Balancing Reserves within a Decarbonized European Electricity System in 2050: From Market Developments to Model Insights
In: DIW Berlin Discussion Paper No. 1656
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In: DIW Berlin Discussion Paper No. 1656
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In: DIW Berlin Discussion Paper No. 1655
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In: DIW Berlin Discussion Paper No. 1299
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In: Energy economics, Band 89, S. 104784
ISSN: 1873-6181
Die Europäische Kommission hat im Januar 2014 einen Rahmen für die Klima- und Energiepolitik bis 2030 vorgeschlagen. Er enthält Ziele zur Reduktion von Treibhausgasen und zur Nutzung erneuerbarer Energien, aber kein konkretes Ziel für die Steigerung der Energieeffizienz. Die Treibhausgasemissionen sollen bis 2030 um 40 Prozent gegenüber 1990 reduziert werden. Ergänzend wurde eine Marktstabilitätsreserve für den europäischen Emissionshandel vorgeschlagen. Diese würde ihre Wirkung jedoch erst spät und zu schwach entfalten. In Hinblick auf die Nutzung erneuerbarer Energien hat die Kommission das Ziel eines europaweiten Anteils von 27 Prozent am Brutto-Endenergieverbrauch formuliert. Dies erscheint vor dem Hintergrund der bisherigen Entwicklungen als unambitioniert. Zudem erfolgt keine verbindliche Aufteilung auf einzelne Mitgliedsstaaten. Die Berechnungen der Kommission beruhen im Stromsektor auf unplausiblen technisch-ökonomischen Annahmen. So werden für die Atomkraft zu niedrige Kosten angenommen, und es wird langfristig vom aus heutiger Sicht unwahrscheinlichen Durchbruch der Technologien zur CO2-Abscheidung ausgegangen. Dagegen werden im Bereich der erneuerbaren Energien nach wie vor zu hohe und veraltete Kostenannahmen getroffen. Angesichts der bisherigen Erfahrungen werden auch für das Jahr 2030 ambitionierte Ziele auf drei Ebenen benötigt: Treibhausgasreduktion, erneuerbare Energien, Energieeffizienz. Der quantitativen Folgenabschätzung der Kommission zufolge würden auch bei ambitionierteren Zielen die Energiesystemkosten nur wenig steigen. Zudem wären unter entsprechenden Rahmenbedingungen positive Investitions-, Außenhandels- und Beschäftigungsentwicklungen möglich. Die deutsche Bundesregierung sollte sich für eine weiterhin ambitionierte europäische Politik zur Verminderung der Treibhausgasemissionen, zur stärkeren Nutzung erneuerbarer Energien und zur Steigerung der Energieeffizienz einsetzen. ; In January 2014, the European Commission proposed a framework for its climate and energy policy up to 2030. It includes targets for reducing greenhouse gases and using renewable energies, but no specific targets for increasing energy efficiency. By 2030, greenhouse gas emissions are to be reduced by 40 percent over 1990 figures. Another element of the proposal is the introduction of a market stability reserve for the European Emissions Trading Scheme. However, its impact would be too late and too weak. In regard to renewable energy use, the Commission has proposed a goal to achieve a share of 27 percent of gross final energy consumption throughout Europe. This appears unambitious against the background of developments to date. In addition, there is no mandatory division of these goals among the individual member states. The Commission's calculations are based on implausible technical and economic assumptions in the power sector. The estimated costs for nuclear power are too low, and it is assumed there will be a breakthrough in carbon capture technologies that seems unlikely from today's perspective. In contrast, cost assumptions in the field of renewable energies remain too high and outdated. In light of previous experience, specific goals for 2030 are required on three levels: greenhouse gas emissions reductions, renewable energies, and energy efficiency. According to the Commission's impact assessment, energy system costs would hardly increase even with more ambitious objectives. In addition, creating an appropriate framework would also enable positive developments in investment, exports, and employment. The German federal government should continue its commitment to an ambitious European policy to reduce greenhouse gas emissions, to increase the use of renewable energies, and to boost energy efficiency.
