Mögliche Lösungsansätze

Der Verzicht eines Ausbaus von Stromspeichern zugunsten anderer Maßnahmen hätte zur Folge, dass überschüssig erzeugter Strom aus erneuerbaren Energien entweder verbraucht oder weiterverkauft werden müsste. Beide Möglichkeiten unterliegen jedoch bedeutenden Einschränkungen. Flexibilitätsoptionen, welche das Nachfrageprofil zum Teil nach dem fluktuierenden Angebot ausrichten können, weisen in Deutschland ein geringes Potential auf und sind in nicht ausreichendem Maße verfügbar, um den zunehmend schwankenden Einspeisemengen von Strom aus erneuerbaren Energien zu begegnen. Ebenso erscheint der Verkauf von

247 HGrG (2013), § 14

147 überschüssig erzeugtem Strom ins Ausland nicht erfolgsversprechend. Die beschränkten Übertragungskapazitäten ließen sich zwar durch einen Ausbau von Kuppelstellen ins Ausland erweitern, jedoch ist mindestens auf mittelfristige Sicht zweifelhaft, ob ausreichende Absatzmöglichkeiten zu attraktiven Preisen erzielbar sein werden. In Deutschlands Nachbarländern werden derzeit ebenfalls erneuerbare Energiequellen ausgebaut und voraussichtlich werden grenzübergreifende Wetterlagen in Zukunft zu stark korrelierten Einspeisemengen und damit Preisen führen.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, welche Möglichkeiten geeignet sind, die sich abzeichnende Entwicklung erneuerbarer Energien unter Zuhilfenahme von Stromspeichern in das Stromversorgungssystem einzubetten und die negativen Auswirkungen gering zu halten.

Bevor mögliche Lösungswege näher erörtert werden, soll an dieser Stelle vorweg der Vergleich von zwei Situationen des gegenwärtigen Stromerzeugungssystems aufzeigen, dass eine technisch oder regulatorisch auferlegte Zweckbestimmung von Stromspeichern keine Lösung verspricht, sofern erneuerbare Energien und Grundlastkraftwerke gleichzeitig Strom erzeugen und in das Netz einspeisen. In nachfolgender Abbildung 12 werden hierzu zwei Varianten des Marktgeschehens gegenüber gestellt, welche bereits heute regelmäßig beobachtet werden.²⁴⁸

248 Randbedingungen des Vergleichs: Parallele Stromerzeugung durch erneuerbare Energien und Grundlastkraftwerke; Lage der Residuallast zwischen der Null-Linie und der installierten Grundlastleistung

148

Abbildung 12: Schaubild zu Stromflüssen im Stromversorgungssystem unter zweckbestimmter Speicherverwendung²⁴⁹

Abbildung 12 zeigt als Schaubild in zwei Varianten die Situation einer hohen Stromeinspeisung aus erneuerbaren Energien, freier Grundlaststromerzeugungs-kapazitäten und verfügbarer StromspeicherGrundlaststromerzeugungs-kapazitäten.

Variante A auf der linken Seite zeigt den Fall eines direkten Verbrauchs von Strom aus erneuerbaren Energien, beispielsweise als Direktverbrauch von Haushalten, die mit eigenen Photovoltaikanlagen auf ihrem Hausdach Strom erzeugen. Sofern Stromspeicher nicht an bestimmte Einsatzzwecke gebunden sind und freie Speicherkapazitäten vorliegen, können sie als Abnehmer am Strommarkt teilnehmen.

In Zeiten einer hohen Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien, in welchen eine kurzzeitig niedrige Residuallast regelträge Grundlastkraftwerke sonst zum Herunterfahren treiben würde, können Stromspeicher die dann niedrigen Strompreise zur Nachfrage von Ladestrom nutzen. Für Grundlastkraftwerke wirken Stromspeicher durch dieses Verhalten unterstützend, da die Lastglättung zu einem kontinuierlicheren Betriebsverhalten beiträgt.

