Projekt SeEiS - Substitutionseffekte erneuerbarer Energien im Stromsektor : Modellierung der Substitutionseffekte erneuerbarer Energien im deutschen und europäischen Stromsektor und ihrer Auswirkungen auf die Emissionsbilanzierung erneuerbarer Energieträger : Teilbericht: Methodik und Datengrundlage / von Robert Kunze, Hannes Miehling (Energy Systems Analysis Associates - ESA² GmbH, Dresden), Carl-Philipp Anke, Constantin Dierstein, Fabian Hinz, Theresa Ladwig, Dominik Möst, Steffi Schreiber (Technische Universität Dresden), Armin Ardone (Karlsruher Institut für Technologie), Martin Jakob, Ulrich Reiter (TEP Energy GmbH, Zürich) ; im Auftrag des Umweltbundesamtes ; Redaktion: Fachgebiet V 1.5 Energiedaten, Geschäftsstelle der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) - Fabian Sandau, Dr. Thomas Lauf

Abstract

Das Umweltbundesamt erstellt seit 2007 eine regelmäßig fortgeschriebene Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger [UBA_2018], welche die vermiedenen Treibhausgas- und Luftschadstoffemissionen durch den Einsatz erneuerbarer Energien (EE) in Deutschland in den Sektoren Strom, Wärme und Verkehr ausweist. Ziel des Forschungsvorhabens „Substitutionseffekte erneuerbarer Energien im Stromsektor“ (SeEiS) ist die Weiterentwicklung der Methodik zur Quantifizierung der verdrängten konventionellen Stromerzeugung durch die deutsche EE-Stromerzeugung. Im Hinblick auf die zunehmende Vernetzung des europäischen Strommarkts wird insbesondere untersucht, in welchem Ausmaß die wachsende EE-Einspeisung in Deutschland den Einsatz konventioneller Kraftwerke im Ausland beeinflusst. Diese Effekte sind bei der Emissionsbilanzierung adäquat zu berücksichtigen. Im vorliegenden Bericht werden die angewandte Methodik und die verwendete Datengrundlage im SeEiS-Projekt vorgestellt. Um die Substitutionseffekte zu ermitteln, wird die reale Entwicklung des europäischen Stromerzeugungssektors einem kontrafaktischen Entwicklungspfad vergleichend gegenübergestellt, welcher keine EE im deutschen Strommix beinhaltet. Für letzteren Fall wird mithilfe des europäischen Strommarktmodells ELTRAMOD zunächst ein plausibler hypothetischer deutscher Kraftwerkspark ohne EE-Technologien bestimmt. Anschließend wird der europaweite Kraftwerkseinsatz für den realen und den kontrafaktischen Fall in stündlicher Auflösung modellgestützt berechnet. Aus den Unterschieden zwischen dem realen und dem kontrafaktischen Kraftwerkseinsatz werden die Substitutionseffekte durch die deutsche EE-Stromerzeugung abgeleitet.

Since 2007, the Federal Environment Agency has been compiling a regularly updated balance of emissions avoided by German renewable energy sources (RES) for the sectors electricity, heat and transport. The aim of the SeEiS research project is to further develop the methodology for quantifying the substitution of conventional electricity generation by RES. With regard to the increasing interconnectedness of the European electricity market, the extent to which the growing RES feed-in in the German electricity grid influences the conventional electricity generation abroad will be examined. These effects must be adequately taken into account in the emission balance. This report presents the methodology applied and the data basis used in the SeEiS project. The quantification of the substitution effects is based on a comparison of the real development of the European electricity sector with a plausible counterfactual development path without German RES generation. In the latter case, the European electricity market model ELTRAMOD is applied to determine a hypothetical power plant portfolio without German RES. Subsequently, the European power plant dispatch for the real and the counterfactual case is calculated in an hourly resolution. From the differences between the real and the counterfactual power plant dispatch, the substitution effects of the German RES generation are derived.