Deutschland bekannte saisonale Verlauf
7. Dezember um 17:45 Uhr auf. Photovoltaik ist nachts und im Winter
                                                                            der Windstromproduktion ‒ im Winter deutlich höher als im Sommer ‒ bleibt
spätnachmittags zu 100 % nicht verfügbar (gesicherte Leistung: 0 MW).
                                                                            bei europaweiter Verteilung von Windenergieanlagen offensichtlich erhalten.
                                                                            Effekte einer ausbaubedingt verstärkten europaweiten Verteilung von Wind­
                                                                            energieanlagen auf die Minimalleistung sind nicht erkennbar.
Kennzahlen zurzur
            Kennzahlen   Windstromproduktion  in in
                            Windstromproduktion  Deutschland  seitseit
                                                    Deutschland     2011
                                                                       2011                                              Windstromproduktion
                                                                                                                          Windstromproduktionin in
                                                                                                                                                2121
                                                                                                                                                   europäischen Ländern
                                                                                                                                                     europäischen       seitseit
                                                                                                                                                                  Ländern     2015
                                                                                                                                                                                 2015
                                                                        Viertelstundenwerte
                                                                           Viertelstundenwerte                                                                                     Stundenwerte
                                                                                                                                                                                      Stundenwerte
           60.000
             60.000                                                                                            100
                                                                                                                 100                                                                                 AT AT
                                                                                  56.164
                                                                                     56.164
                                                                                                                                                                                                     BE BE
           55.000
             55.000                               Nennleistung PN PN                                                 9090
                                                    Nennleistung                                                                                       Realdaten  2017
                                                                                                                                                          Realdaten  2017                            BGBG
           50.000
             50.000                                                                                                                                    Realdaten  2016
                                                                                                                                                          Realdaten  2016                            CZ CZ
                                                             44.580
                                                                44.580                                               8080                                                                            DE DE
                                                                                                                                                       Realdaten  2015

                                                                                                 Normierte Leistung P/PN in %
                                                                                                                                                          Realdaten  2015

                                                                                                 Normierte Leistung P/PN in %
           45.000
             45.000                                                                                                                                                                                  DK DK
                                                                                  39.408                             7070                              Trendlinie 2015
                                                                                                                                                          Trendlinie 2015
                                                                                     39.408                                                                                                          EE EE
           40.000
             40.000                                          Maximum
                                                              MaximumPMax
                                                                       PMax                                                                            Trendlinie 2016
                                                                                                                                                          Trendlinie 2016                            ES ES
                                        33.477
                                           33.477                                                                    6060                              Trendlinie 2017
                                                                                                                                                          Trendlinie 2017                            FI FI
           35.000
             35.000                                          32.926
Leistung in MW

                                                                32.926
Leistung in MW

                                                                                                                                                                                                     FR FR
                           28.712
                              28.712
           30.000
             30.000                     26.268
                                           26.268                                                                    5050                                                                            GR GR
                                                                                                                                                                                                     IE IE
             25.000 22.870
           25.000      22.870
                                                                                                                     4040                                                                            IT IT
                                                                                                                                                                                                     LT LT
           20.000
             20.000
                                                                                                                     3030                                                                            NL NL
                                                     Mittelwert Pµ Pµ
                                                       Mittelwert                                                                                   Ausnutzung: ≈ 24
                                                                                                                                                      Ausnutzung:    % %
                                                                                                                                                                   ≈ 24                              NONO
           15.000
             15.000                                                               11.720
                                                                                     11.720                                                                                                          PL PL
                                                             8.851
                                                                                                                     2020
           10.000
             10.000                                             8.851                                                                                                                                PT PT
                           5.066
                              5.066      5.388
                                            5.388                                                                                                                                                    RO RO
                 5.000                                            Minimum PMinPMin                                   1010 Gesichert: ≈ 5≈%5 P%N PN
                                                                                                                            Gesichert:
                   5.000                                            Minimum                                                                                                                          SE SE
                            88 88        121121               105105                158158
                                                                                                                                                                                                     UK UK
                    0 0                                                                                                    0 0
                           2011
                             2011 2012
                                    2012 2013
                                           2013 2014
                                                  2014 2015
                                                         2015 2016
                                                                2016 2017
                                                                       2017                                                      JanJanFebFeb
                                                                                                                                            Mrz AprApr
                                                                                                                                              Mrz    Mai
                                                                                                                                                       MaiJunJunJul JulAug SepSep
                                                                                                                                                                         Aug    OktOkt
                                                                                                                                                                                    Nov  Dez
                                                                                                                                                                                       Nov Dez
                                                    Jahr
                                                      Jahr                                                                                                Monat
                                                                                                                                                           Monat
                                            Quellen: BMWi, BWE, ÜNB, eigene Berechnungen                                                                            Quellen: ÜNB, entso-e, eigene Berechnungen

                                                                                                                                                                                            SEI T E 8 – 9
Z A H L EN U N D FA K T EN                                                                                                          ST RO M ER Z EU G U N G 2018 l 2019

DEZENTRALE STROMERZEUGUNG – NEUE STRUKTUREN DES VERSORGUNGSSYSTEMS

D     ie Dezentrale Erzeugung ist ein wesentlicher Bestandteil der Energie-
      wende und wird in den nächsten Jahren deutlich zunehmen. Das
komplexe System der dezentralen Energieversorgung, bestehend aus „Er-
                                                                                  Entwicklung der dezentralen Erzeugung in Regionen
                                                                                             120.000

zeugung ‒ Übertragung – Verteilung – Verbrauch“, muss dabei jedoch in                                         Nordamerika   Westeuropa    Osteuropa
seiner Gesamtheit betrachtet werden.                                                         100.000
Blockheizkraftwerke basieren hauptsächlich auf dem klassischen Kolbenmo-
torprozess. Darüber hinaus können Brennstoffzellen, Mikrogasturbinen und

                                                                                 Leistung in MW
Stirling Motoren neue Einsatzfelder für die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)                            80.000

eröffnen. Sie stellen wichtige technische Innovationen dar, da sie den Einsatz
der KWK-Technik auch im sehr kleinen Leistungsbereich ermöglichen. Die-                           60.000
ses gilt insbesondere für die Anwendung in der Nahwärmeversorgung, aber
auch für den gewerblichen und industriellen Sektor.
Verbunden mit dem Anstieg der dezentralen Energieerzeugung müssen die-                            40.000

se Systeme zukünftig verstärkt auch die erforderlichen Netzdienstleistungen
anbieten, hierzu gehört auch die Bereitstellung der Regelenergie.                                 20.000
Zur Unterstützung der erforderlichen Maßnahmen wird nun auch in
Deutschland seit 2017 flächenmäßig das Smart Metering eingeführt und
zwar in Abhängigkeit des Verbrauchs (> 10.000 kWh/a im Jahr 2017;                                     0
                                                                                                           2014   2015 2016 2017 2018 2019 2020        2021 2022 2023
> 6.000 kWh/a im Jahr 2020 für private Haushalte). Hierbei ist zu berück-
                                                                                                                                         Jahr
sichtigen, dass für die Mess- und Regelsysteme ein hoher Standard für die
IT-Sicherheit einzuhalten ist.                                                                                                                        Quelle: Navigant Research
SPEICHERTECHNOLOGIEN – EIN WICHTIGER BAUSTEIN DER SYSTEMSTABILITÄT

