Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. (SFV)

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10.03.2012, Alfons Schulte:

Die Solarenergie hat die Stromerzeugung sichtbar verändert

Eine Auswertung von Daten der EEX-Transparenzplattform www.transparency.eex.com

Wir setzen die Auswertung der auf der EEXTransparenzplattform [1] veröffentlichen Stromerzeugungsdaten fort, über die wir bereits im Solarbrief 3/11 berichtet hatten.

Neben den Großkraftwerken (Leistung >100 MW) werden auf der Webseite der Transparenzplattform auch die Erzeugungsdaten der Erneuerbaren Energien Wind, Solar und Laufwasser [2] angegeben.

Die veröffentlichten Daten der fossilen und atomaren Großkraftwerke in Deutschland umfassen etwa 70% der gesamten deutschen Stromerzeugung. Die in den EEX-Börsendaten unter "Andere Erzeuger“ aufgeführten Kraftwerke mit Leistungen unterhalb von 100 MW sind in diesen Auswertungen nicht berücksichtigt, da hierzu noch keine verlässlichen Daten vorliegen. Zu den nicht behandelten Erzeugungsarten gehört auch die Stromgewinnung aus Biomasse, so z.B. aus Biogas.

Bezüglich der Auswertung interessierten uns folgende Fragestellungen:

• Welche allgemeinen Entwicklungstrends konnten festgestellt werden?

• Wie hat sich die konventionelle Stromerzeugung 2011 entwickelt, insbesondere wie wirkt sich die Abschaltung von Atomkraftwerken aus?

• Wie stark haben die Erneuerbaren, insbesondere Wind und Photovoltaik zur Stromerzeugung beigetragen?

• Wie hat sich der CO2-Ausstoß der gesamten Stromerzeugung im Vergleich zum Vorjahr entwickelt?

• Welche Auswirkungen hat die Entwicklung der Erneuerbaren Stromerzeugung auf die Börsenpreise für Strom und die CO2-Zertifikatspreise?

1. Allgemeine Entwicklungstrends in der Stromversorgung

Die durchschnittliche Erzeugungsleistung aus Großkraftwerken sowie Wind- und Solarenergie betrug in Deutschland im Monatsmittel in den Wintermonaten etwa 50 GW, in den Sommermonaten lag sie bei etwa 40 GW.

Die konventionelle (d.h. fossile und/oder atomare) Erzeugungsleistung hat dazu etwa 80% beigetragen, die Erneuerbaren Energien zusammen einschließlich der Biomasse ca. 20%.

Grafik 1: Stromerzeugung in konventionellen Großkraftwerken im Vergleich

Grafik 1; zur Vergrößerung bitte auf die Graphik klicken

Die Gesamtstromerzeugung der konventionellen Großkraftwerke ist von etwa 348 TWh (2010) auf etwa 317 TWh (2011) zurückgegangen. Während in absoluten Werten die Braunkohle auf gleichem Niveau blieb, ist der Steinkohleeinsatz leicht gesunken (3 TWh). Der Gaseinsatz ist etwa um den gleichen Betrag (3 TWh) gestiegen. Der Rückgang insgesamt ist maßgeblich durch ein größeres Angebot an Erneuerbaren und die Abschaltung der „Alt-Atomreaktoren“ bedingt.

Steinkohlekraftwerke wurden zusammen mit gut regelbaren Gaskraftwerken zum Ausgleich eingesetzt. Die besonders CO2-intensiven Braunkohlekraftwerke bleiben – das zeigen auch charakteristische Tagesgänge – mit voller Leistung am Netz, bis alle anderen Kapazitäten (Gas und Steinkohle) gedrosselt wurden.

Bei den hier betrachteten Erneuerbaren hat sich im Jahresvergleich (2010 mit 2011) eine deutliche absolute Steigerung ergeben.

Grafik 2: Erneuerbare Stromerzeugung (ohne Biomasse) im Vergleich

Grafik 2; zur Vergrößerung bitte auf die Grafik klicken


Der Anteil der Laufwasserkraftwerke schwankt im Jahresmittel zwischen knapp 300 und 700 MW. Er ist damit relativ gering verglichen mit der Gesamtlast im deutschen Stromnetz und wird in den nachfolgenden Betrachtungen nicht weiter berücksichtigt. Im Jahresvergleich ist die Stromerzeugung aus Wasserkraft 2011 geringfügig niedriger ausgefallen als 2010.