In Variante B wird der Fall einer unmittelbaren Zwischenspeicherung von Strom aus erneuerbaren Energien durch eine Kopplung an Stromspeicherkapazitäten dargestellt. Gegenwärtig sind Systeme dieser Art beispielsweise in Haushalten

249 Eigene Darstellung

149 vorzufinden, in denen über den Eigenkonsum hinaus erzeugter Strom aus Photovoltaikanlagen in eigenen Batterien zwischengespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt verbraucht wird.²⁵⁰ Seit der schrittweisen Einführung der Direktvermarktung von erneuerbaren Energien werden in Deutschland vermehrt größere Erzeugungssysteme realisiert, in welchen eine Kopplung von Stromspeichern an Erzeugungskapazitäten die Verkaufserlöse der Anlagenbetreiber steigern soll. Ein Beispiel hierfür ist der Bürgerwindpark Braderup-Tinningstedt, in welchem eine Kopplung an einen Batteriespeicher eine kurz- und langfristige Stromspeicherung ermöglicht.²⁵¹ In Variante B wird in Zeiten hoher Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien, in denen eine kurzzeitig niedrige Residuallast regelträge Grundlastkraftwerke anderenfalls zum Herunterfahren treiben würde, die Einspeisung weiterer Strommengen aus erneuerbaren Energien durch Stromspeicher verhindert.

Da infolge der unmittelbaren Zwischenspeicherung das Stromversorgungssystem vor Einspeisespitzen aus erneuerbaren Energien geschützt werden kann, wirkt sich der lastglättende Betrieb von Stromspeichern unterstützend auf den Betrieb von Grundlastkraftwerken aus.

Bilanziell betrachtet wird in beiden Varianten der gleiche Zustand erreicht, in welchem der Strombedarf gedeckt und ein bestimmter Speicherstand erreicht ist. Unter dem Strich ist es deshalb unerheblich, ob Strom aus erneuerbaren Energien unmittelbar gespeichert und Braunkohlestrom verbraucht wird, oder ob in gleicher Höhe Speicher mit Braunkohlestrom geladen werden und stattdessen unmittelbar ein Verbrauch von Strom aus erneuerbaren Energien erfolgt. Eine Zweckbestimmung über das Einsatzverhalten von Stromspeichern ist daher wirkungslos.

Vor diesem Hintergrund lassen sich insgesamt drei Ansätze ableiten, über welche die negativen Auswirkungen des Ausbaus von Stromspeichern dennoch abgeschwächt werden können. Im Folgenden werden diese Ansätze vorgestellt und deren Vor- und Nachteile gegeneinander abgewogen.

250 So beispielsweise die im Januar 2017 angebotenen Photovoltaik Batteriekonzepte RWE Storage Flex, E.ON Aura, Vattenfall SunBESSy, oder EnBW solar+

251 Vgl. Bosch (2014)

150 I. Frühzeitigere Reduzierung von Braunkohlestromerzeugungskapazitäten Als naheliegender Lösungsansatz bietet sich eine frühzeitige Reduzierung von Braunkohlestromerzeugungskapazitäten an, da auf diese Weise der Ursprung von speicherbedingten Mehremissionen beseitigt wäre. Dem Regulator stehen hierzu verschiedene Instrumente zur Verfügung. Nach Kinski (2015) unterteilen sich diese in Maßnahmen der direkten Steuerung, z. B. einer direkten Einflussnahme über ein Kohleausstieggesetz oder Betriebsauflagen zur Verschiebung von Erzeugungskapazitäten in die Kaltreserve, und in Maßnahmen der indirekten Steuerung, z. B. einer Verteuerung durch Brennstoff- oder Emissionsabgaben.²⁵² Stromspeicher würden bei der Umsetzung dieses Lösungsansatzes weitgehend Strom aus erneuerbaren Energien zwischenspeichern und zu Spitzenlastzeiten in das Netz zurückspeisen. Als Nebeneffekt würde die Angebotskurve durch den Entfall der Braunkohlestromerzeugung gestaucht werden, sodass an Strombörsen in Zeiten von Residuallastspitzen höhere Strompreise aufträten.