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In January 2014, the European Commission proposed a framework for its climate and energy policy up to 2030. It includes targets for reducing greenhouse gases and using renewable energies, but no specific targets for increasing energy efficiency. By 2030, greenhouse gas emissions are to be reduced by 40 percent over 1990 figures. Another element of the proposal is the introduction of a market stability reserve for the European Emissions Trading Scheme. However, its impact would be too late and too weak. In regard to renewable energy use, the Commission has proposed a goal to achieve a share of 27 percent of gross final energy consumption throughout Europe. This appears unambitious against the background of developments to date. In addition, there is no mandatory division of these goals among the individual member states. The Commission's calculations are based on implausible technical and economic assumptions in the power sector. The estimated costs for nuclear power are too low, and it is assumed there will be a breakthrough in carbon capture technologies that seems unlikely from today's perspective. In contrast, cost assumptions in the field of renewable energies remain too high and outdated. In light of previous experience, specific goals for 2030 are required on three levels: greenhouse gas emissions reductions, renewable energies, and energy efficiency. According to the Commission's impact assessment, energy system costs would hardly increase even with more ambitious objectives. In addition, creating an appropriate framework would also enable positive developments in investment, exports, and employment. The German federal government should continue its commitment to an ambitious European policy to reduce greenhouse gas emissions, to increase the use of renewable energies, and to boost energy efficiency.
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In: Economics of Energy & Environmental Policy, Band 3, Heft 2
Damit die Europäische Union ihre selbstgesteckten Energie- und Klimaziele erreichen kann, sind umfangreiche Investitionen in die Stromerzeugung, die Strom- und Erdgasinfrastruktur sowie in die Energieeffizienz notwendig. Eine zentrale Bedeutung kommt dabei dem Stromsektor zu. Dieser DIW Wochenbericht liefert einen Überblick über verschiedene Kostenschätzungen des Investitionsbedarfs im Energiesektor und schätzt die zu erwartenden Gesamtkosten ab. Zur Finanzierung dieser Investitionen bedarf es der konsequenten Umsetzung der europäischen Rahmenbedingungen auf nationaler Ebene; vor allem aber sollte der Regulierungsrahmen für grenzüberschreitende Infrastrukturprojekte gestärkt werden. ; For the European Union to keep on track with its energy and climate targets, large investments are required in electricity generation, infrastructure and energy efficiency. The electricity sector takes the center stage. This article delivers an overview of several estimates of the investment requirement in the European energy sector and estimates the total required investment expenditures until 2030. To ensure the financing of these investment expenditures, further adaptation of the legal framework in the European member states is necessary; even most importantly, the regulatory framework of cross-border infrastructure projects needs to be improved.
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For the European Union to keep on track with its energy and climate targets, large investments are required in electricity generation, infrastructure and energy efficiency. The electricity sector takes the center stage. This article delivers an overview of several estimates of the investment requirement in the European energy sector and estimates the total required investment expenditures until 2030. To ensure the financing of these investment expenditures, further adaptation of the legal framework in the European member states is necessary; even most importantly, the regulatory framework of cross-border infrastructure projects needs to be improved.
