"Energy Only" – der ewi-Blog

Der deutsche Kohleausstieg – eine ökonomische Einordnung

Mit dem Papier „Elf Eckpunkte für einen Kohlekonsens“ hat der Think-Tank Agora Energiewende ein detailliertes Konzept für einen deutschen Kohleausstieg erarbeitet. Mit der Studie „Ökonomische Effekte eines deutschen Kohleausstiegs auf den Strommarkt in Deutschland und der EU“ [Pressemitteilung] möchte ewi ER&S einen Beitrag zur Debatte um den Vorschlag von Agora Energiewende liefern. Die Studie soll die Auswirkungen eines Ausstiegs aus der Kohle auf den deutschen und europäischen Stromsektor aus ökonomischer Perspektive deskriptiv beleuchten. Sie bezieht keine Position für oder gegen einen Kohleausstieg.

Berechnung der ökonomischen Effekte mit dem ewi-Strommarktmodell DIMENSION

Das Agora-Konzept sieht für den Stromsektor eine Kombination zweier Maßnahmen vor. Erstens eine vorzeitige Abschaltung der deutschen Braun- und Steinkohlekraftwerke bis 2040 und zweitens eine entsprechende Stilllegung von CO2-Zertifikaten im europäischen Emissionshandelssystem (EU-ETS) in Höhe der im Zuge des Kohleausstiegs zusätzlich vermiedenen CO2-Emissionen. Die ewi-Analyse untersucht das Zusammenspiel beider Maßnahmen. Dazu wird auf Basis des europäischen Strommarktmodells DIMENSION ein Kohleausstiegsszenario mit einem Referenzszenario verglichen. Beide Szenarien entsprechen in den wesentlichen Annahmen dem Agora-Vorschlag.

Verringerung des CO2-Ausstoßes europaweit um 634 Millionen Tonnen

EmissionenAbb. 1: Wirkung des Kohleausstiegs und der Zertifikatsstilllegung auf CO2-Emissionen im europäischen Stromsektor

 

Die Stilllegung von Kohlekraftwerken reduziert den CO2-Ausstoß im deutschen Stromsektor (inklusive Kraftwärmekopplung (KWK)) um insgesamt 859 Millionen Tonnen CO2. Die Maßnahme allein bewirkt allerdings effektiv in der europäischen Bilanz und global keine CO2-Vermeidung, da das in Deutschland vermiedene CO2 aufgrund von Kompensationseffekten im EU-ETS andernorts emittiert würde.

Allein durch die zweite Maßnahme, die im Zuge der vorzeitigen Abschaltung deutscher Kohlekraftwerke frei werdenden CO2-Zertifikate im EU-ETS stillzulegen, reduziert sich der europäische CO2-Ausstoß effektiv gegenüber dem Referenzszenario. Die kombinierte Umsetzung beider Maßnahmen spart nach entsprechenden Ausgleichseffekten mit dem Ausland von 2020 bis 2045 europaweit insgesamt 634 Millionen Tonnen CO2 ein. Die Minderung des gesamteuropäischen CO2-Ausstoßes steht und fällt somit mit der Frage, ob die deutsche Politik die Zertifikatsstilllegung auf europäischer Ebene politisch durchsetzen kann.

Neubau von Gaskraftwerken, mehr Gasverstromung, weniger Stromexporte und mehr importe kompensieren den deutschen Kohleausstieg

Nach 2020 werden die stillgelegten Braun- und Steinkohlekapazitäten sukzessive durch Gaskraftwerke ersetzt. Insgesamt sind so in Deutschland im Jahr 2040 etwa 10 Gigawatt weniger Leistung an Braunkohlekraftwerken und 6 Gigawatt weniger Steinkohlekapazität im Vergleich zur Referenzentwicklung installiert. Dieser reduzierten Leistung stehen zusätzliche 16 Gigawatt an Gaskraftwerken gegenüber, darin enthalten auch substanzielle KWK-Kapazitäten zur Gewährleistung des Wärmebedarfs.

Die Bruttostromerzeugung aus Braunkohle- und Steinkohlekraftwerken in Deutschland ist im Jahr 2040 zusammen um etwa 95 Terawattstunden niedriger als im Referenzfall. Diese fehlenden Erzeugungsmengen in Deutschland werden bei gleichbleibenden Ausbaupfaden Erneuerbarer Energien (entsprechend der Annahmen von Agora Energiewende) durch mehr Gasverstromung, abnehmende Stromexporte und zunehmende Stromimporte kompensiert.

Anstieg der Großhandelsstrompreise in Deutschland und einigen Nachbarländern

Die Analyse der Strompreise zeigt, dass sowohl im Referenz- als auch im Kohleausstiegsszenario längerfristig ein Anstieg des durchschnittlichen Großhandelspreisniveaus gegenüber heute zu erwarten ist. Dies ist auf eine veränderte Erzeugungsstruktur sowie steigende CO2-Preise zurückzuführen. Der Kohleausstieg in Deutschland führt zu einem zusätzlichen Anstieg der Strompreise auf dem Großhandelsmarkt im Vergleich zum Referenzszenario. Im Jahr 2040 beträgt dieser Anstieg 1,8 Euro pro Megawattstunde. In einigen Nachbarländern bewirkt der deutsche Kohleausstieg ebenfalls höhere Strompreise. Als wesentlicher Treiber hierfür ist anzusehen, dass infolge des deutschen Kohleausstiegs sowohl in Deutschland als auch im EU-Ausland Kraftwerke mit höheren Grenzkosten preissetzend sind.