Durch den Wegfall der Emissionsquelle, die bei einem Ausbau von Stromspeichern zu Mehremissionen führen würde, lässt sich diese Maßnahme im Hinblick auf stromspeicherbedingte Mehremissionen als zielführend einschätzen. Eine Umsetzung hätte jedoch Auswirkungen, die weit höher liegen als die erwarteten Mehremissionen durch einen Ausbau von Stromspeichern. Nach Angaben des BMWi (2016) gehen 23,8 % der Stromerzeugung auf Braunkohlekraftwerke zurück, womit Braunkohle in Deutschland zu den bedeutendsten Energieträgern zählt.

Braunkohlekraftwerke sind überdies verantwortlich für derzeit über 50 % der mit der Stromerzeugung zusammenhängenden CO2-Emissionen, gegen welche die in dieser Arbeit festgestellten, etwaigen Mehremissionen durch den Betrieb von Stromspeichern verschwindend gering ausfallen.²⁵³

Durch die Aktivitäten verschiedener Umweltschutzvereine, -verbände und Aktionsbündnisse eine Braunkohle- bzw. kohlefreie Elektrizitätsversorgung einzurichten ist die Akzeptanz einer frühzeitigeren Reduzierung von Braunkohlestromerzeugungskapazitäten in der Gesamtbevölkerung Deutschlands

252 Klinski (2015), S. 12 ff.

253 BMWi (2016), Energiedaten Tabelle 22 und Tabelle 11

151 hoch.²⁵⁴ Nach einer Forsa Umfrage (2016) halten beispielsweise 71 % der Bürger in Nordrhein-Westfalen einen schnellen Ausstieg aus der Braunkohlestromerzeugung für „sehr wichtig“ oder „wichtig“.²⁵⁵ Dem gegenüber stehen jedoch die Interessen der Kraftwerksbetreiber sowie von in der Branche beschäftigten Arbeitnehmern, die sich in 2015 allein im Braunkohle Berg- und Tagebau auf knapp 13.400 Personen beliefen.²⁵⁶ Aufgrund der Konzentration der Braunkohlestromerzeugung in bestimmten Bundesländern ist deren Verankerung in Landesenergieprogrammen, Landesentwicklungs- oder Braunkohleplänen recht stark. Der wirtschaftspolitische Widerstand gegen einen allzu voreiligen Rückbau der Erzeugungskapazitäten ist deshalb in Nordrhein-Westfalen, Sachsen, Brandenburg und Sachsen-Anhalt als sehr hoch einzustufen.

Die 2015 beschlossene Überführung von acht emissionsstarken Braunkohlekraftwerksblöcken von 2,7 GW Leistung in eine Sicherheitsbereitschaft zeigt eindrucksvoll, welche Zugeständnisse entgegen dieser Widerstände eingegangen wurden. Während grundsätzlich unklar ist, ob die betreffenden acht älteren Braunkohlekraftwerke einen Beitrag zur Versorgungssicherheit in einer Knappheitssituation leisten können, mündeten die Verhandlungen in einer hohen Kompensation der Kraftwerksbetreiber.²⁵⁷ Im Gegenzug für ein jeweils vier Jahre dauerndes vorläufiges Stilllegen unter Abrufbereitschaft und eine anschließende endgültige Stilllegung erhalten die Kraftwerksbetreiber MIBRAG, RWE und Vattenfall eine Vergütung von insgesamt 1,61 Milliarden Euro.²⁵⁸

Eine Entscheidung für oder wider eine frühzeitige Reduzierung von Braunkohlestromerzeugungskapazitäten ist aufgrund des weitreichenden Umfangs eindeutig unabhängig etwaiger Mehremissionen durch einen Speicherausbau zu treffen. Mit über 150 Mio. t CO2 fallen die Gesamtemissionen von

254 So z. B. durch Aktivitäten der Organisation Greenpeace oder durch das Aktionsbündnis Zukunft statt Braunkohle

255 Vgl. Forsa (2016)

256 BMWi (2016), Energiedaten Tabelle 2

257 Zur Versorgungssicherheit urteilt u. a. Höffler (2015), S. 1, dass der „angestrebte Beitrag zur Versorgungssicherheit gelingt, ist weniger klar“

258 Bundesregierung (2015), S. 3

152 Braunkohlekraftwerken für eine Beantwortung dieser Frage deutlich stärker ins Gewicht als die in Kapitel 5.2 abgeleiteten Mehremissionen im einstelligen Mio. t Bereich. ²⁵⁹

II. Verzögerter Zubau von Stromspeicherkapazitäten

Die Simulation im Modell hat gezeigt, dass sich das Niveau der Residuallast durch den erwarteten Ausbau der erneuerbaren Energien zunehmend nach unten verlagert.