P   arallel mit der Zunahme der dezentralen Energieversorgung und dem
    stetigen Anstieg der Stromerzeugung durch die fluktuierenden erneuer-
baren Energiequellen, ist zukünftig ein Ausbau der Speicherkapazitäten
                                                                               Anforderung          Hohe Leistung                                                                  Hohe Energie

                                                                               Speicherdauer                    Sekunden                       Minuten                     Stunden (/Tage)
dringend erforderlich.
Die Systeme können in zentrale Speicherkraftwerke, dezentrale Kleinspei-       Anwendung
                                                                               (Beispiel)
                                                                                                      Flickenkompensation               Schwarzstartfähigkeit          Inselnetze, Stromhandel
                                                                                                      Spannungsstabilisierung           Unterbrechungsfreie            Lastspitzenglättung
cher, Kurz- oder Langzeitzeitspeicher unterteilt werden. Darüber hinaus                                                                 Stromversorgung (USV)
                                                                                                      Frequenzstabilisierung                                           Lastausgleich
besteht die Möglichkeit, elektrische oder thermische Energie zu speichern.                                                              Mildhybride
                                                                                                                                                                       Reine Batteriefahrzeuge
Ein entscheidendes Kriterium für die Auswahl der geeigneten Speichertech-      Einteilung      Thermische                                  Lokale               Dezentrale             Zentrale
                                                                                                                     Kurzzeitspeicher
nologie ist der Zeitbereich, der hiermit abgedeckt werden soll. Des Weiteren   Technologien    Speicher                                    Kleinspeicher        Großbatterie           Speicherkraftwerke

spielt auch die Wahl des richtigen Standorts eine wesentliche Rolle.           Speicher-
                                                                                               Sensible Speicher     Doppelschicht-        Blei-Säure           Blei-Säure             Pumpspeicher-
                                                                               konzepte
Für den Einsatz der verschiedenen Speichertechnologien sind marktgerechte                      Latentspeicher        kondensator           Batterien (Pb)       Batterien (Pb)         kraftwerke
                                                                                                                                           Lithium-Ionen-       Lithium-Ionen-         Druckluftspeicher-
Rahmenbedingungen erforderlich. Zu den derzeitigen möglichen Alternati-                        Chemische
                                                                                               Speicher
                                                                                                                     Supraleitende
                                                                                                                     magnetische           Batterien (LIB)      Batterien (LIB)        kraftwerke
ven gehört beispielsweise der Ausbau des Stromnetzes, die Flexibilisierung                                           Energiespeicher       Nickel-Cadmium-      Natrium-
                                                                                                                                           Batterien (NiCd)     Schwefel-
                                                                                                                                                                                       Wasserstoff-
des bestehenden Kraftwerksparkes aber auch der Einsatz vom Demand Side                                               Schwungrad            Nickel-Metall-       Batterien (NaS)
                                                                                                                                                                                       speicher-
                                                                                                                                           hydrid Batterien                            kraftwerke
Management.                                                                                                                                (NiMH)
                                                                                                                                                                Redox-Flow-
                                                                                                                                                                Batterien (RFB)
                                                                                               Art der Speicherung
Als ausgereifte Technologie steht derzeit nur die Nutzung der Wasserkraft in
                                                                                                  Virtuelle Speicherung
Form von Pumpspeicherkraftwerken zur Verfügung. Großbatteriesysteme                               Elektrisch (elektromagnetische oder -statische Felder)
haben bereits ihre technische Eignung bis hin zum Einsatz im Regelenergie-                        Elektrochemisch (chemische Energie)
markt nachgewiesen und können in Nischenanwendungen auch unter kom-                               Mechanisch (kinetische oder potenzielle Energie)

merziellen Gesichtspunkten eingesetzt werden.
                                                                                                                                                                       Quelle: Fraunhofer ISI (2012)

                                                                                                                                                                                  SEI T E 10 – 11
Z A H L EN U N D FA K T EN                                                                                            ST RO M ER Z EU G U N G 2018 l 2019

FLEXIBLE KONVENTIONELLE KRAFTWERKE – GARANTEN DER VERSORGUNGSSICHERHEIT

D    ie CO2-Emissionen kohlegefeuerter Kraftwerke konnten durch techno-
     logische Weiterentwicklung schrittweise reduziert werden. So stieg
durch realisierte Neubauprojekte der durchschnittliche weltweite Wirkungs-
                                                                             Tagen. Die benötigte Flexibilität zum permanenten Lastausgleich muss auf-
                                                                             grund begrenzter Kupplungskapazitäten weitgehend von den im Inland vor-
                                                                             handenen Kraftwerken bedient werden. Aktuell errichtete Neubau-Kraft-
grad in den letzten Jahren von rd. 30 auf etwa 33 % an, und durch konse-     werke werden daher für einen besonders flexiblen Betrieb ausgelegt worden.
quente Anwendung von State-of-the-art-Technologie mit einem Wirkungs-        Wesentliche technische Kriterien für Flexibilität sind die stabile Mindestlast,
grad von 44 bis 47 % könnte die CO2-Menge weltweit weiterhin deutlich        Anfahr- und Abfahrzeiten sowie Mindestbetriebs und -stillstandszeiten,
abgesenkt werden. In Ländern mit einem steigenden Anteil fluktuierender      Lastgradienten und die Regelbänder in verschiedenen Lastbereichen. Ein
erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung wird das Primat der Effizienz    ganz anderer Aspekt ist die Flexibilität hinsichtlich Qualitätsschwankungen
zunehmend durch das Erfordernis nach Flexibilität abgelöst.                  des Hauptbrennstoffes sowie des Einsatzes von Ersatzbrennstoffen.
Die Erzeugung der konventionellen Anlagen muss sich jederzeit schnell        Neue und entsprechend nachgerüstete thermische Kraftwerke können durch
und flexibel an die Residuallast anpassen, also zur Kompensation der Dif-    ihren flexiblen Betrieb gemeinsam zur Integration der erneuerbaren Energi-
ferenz zwischen Verbrauch und fluktuierender Einspeisung aus Photovol-       en in ein modernes Stromversorgungssystem beitragen. Der Fokus techni-
taik- und Windenergieanlagen zur Verfügung stehen. Kurzfristigere Ein-       scher Entwicklungen liegt dabei auf der Umsetzung der vorhandenen Poten-
speiseschwankungen werden durch die stark zunehmende Leistung von            ziale für einen flexiblen Anlagenbetrieb. Vor dem Hintergrund der Ausbau-
Photovoltaikanlagen ausgelöst. Die daraus resultierenden Effekte werden ab   ziele für erneuerbare Energien in ganz Europa ist auch künftig ein breiter
dem Frühling mit zunehmender Intensität der Sonneneinstrahlung maß-          und flexibler thermischer Kraftwerkspark unverzichtbar, um die Wirtschaft-
geblicher Treiber für die untertägige Einspeiseschwankung. Eher im mittel-   lichkeit und Versorgungssicherheit zu jeder Zeit zu gewährleisten.
bis langfristigen Bereich liegt der mittlere Zyklus zwischen Stark- und
Schwachwindphasen; er entspricht in Nordwest-Europa etwa drei bis fünf
Faktoren eines flexiblen Kraftwerksbetriebs:
                                                                                    Hohe Lastgradienten, geringe Minimallast und
Flexibilität thermischer Kraftwerke – State of the art                              kurze Zeiten zum Hochfahren