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In: DIW Berlin Discussion Paper No. 1317
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Working paper
Die kommende Klimakonferenz in Paris wird einmal mehr den Handlungsbedarf zur globalen Minderung von Treibhausgasemissionen verdeutlichen, um die Auswirkungen des Klimawandels einzudämmen. Relevante globale Energieszenarien gehen oftmals noch davon aus, dass der Ausbau der Atomkraft einen Beitrag zum Klimaschutz leisten wird. Die deutlich gestiegenen Investitionskosten für neue Atomkraftwerke, zunehmende Betriebskosten, ungelöste Fragen des Rückbaus und der Endlagerung und die nach wie vor fehlende Versicherbarkeit von Atomunfällen machen die Atomenergie wirtschaftlich jedoch äußerst unattraktiv. Dementsprechend befinden sich viele Atomkonzerne in finanziellen Schwierigkeiten. Eine angebliche Renaissance der Atomenergie gibt es nicht: Die meisten der weltweit rund 400 Atomkraftwerke, die derzeit betrieben werden, sind alt und müssen nach ihrer Stilllegung zurückgebaut werden. Der Kraftwerksneubau beschränkt sich auf wenige Länder, vor allem China. Szenarioanalysen des DIW Berlin für die europäische Stromversorgung bis 2050 zeigen, dass Europa seine Klimaschutzziele bei einem deutlichen Ausbau erneuerbarer Energien auch ohne Atomkraft erreichen kann. Dank zunehmend kostengünstiger Technologien, insbesondere Windkraft und Photovoltaik, kann der zu erwartende Rückgang der Atomkraft kompensiert werden. In einem Szenario gänzlich ohne Neubauten von Atomkraftwerken stellen die erneuerbaren Energien im Jahr 2050 88 Prozent der Stromerzeugungskapazitäten dar. Atomkraft war, ist und wird keine nachhaltige Energiequelle und ist daher für eine effiziente Klimapolitik ungeeignet. Der Umbau hin zu einem verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien ist gesamtwirtschaftlich die kostengünstigere Variante. ; The upcoming Climate Change Conference in Paris will once again highlight the need for action to reduce global greenhouse gas emissions in order to mitigate climate change. The relevant global energy scenarios are often still based on the assumption that the expansion of nuclear power can contribute to climate protection. The increasing investment and operating costs of nuclear plants, the unresolved issues concerning the dismantling of plants and permanent storage of nuclear waste, and the continuing lack of insurability against nuclear accidents make nuclear power extremely unattractive from an economic perspective. As a result, many nuclear power companies are facing financial difficulties. The nuclear renaissance is a myth: the majority of the around 400 nuclear power stations currently in operation around the world are outdated and will still need to be dismantled after they have been decommissioned. The construction of new nuclear power plants is restricted to a small number of countries, predominantly China. DIW Berlin has modeled a number of scenarios to forecast European power supply up to 2050 and they show that, with a marked expansion of renewable energy sources, Europe can meet its climate targets without nuclear power. The proliferation of more cost-effective renewable energy technologies, particularly wind and solar power, can compensate for the anticipated decline in nuclear power. In a scenario that includes no new nuclear power plant construction at all, renewables account for 88 percent of powergeneration capacity. Nuclear power was, is, and will never be a sustainable energy source and is, therefore, unsuitable for an efficient climate policy. A transition to greater use of renewables is the more cost-effective option overall.
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The European Union has set out to reduce the carbon intensity of its electricity generation substantially, as defined in the European Roadmap 2050. This paper analyses the impact of foresight towards decarbonization targets on the investment decisions in the European electricity sector using a specific model developed by the authors called dynELMOD. Incorporating the climate targets makes the investment into any additional fossil capacity uneconomic from 2025 onwards, resulting in a coal and natural gas phase-out in the 2040s. Limited foresight thus results in stranded investments of fossil capacities in the 2020s. Using a CO2 budgetary approach, on the other hand, leads to an even sharper emission reduction in the early periods before 2030, reducing overall costs. We also find that renewables carry the major burden of decarbonization; nuclear power (3rd or 4th generation) is unable to compete with other fuels and will, therefore, be phased out over time.
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Power generation from lignite and hard coal was responsible for more than a quarter of German greenhouse gas emissions in 2016. Of all federal states, North Rhine-Westphalia is by far the largest carbon emitter. The Growth, Structural Change and Regional Development Commission (also known as 'Coal Commission') among others are currently debating alternative pathways toward a coal phaseout to achieve the national climate targets. The Coal Commission has been tasked with submitting specific recommendations by the end of 2018. Supported by detailed model calculations, the present study shows that a rapid reduction in coal-fired power generation nationwide and in North Rhine-Westphalia is necessary to meet the climate targets in 2030. According to the German government's climate protection plan, emissions in the energy sector must fall by about 60 percent as compared to 1990. The analysis also shows that a German phaseout promotes decarbonization and the expansion of renewable energies throughout Europe. And in North Rhine-Westphalia, a rapid coal phaseout will be necessary to meet the climate protection targets. All lignite power plants and many plants that run on hard coal could be shut down by 2030. The phaseout of lignite mining in NRW could be designed such that surface mine Garzweiler II would no longer engulf any villages; the forest in the Hambach surface mine that is worth conserving would also be saved.