Auf kurze und mittelfristige Sicht wird die Residuallast selten unter null liegen und häufiger im Bereich der installierten Grundlast anzutreffen sein. Eine Verzögerung des Ausbaus von Stromspeichern hätte zur Folge, dass Speicherkapazitäten erst auf längerfristige Sicht zur Verfügung ständen und zeitlich mit den dann erwarteten hohen Strommengen aus erneuerbaren Energien zusammenfielen. Auf kurz- und mittelfristige Sicht hingegen würde ein aufgeschobener Speicherausbau eine geringere Auslastung von Braunkohlekraftwerken bewirken und dadurch Mehremissionen vermeiden. Als Nebeneffekt würde durch die geringere Auslastung die Profitabilität von Braunkohlekraftwerken sinken, wodurch eine frühere Abschaltung wahrscheinlicher wäre. Wenngleich ein aktives Hemmen des Stromspeicherausbaus als politisch nicht durchsetzbar erscheint, so ist zumindest das Absehen von einer aktiven Förderpolitik als ein kostengünstiger Weg einzuschätzen, diesen Lösungsansatz zu verfolgen. Neben dem Einstellen von weiteren Fördermaßnahmen sind zusätzlich die derzeit bestehenden Förderaktivitäten dahingehend zu prüfen, ob andere Ziele als eine Erhöhung der Integration von erneuerbaren Energien die aktive Förderpolitik rechtfertigen. Sofern sich andere Ziele als eine Erhöhung der Integration erneuerbarer Energien als nicht gerechtfertigt erweisen, sind die bestehenden Förderaktivitäten einzustellen.

Wesentliche Nachteile, beispielsweise im Hinblick auf einen Rückfall in der Technologieentwicklung, sind aus der Einstellung einer aktiven Förderung von netzgekoppelten Speichersystemen nicht zu erwarten. Die Nachfrage nach Stromspeichern mit primär anderen Einsatzgebieten als der Lastverschiebung im Stromversorgungssystem, wie beispielsweise im Automobilbau für eine Umstellung

259 BMWi (2016), Energiedaten Tabelle 11

153 des Straßenverkehrs auf Elektromobilität, wird voraussichtlich längerfristig ohnehin zu Geschäftsmodellen führen, die auf eine Entwicklung von Speichersystemen in größerem Maßstab hinauslaufen.²⁶⁰

III. Akzeptanz und Kompensation von negativen Auswirkungen auf Emissionen Ein staatlich unterstützter Ausbau von Stromspeicherkapazitäten unter Beibehalt eines Großteils von Braunkohlestromerzeugungskapazitäten würde zu den in Kapitel 5 beschriebenen Implikationen führen. Die bisherige Begründung bzw. Zielsetzung der staatlichen Förderung würde damit in wesentlichen Punkten im Widerspruch zu den erwarteten Auswirkungen stehen. Für eine Akzeptanz der negativen Auswirkungen trotz staatlicher Förderung wäre deshalb die Erfüllung bestimmter Voraussetzungen notwendig.

Es müsste sichergestellt werden, dass seitens der Politik eine Entscheidung zur Förderung von Stromspeichern transparent getroffen wird und andere Ziele verfolgt werden, als entsprechend der bisherigen Argumentation zu einer nachhaltigeren und ökologischeren Stromversorgung im Kontext der Energiewende beizutragen. Die Vorteile aus der Verfolgung dieser explizit zu beschreibenden, alternativen Ziele müssten zudem die Förderanstrengungen von Stromspeichern und die Nachteile aus den akzeptierten umweltschädlichen Mehremissionen mindestens aufwiegen, um eine unmittelbare Förderung zu rechtfertigen. Für ein konsistentes Gesamtprogramm müsste zusätzlich die Höhe der Mehremissionen kompensiert werden, um nicht im Widerspruch zu den Zielen der Energiewende zu stehen. Der Regulator kann hierzu grundsätzlich bestehende Instrumente nutzen und gegebenenfalls verschärfen, oder neue Instrumente einführen, um in das energiewirtschaftliche Geschehen einzugreifen. Naheliegend wäre es auf das bestehende EU Emission Trading System (EU ETS) zurückzugreifen und Emissionsrechte in entsprechender Höhe der Mehremissionen