                 1.300                                                               Kraftwerkstyp               Steinkohle      Braunkohle        GuD-Anlage**          Gasturbine
                                                                                     BoA                                             Kernenergie
                 1.200                                                               Lastgradient
                                                                                     Max. Kapazität      ~1.000 MW2 / 4 / 8       2 / Max.
                                                                                                                                      4 / 8Kapazität 4 /~1.300
                                                                                                                                                         8 / 12MW        8 / 12 / 15
                                 Kernkraftwerke                                      in %Kapazität
                                                                                     Min. pro Min.       ~420 MW                     Min. Kapazität      ~520 MW
Leistung in MW

                                                                                     Max. Laständerungs- +/-30 MW/min                Max. Laständerungs- +/-63 MW/min
                 1.000                                                               ...
                                                                                     geschwindigkeit                                 geschwindigkeit
                                                                                     im Lastbereich               40 ... 90       50 ... 90         40* ... 90           40* ... 90
                                                                                     von %
                                                                                     GuD-Anlage                                      Steinkohle
                  800                                                                Minimallast
                                                                                     Max. Kapazität  ~2 x 440 40
                                                                                                              MW/ 25 / 15       60 / 40 / 20
                                                                                                                                     Max. Kapazität50 / 40 / 30
                                                                                                                                                        ~800 MW*        50 / 40 / 20*
                                                                                     in % Kapazität
                                                                                     Min. Nennleistung
                                                                                                     ~520*/260** MW                  Min. Kapazität      ~210 MW
                                                  Braunkohlekraftwerke               Max. Laständerungs- +/-36 MW/min                Max. Laständerungs- +/-20 MW/min
                  600                                                                Zeit zum Hochfahren
                                                                                     geschwindigkeit                                 geschwindigkeit
                                                                                     in Stunden (h),              3/2/1           6/4/2            1,5 / 1 / 0,5
Z A H L EN U N D FA K T EN                                                                                                         ST RO M ER Z EU G U N G 2018 l 2019

VERÄNDERTE RAHMENBEDINGUNGEN FÜR DEN BETRIEB KONVENTIONELLER KRAFTWERKE

E    nde des letzten Jahrhunderts wurde die Entwicklung des Elektrizitätssek-
     tors stark von der Liberalisierung des Energiemarktes in Europa beein-
flusst. Dies führte auch zu einem Umdenken hinsichtlich der Informationen
                                                                                   Die im Diagramm dargestellten Trends weisen eine stetig ansteigende unge-
                                                                                   plante nicht disponible NV-Arbeit der kohlebefeuerten Kraftwerke seit 1998
                                                                                   (ca. 3 %) bis 2017 (ca. 8 %) auf, während der Plananteil seit 2010 zurück-
von betrieblichen Daten. In der Beispielauswertung des VGB-Kraftwerks­             geht. Der Außerplananteil der Gasturbinen liegt im Mittel seit 2007 kons-
informationssystem (KISSY) nahmen 1998 rund 270 „fossil befeuerte Anla-            tant bei ca. 3 %, während der Plananteil im Mittel bei 8 % liegt.
gen“ aus Europa an der Datenerhebung teil, bis 2007 stieg diese Zahl auf über      Bei der Interpretation von Trends muss die Veränderung im Datenbestand
350 Anlagen ‒ mit dem Ergebnis, dass die Durchschnittswerte der frühen             von KISSY berücksichtigt werden. Die Anzahlen von Anlagen ändert sich
1990er Jahre einen deutlich anderen Anlagenpark widerspiegelten als heute.         ständig aufgrund der Stilllegung alter Anlagen und der Inbetriebnahme neu-
Die gesetzlichen Vorgaben, wie die Einführung des europäischen ETS (Emis-          er Anlagen. Jedoch ist der Datenbestand von KISSY in den letzten 15 Jahren
sionshandelssystem) im Jahr 2005 oder der bevorzugte Betrieb erneuerbarer          signifikant gestiegen und viel internationaler geworden.
Energien, führten zu mehr Flexibilität und mehr Teillast mit niedrigeren Last-
faktoren für fossil befeuerte Anlagen. Andere Beispiele sind die Stilllegung der
Kernkraftwerke in Deutschland (beschlossen und gestartet 2011, die 2022
                                                                                   Quellen
abgeschlossen sein wird) oder der Übergang einer beträchtlichen Anzahl fos-        Technische und kommerzielle Kennzahlen für Kraftwerksanlagen,
sil befeuerter Kraftwerke vom Strommarkt in die Netzreserve. Aufgrund die-         VGB-S-002-03-2016-08-DE, VGB PowerTech, ISBN 978-3-86875-940-2 (eBook, kostenlos)
                                                                                   Verfügbarkeit von Kraftwerken 2008 – 2017, VGB-TW 103V,
ser Randbedingungen reduzierte sich die Anlagenanzahl dann im Jahr 2017            Ausgabe 2018, VGB PowerTech, ISBN: 978-3-96284-085-3
auf rund 230 Anlagen. Mit diesen Veränderungen aufgrund der anderen                Analyse der Nichtverfügbarkeit von Wärmekraftwerken 2008 – 2017, VGB-TW 103A,
Randbedingungen des Marktes und politischer Vorgaben wird ein flexibleres          Ausgabe 2018, VGB PowerTech, ISBN: 978-3-96284-089-1
Anfahrverhalten der Kraftwerke gefordert bzw. praktiziert, das sich in der
Verfügbarkeit und im Besonderen der Nichtverfügbarkeit (NV) der Anlagen
widerspiegelt.
Vergleich der Arbeitsverfügbarkeit europäischer Kraftwerke                                               Vergleich der Nichtverfügbarkeit (NV) europäischer Kraftwerke
                       Arbeitsverfügbarkeit, Kohle            Arbeitsverfügbarkeit, Gas                                               NV geplant, Kohle      NV disponibel, Kohle            NV nicht disponibel, Kohle
                       Arbeitsausnutzung, Kohle               Arbeitsausnutzung, Gas                                                  NV geplant, Gas        NV disponibel, Gas              NV nicht disponibel, Gas

