Die gesicherte Versorgung mit Elektrizität gehört zu den bedeutendsten Voraussetzungen für Wirtschaftswachstum, Wertschöpfung und eine hohe Lebensqualität. In der Vergangenheit zeichnete sich Deutschland durch eine hohe Versorgungssicherheit aus. Besonders der Rückgang der Kraftwerkskapazitäten durch den Kernenergieausstieg bis 2022 und der geplante Ausbau der erneuerbaren Energien stellen große Herausforderungen für die zukünftige Versorgungssicherheit dar. Die Arbeit beantwortet die Frage, ob die erzeugungsseitige Versorgungssicherheit bis zum Jahr 2022 gewähr-leistet ist. Die erzeugungsseitige Versorgungssicherheit muss sicherstellen, dass die gesicherte Erzeugungsleistung jederzeit größer ist als die Jahreshöchstlast. Die Ent-wicklung der gesicherten Erzeugungsleistung wird durch die Addition des Zubaus fossiler Kraftwerken und erneuerbarer Energien sowie der Subtraktion der zukünftig abge-schalteten Kraftwerke ermittelt. Durch den verstärkten Abbau nuklearer Kraftwerkskapazitäten sinkt die gesicherte Leistung besonders stark in den Jahren 2021 und 2022. Die erneuerbaren Energien können zukünftig trotz des starken Ausbaus von Wind-kraftanlagen und Photovoltaik aufgrund der meteorologischen Abhängigkeiten nur ein Viertel des Zubaus an gesicherten Kapazitäten beitragen. Die Gegenüberstellung der gesicherten Leistung mit der Jahreshöchstlast gibt in vier Szenarien Auskunft über die Entwicklung der erzeugungsseitigen Versorgungssicherheit. Rechnerisch reicht die gesicherte Kraftwerksleistung Deutschlands in drei der vier Szenarien aus, um die Jahreshöchstlast in den Jahren 2011 bis 2022 zu decken. Allein Szenario 1 kann in den Jahren 2021 und 2022 die Versorgungssicherheit nicht gewährleisten. Aus dem Er-gebnis der Analyse lassen sich mehrere Ansätze ableiten, die zu einer zusätzlichen Erhöhung der Versorgungssicherheit führen können. Diese bestehen vor allem darin, den Anteil der gesicherten Leistung bei erneuerbaren Energien zu erhöhen (z.B. durch Speicher, virtuelle Kraftwerke), die Jahreshöchstlast abzusenken und neue Investitionsanreize für Kraftwerksneubau zu generieren.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Methodik und Aufbau
2 Grundlagen der deutschen Stromerzeugung
2.1 Technologien der Stromerzeugung
2.2 Marktstruktur
2.2.1 Eigenschaften der Ware Strom
2.2.2 Marktteilnehmer
2.2.3 Ökonomische Bedingungen
2.2.4 Ökologische Anforderungen
2.3 Politisch-rechtliche Rahmenbedingungen
2.3.1 Europäische Rahmenbedingungen
2.3.2 Nationale Rahmenbedingungen
2.3.3 Energiepolitisches Zieldreieck
2.4 Zusammenfassung
3 Gewährleistung der Versorgungssicherheit
3.1 Versorgungssicherheit entlang der Wertschöpfungsstufen
3.2 Gesetzliche Grundlagen und Verantwortlichkeiten
3.3 Marktdesigns zur Erhöhung der Versorgungssicherheit
3.3.1 Status quo in Deutschland: Regelenergiemarkt
3.3.2 Wandel der Randbedingungen
3.3.3 Weiterentwicklung des Marktdesigns
3.3.4 Internationale Erfahrungen
3.4 Zusammenfassung
4 Entwicklung der gesicherten Kapazitäten bis 2022
4.1 Vorgehensweise
4.2 Gesicherte Kapazitäten bestehender fossiler und nuklearer Kraftwerke
4.3 Gesicherte Kapazitäten durch geplante fossile Kraftwerke
4.3.1 Konservatives Zubauszenario
4.3.2 Progressives Zubauszenario
4.4 Gesicherte Kapazitäten bestehender erneuerbarer Energien
4.5 Gesicherte Kapazitäten durch geplante erneuerbare Energien
4.5.1 Sterbelinie bestehender konventioneller Kraftwerke
4.6 Zusammenfassung und Bewertung