260 So beispielsweise nach Kempton und Tomic (2004), S. 2, die wechselnde Speicherung und Abgabe von elektrischem Strom zwischen Elektro- bzw. Hybridfahrzeugen und dem Stromversorgungssystem im Rahmen des Vehicle-to-Grid Konzepts

154 vorzuhalten.²⁶¹ Aufgrund eines andauernden Überangebots an Zertifikaten liegt der Börsenpreis jedoch auf sehr tiefem Niveau von unter 6 Euro pro Tonne, ²⁶² welcher nicht ausreicht, um die intendierten Anreize für ein emissionsminderndes Verhalten zu erreichen.²⁶³ Für die Zukunft scheint die politische Durchsetzbarkeit einer wesentlichen Verschärfung der EU ETS Rahmenbedingungen, insbesondere der zulässigen Gesamtemissionsmenge, aufgrund von Widerständen seitens betroffener Unternehmen gering.

Die Einführung neuer wirtschaftspolitischer Instrumente für eine Absenkung der CO2-Emissionen würde voraussichtlich dieselben Interessensgruppen betreffen und ebenfalls auf hohe Widerstände stoßen. Mit der gleichen Begründung ist deshalb ebenfalls die Einführung bislang nicht eingesetzter Instrumente als unwahrscheinlich einzuschätzen.

Die drei vorgestellten Lösungsansätze schließen sich gegenseitig nicht aus und können in der zukünftigen Entwicklung des Stromversorgungssystems parallel verfolgt werden. Die verschiedenen Regelwerke der Bundesregierung für das zukünftige Energiesystem umfassen zwar eine grundsätzliche Entwicklungsrichtung des Stromversorgungssystems, enthalten aber nur vage Andeutungen bezüglich konkreter Umsetzungswege, wie dem angestrebten Rückgang der Braunkohlestromerzeugung oder dem Ausbau von Stromspeichern. Konkrete Ziele, beispielsweise Zielwerte entlang einer Zeitschiene, wie im Fall des Ausbaus erneuerbarer Energien über einen Ausbaukorridor, wurden bislang nicht festgelegt.

261 Entsprechend der Grundidee von Crocker (1966) und Dales (1968), beschloss die Europäische Union 2003 zur Reduzierung von Emissionen von Treibhausgasen eine Deckelung der Gesamtemissionen und die Einführung eines Handels von Emissionsrechten als EU Emission Trading System (EU ETS), vgl. EU-Richtlinie 2003/87/EG, Bekanntmachung vom 25.10.2003. Mit dem Gesetz über den Handel mit Berechtigungen zur Emission von Treibhausgasen erfolgte 2004 eine Umsetzung in deutsches Recht und 2005 die Einführung (vgl. Gesetz über den Handel mit Berechtigungen zur Emission von Treibhausgasen (Treibhausgas-Emissionshandelsgesetz), Bekanntmachung vom 08.07.2004)

262 EEX Börsenpreis CO2 European Emission Allowance im Januar 2017

263 AGEB (2014), S. 41

155 Aufgrund der fehlenden politischen Zielrichtung lässt sich aus den Charakteristika der einzelnen Lösungsansätze kein mehr oder minder vorteilhafter oder treffsicherer Lösungsweg ableiten. Bei einer weitgehenden Beibehaltung der gegenwärtigen Pläne und Regelungen der Bundesregierung ist entsprechend dem II. Ansatz jedoch mindestens die sofortige Einstellung der aktiven Förderung eines Ausbaus von Stromspeichern zu empfehlen, da der erwartete Anstieg der CO2- und Luftschadstoffemissionen den erklärten Förderzielen entgegensteht.

7.2 Kritische Würdigung und Anknüpfungspunkte für weitere