           100                                                                                                              12

                                                                                                                            10
                80
Verfügbarkeit in %

                                                                                                        Nichtverfügbarkeit in %
                                                                                                                                  8
                60

                                                                                                                                  6

                40
                                                                                                                                  4

                20
                                                                                                                                  2

                     0                                                                                                            0
                     1998    2000     2002     2004   2006   2008       2010   2012       2014   2016                             1998      2000    2002   2004   2006     2008       2010    2012     2014      2016
                                                                 Jahr                                                                                                          Jahr

                                                                                                                                                            Quelle: VGB-Datenbank KISSY (Kraftwerksinformationssystem)

                                                                                                                                                                                                  SEI T E 14 – 15
Z A H L EN U N D FA K T EN                                                                                                 ST RO M ER Z EU G U N G 2018 l 2019

KERNENERGIE – WEITERER AUSBAU WELTWEIT

D     ie Stromerzeugung aus Kernenergie betrug weltweit 2017 ca.
      2.490 Mrd. kWh und lag damit etwas über der Erzeugung von 2016 mit
ca. 2.477 Mrd. kWh. Maßgeblichen Einfluss hatten die weiteren Stillstände
                                                                              Entwicklung der Stromerzeugung aus Kernenergie weltweit
                                                                              100                                                                             3.000
der Kernkraftwerke in Japan nach den Ereignissen von Fukushima im März                     Stromerzeugung in Kernkraftwerken in Mrd. kWh
                                                                                           Arbeitsverfügbarkeit in %
2011 sowie die erst temporären und dann dauerhaften politisch beschlossenen                                                                                   2.500
Abschaltungen Kernkraftwerksblöcken in Deutschland. Der Anteil der Kern-
energie an der gesamten weltweiten Stromerzeugung lag 2017 bei rund 11 %.
                                                                                                                                                    Übrige    2.000
Mit rd. 796 Mrd. kWh Erzeugung in 14 Mitgliedsstaaten ist die EU der welt-
weit führende Wirtschaftsraum bei der Kernenergieerzeugung.                                                                                         Japan
                                                                              50                                                                              1.500
Kumuliert sind seit Inbetriebnahme der ersten kommerziellen Kernkraftwer-
ke im englischen Calder Hall im Jahr 1956 rund 78.810 Mrd. kWh Strom                                                                                USA

produziert worden. Dies entspricht etwa dem Dreifachen des heutigen welt-                                                                                     1.000

weiten jährlichen Strombedarfs.
Bemerkenswert ist der Zuwachs der nuklearen Stromerzeugung in den                                                                                             500
                                                                                                                                                     EU
1980er Jahren. In dieser Zeit gingen die in den 1970er Jahren unter dem
Eindruck der ersten Erdölpreiskrise begonnenen großen Kernkraftwerkspro-        0                                                                             0
jekte mit Blockleistungen über 1.000 MW in Betrieb und stellten somit          1956 1960        1970         1980        1990           2000      2010
                                                                                                                                 Jahr
erhebliche Erzeugungskapazitäten bereit.
Heute ist der Betrieb von Kernkraftwerken durch eine weiterhin hohe Ar-
                                                                                                                     Quelle: atw – Int. Journal for Nuclear Power 5/2018
beitsverfügbarkeit von im weltweiten Mittel nahezu 80 % gekennzeichnet.
KERNKRAFTWERKE: ANLAGEN, GEPLANTE ABSCHALTUNGEN, NEUBAUTEN UND PROJEKTE

             USA
        Frankreich                                           58 - 2 + 1
                                                                                          99 + 2 + 18         4 +1 +2
                                                                                                                    4+2
                                                                                                                              Finnland
                                                                                                                              Ungarn
                                                                                                                                                   W      eltweit werden in 31 Ländern 449 Kern-
                                                                                                                                                          kraftwerke mit insgesamt 420.383 MW
                                                                                                                                                   betrieben (Stand: Dezember 2017). 57 Kernkraft-
            Japan                                    42 + 2 - 4                       39 + 18 + 32                            China                werksblöcke befinden sich in Bau und rund 200
   Großbritannien                15 + 10                                                                            3 +1      Argentinien          weitere in Planung bzw. der Vorplanungs­phase zur
         Russland                          36 + 6   + 16                                                        2 +1 + 4      Brasilien
                                                                                                                                                   Inbetriebnahme bis 2030.
          Kanada                     19 + 7                                                                         2+2       Mexiko
      Deutschland        7 -7                                                                                  5 +2+2         Pakistan
                                                                                                                                                   Die Ereignisse vom 11. März 2011 in Japan hatten
        Südkorea                      24 + 4 + 12                                                                       2     Südafrika
                                                                                                                                                   zur Einstellung von Neubauplanungen nur in Ita-
            Indien                  22 + 6 + 8              Kernkraftwerke weltweit                              1-1+1        Armenien             lien und der Schweiz geführt. Die Neubaupro-
          Ukraine                15 + 2                      in Betrieb 2018: 449                                        1    Niederlande          gramme in Asien, Staa­ten des Mittleren Ostens,
        Schweden             8                                                                                      2+2       Rumänien             Nord- und Südamerika sowie Ost- und Südosteu-
          Spanien        7                                                                                          1+1       Slowenien            ropa werden weitergeführt. Welchen Einfluss der
          Belgien       7                                                                                           1+1       Iran                 Shalegas-Boom in Nordamerika auf die dortige
    Taiwan, China       6 +2                                                                                       +4 + 2     Verein. Arab. Em.    Kraftwerksstruktur und auch auf den Betrieb und
        Bulgarien    2 +2                                                                                             +4      Polen
                                                                                                                      +1      Litauen
                                                                                                                                                   Neubau von Kernkraftwerken haben wird, ist wei-
         Slowakei      4 +2+2
                                                                                                                    +4        Vietnam              terhin noch nicht absehbar.
         Schweiz       5-1
                                                                                                                 +3 +1        Türkei
 Tschechische Rep.     6+2
                                                                                                                                                   Insbesondere langfristig absehbare Perspektiven für
                                                                                                                    +2        Belarus
                                                                                                                    +2        Bangladesch          Neuanlagen hinsichtlich Stromerzeugungskosten
 Neubauten: 57                                                                Projekte: 200 (inklusive weiterer Projekte in 14 weiteren Staaten)
                                                                                                                                                   und Kernbrennstoffversorgung sind in den betei-
                                    Geplante Abschaltungen: 14
                                                                                                                                                   ligten Ländern Motivation für diese Aktivitäten
Quellen: IAEA, atw – Int. Journal for Nuclear Power, Stand: 6/2018                                                                                 mit einem Zubau von Kernkraftwerkskapazitäten.

