Die Voraussetzung für das Erreichen der im Zuge der UN-Klimakonferenz in Paris beschlossenen  Klimaziele ist eine weltweite Senkung der Treibhausgasemissionen. Ein marktnaher Mechanismus zur Zielerreichung ist, der Emission von klimaaktiven Gasen einen wirkungsvollen Preis zu geben. Dieser kann kurzfristig den Kraftwerkseinsatz emissionsarmer Gaskraftwerke begünstigen und …

…langfristig die Investitionen in sowohl günstige erneuerbare als auch emissionsarme Technologien steigern. Die Grenzkosten von Kraftwerken zeigen an, wie teuer jede zusätzlich produzierte Megawattstunde Strom ist. Grenzkosten werden maßgeblich von den Brennstoff- und CO2-Preisen in Kombination mit dem Wirkungsgrad beeinflusst. Der nach den Grenzkosten sortierte Kraftwerkspark ist die Merit-Order. Sie bestimmt jede Stunde denjenigen Kraftwerkspark, der die nachgefragte Menge an Strom am kostengünstigsten produziert, das heißt mit niedrigen Grenzkosten. Ein auch kurzfristig wirkungsvoller CO2-Preis sollte in dieser Merit-Order dazu führen, dass emissionsarme Technologien zuerst Leistung bereitstellen. Aktuell ist dies für die fossilen Kraftwerkstechnologien nicht der Fall.

Abbildung 1 zeigt die Grenzkosten in Abhängigkeit von steigenden CO2-Preisen. Dadurch kann der Einfluss auf die Merit-Order untersucht werden. Dieses Diagramm beantwortet die Frage, wie hoch ein CO2-Preis sein muss, um kurzfristige Emissionseinsparungen zu erreichen. Hierbei wurden drei entscheidende Schwellenwerte für den CO2-Preis ermittelt:

Verlauf der Grenzkosten bei unterschiedlichen CO2-Preisen von Gas- und Dampfkraftwerken (GuDs) im Vergleich zur kohlebefeuerten Stromerzeugung, Quelle: Energy Brainpool

Abbildung 1: Verlauf der Grenzkosten bei unterschiedlichen CO2-Preisen von Gas- und Dampfkraftwerken (GuDs) im Vergleich zur kohlebefeuerten Stromerzeugung, Quelle: Energy Brainpool

Durch die drei Schwellenwerte können die CO2-Preise in wenigstens drei energiepolitisch interessante Bereiche unterteilt werden:

  • CO2-Preise von 0 bis 10 EUR/tCO2: Die Bepreisung zeigt nur sehr geringe Auswirkungen auf die Merit Order. Das aktuelle Niveau beträgt 6,80 EUR/MWh und ist damit weit entfernt davon, Einfluss auf die Reihenfolge des Kraftwerkeinsatzes zu haben[1].
  • CO2-Preise von 10 bis 32 EUR/tCO2: Bei 10 EUR/tCO2 gibt es den ersten fuel switch. Die durchschnittlichen Grenzkosten der meisten Gas- und Dampfturbinen- (GuD-) Kraftwerke liegen unter den durchschnittlichen Grenzkosten der meisten Steinkohlekraftwerke.  Dadurch werden vor allem ineffiziente Steinkohlekraftwerke von effizienten GuD-Kraftwerken verdrängt.
  • CO2-Preise ab 32 EUR/tCO2: Die durchschnittlichen Grenzkosten der GuD-Kraftwerke fallen unter jene der Braunkohlekraftwerke. Außerdem verdrängen ab diesem Punkt auch ältere GuD-Kraftwerke effiziente Steinkohlekraftwerke. Damit die Braunkohlekraftwerke auch mehrheitlich von den Steinkohlekraftwerken verdrängt werden, ist rechnerisch ein CO2-Preis von 160 EUR/tCO2

Bei aktuellen Brennstoffpreisen muss der CO2-Preis also in jedem Fall über 10 EUR/tCO2 liegen, damit eine kurzfristige Emissionseinsparung im Stromsektor auftritt. Das aktuelle Preisniveau von 6,80 EUR/tCO2 leistet dies nicht und kann weder signifikante kurzfristige Emissionsminderungen in der Elektrizitätswirtschaft herbeiführen noch Investitionen in die Richtung emissionsmindernder Technologien lenken.

Annahmen für die Berechnung der Grenzkosten, Quelle: Energy Brainpool

Tabelle 1: Annahmen für die Berechnung der Grenzkosten, Quelle: Energy Brainpool

Für die Auswertungen wurden typische niedrige, mittlere und hohe kraftwerksabhängige Wirkungsgrade jedes Kraftwerktyps gemäß der Kraftwerksdatenbank von Energy Brainpool verwendet. So ergibt sich die Bandbreite der Grenzkosten je Technologie. Zusammen mit aktuellen Brennstoffpreisen der Energiebörsen sind diese Annahmen in Tabelle 1 zusammengefasst.  Für Braunkohle existiert kein Börsenpreis oder handelsgetriebener Preisindex. Der hier angegebene Brennstoffpreis von 2,50 EUR/MWh spiegelt die Annahme von Energy Brainpool wider, welcher Preis von Marktakteuren durchschnittlich für den Kraftwerkseinsatz verwendet wird.

[1] EEX Primärauktion 11.09.2017

[2] EEX Settlementpreise

Weitere Details sind im aktuellen White Paper nachzulesen. Die dazu veröffentlichte Pressemitteilung vom 27. Oktober 2017 finden Sie hier.