Stromversorgung aus erneuerbaren Energien

Das Reiner Lemoine Institut1 hat eine Studie erarbeitet, in der verschiedene Pfade auf dem Weg zu einer Stromversorgung aus 100% Erneuerbaren Energien (EE) untersucht und bewertet werden. Im Vordergrund steht die Frage, ob es ökonomisch sinnvoll ist, die Kapazitäten zur Erzeugung Erneuerbarer Energie auf die Standorte zu konzentrieren, die die geringsten Kosten bei der Stromgestehung aufweisen und welche Vor- und Nachteile sich aus einer dezentralen Verteilung der EE-Kapazitäten ergeben. Neben den Stromgestehungskosten wird die kommunale Wertschöpfung als wirtschaftliches Kriterium zur Beurteilung herangezogen.

Vergleich und Optimierung von zentral und dezentral orientierten Ausbaupfaden zu einer Stromversorgung aus Erneuerbaren Energien in Deutschland

 

Vorwort

„So dezentral wie möglich, so zentral wie nötig.“ So lautet die Kernforderung, die der Bundesverband mittelständische Wirtschaft in Bezug auf die Energie-wende und eine zukunftssichere Energieversorgung erhebt. Dem können sich die Haleakala-Stiftung und die 100 prozent erneuerbar stiftung vorbehaltlos anschließen, und zwar nicht nur aus wirtschaftspolitischen Gründen, sondern auch aus gesellschaftspolitischen, ja normativen Erwägungen. Und doch stellt sich die Frage: Ist die Formel auch energiewirtschaftlich sinnvoll? Die Frage ist für das Gelingen der Energiewende zu wichtig, um es bei Mutmaßungen zu belassen. Daher hat die Haleakala-Stiftung, unterstützt durch den Bundes-verband mittelständische Wirtschaft und die 100 prozent erneuerbar stiftung, das Reiner Lemoine Institut beauftragt, in einer fundierten Analyse eine differenzierte Antwort zu erbringen.

Die Experten für komplexe Simulationen um Prof. Dr. Ing. Joachim Twele und Dr. Christian Breyer haben in verschiedenen Szenarien berechnet, welche Auswirkungen unterschiedliche regionale Verteilungen von Erneuerbare-Energie-Anlagen auf die Gesamtkosten des Energiesystems langfristig haben. Unter anderem haben sie ein ausgeprägt zentralistisches Szenario aufgebaut, in dem Erneuerbare-Energie-Anlagen nur dort installiert werden, wo die spezifischen Stromerzeugungskosten am niedrigsten sind, wo also die Sonne am meisten scheint und der Wind am stärksten weht. Dem steht ein dezentrales Szenario gegenüber, in dem jedes Bundesland einen bestimmten Anteil seines Strombedarfs durch Erneuerbare Energien vor Ort deckt. Für beide Szenarien lassen sich die Gesamtkosten errechnen, die nicht nur die Stromerzeugungskosten, sondern auch die Kosten für den Transport und die Speicherung des Stroms umfassen. Die Betrachtung dieser Gesamtkosten offenbart übrigens zunächst eine gute Nachricht für alle Unterstützer der Energiewende: Die jährlichen Gesamtkosten für Erzeugung, Transport und Speicherung des Stroms sind in einer Welt, in der annähernd der gesamte Strom aus Erneuerbaren Energien stammt, nicht wesentlich höher als heute. Und das, obwohl die Studie die Potenziale einer erhöhten Energieeffizienz nicht einberechnet hat und von einem gleichbleibend hohen Strombedarf ausgeht. Nun zu dem Vergleich zwischen einer weitgehend dezentralen und extrem zentralistisch ausgeprägten Energiewende: Es zeigen sich keine wesentlichen Kostenunterschiede, wenn man alleine die Gesamtkosten betrachtet. Ein genauerer Blick zeigt allerdings drei Gründe, warum ein dezentraler Pfad der energiewirtschaftlich richtige Weg ist:

(1) Der Faktor Risiko:
Ein zentrales Szenario setzt mehr Übertragungsnetzausbau und mehr Speicher voraus – beides sind Optionen, die mit hohem Risiko verbunden sind. Denn ob die Bürger immer mehr Stromtrassen akzeptieren und ob die Speichertechnologien so schnell wie erwartet marktfähig werden, das wissen wir nicht. Dezentral machen wir uns von diesen Unwägbarkeiten unabhängiger, verringern das Risiko von Fehlinvestitionen.