Während die Windenergie nach dem sehr windschwachen Jahr 2010 deutlich zulegen konnte (die installierte Windkraftkapazität ist 2011 allerdings nur um knapp 2 GW ausgebaut worden), ist der größte Anteil des Zuwachses der Erneuerbaren der Photovoltaik zuzuschreiben. Der maßgebliche Grund für den Anstieg ist auf den Zubau in 2010 (ca. 7 GWp) und auf das sonnenreiche Jahr 2011 zurückzuführen .

2. Tage mit Maximalwerten konventioneller und Erneuerbarer Stromerzeugung

Die Grafik 3 zeigt den Tag 2011, an dem die konventionellen Großkraftwerke die größte Leistung bereitstellen mussten.

Grafik 3: Tag mit der höchsten konventionellen Stromerzeugung, Dienstag, der 1.2.2011

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Am Dienstag, dem 1. Februar 2011, betrug der Abruf aus den konventionellen Großkraftwerken zwischen 47 und 54 GW. Der gesamte EE-Anteil betrug an diesem Tag nur zwischen 1 und 5 GW und damit deutlich weniger als 10 Prozent der Gesamtlast.

Am windreichsten Tag des Jahres betrug der Beitrag aus Windenergie im Tagesdurchschnitt mehr als 20 GW (Grafik 4).

Grafik 4: Tag mit der höchsten Wind-Stromerzeugung, Samstag der 5.2.2011

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Der Tag liegt nur vier Tage später als der Tag des höchsten konventionellen Lastabrufs. Die konventionellen Großkraftwerke wurden nur mit ca. 31 GW in Anspruch genommen. Gut erkennbar ist insbesondere, dass Steinkohle- und Gaskraftwerke stark gedrosselt (bzw. abgeschaltet) worden sind. Während die Leistung der Atomkraftwerke (Anmerkung: der 05.02.2011 lag noch vor der Katastrophe von Fukushima) bei ca. 18 GW Leistung kaum reduziert wurde, mussten jedoch Braunkohlekraftwerke von ca. 17 auf 11 GW gedrosselt werden.

Im Vergleich zu den vorherigen Beispielen von Wintertagen zeigt die Grafik 5 den Tagesgang am sonnenreichsten Sommertag des Jahres 2011.

Grafik 5: Tag mit der höchsten PV-Stromerzeugung, Montag, der 27.6.2011

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Am 27. Juni blies der Wind relativ schwach (im Tagesmittel nur 1,8 GW). Die konventionellen Kraftwerke wurden dank eines sonnenreichen Tages jedoch nur mit max. 39 GW in Anspruch genommen. Größten Anteil daran hatte die Solarenergie, die im Tagesmittel mit knapp 4,6 GW und einem Spitzenwert von fast 13 GW zur Stromerzeugung beitrug.

Wenn wir berücksichtigen, dass die installierte Leistung im Sommer 2012 noch einmal um mindestens 5 GW höher sein wird als vergangenes Jahr, so ist leicht vorhersagbar, dass 2012 die frühere mittägliche Lastspitze der Stromerzeugung an sonnenreichen Sommertagen in eine Mittags-Senke verkehrt werden wird.

Während die Braunkohlekraftwerke an diesem Tag praktisch gleichbleibend mit ca. 15 GW operierten und auch die (jetzt weniger) Atomkraftwerke mit gleichbleibend gut 10 GW, stellten Kohle- und Gaskraftwerke den Lastausgleich her.

3. Entwicklung des CO2-Ausstoßes der Kraftwerke in Deutschland

Aufgrund des beschlossenen Atomausstiegs sind seit dem Frühjahr 2011 acht Atomreaktoren stillgelegt worden. In diesem Zusammenhang ist es interessant zu wissen, inwieweit zur Kompensation fossile Kraftwerke eingesetzt wurden und ob sich dadurch eine Veränderung der emittierten CO2-Menge ergeben hat.

Die CO2-Emissionen (1) der Großkraftwerke liegen auf konstant hohem Niveau, was insbesondere auf den hohen Braun- und Steinkohleeinsatz in Deutschland zurückzuführen ist.

