SeEiS

SeEiS – Modellierung der Substitutionseffekte erneuerbarer Energien im deutschen und europäischen Stromsektor und ihrer Auswirkungen auf die Emissionsbilanzierung erneuerbarer Energieträger

Hintergrund:

Das Umweltbundesamt erstellt seit 2007 eine Emissionsbilanz der erneu­erbaren Energien (EE) für die Sektoren Strom, Wärme und Verkehr. Diese regelmäßig aktualisierte Publikation spiegelt jeweils die neusten Erkenntnisse zur EE-Entwicklung sowie der daraus resultierenden Emissionsvermeidung wider und bildet die Grundlage für zahlreiche nationale Berichtspflichten.

Zielsetzung:

Im Fokus des Forschungsvorhabens steht die Weiterentwicklung der Methodik zur Erstellung der EE-Emissionsbilanzierung für den Stromsektor, um den sich verändernden Rahmenbedingungen in der Energiewirtschaft Rechnung zu tragen. Unter Berücksichtigung des Stromaußenhandels soll untersucht werden, in welchem Maße die wachsende EE-Einspeisung in Deutschland den Einsatz fossiler Kraftwerke auf europäischer Ebene beeinflusst und welche Auswirkungen dies auf die EE-Emissionsbilanzierung hat.

Methodik:

Die Substitutionseffekte werden durch eine vergleichende Gegenüberstellung der realen Entwicklung des europäischen Stromsektors und eines möglichst plausiblen kontrafaktischen Szenarios ohne die deutsche EE-Stromerzeugung analysiert. Hierfür werden zunächst denkbare Alternativszenarien mit hypothetischen Rahmenbedingungen erstellt. Mittels des europäischen Strommarktmodells ELTRAMOD-INVEST wird für jedes Alternativszenario die fiktive Entwicklung des deutschen Kraftwerksparks (Zubau- und Stilllegungs­entscheidungen) untersucht. Aus diesem Szenariobündel wird anschließend das anzusetzende kontra­faktische Szenario synthetisiert.

Darauf aufbauend werden die Substitutionseffekte mithilfe des Strommarktmodells ELTRAMOD-DISPATCH mit stündlicher Betrachtung des Kraftwerkseinsatzes auf europäischer Ebene quantifiziert. Die Ergebnisse zum Kraftwerkseinsatz im kontrafaktischen Szenario werden dem realen Strom­erzeugungs­mix inklusive EE gegenübergestellt. Die Substitutionsfaktoren werden durch Zuordnung der Anteile des eingespeisten EE-Mixes zu den Anteilen des verdrängten konventionellen Erzeugungsmixes auf stündlicher Basis bestimmt.

Zur Analyse der Belastung des innerdeutschen Netzes und der grenzüber­schrei­tenden Interkonnektoren wird das europäische Netzmodell ELMOD eingesetzt. Untersucht wird, welche Auswirkung erneuerbare und konven­tionelle Erzeuger auf Netzengpässe in Deutschland und in den Nachbarstaaten sowie an den Grenzkuppelstellen haben. Hierfür werden Netzbelastungen sowie notwendige Redispatchmaßnahmen im kontrafaktischen sowie im realen Szenario bestimmt und miteinander verglichen.

Laufzeit: Mai 2017 bis März 2020

Auftraggeber: Umweltbundesamt (EVUPLAN 37EV 16 126 0)

Partner:

• Karlsruher Institut für Technologie
• TEP Energy GmbH
• ESA² GmbH

Projektbearbeitung: Dominik Möst, Carl-Philipp Anke, Constantin Dierstein

Ansprechpartner: Carl-Philipp Anke