Umverteilungseffekte im Milliardenbereich zu erwarten. Mehrbelastung deutscher und europäischer Endkunden sowie deutscher Kraftwerksbetreiber.

PRKRAbb. 2: Ökonomische Effekte für Endkunden und Kraftwerksbetreiber (in Konsumenten- und Produzentenrente)

 

Im Zeitraum von 2020 bis 2045 werden deutsche Kraftwerksbetreiber durch die Maßnahme mit 15,6 Milliarden Euro belastet. Unter den Kraftwerken erfahren Braunkohle- und Steinkohlekraftwerke einen wirtschaftlichen Nachteil von 23,1 Milliarden Euro aufgrund der geringeren Erlöse aus dem Stromgroßhandel sowie Wärmemarkt. Zu den Gewinnern zählen die Betreiber von Gaskraftwerken (+2,4 Milliarden Euro) und Erneuerbare Energien (+5,1 Milliarden Euro), wobei letzterer Vorteil den Bedarf an EEG-Umlage verringert und damit den Endkunden zu Gute kommt. Trotz dieses Effekts finanzieren die Stromkunden in Deutschland den Kohleausstieg mit 36,9 Milliarden Euro. Diese Mehrkosten erklären sich zum Teil aus den höheren Strombezugskosten im Großhandel. Ein anderer Teil dieser Mehrkosten resultiert aus höheren Kosten für den Wärmebezug der Endkunden aus den Anlagen der KWK, welche aufgrund des Kohleausstiegs neu zu errichten sind und dann mit Erdgas statt Kohle betrieben werden. Die Mehrkosten eines deutschen Kohleausstiegs werden damit überwiegend von deutschen Endkunden und Produzenten getragen. Trotzdem sorgt ein deutscher Kohleausstieg auch im europäischen Ausland für Verteilungseffekte. Aufgrund der Effekte auf Strompreise und Erzeugungsmengen werden ausländische Stromkunden mit 3,4 Milliarden Euro belastet, wohingegen ausländische Kraftwerke mit etwa 6,5 Milliarden Euro profitieren.

Deutscher Kohleausstieg (inklusive Stilllegung von Zertifikaten) verursacht Mehrkosten in Höhe von insgesamt 71,6 Milliarden Euro

KostenAbb. 3: Kostenwirkung für europäische Stromproduzenten und -konsumenten

 

Zusatzkosten in Höhe von 49,3 Milliarden Euro entstehen für Stromproduzenten und konsumenten in Europa. Diese resultieren vor allem aus gestiegenen Kosten für den Brennstoffbezug von 59,1 Milliarden Euro, da Kohle durch Gas ersetzt wird. Die vorgezogenen Investitionen in Gaskraftwerke führen überdies zu zusätzlichen Kapitalkosten von 19,2 Milliarden Euro. Einsparungen gegenüber dem Referenzfall in Höhe von 6,7 Milliarden Euro ergeben sich dagegen bei den fixen Betriebskosten (FOM Kosten) und sonstigen variablen Betriebskosten. Die Stilllegung der CO2-Zertifikate ist mit Kosten in Höhe von 22,3 Milliarden Euro zu bewerten.

CO2-Vermeidungskosten eines deutschen Kohleausstiegs bei 113 Euro pro Tonne CO2

Ein deutscher Kohleausstieg reduziert den europäischen CO2-Ausstoß zwischen 2020 und 2045 um 634 Millionen Tonnen. Hierfür fallen europaweit Mehrkosten von 71,6 Milliarden Euro an. Damit sind die durchschnittlichen CO2-Vermeidungskosten der Doppelmaßnahme über den Zeitraum von 2020 bis 2045 mit etwa 113 Euro pro Tonne CO2 zu bewerten. Diese setzen sich aus den Mehrkosten des Kohleausstiegs in Höhe von durchschnittlich 78 Euro pro Tonne CO2 und den Zusatzkosten aus der Zertifikatsstillegung in Höhe von durchschnittlich 35 Euro pro Tonne CO2 zusammen.

Deutscher Kohleausstieg kostet 0,53 Cent pro Kilowattstunde und vermindert Emissionen in Höhe von 5,3 Prozent des deutschen CO2-Budgets

Definiert man das deutsche CO2-Budget als verbleibende Menge CO2, die bei Erreichung des deutschen Klimaziels bis 2050 (minus 80 Prozent CO2-Emissionen gegenüber 1990) noch emittiert werden darf, dann entsprechen die durch den Kohleausstieg deutschlandweit vermiedenen CO2-Emissionen 5,3 Prozent dieses Budgets. Damit reduziert sich der Anteil des Stromsektors am CO2-Budget von 34 Prozent in der Referenzentwicklung auf 29 Prozent im Falle eines Kohleausstiegs. Definiert man das globale CO2-Budget als verbleibende CO2-Menge, die bei Erreichung des Zwei-Grad-Ziels noch emittiert werden darf, dann entsprechen die durch den Kohleausstieg europaweit vermiedenen CO2-Emissionen 0,1 Prozent dieses Budgets.

Setzt man die europäischen Mehrkosten des Kohleausstiegs (inklusive Stilllegung der Zertifikate) im Zeitraum von 2020 bis 2045 ins Verhältnis zur deutschen Stromnachfrage im gleichen Zeitraum, ergibt sich ein Wert von durchschnittlich 0,53 Eurocent pro Kilowattstunde.