                                                                                                                                                                                   SEI T E 16 – 17
Z A H L EN U N D FA K T EN                                                                                           ST RO M ER Z EU G U N G 2018 l 2019

MODULARE KLEINREAKTOREN (SMR)

D     ie Entwicklung fortgeschrittener Reaktortypen auf Basis der bewährten
      Leichtwasserreaktortechnologie ist in den vergangenen Jahrzehnten
weltweit voran getrieben worden. Heute werden Kernkraftwerke angeboten,
                                                                              Diese Konzepte zeichnen sich vor allem durch folgende Eigenschaften aus:
                                                                              ll Höchste Sicherheitsstandards durch passive Systeme bzw. physikalisch
                                                                                 inhärente Sicherheit.
die in einem verlässlichen regulatorischen Umfeld zu wettbewerbsfähigen
                                                                              ll Modulare Bauweise. Je nach Bedarf können einzelne Blöcke an einem
Preisen und mit höchsten Sicherheitsstandards errichtet und betrieben wer-
den können. Diese Kernkraftwerke der sogenannten Generation III+ bilden          Standort schrittweise und dem individuellen lokalen Bedarf entspre-
jetzt und werden in den nächsten Jahrzehnten Grundlage für Neubaupro-            chend sowie investitionsoptimiert errichtet werden. Die Modulbauweise
gramme bilden. Deren geografische Schwerpunkte verschieben sich. Die             ermöglicht zudem eine Errichtung nach dem Baukastenprinzip mit allen
zukünftigen Neubauprogramme werden ihre Schwerpunkte in den schon                Vorteilen einer Serienproduktion.
heute Kernenergie nutzenden Staaten Asiens sowie in „Newcomer“-Staaten        ll Lange Wartungsintervalle und Betriebszeiten für eine Kernbrennstoffbela-
Afrikas und Asiens haben.                                                        dung über mehrere Jahre. Damit ergeben sich niedrigere Betriebskosten.
Kerntechnik bietet aber auch Weiterentwicklungsmöglichkeiten und Inno-        ll Errichtung der Module in unterirdischen Kavernen und damit auch
vationen über die bewährten und kommerziell in die Märkte eingeführten           verbrauchernah. Dies ermöglicht neben der Stromerzeugung auch die
Kernkraftwerkstypen mit Leistungen von bis zu 1.600 MW hinaus. Ein be-           Lieferung von Fern- oder Prozesswärme.
sonderes Interesse von Konzepten und Projekten liegt dabei auf modular
                                                                              ll Inselbetrieb. Entlegene Regionen können autark mit Strom- und Wärme
konzipierten Reaktoren kleiner und mittlerer Leistung bis ca. 300 MW, den
                                                                                 versorgt werden.
sogenannten „Small Modular Reactors“ (SMR).
(1)      (3)

      Beispiele für Konzepte von „Kleinen Modularen Reaktoren“
      (Small Modular Reactors, SMR, Leistung < 300 MW)
      ll Integral Pressurized Water Reactor (IPWR) von NuScale:
         12 Module mit zusammen 600 MWe. (1)
      ll TerraPower: Traveling Wave Reactor. Projektphasen. (2)
      ll Hochtemperaturreaktoren im Verbund:
          Konzept für die Versorgung mit Strom, Wärme und Wasserstoff
          für Privathaushalte und Industrieprozesse. (3)
(2)

                                                              SEI T E 18 – 19
Z A H L EN U N D FA K T EN                                                                                                                      ST RO M ER Z EU G U N G 2018 l 2019

NEUE STROMERZEUGUNGSKAPAZITÄTEN ERFORDERLICH

S   eit mehr als zwei Jahrzehnten wird in der europäischen Stromerzeugung
    überwiegend in erneuerbaren Energien und Gaskraftwerke investiert. In
den davor liegenden 1970er und 1980er Jahren lag der Schwerpunkt der
                                                                                 Zukünftige Verfügbarkeit* heute in Betrieb befindlicher Stromerzeugungskapazitäten

                                                                                                                    1.000
Investitionen auf konventionellen Kohle- und Kernkraftwerken. Dieser                                                                                          Sonstige
strukturelle Wandel ist vor allem Ergebnis unterschiedlichster finanzieller
                                                                                                                                                              Geothermie
Fördersysteme für Erneuerbare in den einzelnen europäischen Staaten.                                                 800

                                                                                   Stromerzeugungskapazität in GW
                                                                                                                                                              Wasserkraft
Die konventionellen Kraftwerke in Europa, vor allem Kohle- und Kernkraft-
                                                                                                                                                              Photovoltaik
werke, haben damit heute ein technisches Alter erreicht, für das zukünftige
altersbedingte Stilllegungen absehbar sind. Typische technische Lebensdau-                                                                                    Müll
                                                                                                                     600
ern von Kohlekraftwerken liegen bei etwa 40 Jahren, die von Kernkraftwer-                                                                                     Torf
ken bei 60 bis 80 Jahren, die von Wasserkraftwerken bei etwa 100 Jahren.                                                                                      Biomasse
Zudem ist auch absehbar, dass in den kommenden Jahren zunehmend Kapa-                                                400                                      Wind, offshore
zitäten an Erneuerbaren das technische Betriebszeitende erreichen werden;                                                                                     Wind, onshore
die Lebensdauer von Windkraft- und Photovoltaikanlagen wird mit 20 bis 30                                                                                     Kernenergie
Jahren angegeben.                                                                                                    200
                                                                                                                                                              Öl
Anhand typischer Lebensdauerdaten sowie einzelner politischer Entscheidun-                                                                                    Braunkohle
gen (z. B. Kernenergieausstieg in Deutschland bis 2022) lässt sich abschätzen,                                                                                Steinkohle
                                                                                                                       0
dass bis zum Jahr 2030 rund 30 % der heute in Betrieb befindlichen Stromer-                                                 2015   2025   2035   2045 2050
zeugungskapazitäten in Europa stillgelegt werden. Bis zum Jahr 2050 sind es                                                 Jahr
rund 80 %.                                                                        * „Sterbekurve“, Basis: Stromerzeugungskapazitäten in Betrieb Ende 2014
Diese Abschätzung verdeutlicht, dass mit heutigen Zeithorizonten für Pla-
nung, Errichtung und Inbetriebnahme von Stromerzeugungsanlagen von 10
Jahren und mehr geeignete Ersatzkapazitäten für eine gesicherte Stromversor-                                    Quelle: Investment Requirements in the EU electricity sector up to 2050
gung vorausschauend frühzeitig – jetzt – vorbereitet werden müssen.                     Chalmers University of Technology, Department of Energy and Environment, Energy Technology
GEPLANTE UND ANGEKÜNDIGTE NEUBAUPROJEKTE IN EUROPA

