Modellannahmen

Modellstruktur

Modellstruktur

Die Abbildung der Modellstruktur auf der linken Seite zeigt zunächst, dass die Ergebnisse von einer Fülle von Eingangsdaten und damit auch von Annahmen hinsichtlich der zukünftigen Entwicklung von externen Parametern abhängen.

Im Folgenden werden daher wichtige Eingangsdaten vorgestellt, die wesentlichen Einfluss auf die Ergebnisse haben:

  • Rohstoffpreise
  • Stromnachfrage
  • Stromtransportnetz
  • Kraftwerkspark
  • Kraftwerksparameter

RohstoffeEinheit20122015202020252030
Abfall [€ 2012 /MWh th ]23,8314,8417,5517,9218,52
Braunkohle [€ 2012 /MWh th ]1,501,501,501,501,50
Erdgas[€ 2012 /MWh th ]25,2820,3820,6920,8621,38
Rohöl[€ 2012 /MWh th ]55,2531,2140,8741,9643,76
Steinkohle[€ 2012 /MWh th ]13,308,879,7310,0010,09
Uran[€ 2012 /MWh th ]2,502,502,502,502,50
Emissionszertifikate[€ 2012 /t]7,376,777,639,8112,6

Die Rohstoffpreise haben wesentlichen Einfluss auf die Szenarioergebnisse. In der Tabelle ist die Entwicklung der Rohstoffpreise und der Preise für Kohlendioxid-Emissionszertifikate inflationsbereinigt mit der Basis 2012 dargestellt. Die Rohstoffpreise sind jeweils auf den thermischen Energiegehalt bezogen, die Emissionszertifikate auf die emittierte Kohlenstoffdioxidmenge.

Die Preiszeitreihen stammen aus dem ersten Quartal 2015. Nach 2020 sind die Preise mit Wachstumsraten aus dem World Energy Outlook (New Policy Scenario) fortgeschrieben.

Land [TWh/a]20122015202020252030
Belgien84,984,684,485,585,8
Dänemark21,521,622,323,023,4
Deutschland551,7551,7551,7551,7551,7
Frankreich512,5514,4500,7461,1412,3
Luxemburg6,36,36,36,36,2
Niederlande114,1117,4123,8126,4129,5
Österreich80,882,884,487,187,7
Polen145,3152,1165,6179,7190,1
Schweden147,9147,6143,4141,5132,2
Schweiz85,985,992,499,4104,4
Tschechische Rep.71,174,078,685,285,7

Die Stromnachfrage ist im Modellansatz fest vorgegeben. Für Deutschland wird eine konstante Stromnachfrage entsprechend dem Szenariorahmen des Netzentwicklungsplans angenommen.

Die Stromnachfrage in den umliegenden Ländern entwickelt sich entsprechend des ESA²-Referenzdatensatz.

Abgebildetes Transportnetz

transportnetz

Das Stromtransportnetz wird im Modellansatz lediglich zwischen Deutschland und seinen benachbarten Ländern berücksichtigt (NTC-Modellansatz). Das innerdeutsche Stromnetz wird hingegen nicht berücksichtigt.

Die Entwicklung der durchschnittlichen Transportkapazitäten zwischen Deutschland und den Nachbarländern ist in den nachfolgenden Tabellen dargestellt.

Importkapazitäten nach Deutschland

Land [MW/h]201220202030
Summe22.88027.18035.780
Belgien01.0002.000
Dänemark1.4952.8953.995
Frankreich2.6072.6074.107
Luxemburg1.6001.6001.600
Niederlande2.2793.6793.679
Österreich13.00013.00013.000
Polen262761.026
Schweden377377977
Schweiz6008501.100
Tschech. Rep.8968964.296

Exportkapazitäten von Deutschland

Land [MW/h]201220202030
Summe27.14631.66637.766
Belgien01.0002.000
Dänemark1.3552.4753.575
Frankreich1.8001.8003.300
Luxemburg1.6001.6001.600
Niederlande2.3173.7173.717
Österreich13.00013.00013.000
Polen1.3172.0672.317
Schweden4574571.057
Schweiz1.3001.5501.800
Tschech. Rep.4.0004.0005.400

Die Entwicklung der Kapazitäten basiert auf den Angaben zu den Projects of Common European Interests. Für Österreich wird entsprechend der österreichischen Nachfragespitze ein fester Wert von 13.000 MW angenommen, da Österreich und Deutschland ein gemeinsames Marktgebiet bilden.

