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Energie-Impuls des DVGW

Impuls – Gaskraftwerke und Kohleausstieg

Energie-Impuls des DVGW; © iStock.com/Jan-Otto

Gaskraftwerke und Kohleausstieg

Mit Gaskraftwerken die Klimaschutzziele frühzeitig erreichen – kostengünstig und bei voller Systemstabilität

Durch einen Umstieg von Kohle zu Gas in der Stromerzeugung können große Mengen Treibhausgase sofort und kostenneutral eingespart werden. Denn Gaskraftwerke emittieren im Vergleich zu Kohlekraftwerken deutlich weniger Treibhausgase und können durch ihre flexible Betriebsweise effizient und optimiert mit erneuerbaren Energien kombiniert werden. Auch nach dem vollständigen Ausstieg aus der Nutzung der Kernenergie Ende 2022 können gesicherte Leistung und die erforderlichen Strommengen durch die Nutzung der vorhandenen Gaskraftwerke bereitgestellt werden – Braunkohleverstromung ist dann nicht mehr nötig.
Ein Fuel-Switch von Kohle zu Gas verursacht keine zusätzlichen Kosten und ist für das Erreichen der Klimaschutzziele dringend notwendig

Der Stromsektor ist mit rund 38 Prozent der größte Einzelverursacher von Treibhausgas-(THG-)Emissionen in Deutschland. Obwohl der erneuerbare Anteil an der Stromerzeugung von Jahr zu Jahr steigt, nimmt seit 2010 auch der THG-Ausstoß im Stromsektor wieder zu. Dafür sind vor allem die Braunkohlekraftwerke verantwortlich. 2016 erzeugten sie knapp ein Viertel des Stroms in Deutschland. Um diese Entwicklung zu korrigieren, braucht Deutschland dringend und zeitnah einen Fuel-Switch von der umfangreichen Kohleverstromung hin zur verstärkten Nutzung von Gaskraftwerken.

Infografik Gaskraftwerke

Im Vergleich zu Kohlekraftwerken emittieren Gaskraftwerke deutlich weniger THG. Aufgrund ihrer flexiblen Betriebsweise und ihres hohen THG-Reduktionspotenzials sind Gaskraftwerke eine effiziente und optimale Ergänzung zu erneuerbaren Energien und damit ein wertvoller Bestandteil der Energiewende. Da moderne Gaskraftwerke mit ca. 350 Gramm je Kilowattstunde Stromerzeugung nur etwa ein Drittel der THG-Emissionen von älteren Braunkohlekraftwerken (1.200 Gramm je Kilowattstunde) aufweisen (vgl. Abbildung), können durch einen solchen Fuel-Switch 12 Prozent der CO2-Emissionen pro Jahr reduziert werden. Durch einen 100-prozentigen Switch der Stromerzeugung aus Braunkohle in die bestehenden Gaskraftwerke würden mehr als 100 Millionen Tonnen CO2 jährlich eingespart.

Die Emissionen im Stromsektor sind trotz erheblicher finanzieller Förderungen der erneuerbaren Energien (derzeit rund 29 Milliarden Euro pro Jahr) seit der Jahrtausendwende kaum gesunken, weil die Nutzung von Kohlekraftwerken weiterhin einen erheblichen Anteil an der Stromerzeugung einnimmt. Ein Grund dafür ist die Systematik der Zuteilung der Emissionszertifikate. Durch das europaweite Emissionszertifikate-Handelssystem (EU ETS) erhalten Kohlekraftwerke doppelt so viele THG-Zertifikate wie vergleichbare Gaskraftwerke. Eine Lenkungswirkung des Emissionshandels ist durch dieses Vorgehen nicht gegeben. Ein rascher Fuel-Switch von der Kohleverstromung zum verstärkten Einsatz von Gaskraftwerken würde dieses Dilemma ohne zusätzliche Kosten auflösen – ein gesamteuropäischer Konsens für eine effektive ETS-Reform wäre dafür nicht notwendig.

Studienergebnisse bekräftigen die Thesen des DVGW

Dabei beruft sich der DVGW auf eine Studie, die am Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft der RWTH Aachen von Prof. Dr. Albert Moser durchgeführt wurde. Moser sollte wissenschaftlich untersuchen, ob die bestehenden Gaskraftwerke die Stromerzeugung aus Braunkohlekraftwerken ersetzen können, ohne die Netzsicherheit zu gefährden und wie sich dies auf die Kohlenstofflast des Stroms in Deutschland auswirken würde. Auf Basis stundenscharfer Verbrauchsdaten und unter Anwendung der bestehenden Marktregeln wurde der Kraftwerkseinsatz im europäischen Strommarkt simuliert und die Auswirkungen auf die Netzsicherheit im Jahr 2020 ermittelt. Die Annahmen über zukünftige Entwicklungen basierten auf der realen Last- und EE-Einspeisesituation des durchschnittlichen Wetterjahres 2012 und deren Extrapolation auf das Jahr 2020, auf den weiteren Stromnetzausbau gemäß Netzentwicklungsplan sowie den dann noch spezifisch verbleibenden bzw. zugebauten Erzeugungskapazitäten.