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Die Stromerzeugung aus Braun- und Steinkohle war im Jahr 2016 für mehr als ein Viertel der deutschen Treibhausgas- Emissionen verantwortlich. Unter den Bundesländern ist Nordrhein-Westfalen der mit Abstand größte CO2-Emittent. Um die nationalen Klimaziele zu erreichen, werden daher gegenwärtig alternative Kohleausstiegspfade diskutiert, unter anderem in der Kommission 'Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung', welche bis Ende 2018 konkrete Vorschläge vorlegen soll (sogenannte 'Kohlekommission'). Gestützt auf detaillierte Modellrechnungen zeigt dieser Bericht, dass eine zügige Reduktion der Kohleverstromung in Deutschland und in Nordrhein-Westfalen notwendig ist, um die Klimaziele noch erreichen zu können - gemäß Klimaschutzplan der Bundesregierung bis 2030 eine Senkung der Emissionen im Energiesektor um gut 60 Prozent gegenüber 1990. Die Analyse zeigt auch, dass ein deutscher Kohleausstieg die Dekarbonisierung in Europa vorantreibt und den Ausbau erneuerbarer Energien in den Nachbarländern anreizen kann. Auch in Nordrhein-Westfalen ist der beschleunigte Kohleausstieg zur Erreichung der Klimaschutzziele notwendig. Sämtliche Braunkohlekraftwerke und viele Steinkohlekraftwerke können bis 2030 abgeschaltet werden. Das Auslaufen des Braunkohleabbaus in NRW kann so gestaltet werden, dass im Tagebau Garzweiler II keine zusätzlichen Ortschaften weichen müssen. Auch kann der schützenswerte Wald im Tagebau Hambach angesichts reduzierter Abbaumengen erhalten werden.
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Die Stromerzeugung aus Braun- und Steinkohle war im Jahr 2016 für mehr als ein Viertel der deutschen Treibhausgas- Emissionen verantwortlich. Unter den Bundesländern ist Nordrhein-Westfalen der mit Abstand größte CO2-Emittent. Um die nationalen Klimaziele zu erreichen, werden daher gegenwärtig alternative Kohleausstiegspfade diskutiert, unter anderem in der Kommission "Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung", welche bis Ende 2018 konkrete Vorschläge vorlegen soll (sogenannte "Kohlekommission"). Gestützt auf detaillierte Modellrechnungen zeigt dieser Bericht, dass eine zügige Reduktion der Kohleverstromung in Deutschland und in Nordrhein-Westfalen notwendig ist, um die Klimaziele noch erreichen zu können – gemäß Klimaschutzplan der Bundesregierung bis 2030 eine Senkung der Emissionen im Energiesektor um gut 60 Prozent gegenüber 1990. Die Analyse zeigt auch, dass ein deutscher Kohleausstieg die Dekarbonisierung in Europa vorantreibt und den Ausbau erneuerbarer Energien in den Nachbarländern anreizen kann. Auch in Nordrhein-Westfalen ist der beschleunigte Kohleausstieg zur Erreichung der Klimaschutzziele notwendig. Sämtliche Braunkohlekraftwerke und viele Steinkohlekraftwerke können bis 2030 abgeschaltet werden. Das Auslaufen des Braunkohleabbaus in NRW kann so gestaltet werden, dass im Tagebau Garzweiler II keine zusätzlichen Ortschaften weichen müssen. Auch kann der schützenswerte Wald im Tagebau Hambach angesichts reduzierter Abbaumengen erhalten werden.
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