Grafik 6: CO2-Ausstoß der Großkraftwerke, 2010 im Vergleich zu 2011

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Die Grafik 6 zeigt, dass sich trotz der Stilllegung eines Teils der Atomkraftwerke der CO2-Ausstoß nicht signifikant verändert hat. Im Gesamtjahresvergleich ist es 2011 im Vergleich zu 2010 zu einer minimalen Absenkung von etwa 0,5 % gekommen. Maßgeblich ist dies darauf zurückzuführen, dass aufgrund des sehr windreichen Dezembers 2011 die fossilen Kraftwerke im Dezember über längere Zeit nur gedrosselt betrieben wurden.

Letzterer Aspekt wird besonders in der Darstellung der Entwicklung der Erneuerbaren Stromerzeugung aus Wind, Solar und Wasser deutlich. Insgesamt liegt der monatliche Erzeugungswert 2011 deutlich über dem des Vorjahres, mit Ausnahme des Novembers. Der Monat mit der mit Abstand höchsten EE-Erzeugung war der Dezember 2011 (Grafik 7).

Grafik 7: Wind,Solar und Wasser, Erzeugungswerte 2010 im Vergleich zu 2011

Grafik 7; zur Vergrößerung bitte auf die Grafik klicken

4. Entwicklung von Börsenpreis und CO2-Zertifikatpreisen

Die Strombörse publiziert im Internet die Spotmarktpreise für Strom und die Preise für CO2-Zertifikate.
Da die Übertragungsnetzbetreiber per Gesetz verpflichtet sind, den gesamten nach EEG erzeugten Erneuerbaren Strom im sogenannten Spotmarkt an der Strombörse zu verkaufen, hat die Menge des angebotenen Stroms einen großen Einfluss auf die Entwicklung des Spotmarktpreises.

Ein Blick im Internet auf die Entwicklung des Börsenpreises 2010 und 2011 zeigt, dass die EE-Vermarktung am Spotmarkt auch direkt im Spotmarktpreis zu erkennen ist.

Bewegte sich der Preis für Grundlaststrom (Baseload) in 2010 auf dem Niveau von etwa 30-60 EUR/MWh, so lag der für Spitzenlaststrom (Peakload) etwa 10 EUR/MWh höher. Im Laufe des Jahres 2010 ist ein leichter Aufwärtstrend erkennbar. [3] Im Jahr 2011 zeigt sich dagegen der umgekehrte Trend. Von einem Mittelwert von etwa 50 EUR/MWh ist der Preis im Jahresverlauf auf zuletzt sehr niedrige Werte von 30 EUR/MWh im Dezember 2011 gesunken. Ausschlaggebend für den Rückgang war der sehr windreiche Dezember maßgeblich, der zu einem hohen Stromangebot am Spotmarkt geführt hat.

Als Folge aus den tendenziell unter Druck befindlichen Spotmarktpreisen können sich insbesondere stromintensive Betriebe mit günstigem Strom versorgen. Sie profitieren also direkt vom steigenden Angebot Erneuerbarer Energien. Dem Haushaltskunden jedoch werden die Preisvorteile in der Regel nicht offeriert. Er zahlt im Gegenteil sogar eine höhere EEG-Umlage, je niedriger der Börsenpreis fällt.

Der SFV möchte an dieser Stelle seine Forderung nach der gesetzlichen Verpflichtung zum Angebot eines dem Spotmarktpreis direkt nachgeführten Haushaltsstromtarifs erneuern. Nur so kann – unter sonst gleichen Randbedingungen – auch der Haushaltskunde vom steigenden Angebot Erneuerbarer Energien profitieren.

Das steigende Angebot an Erneuerbarem Strom in Deutschland hat aber auch – zumindest teilweise – Einfluss auf die Entwicklung des CO2-Zertifikatspreises. [4]

Steigende EE-Erzeugung führt zu einer geringeren Inanspruchnahme fossiler Kraftwerke, die damit weniger Zertifikate benötigen und überschüssige Zertifikate auf dem Markt anbieten. Sinkt aufgrund einer höheren Erzeugung Erneuerbarer die Nachfrage nach Zertifikaten, so sinkt in der Folge auch deren Preis.

Auch dieser Effekt ist 2011 an der Strombörse ablesbar. Mit sinkenden Preisen werden aber die Sparanreize geringer und es kann davon ausgegangen werden, dass die aus Gründen des Klimaschutzes dringend notwendigen Emissionseinsparungen an anderer Stelle in Europa oder anderen Industriebereichen wieder unterlaufen werden.

