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4/5 | 2012

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Technik &Management Luft

Technik &Management Luft Bild: Dieter Schütz/Pixelio DerBeitragdes Emissionshandels zurEnergiewende Das Europäische Emissionshandelssystem wird in Deutschland ohne ergänzende Förderprogramme für Erneuerbare Energien nicht für die Energiewende ausreichen. Mit verstärktem Ausbau der Erneuerbaren Energien bis zum Jahr 2020 wären aber trotz jährlicher Reduktion des Zertifikatangebots in der dritten Handelsperiode zuviele Emissionsrechte für eine Verdrängung der Kohleverstromung auf dem Markt. So gut wie gar keinen Einfluss auf die Investitionstätigkeiten der Energieunternehmen hätte der Emissionshandel allerdings ohne den Ausstieg aus der Kernkraft. Dr. Carola Hammer Der Bekämpfung des globalen Klimawandels dienen neben einem umfangreichen Mix an nationalen Instrumentarien, wie beispielsweise dem Marktanreizprogramm, erstmals auch internationale institutionelle Arrangements, wie die flexiblen Mechanismen aus dem Kyoto-Protokoll. So wurde am 1. Januar 2005der Emissionshandelauf Basis der „Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates über ein System für den Handel mit Treibhausgasemissionsberechtigungen in der Gemeinschaft“ in Europa eingeführt. Herzstück des auf ökonomischen Prinzipien basierenden Emissionshandels istdie Errichtung einesMarktesfür ein bislang öffentliches Gut durch eine staatliche Verknappung der Ressource und durch die Schaffung von Handelsmöglichkeiten. Den vom Emissionshandel erfassten Energieversorgungsunternehmen und energieintensiven Industrieunternehmen entstehen in Folge derInternalisierung Kosten fürdie Emission von CO 2 ,was einen Anstieg der Produktionskosten beim Betrieb von CO 2 -intensiven Anlagen und folglich einen veränderten Anlageneinsatz im Querverbund bedeutet. In Folge dessen ergeben sich Potenziale für neue oderbisher unattraktive Technologien– und das vor dem Hintergrund, dass in den kommenden 10 bis 15Jahren in Deutschland und Europa wegen dem Beschlusszum Kernenergieausstieg und der Überalterung bestehender Anlagen –vor allem fossiler Kraftwerke –erhebliche neue Kraftwerkskapazitäten notwendig werden. Zur Fragestellung und Vorgehensweise der Studie Bislang ist durch das Europäische Emissionshandelssystem eine feste Obergrenze für CO 2 -Emissionen (CAP) für drei Handelsperioden gegeben. Aus CAP und der Nachfrage nach Emissionsrechten ergibt sich amMarkt ein Gleichgewichtspreis, der zuletzt unter 10 Euro lag. Bei der momentanen Konstellation der Primärenergiepreise würdendie Energieerzeuger die Produktion in Biomasseanlagenjedocherstabetwa 11 Euro proZertifikat und die in Erdgaskraftwerkenab23Eurohochfahren. Für die Drosselung der Braunkohle-Verstromung wäreein Zertifikatpreisvon mindestens 26 Euro erforderlich. Nach der Einführungs- (2005 bis 2007) und Erprobungsphase (2008 bis 2012)setzt allerdings in derdrittenHandelsperiode von 2013bis 2020 erstmals ein linearer Reduktionsfaktor von 1,75 Prozent ein, der das Angebot an Emis- Langfassungder Studie Die Dissertation von Dr. Carola Hammer mit dem Titel „Einflüsse des Europäischen Emissionshandels auf Produktionsund Investitionsentscheidungen bei Strom- und Wärmeerzeugern“ finden Sie zum Download unter http://mediatum. ub.tum.de/node?id=1091909 64 UmweltMagazin April-Mai 2012