(2) Der Faktor Klimaschutz:
Dezentral kommen wir leichter weg von konventionellen Energien.

(3) Der Faktor Energieimporte:
Dezentral können wir leichter Importkosten für Steinkohle und Erdgas sparen.


Daneben fällt in einer dezentralen Energiewelt auch die Integration von Strom, Wärme und Mobilität leichter. Dezentrale Anwendungen wie Power-to-Heat und Blockheizkraftwerke zeigen:

Energieeffizienz kann zu einem echten Innovationstreiber werden. Die Umsetzung der Energiewende hat allerdings auch weiterführende wirtschaftspolitische Folgen. Hier kommt dem Aspekt der regionalen Wertschöpfung eine überragen-de Bedeutung zu. Logischerweise führt eine zentrale Energiewende dazu, dass die regionalen Wertschöpfungseffekte auf vergleichsweise wenige Standorte konzentriert sind. Doch wie groß sind diese Unterschiede im Vergleich zu der dezentralen Energiewende? Auch diese Frage hat das Reiner Lemoine Institut analysiert.

Das Ergebnis: Der Abstand zwischen Energiewende-Gewinner-Regionen und Energiewende-Verlierer-Regionen ist bei einer zentralen Energiewende um gut 40 Prozent größer als bei einer dezentralen Energiewende. Zudem geht bei einer Energiewende, bei der stark auf Offshore-Windenergie gesetzt wird, regionale Wertschöpfung im Milliardenbereich verloren. Die gleichmäßigere Verteilung der regionalen Wertschöpfung kann auch als ein Indikator für die größere Akteursvielfalt auf einem dezentralen Markt angesehen werden. Die Abschöpfung von Monopolrenditen wird so verhindert.

Für uns sind all diese Punkte sehr ernst zu nehmende Argumente, die die Präferenz einer dezentralen Energie wende erhärten. Insbesondere sollte der Ausbau von Offshore-Windenergie kritisch überprüft werden.

Wir sind der Meinung, dass die Arbeit des Reiner Lemoine Instituts eine tragfähige Fundierung unseres Credos „so dezentral wie möglich, so zentral wie nötig“ und einen wertvollen Beitrag zum energiepolitischen Diskurs erbringt. Daher legen wir Ihnen ihre Lektüre sehr ans Herz. Wir sind gespannt, welche Schlüsse Sie aus den Ergebnissen ziehen, und freuen uns auf den Austausch mit Ihnen hierüber.

Mit herzlichen Grüßen,

Die Auftraggeber der Studie

Dr. Paul Grunow, Haleakala-Stiftung2

Mario Ohoven, Bundesverband mittelständische Wirtschaft3

Matthias Willenbacher, 100 prozent erneuerbar stiftung4

Zusammenfassung

Die vorliegende Studie untersucht und bewertet verschiedene Pfade auf dem Weg zu einer Stromversorgung aus 100 % Erneuerbaren Energien (EE). Im Vordergrund steht die Frage, ob es ökonomisch sinnvoll ist, die Kapazitäten zur Erzeugung Erneuerbarer Energie auf die Standorte zu konzentrieren, die die geringsten Kosten bei der Stromgestehung aufweisen. Diese Frage wird hinsichtlich zweier Kriterien bewertet: den Gesamtsystemkosten (operationalisiert durch die Summe der Stromgestehungskosten (incl. Kosten für Speicher) und der Leitungskosten für den Stromtransport) und der zu erwartenden egionalen bzw. kommunalen Wertschöpfung. Hierfür werden Szenarien mit unterschiedlichen Ausbaupfaden untersucht.

Bezüglich der Gesamtsystemkosten ist der Ausbaupfad zu bevorzugen, der zu den geringsten Kosten führt. Bezüglich der regionalen Wertschöpfung werden die Szenarien danach beurteilt, wie gleichmäßig sich diese auf die Regionen verteilt.