5. Schlussfolgerungen

Die vorgenannten Auswertungen lassen sich wie folgt interpretieren:

(a) Die Energieerzeugung aus Photovoltaik hat 2011 rasant zugenommen. Sie steht jetzt hinter der Windkraft und Biomasse an dritter Stelle der Erneuerbaren Quellen.

(b) Wind- und Solarenergie verdrängen spürbar fossile Kraftwerke. Aufgrund der zukünftig stufenweise wegfallenden Kernenergie ist ein weiterer beschleunigter Ausbau erforderlich, damit gleichzeitig zum Atomausstieg die Klimaschutzziele erreicht werden.

(c) Die 2011 bereits am Netz angeschlossene solare Stromerzeugungskapazität reduziert deutlich den Spitzenlastbedarf zur Mittagszeit, an sonnigen Tagen sogar vollständig. Der Effekt kommt auch zunehmend im Winter zum Tragen. Teure Spitzenlastkraftwerke kommen daher seltener bzw. nur kürzer zum Einsatz.

(d) Die konventionelle Stromwirtschaft nutzt zur Regelung der Leistung im Netz vorrangig Kohle- und Gaskraftwerke. Die besonders klimaschädlichen Braunkohlekraftwerke laufen in der erkennbaren Tendenz mit konstant hoher Leistung und werden nur in seltenen Fällen gedrosselt (wenn die Regelkapazität von Kohle- und Gaskraftwerken erschöpft ist).

(e) Die Reduktion der Stromerzeugung aus den Atomkraftwerken seit Fukushima ist aufgrund der Abschaltung der
Altreaktoren deutlich sichtbar. Die konventionelle Erzeugung in Großanlagen ist zwischen 2010 und 2011 signifikant zurückgegangen, was in etwa dem Anteil der abgeschalteten Atomkraftwerke entspricht. Im Gegenzug ist die Erneuerbare Stromerzeugung um fast den gleichen Betrag gestiegen.

(f) Der Spotmarktpreis für Strom an der Börse ist im Laufe des Jahres 2011 gefallen. Der Handel und stromintensive Betriebe können hiervon profitieren, der Verbraucher jedoch nicht. Sollen die Vermarktungsregeln gleich bleiben, muss auch der Haushaltskunde auf Wunsch von einem börsenabhängigen Preis profitieren können.

(g) Die in Deutschland kontinuierlich zunehmende Erzeugung aus Erneuerbaren Energien ist mit den jetzigen
Instrumenten des Emissionshandels nicht kompatibel. Auf Grund von zu großzügig verteilten Emissionsrechten können Einsparerfolge im EE-Ausbau in Deutschland an anderer Stelle durch frei werdende Zertifikate unterlaufen werden.


Quellen
1. Die Daten für die konventionellen Kraftwerke können unter http://www.transparency.eex.co/de/freiwillige-veroeffentlichungen-marktteilnehmer/stromerzeugung/tatsaechliche-produktion nach Kraftwerkstypen sortiert abgerufen werden und zeigen stundenweise, nach Energieträgern getrennt, die erzeugte elektrische Leistung.

2. Unter http://www.transparency.eex.com/de/daten_uebertragungsnetzbetreiber/stromerzeugung/tatsaechlicheproduktion-wind sind die Windeinspeisewerte abrufbar, die für die Solarenergie unter dem Link http://www.transparency.eex.com/de/daten_uebertragungsnetzbetreiber/stromerzeugung/tatsaechliche-produktion-solar.

3. Die Entwicklung der Spotmarktpreise kann über http://www.eex.com/en/Market%20Data aufgerufen und verfolgt werden.

4. Die Entwicklung der CO2-Zertifikatepreise kann unter http://www.eex.com/en/Market%20Dat/Trading%20Data/Emission%20Rights abgerufen werden.

Anmerkung
(1) Die CO2-Äquvalente der fossilen Kraftwerke wurden anhand typischer Literaturwerte für unterschiedliche Kraftwerkstypen berechnet. Dabei sind folgende (niedrige) Emissionswerte pro erzeugte elektrische kWh angesetzt worden: Braunkohle: 980g, Steinkohle 790g, Gas 410g, Öl 890g. In der Realität dürften die realen Emissionen höher sein, da speziell bei der die Stromerzeugung dominierenden Braunkohle noch viele alte, besonders ineffiziente Kraftwerke gibt. Für die Auswertung kommt es jedoch nicht auf absolute Werte, sondern auf das Verhältnis zum Vorjahr an.



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