sionsrechten umjährlich 35Millionen Zertifikate senkt. Somit wird im Jahr 2020 das CAP21Prozentunterder Emissionsobergrenze von 2005 liegen. Da der Emissionshandel seine Wirkung aufgrund des Preisverfalls als Folge des zu großen Angebots an Emissionsberechtigungen bisher kaum entfalten konnte,wirdsichseine Funktionsfähigkeit folglicherstinder drittenHandelsperiode unter Beweis stellen können. Interessantist deshalb,wie sichder Zertifikatpreis 2013 bis 2020 entwickeln wird, und welche Auswirkungen er als grenzkostenrelevanter Produktionsfaktor auf Produktions- und Investitionsentscheidungen der Energiebranche haben wird. Um dieser Fragestellung nachzugehen, wurde ein lineares Optimierungsmodell entwickelt, das in Abhängigkeit desZertifikatpreisesdas Problem desAnlageneinsatzes und-zubaus fürdie deutsche Strom- und Wärmeversorgung für verschiedene Szenarien in jedem Simulationsjahr des Betrachtungszeitraums löst. Dabei berücksichtigt werden die CAP, Förderinstrumente für verschiedene Technologien, die bereits installierte Leistung des Anlagenbestandes inDeutschland und seinen Nachbarländern, technische Parameter (wie etwa Wirkungsgrad, Lebensdauer und Betriebskosten) und Ausbaupotenziale dereinzelnenKraftwerkstypen, die Nachfrage nach Strom und Wärme, Energiepreise, Marktstrukturen und Restriktionen bei den Netzkapazitäten an den Grenzen. Mit Hilfe eines Basisund eines Referenzszenarios (mit im Vergleich zu ohne Emissionshandelssystem) wird die tatsächlich vom Emissionshandel implizierte Veränderung extrahiert. Darüber hinaus weist die Verwendung von weiteren Szenarien den Vorteil auf, zusätzliche politische Maßnahmen wie beispielsweise das Marktanreizprogramm in Kombination mit demEmissionshandelssysteminihrer Wirkung prognostizieren zu können. Ohne ergänzende Förderprogramme für Erneuerbare Energien wird das Europäische Emissionshandelssystem in Deutschland nicht für die Energiewende ausreichen. Einfluss auf den deutschen Anlagenpark Zur Kompensation der wegfallenden Kernkraftwerke würde ohne Emissionshandelder Anteil derStein- und Braunkohle an der gesamten Stromproduktion vongut 43 Prozent im Jahr 2009auf etwa 71 Prozent im Jahr 2020 steigen. Mit Emissionshandel würde die Energiebranche hingegen bereits ohne weitere Investitionszuschüsse ihre Kapazitäten inBiomasse- und ab 2016 in Erdgaskraftwerken erweitern, die den Einsatz vonStein- und Braunkohle auf rund ein Drittel der Stromerzeugung zurückdrängen würden. 2020 würden etwa 36 Prozent des Stroms und 27 Prozent der Wärme ausErdgassowie gut 17 Prozent des Stroms und 39 Prozent der Wärme aus Biomasse produziert werden. Isoliert würde das Emissionshandelssystem jedochselbstbei steigenden Zertifikatspreisen nicht für die Erfüllung des Ziels aus dem integrierten Energieund Klimaprogramm der Bundesregierung ausreichen, in Deutschland bis 2020 aus Erneuerbaren Energien30Prozent der Stromnachfrage zu decken. Wenn sich die Erneuerbaren Energien durchsetzen sollen, ist deshalb die Ergänzung des Emissionshandels umFörderprogramme notwendig, da der Bau von beispielsweise Windkraft- oder Geothermieanlagen kapitalintensiv undvon Unsicherheitengeprägt ist. Die Kombination der beiden umweltpolitischen Instrumente führt hingegen neben einem intensiven Ausbau von Biomasseanlagen auch zudem von Windkraftund Geothermie,deren Anteile im Jahr 2020 23 Prozent beziehungsweise 33 Prozent an der Strom- oder Wärmeproduktion erreichen würden. Der Anteil der Stromproduktion aus Erneuerbaren Energien würde dadurch auf rund 47 Prozent steigen und somit das politische Ziel sogarübererfülltwerden. Dennoch wird der CO 2 -Ausstoß durch den steigenden Anteil der Energieerzeugung aus Erneuerbaren Energien nicht stärker als die jährliche Absenkung des Zertifikatangebots um 1,75 Prozent reduziert werden.Zwarwerden die Betreiber von Windkraft- und Geo- thermieanlagen keine Zertifikate nachfragen, aber mit fallender Nachfrage wird auch der Preis sinken, wodurch wiederum der Anreiz für andere Energieproduzenten, von Kohle- auf Gaskraftwerke umzusteigen, abnimmt. Infolgedessen wird derKohleanteil an der Stromproduktion in2020 mit rund 43 Prozent im Vergleich zu 2009 unverändert bleiben und die größere Strommenge aus Erneuerbaren Energienüberwiegend nur die Kernkraft ersetzen. In der Wärmeproduktion sinkt der Kohleanteil hingegen maßgeblich von rund 75 Prozent auf gut55Prozent. Fazit zur Funktionsfähigkeit des Emissionshandelssystems In allen Szenarien schöpfen die Unternehmen die Gesamtmenge an Emissionsrechten aus. Was variiert, sind die Kosten fürdie Unternehmenund damit möglicherweise die Energiepreise für die Endverbraucher. Das Marktanreizprogramm, ohne dass das Ziel der Deckung von 30Prozent der Stromnachfrage aus denErneuerbarenEnergienbis 2020 nicht erreicht werden würde, wirkt letztlich einem Anstieg der Preise für Zertifikate und somit für Strom entgegen. Die Zertifikatpreise werden infolgedessen allerdings nicht für einen signifikanten Rückgang der Kohleverstromung ausreichen. Außerdem anzumerken ist, dass das Marktanreizprogramm zwar Potenzial zur Senkung der Strompreise besitzt, aber unteranderem aus Steuergeldern und damit nicht verursachungsgerechtfinanziert wird. Dr. Carola Hammer Technische Universität München, carola.hammer@tum.de Bild: RainerSturm/Pixelio UmweltMagazin April-Mai 2012 65

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