Ergebnisse

Die Studie kommt zu folgenden zentralen Ergebnissen:

  1. Die jährlichen Gesamtsystemkosten sind kaum höher als heute. Für alle simulierten Jahre bewegen sie sich zwischen knapp 10 €cent/ kWh und knapp 11 €cent/ kWh.
  2. Es gibt keine nennenswerten Kostenunterschiede zwischen den untersuchten Ausbaupfaden: So ergibt sich bei einem dezentralen Szenario mit einer weitgehend gleichmäßigven Verteilung der EE-Anlagen gegenüber einem Szenario, bei dem der Ausbau von Erneuerbaren Energien auf die Standorte mit den geringsten spezifischen Stromgestehungskosten konzentriert wird, nur eine Kostensteigerung von 0,2 bis 1,2 % der Gesamtsystemkosten.
  3. Die geringen Kostenunterschiede in den drei betrachteten Szenarien geben der kommunalen Wertschöpfung Gewicht als ein entscheidendes Kriterium bei der Bewertung der Szenarien.
  4. Bei sehr vorsichtiger Abschätzung des Faktors „kommunale Wertschöpfung“ ergibt sich für einzelne Regionen eine jährliche Differenz von bis zu 80 € je Einwohner und Jahr bei einem dezentralen Ausbau gegenüber der Variante der günstigsten Standorte. Die Spreizung zwischen Regionen mit hoher kommunaler Wertschöpfung gegenüber Regionen mit geringer kommunaler Wertschöpfung aus Erneuerbaren Energien verringert sich um ca. 1/3 (50 € je Einwohner und Jahr) gegenüber dem Szenario Zentral.
  5. Eine Fokussierung des Ausbaus der Kraftwerkskapazitäten auf die jeweils günstigsten Standorte führt zu einem sprunghaften Wechsel des Ausbauschwerpunktes zwischen den Regionen und wirkt damit einem stabilen Ausbau der regionalen Wirtschaft entgegen.
  6. Ein starker Ausbau von Offshore-Windenergiekapazitäten verringert den Effekt der kommunalen Wertschöpfung ohne zu niedrigeren Gesamtsystem-kosten zu führen.
  7. Der Zubau von Kohlekraftwerken in Jahren mit noch geringen Anteilen Erneuerbaren Energien verlagert Kosten auf künftige Generationen, da er (im Vergleich zu einem Zubau von Gaskraftwerken) zu höheren Kosten des Stromsystems bei hohen Anteilen von Erneuerbaren Energien führt. Die zentrale Fragestellung der Studie führt daher zu der Empfehlung, den Ausbau der erneuerbaren Versorgungsstrukturen dezentraler zu gestalten. Photovoltaik und Wind Onshore sollten in nahezu allen Regionen zugebaut werden. Hingegen würde sich ein zentralisierter Zubau, etwa durch eine Konzentration der Windenergie an der Küste durch einen übermäßigen Ausbau der Offshore Windenergie oder die Nutzung der Photovoltaik nur im Süden, nachteilig auf eine ausgeglichene wirtschaftliche Entwicklung der Regionen auswirken.Aus dem Ergebnis, dass ein dezentraler Ausbaupfad vorteilhaft ist, ergeben sich Empfehlungen für die Ausgestaltung des Marktdesigns bei der Fortführung der Energie-wende: Ein dezentraler und verbrauchsnaher Ausbau von Photovoltaik und Wind Onshore sollte im Energiemarkt stärker angereizt werden, damit im Sinne der regionalen Kohäsion alle Landesteile Deutschlands von den Wertschöpfungseffekten der Energiewende profitieren können.Ein zügiger Ausbau der Erneuerbaren Energien sollte klar kommuniziert werden, um die Rentabilität neuer fossiler Kraftwerke über ihre gesamte Laufzeit ermitteln zu können.

Download der Studie: https://reiner-lemoine-institut.de/wp-content/publications/0_Vergleich_und_Optimierung_zentral_und_dezentral_071_100EE/Breyer2013.pdf


  1. https://reiner-lemoine-institut.de/ 

  2. https://www.haleakala-stiftung.de/  

  3. https://www.bvmw.de/  

  4. http://100-prozent-erneuerbar.de/