D     er notwendige Ersatzbedarf für bestehende Stromerzeugungskapazitäten
      in Europa hat bei vielen Unternehmen zu Planungen für Neubauprojek-
te geführt. Trotz massiven Ausbaus der erneuerbaren Energien bleiben weiter-
                                                                               Neubauprojekte und -ankündigungen in Europa

hin Kohle, Erdgas und Kernenergie die wichtigsten Primärenergieträger für         Anteil der Energieträger 2018                 Gas (33.348 MW, 28,0 %)
eine zuverlässige disponible Stromerzeugung. Hocheffiziente Neuanlagen
ersetzen dabei weniger effiziente Kraftwerke. Neben einer deutlichen Minde-                                                     Öl (0 MW, 0 %)
rung des CO2-Ausstoßes werden durch neue Kraftwerke zudem weitere
                                                                                                                                Steinkohle (13.915 MW, 11,7 %)
Emissionen gesenkt und die Anlagen tragen mit ihrer erhöhten Flexibilität
zur gesicherten Stromversorgung und der Einbindung der erneuerbaren Er-                                                         Braunkohle u. Torf (2.260 MW, 1,9 %)
zeugung in das Versorgungssystem bei. Durch mangelnde langfristig gültige
politische Rahmenbedingungen gerät die Investition in neue Kapazitäten                                                          Kernenergie (24.270 MW, 20,3 %)
europaweit jedoch ins Stocken.                                                                                                  Wasserkraft (10.595 MW, 8,8 %)
Gemäß der aktualisierten VGB-PowerTech-Neubaustatistik stellt bei der
disponibel einsetzbaren Kapazität konventioneller Anlagen die Technologie                                                       Wind (33.603 MW, 28,2 %)

                                                                                                                               {
von mit Gas befeuerten Kraftwerken mit einem Anteil von rd. 28 % (rd.                                                               Biomasse
                                                                                                                                    (291 MW, 0,3 %)
33.348 MW) den größten Anteil dar. Mit einem Anteil von rd. 20 %
                                                                                                                                    Reststoffe und Abfall
(24.270 MW) sind Kernkraftwerksprojekte, insbesondere in osteuropäi-                                                                (120 MW, 0,1 %)
schen Staaten und Großbritannien vertreten. Die Neubauprojekte für mit                                                              Andere Erneuerbare
Stein- und Braunkohle befeuerte Kraftwerke nehmen den dritten Rang mit              Gesamt*: 118.952 MW                             (550 MW, 0,7 %)
einem Anteil von zusammen rd. 14 % (16.175 MW) ein.
Bei den erneuerbaren Erzeugungstechnologien stehen weiterhin Projekte
auf der Basis von Windkraftanlagen mit einem Kapazitätsanteil von
                                                                                               * ohne Photovoltaik, Öl: keine aktuellen Projekte, Angaben incl. Rundungen,
rd.  28 % (33.603 MW) im Vordergrund.                                                                                             Quelle: Datenbank VGB, Stand: 9/2018

                                                                                                                                                   SEI T E 20 – 21
Z A H L EN U N D FA K T EN                                                                                           ST RO M ER Z EU G U N G 2018 l 2019

LARGE COMBUSTION PLANTS – BEST AVAILABLE TECHNIQUES REFERENCE DOCUMENT

D     ie europäischen (EU) Vorgaben für die Emissionen von Kraftwerken wur-
      den am 28. April 2017 auf Vorschlag der Europäischen Kommission im
Rahmen des LCP-BREF-Überarbeitungsverfahrens (Large Combustion Plants
                                                                              Sevilla-Prozesses veröffentlichte das EIPPCB (The European Integrated
                                                                              Pollution Prevention and Control Bureau) im Juni 2013 den ersten Entwurf
                                                                              des neuen Dokuments. Dieser wurde durch die Mitglieder der Technical
‒ Best Available Techniques Reference Document) von den Mitgliedstaaten       Working Group (TWG) im Anschluss an die Veröffentlichung intensiv ge-
beschlossen. Das Dokument beschreibt den aktuellen Stand der Technik für      prüft und kommentiert. Die so gesammelten Kommentare und Änderungs-
Großfeuerungsanlagen und gibt Emissionsbandbreiten (BAT-AEL: Best Avail-      vorschläge der Mitglieder wurden an das Büro in Sevilla weitergeleitet. Das
able Techniques – Associated Emission Levels) für verschiedene Emissionen     EIPPCB benötigte für die Analyse und Auswertung der insgesamt 8.500
vor, die mit den besten verfügbaren Techniken erreicht werden können.         eingegangenen Kommentare fast zwei Jahre (Ende März 2015).
Am 17. August 2017 wurden die BVT-Schlussfolgerungen für Großfeue-            Zur finalen Sitzung der TWG im Juni 2015 wurden seitens des EIPPCB ein
rungsanlagen im Amtsblatt der EU veröffentlicht. Somit ist das bisherige      überarbeiteter finaler Entwurf für die BVT-Schlussfolgerungen sowie ein
BVT-Merkblatt aus dem Jahr 2006 aktualisiert und der Stand der Technik        umfangreiches Hintergrundpapier vorgelegt und diskutiert. Nach Einarbei-
neu definiert. Betroffen sind alle Großfeuerungsanlagen mit einer Feue-       tung der neu gewonnen Erkenntnisse wurde das Papier dem Information
rungswärmeleistung von mindestens 50 MW. Mit dem Stichtag der Veröf-          Exchange Forum (Artikel 13 Forum) bestehend aus EU-Kommission, Mit-
fentlichung der Schlussfolgerungen begann für die EU-Mitgliedsstaaten die     gliedstaaten und Vertretern von Industrie und Nichtregierungsorganisatio-
vierjährige Umsetzungsfrist während der Emissionsgrenzwerte in das natio-     nen (NGO) zur Stellungnahme vorgelegt. Im Anschluss an diesen Bearbei-
nale Recht übernommen werden müssen, um die Einhaltung der vorgegebe-         tungsschritt wurden die Dokumente zusammen mit der schriftlich fixierten
nen Bandbreiten in der Zukunft zu gewährleisten.                              Meinung des Forums an das sog. Artikel 75 Komitee aus EU-Kommission
Der Revisionsprozess für das LCP BREF begann im Oktober 2011mit ei-           und Mitgliedstaaten übermittelt. Dort wurde mit Beschluss vom 28. April
nem Kick-off-Meeting in Sevilla, Spanien. Im Rahmen dieses so genannten       2017 die Annahme des neuen LCP BREF gefasst.
Reduktionsziele der EU für die EU-Mitgliedsstaaten für SO2, NOx, und flüchtige organische
Verbindungen (NMVOC) für die Periode 2020/2029 und ab 2030 (Bezugsjahr = 2005).                Reduktion wichtiger Emissionen leistungsstarker thermischer Kraftwerke
              Reduktion    SO2 2020/2029         NOx 2020/2029       NMVOC 2020/2029           in der Strom- und Wärmeversorgung in der EU-28
 Region                     und ab 2030           und ab 2030          und ab 2030
 Belgien                     43 %    66 %           41 %   59 %           21 %    35 %
                                                                                                                           120
 Bulgarien                   78 %    88 %           41 %   58 %           21 %    42 %                                                     NOx           PM2.5             SOx
 Dänemark                    35 %    59 %           56 %   68 %           35 %    37 %
 Deutschland                 21 %    58 %           39 %   65 %           13 %    28 %
 Estland                     32 %    68 %           18 %   30 %           10 %    28 %                                     100
 Finnland                    30 %    34 %           35 %   47 %           35 %    48 %