5 Entwicklung der erzeugungs. Versorgungssicherheit
5.1 Vorgehensweise
5.2 Entwicklung der Last
5.3 Kennzahlen zur Bewertung der Versorgungssicherheit
5.4 Zusammenfassung und Bewertung
6 Instrumente zur Erhöhung der Versorgungssicherheit
6.1 Erhöhung der gesicherten Leistung an erneuerbaren Energien
6.1.1 Speichertechnologien
6.1.2 Virtuelle Kraftwerke
6.2 Absenkung der Jahreshöchstlast
6.2.1 Erhöhung der Energieeffizienz
6.2.2 Lastmanagement
6.3 Investitionsanreize für Kraftwerksneubau
6.4 Zusammenfassung
7 Fazit
7.1 Zusammenfassung und Bewertung der Ergebnisse
7.2 Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die Masterarbeit untersucht, ob die erzeugungsseitige Versorgungssicherheit in Deutschland unter Berücksichtigung des Kernenergieausstiegs und des Ausbaus erneuerbarer Energien bis zum Jahr 2022 gewährleistet werden kann. Ziel ist es, durch die Analyse der gesicherten Stromerzeugungskapazitäten im Vergleich zur Jahreshöchstlast in vier verschiedenen Szenarien zu prüfen, ob die Bedarfsdeckung jederzeit sichergestellt ist, und daraus Handlungsoptionen zur Erhöhung der Versorgungssicherheit abzuleiten.
- Entwicklung des deutschen Kraftwerksparks unter Berücksichtigung von Zubau und Rückbau (Sterbelinie)
- Vergleich der gesicherten Erzeugungsleistung mit der prognostizierten Jahreshöchstlast
- Einfluss meteorologischer Abhängigkeiten erneuerbarer Energien auf die Versorgungssicherheit
- Bewertung von Marktdesigns und Investitionsanreizen für neue Kraftwerkskapazitäten
- Analyse von Instrumenten zur Lastabsenkung wie Energieeffizienz und Lastmanagement
Auszug aus dem Buch
2.2.1 Eigenschaften der Ware Strom
Die Ware Strom weist gegenüber anderen Gütern einige Besonderheiten auf, die in speziellen Anforderungen an die Elektrizitätswirtschaft resultieren. Zu den besonderen Eigenschaften gehört, dass die Ware Strom leitungsgebunden ist und die Verfügbarkeit deshalb ein Transport- und Verteilnetz voraussetzt. Verteil- und Transportnetze unterliegen den Bedingungen eines natürlichen Monopols und werden reguliert. Eine weitere Herausforderung des Gutes Strom ist die fehlende großtechnische Speicherbarkeit.
Als Folge muss die Elektrizität zeitgleich mit der Nachfrage erzeugt werden. Tageszeitliche und saisonale Schwankungen der Nachfrage und des Angebots erschweren dies. Die Verfügbarkeit des Gutes Strom ist die Voraussetzung für eine Reihe darauf basierender Güter und Leistungen grundlegender Art. Die Betriebsmittel müssen deshalb nach Spitzenlast ausgelegt werden und den Bedarf jederzeit decken. Die geringe Substitutionsfähigkeit von Strom erklärt den starken Interventionsgrad der Politik. Die besonderen Eigenschaften des Gutes Strom sind bestimmend für die Marktstruktur.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Problemstellung durch den Kernenergieausstieg und den Ausbau erneuerbarer Energien, sowie methodisches Vorgehen der Untersuchung.
2 Grundlagen der deutschen Stromerzeugung: Überblick über Erzeugungstechnologien, die Marktstruktur, ökonomische Bedingungen wie die Merit Order und ökologische Anforderungen.
3 Gewährleistung der Versorgungssicherheit: Definition der Versorgungssicherheit, gesetzliche Verantwortlichkeiten sowie Diskussion aktueller und zukünftiger Marktdesigns.
4 Entwicklung der gesicherten Kapazitäten bis 2022: Analyse des Zubaus und des Abbaus von Kraftwerkskapazitäten sowie Erstellung von Szenarien für die zukünftige Leistung.