Konventionelle Kraftwerke

kraftwerkspark

Für bestehende Kraftwerke wird angenommen, dass diese fünf Jahre nach Erreichen der technischen Lebensdauer außer Betrieb gehen. Davon ausgenommen sind lediglich Pumpspeicher (PSP).

Zudem wird angenommen, dass alle in Bau befindlichen Projekte realisiert werden und Kernkraftwerke entsprechend den Vorgaben des Atomgesetzes vom Netz gehen (mit Ausnahme des Konventionellen Szenarios D).

Die Entwicklung der Kraftwerkskapazitäten in den Nachbarländern wird entsprechend dem ESA²-Referenzdatensatz angenommen.

Erneuerbare Energien

EE_KW

Bei Erneuerbaren Energie Anlagen wird angenommen, dass diese nach 20 Jahren Betrieb aus dem Markt gehen (Ende der Förderdauer des EEG).

Die Kraftwerksentwicklung nach 2020 ist dann abhängig von den jeweiligen Szenariowelten.

Die Entwicklung der Kraftwerkskapazitäten in den Nachbarländern wird entsprechend dem ESA²-Referenzdatensatz angenommen.

Konventionelle Kraftwerke

Allgemeine Parameter

TechnologieFixkosten [€2012/MWel/a]Variable Kosten [€2012/MWhel]Lebensdauer [a]Laständerungskosten [€2012/MWel]Rohstoffverbrauch Lasterhöhung [MWth/MWhel]
Abfall25.7563,4403,33,1
Braunkohle30.9074,04010,03,1
Erdgas-DT15.4531,72510,02,0
Erdgas-GT15.4531,7255,00,6
Erdgas-GuD20.6052,32510,02,0
Erdöl-DT6.1811,72510,02,0
Erdöl-GT6.1811,7255,00,6
Kernenergie12.3634,8601,78,4
PSP20.605--0,00,0
Steinkohle25.7563,4403,33,1

GT=Gasturbine/DT=Dampfturbine/GuD=Gas-und Dampfkraftwerk/PSP=Pumpspeicher

Um die Inflexibilität von Kraftwerkskapazitäten im Modell abzubilden, sind Laständerungskosten für die konventionellen Kraftwerke hinterlegt. Da Laständerungskosten bereits variable Kostenbestandteile berücksichtigen, fallen die variablen Kosten etwas geringer aus als in vergleichbaren Szenariostudien.

Reserveleistung ist im Modell zudem in Anlehnung an Hirth (2013) berücksichtigt.

Zubau-Optionen

Reine Erzeugungskapazitäten:

TechnologieNettowirkungsgrad 2020 [%]Nettowirkungsgrad 2025 [%]Nettowirkungsgrad 2030 [%]Investitionen 2020-2030 [€2012/MWel]
Braunkohle44%44%45%1.560.600
Erdgas-GT39%39%39%416.160
Erdgas-GuD60%60%61%832.320
Erdöl-GT39%39%39%416.160
Steinkohle46%46%46%1.352.520

Die Zubauoptionen zwischen 2020-2030 sind nach reinen Erzeugungseinheiten und Speichern getrennt. Die Parameter der Zubauoptionen basieren im Wesentlichen auf der DIW Datadocumentation 68.

Sowohl für konventionelle Kraftwerke als auch für Speicher wird ein gewichteter realer Investitionszinssatz in Höhe von 7,5% angenommen.

Speicher:

KraftwerkstechnologiePSP 2020-2030Batterie 2020Batterie 2025Batterie 2030
Wirkungsgrad [%]75%73%76%78%
Spezifische Investitionen [€ 2012 /MWel]2.080.800750.000525.000300.000
Jährliche Fixkosten [€ 2012 /MWel]20.80814.00014.00014.000
Lebensdauer [Jahre]55141414
Relation Volumen zu Einspeicherleistung [%]400%400%400%400%
Relation Ausspeicher- zu Einspeicherleistung [%]100%100%100%100%

Erneuerbare Energien

Technologie [€2012/MWhel]2015202020252030
Biomasse152123109108
PV109747369
Wind Offshore108978779
Wind Onshore74747369

Der angenommene Kostendatensatz für Erneuerbare Energien basiert auf eigenen Recherchen. Dazu wurde die EEG-Kostendegression mit verschiedenen Kostenstudien für Erneuerbare-Energie-Anlagen verglichen.