Dabei stellte sich – ähnlich der heutigen Situation – eine eher geringe Auslastung der Gaskraftwerke und eine vorrangige Beschäftigung der leicht kostengünstigeren aber auch klimaschädlichen Braunkohle ein. In weiteren Analysen wurde der Braunkohleeinsatz ausgeschlossen. Es zeigte sich, dass die Gaskraftwerke bei einem unterstellten nationalen Fuel Switch in der Lage waren, die dabei generierte Erzeugungslücke vollständig zu schließen – und zwar ohne Zubau neuer Gaskraftwerkseinheiten, allein durch die höhere Auslastung der sehr homogen im Bundesgebiet verteilten Anlagen. Dabei bleibt eine Netzreserve vorzuhalten, die insbesondere auch die heute hierfür genutzten Gaskraftwerke ersetzen muss. Eine noch detaillierter zu prüfende Option könnte die Überführung von Braunkohlekraftwerken in die Netzreserve sein, die dann mit einer Stromerzeugung von etwa 3,6 TWh/a abgerufen würden. Im Vergleich dazu liefert die Braunkohle heute noch ca. 130 TWh/a.

Etwa 70 Millionen Tonnen CO2 lassen sich durch den Ersatz von Braunkohlekraftwerke einsparen
Etwa 70 Millionen Tonnen CO2 lassen sich durch den Ersatz von Braunkohlekraftwerke einsparen © iStock.com/ollo

Durch den deutlich geringeren Kohlendioxidausstoß der Gaskraftwerke wurde so eine jährliche Gesamtemissionsminderung von ca. 70 Millionen Tonnen CO2 ermittelt. Dabei wurde der Braunkohle im Mittel eine Emission von 1.000 Gramm pro erzeugter kWh zugeschrieben, während für Gaskraftwerke bei gleichem Output etwa 350 Gramm unterstellt wurden. Die jährlichen volkswirtschaftlichen Mehrkosten beim favorisierten Erdgaseinsatz zur Stromerzeugung von 3,5 Milliarden Euro ergaben sich aus den höheren Brennstoffkosten, schlossen auch den Redispatchbedarf, aber nicht die Vorhaltung einer Netzreserve mit ein.

„Mit dieser Studie konnten wir einen technisch-fundierten Anhaltspunkt liefern, in welcher Größenordnung der Klimabeitrag von Erdgas allein durch die verbesserte Auslastung bestehender Gaskraftwerke liegt und wie hoch die spezifischen CO2-Vermeidungskosten im Wettbewerb mit anderen Alternativen ausfallen. Das ist aber nur ein Baustein unseres Gesamtkonzepts, des Energie-Impulses", so der Vorstandsvorsitzende des DVGW, Prof. Dr. Gerald Linke.

G 201737: Bewertung der Netzsicherheit bei einem „Fuel Switch“ von Braunkohle zu Erdgas in Deutschland in 2020

Konkrete Handlungsempfehlungen des DVGW zum Fuel-Switch

Um den Fuel-Switch zu vollziehen und somit die Klimaschutzziele zu erreichen, bedarf es aus Sicht des DVGW:

  • eines zeitnahen Ausstiegs zunächst aus der Braunkohleverstromung.
  • parallel dazu einer Nutzung der freien vorhandenen Gaskraftwerkskapazitäten.
  • einer Reformierung des Emissionshandels, bspw. indem die Anzahl der Zertifikate auf dem Markt in Abhängigkeit von der Zunahme der Ökostromproduktion reduziert wird, und einer Einführung von THG-Mindestpreisen; auch ein hybrides System aus einer Mengen- und Preissteuerung ist denkbar.
Ihre Ansprechpartner
Dr. Volker Bartsch
Hauptgeschäftsstelle, Standort Berlin / Ordnungspolitik, Presse und Öffentlichkeitsarbeit

Telefon+49 30 24 08 30 95
Daniel Wosnitzka
Hauptgeschäftsstelle, Standort Berlin / Ordnungspolitik, Presse und Öffentlichkeitsarbeit

Telefon+49 30 7947 36-64