                                                                                               Emissionen (2004 = 100 %)
 Frankreich                  55 %    77 %           50 %   69 %           43 %    52 %
 Griechenland                74 %    88 %           31 %   55 %           54 %    62 %
 Großbritannien              59 %    88 %           55 %   73 %           32 %    39 %
                                                                                                                            80
 Irland                      65 %    85 %           49 %   69 %           25 %    32 %
 Italien                     35 %    71 %           40 %   65 %           35 %    46 %
 Kroatien                    55 %    83 %           31 %   57 %           34 %    48 %
 Lettland                     8%     46 %           32 %   34 %           27 %    38 %
 Litauen                     55 %    60 %           48 %   51 %           32 %    47 %                                      60
 Luxemburg                   34 %    50 %           43 %   83 %           29 %    42 %
 Malta                       77 %    95 %           42 %   79 %           23 %    27 %
 Niederlande                 28 %    53 %           45 %   61 %            8%     15 %
 Österreich                  26 %    41 %           37 %   69 %           21 %    36 %                                      40
 Polen                       59 %    72 %           30 %   39 %           25 %    26 %
 Portugal                    63 %    83 %           36 %   63 %           18 %    38 %
 Rumänien                    77 %    88 %           45 %   60 %           25 %    45 %
 Schweden                    22 %    22 %           36 %   66 %           25 %    36 %
                             57 %    82 %           36 %   50 %           18 %    32 %                                      20
 Slowakei
 Slowenien                   63 %    92 %           39 %   65 %           23 %    53 %
 Spanien                     67 %    88 %           41 %   62 %           22 %    39 %
 Tschechische Republik       45 %    66 %           35 %   64 %           18 %    50 %
 Ungarn                      46 %    73 %           34 %   66 %           30 %    58 %                                       0
 Zypern                      83 %    93 %           44 %   55 %           45 %    50 %                                           2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
 EU-28 gesamt                59  %   78 %           42 %   62 %            28 %   40 %                                                                                    Jahr

                                                                       Quelle: EU Kommission                                                              Quelle: EEA (European Environment Agency) 2018

                                                                                                                                                                                  SEI T E 22 – 23
Z A H L EN U N D FA K T EN                                                                                                       ST RO M ER Z EU G U N G 2018 l 2019

KLIMASCHUTZ: GLOBALER ANSATZ ERFORDERLICH

D    ie Treibhausgasemissionen (THG) in der Europäischen Union (EU-28)
     sind zwischen 1990 und 2014 um insgesamt rd. 21 % gesunken (Stand:
2018, World Bank). Die Ziele für die Klima- und Energiepolitik bis 2030
                                                                                                          Current Policies          New Policies
                                                                                                                             in Millionen t SKE
                                                                                                                                                         Sustainable Dev.

                                                                                               2015

                                                                                                          2025

                                                                                                                      2040

                                                                                                                                    2025

                                                                                                                                               2040

                                                                                                                                                           2025

                                                                                                                                                                       2040
wurden von der EU Anfang 2014 neu festgelegt. Demnach soll die THG um
mindestens 40 % gegenüber dem Stand von 1990 reduziert werden, um das
international angestrebte Ziel zu unterstützen, den Anstieg der Erderwär-      Kohle          5.482      5.950       7.207         5.489      5.613       4.391       2.539
mung auf weniger als 2 °C zu begrenzen.                                        Erdöl          6.181      6.879       7.824         6.619      6.900       6.067       4.723
Zur Stabilisierung und tatsächlichen Reduktion der THG müssen weltweit         Erdgas         4.197      5.020       6.689         4.909      6.223       4.853       4.940
Maßnahmen ergriffen werden, die sich am Grundsatz der Effektivität und
                                                                               Kernenergie      959      1.199       1.424         1.199      1.431       1.314       1.990
Kosteneffizienz orientieren. Kosteneffiziente Maßnahmen wie z. B. der Wär-
medämmung von Gebäuden, fossil befeuerte Kraftwerke mit höheren Brenn-         Wasserkraft      477         584        733           590          761       613         851

stoffnutzungsgraden, die Nutzung der CCU-Technologie (Carbon Capture           Biomasse       1.841      2.153       2.469         2.186      2.573       1.817       2.226
and Utilisation), der Ausbau der erneuerbaren Energien und die Weiternut-      Weitere          286         630      1.223           700      1.619         904       2.851
zung von THG-armen Technologien, wie der Kernenergie, müssen vorurteils-       Erneuerbare
frei an vorderster Stelle zur Anwendung kommen. Die Internationale Energie-    Gesamt*       19.476      22.414     27.570        21.689     25.120      19.887      20.120
agentur IEA hat ein Stabilisierungskonzept „Sustainable Development Scena-     Anteil          60 %       63 %        70 %          63 %       70 %        63 %        68 %
rio“ (SDS) entwickelt, mit dem gegenüber den Referenzszenarien „Current        Nicht-
Policies“ ‒ unveränderte Energiepolitik ‒ und „New Policies“ ‒ Berücksichti-   OECD
                                                                               Staaten
gung angekündigte Maßnahmen für eine nachhaltigere Energiepolitik ‒
durch ein Bündel von Maßnahmen die Stabilisierung des Energieverbrauchs        IEA-Szenarien zur Treibhausgasreduktion. Anteil der einzelnen Energieträger.
                                                                               * incl. Rundungen
und der CO2-Konzentration in der Atmosphäre erreicht werden sollen.                                                                   Quelle: IEA, World Energy Outlook 2017
CO2-Emissionen gesamt und pro Einwohner aus fossilen Brennstoffen                                                    CO2-Ausstoß bei der Stromerzeugung
    für ausgewählte Regionen für 2014 und Veränderung zu 1990                                                            Gramm Kohlendioxidäquivalent pro kWh Strom,
                                                                                                                         berechnet über den Lebenszyklus des Kraftwerks
                                                t CO2 pro Einwohner        Mrd. t CO2 pro Jahr
                                                                                                                                                                                        BoA-Technologie
                                                0       1            2     3         4           5      6           20
                                                                                                                          Braunkohle                                                               950 bis 1.230
Region | Veränderung 1990 bis 2014

