Die negativen Auswirkungen der Subventionen für Erneuerbare Energien auf Energiespeicher und die CO2-Bepreisung als ein Lösungsansatz
19. November 2021
Viele Länder haben Förderprogramme für den Ausbau Erneuerbarer Energien (EE) eingeführt. Eine neue Studie zeigt für Österreich, dass ein Produktionsanstieg bei den EE gleichzeitig die Rentabilität von Pumpspeicherkraftwerken senkt. Diese Ergebnisse sind auch für die Schweiz – insbesondere für die Bergkantone – mit ihren Pumpspeicherkraftwerken von grosser Bedeutung.
Text: Adhurim Haxhimusa | Bild: Alexandru Boicu / Unsplash
Förderprogramme für Erneuerbare Energien als Mittel zur Reduktion von Treibhausgasemissionen im Energiesektor
Viele Länder rund um die Welt haben umfangreiche Förderprogramme für den Ausbau Erneuerbarer Energien (EE) eingeführt, um die von Menschen verursachten Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Der Weltklimarat (IPCC) schätzt, dass ein globaler Anteil an EE von weit über 70% erforderlich ist, um die globale Erwärmung auf 1,5°C zu begrenzen. Die wichtigsten EE-Technologien, nämlich Wind- und Solaranlagen, stellen jedoch aufgrund ihrer wetterabhängigen, volatilen und von der Nachfrage entkoppelten Stromerzeugung große Herausforderungen für das Energiesystem dar. Infolgedessen sind die Netzbetreiber oft gezwungen, unerwünschte Maßnahmen zu ergreifen, wie z. B. die teilweise Einschränkung der Einspeisung von Strom aus EE und Redispatch-Maßnahmen, um die Netzstabilität aufrechtzuerhalten, was letztendlich die Wirksamkeit der Klimapolitik beeinträchtigt.
Es besteht ein breiter Konsens darüber, dass die Energiespeicher für Stromsysteme mit einem hohen Anteil an EE notwendig sein werden, um die wetterabhängige Produktionsvolatilität der EE auszugleichen und dadurch die Sicherheit der Stromversorgung zu gewährleisten, die Systemintegration der EE zu unterstützen, sowie einen reibungslosen und effektiven Übergang zur Dekarbonisierung sicherzustellen.
Rolle von Pumpspeicherkraftwerken als Energiespeicher einer nachhaltiger Energieproduktionskette
Pumpspeicherkraftwerke sind bisher die einzige wirtschaftlich nachhaltige Stromspeichertechnologie, die nahezu die gesamte weltweite Speicherkapazität ausmachen. Das grundlegende Geschäftsmodell von Pumpspeicherkraftwerken beruht auf zeitlichen Strompreisunterschieden, wobei in Zeiten mit niedrigeren Preisen (z. B. nachts) Wasser bergauf gepumpt und dann zur Erzeugung und zum Verkauf von Strom zu Spitzenpreisen (z. B. tagsüber) verwendet wird.
Aber die geförderten EE führen generell zu einer Strompreissenkung und Verringerung der Preisspitzen (z. B. durch Solarstrom wird die Preisspitze um die Mittagszeit reduziert). Allerdings wird dadurch die Rentabilität und das Geschäftsmodell von Pumpspeicherkraftwerken beeinträchtigt, was zu einem langfristig negativen Effekt auf die Investitionstätigkeiten führen kann.
Studie zeigt: Anstieg von Erneuerbaren Energien senkt Rentabilität von Pumpspeicherkraftwerken
In unserer empirischen Studie untersuchen wir die österreichischen Pumpspeicherkraftwerke, die im gemeinsamen deutsch-österreichischen Strommarkt (DE/AT) betrieben werden. Während Österreich mit seinen großen Pumpspeicherkapazitäten als "Batterie Europas" bekannt ist, ist Deutschland das Land mit den größten Kapazitäten von EE in der Europäischen Union. Dies macht es zu einem relevanten Untersuchungsfall, bei dem die Pumpspeicher in ständiger Interaktion mit einer signifikanten, volatilen Stromeinspeisung aus EE stehen.
Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass ein 10%iger Anstieg der EE zu einer Verringerung der Rentabilität von Pumpspeicherkraftwerken um 17,72% führt, und zwar über eine Verzerrung des Strompreises.
In Übereinstimmung mit der Theorie schätzen wir auch, dass eine CO2-Steuer diesen negativen Effekt ausgleicht, indem sie den Strompreis anhebt und damit das Geschäftsmodell von Pumpspeichern unterstützt – ein Ergebnis, das in der bestehenden, empirischen Literatur noch nicht gezeigt wurde.
Erhöhung der CO2-Steuer könnte Situation entspannen
Die Dekarbonisierung der Stromerzeugung durch die Integration der EE benötigt eine grosse Menge von Stromspeicherkapazitäten. Wir zeigen aber, dass die Stromeinspeisung aus der geförderten EE das Kerngeschäftsmodell der Stromspeicher zerstört, in dem sie die Strompreisunterschiede zwischen Grund- und Spitzenlast (z. B. Tag vs. Nacht) reduzieren, was eine Verringerung der Rentabilität bedeutet. Eine Kombination mit einer hohen CO2-Steuer würde die Situation der Stromspeicher entspannen.
Unsere Forschungsergebnisse sind auch für andere Länder relevant, da wir zeigen, dass keine Anreize für Investitionen in Energiespeicherkapazitäten geboten werden, solange die Förderprogramme für EE die Funktionsweise der Strommärkte verzerren.