5 Entwicklung der erzeugungs. Versorgungssicherheit: Vergleich der gesicherten Leistung mit der Jahreshöchstlast anhand von vier Szenarien und Bewertung der Versorgungssicherheit.
6 Instrumente zur Erhöhung der Versorgungssicherheit: Analyse von Potenzialen durch Speichertechnologien, virtuelle Kraftwerke, Energieeffizienz und Lastmanagement.
7 Fazit: Zusammenfassung der Ergebnisse hinsichtlich der Versorgungssicherheit bis 2022 und ein Ausblick auf zukünftige Herausforderungen.
Schlüsselwörter
Versorgungssicherheit, Stromerzeugung, Erneuerbare Energien, Kraftwerkskapazitäten, Kernenergieausstieg, Energiewende, Jahreshöchstlast, Lastmanagement, Energieeffizienz, Merit Order, Kapazitätsmarkt, Speicherkapazität, Strommarkt, Netzstabilität, Investitionsanreize.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Masterarbeit?
Die Arbeit analysiert die erzeugungsseitige Versorgungssicherheit der deutschen Stromversorgung im Kontext des beschlossenen Kernenergieausstiegs und des gleichzeitigen Ausbaus der erneuerbaren Energien bis zum Jahr 2022.
Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?
Die zentralen Themen umfassen die technische Entwicklung des Kraftwerksparks, die Analyse von Lastprofilen, gesetzliche Rahmenbedingungen sowie die Bewertung verschiedener Instrumente zur Sicherung der Stromversorgung.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, rechnerisch zu prüfen, ob die gesicherte Kraftwerksleistung unter verschiedenen Zubau- und Lastszenarien ausreicht, um die Jahreshöchstlast in Deutschland bis 2022 jederzeit zu decken.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird eine quantitative Analyse durchgeführt, bei der die installierte Leistung durch einen spezifischen Anteil der "gesicherten Leistung" gewichtet wird, um sie mit der prognostizierten Jahreshöchstlast in vier verschiedenen Szenarien zu vergleichen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden zunächst die Grundlagen des Strommarktes erläutert, gefolgt von einer detaillierten Ermittlung der gesicherten Kapazitäten bis 2022 und einer Szenarioanalyse zur Versorgungssicherheit, ergänzt durch Instrumente zur deren Erhöhung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit am besten?
Versorgungssicherheit, Erneuerbare Energien, Kraftwerkskapazitäten, Kernenergieausstieg, Energiewende, Lastmanagement und Strommarktdesign.
Warum wird zwischen konservativen und progressiven Zubauszenarien unterschieden?
Da die zukünftige Investitionstätigkeit von politischen Rahmenbedingungen und ökonomischen Anreizen abhängt, bilden diese Szenarien unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten für den Zubau neuer, gesicherter Kraftwerkskapazitäten ab.
Welche Rolle spielen die erneuerbaren Energien bei der Versorgungssicherheit?
Aufgrund ihrer fluktuierenden Einspeisung (Wetterabhängigkeit) leisten sie nur einen geringen Beitrag zur "gesicherten Leistung", weshalb ihre Marktintegration und die Kombination mit Speicherlösungen entscheidend sind.
Welchen Einfluss hat das Abschalten der Kernkraftwerke auf die Ergebnisse?
Der Abbau der Kernkraftkapazitäten führt ab dem Jahr 2020 zu einer starken Abnahme der gesicherten Leistung, was in einigen Szenarien die Versorgungssicherheit ohne zusätzliche Maßnahmen gefährdet.
Warum wird Lastmanagement als Instrument zur Versorgungssicherheit diskutiert?
Da die Deckung der Jahreshöchstlast kritisch ist, kann durch ein intelligentes Lastmanagement die Spitze des Stromverbrauchs abgesenkt werden, was den Bedarf an zusätzlichen, selten genutzten Spitzenlastkraftwerken reduziert.
- Citation du texte
- Mariana Klaudt (Auteur), 2011, Strom in Deutschland - Ist die erzeugungsseitige Versorgungssicherheit bis zum Jahr 2022 gewährleistet?, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/193261