                                        EU-28                                                          6,4
                                       - 21 %                              3.241
                                                                                                                           Steinkohle                                                   790 bis 1.080
                                       Indien               1,7
                                     + 262 %                      2.238                                                         Erdöl                                               890

                                        USA                                                                  16,5
                                       +5 %                                               5.254                               Erdgas                                   640
                                                                           143
                                        China                                                          7,5                                      410 bis 430                        Stromerzeugung mit CCU
                                                                                                                         Erdgas, GuD
                                     + 321 %                                                         10.291
                                                                          127
                                                                                                                         Photovoltaik            35 bis 160
                                       Welt                                              4,97
                                     + 63 %                                                                   36.138
                                                                                                                            Kernkraft   16 bis 23

                                                0       1            2     3         4           5      6           30
                                                                                                                               Wind      8 bis 16                      Schwankungsbreiten wegen
                                                                                                                                                                       unterschiedlicher Berechnungsmethoden
                                                                                                                          Wasserkraft   4 bis 13                       und Standorte der Kraftwerke.

Quelle: U.S. Department of Energy’s (DOE) Environmental System Science Data Infrastructure for a                                        Quellen: PSI Paul Scherrer Institut/Schweiz, ESU-services, eigene Berechnungen
                                                             Virtual Ecosystem (ESS-DIVE) 2018

                                                                                                                                                                                              SEI T E 24 – 25
Z A H L EN U N D FA K T EN                                                                                          ST RO M ER Z EU G U N G 2018 l 2019

VGB POWERTECH E.V.

VGB PowerTech e. V. ist der internationale Fach­verband für die Erzeugung   Zurzeit stellt sich die Mitgliederstruktur des VGB wie folgt dar:
und Speicherung von Strom und Wärme mit Sitz in Essen (Deutschland).
Mitglieder von VGB PowerTech sind derzeit 437 Unternehmen aus den Be-       Fossil befeuerte Kraftwerke		             227.500    MW
reichen Betreiber, Hersteller und weiterer mit der Strom- und Wärmeerzeu-   Kernkraftwerke			                          34.500    MW
gung verbundener Institutionen.                                             Wasserkraftwerke u. a. Erneuerbare         40.000    MW
Unsere Mitglieder kommen aus 33 Ländern und repräsentieren eine instal-     Gesamt				                                302.000    MW
lierte Kraftwerksleistung von 302.000 MW.
                                                                            EU: 414 Mitglieder in 20 Ländern
Unsere Aufgaben sind:                                                       Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich,
ll Die Bereitstellung einer internationalen Plattform für den Aufbau,       Griechenland, Irland, Italien, Kroatien, Lettland, Luxemburg,
   den Austausch und den Transfer von technischem Know-how.                 Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden,
ll Die Funktion als „Gate-Keeper“ und Anbieter von technischem Know-        Slowenien, Spanien, Tschechische Republik
   how für die Mitgliedsunternehmen und weitere Branchenverbände.
ll Die Abstimmung technischer und betrieblicher Standards                   Übriges Europa: 11 Mitglieder in 3 Ländern
ll Die Identifizierung und Organisation gemeinsamer FuE-Aktivitäten,        Russland, Schweiz, Türkei
ll Der Zugang zu qualifiziertem Expertenwissen für unsere Mitglieder
ll Vertretung von Interessen der Mitgliedsunternehmen                       Außerhalb Europas: 12 Mitglieder in 10 Ländern
                                                                            Argentinien, China, Japan, Kanada, Malaysia,
Diese Aufgaben nimmt VGB PowerTech in enger Zusammenarbeit mit
                                                                            Marokko, Mongolei, Saudi Arabien, Südafrika, USA
­Eurelectric auf europäischer und weiteren nationalen Interessenverbänden
 auf Länderebene wahr.                                                      Gesamt: 437 Mitglieder in 33 Ländern
AUFGABEN UND ZIELE DES INTERNATIONALEN
TECHNISCHEN FACHVERBANDES VGB POWERTECH

                                                                                            Mitgliederversammlung
VGB PowerTech e. V. unterstützt seine Mitglieder in allen
tech­nischen Fragen der Erzeugung und Speicherung von
Strom und Wärme mit dem Ziel einer weiteren Optimierung         Wissenschaftlicher Beirat          Vorstand            Technischer Beirat
von
ll Sicherheit,                                                                                Geschäftsführung
ll Effizienz,
ll Umweltfreundlichkeit,
ll Wirtschaftlichkeit sowie                                      Kompetenzfelder für die Erzeugung und Speicherung von Strom und Wärme
ll Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz.                                                    Erneuerbare    Umwelttechnik,
Die VGB-Kompetenzfelder „Kernkraftwerke“, „Kraftwerks­            Kernkraft-    Kraftwerks-    Energien und      Chemie,       Technische
                                                                    werke      technologien     Dezentrale    Sicherheit und     Dienste
technologien“, „Erneuerbare Energien und Dezentrale Erzeu-                                      Erzeugung       Gesundheit
gung“ sowie „Umwelttechnik, Chemie, Sicherheit und Ge-
sundheit“ befassen sich mit sämtlichen Aspekten konventionel-
ler und erneuerbarer Erzeugung und Speicherung und arbeiten
zur Nutzung der Synergien eng verzahnt miteinander.
Die Ingenieur-Dienstleistungen der „Technischen Dienste“,
die VGB-Forschungsstiftung, Datenbanken und die VGB-
Pub­likationen „VGB-Standards“ sowie die Fachzeitschrift
VGB POWERTECH ergänzen das Portfolio des Verbands.                                            VGB-Ausschüsse

                                                                                                                                   SEI T E 26 – 27
VGB PowerTech e.V.          Redaktion: Oliver Then (verantwortlich),
Deilbachtal 173             Mario Bachhiesl, Sven Göhring, Thomas Linnemann,
45257 Essen | Deutschland   Ludger Mohrbach, Stefan Prost und Christopher Weßelmann
                            August 2018
Tel.: +49 201 8128 – 0      www.vgb.org | info@vgb.org
Fax: +49 201 8128 – 302
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