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Klimaschutz und Energie
Volkswirtschaftlicher Nutzen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes
Vergleich externer Kosten der Stromerzeugung - Ergebnisse einer Studie
Umwelt Nr. 4/2002
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit

Z II / UBA - Verschiedene Untersuchungen der letzen 15 Jahre zeigen, dass die externen Kosten der Stromerzeugung aus regenerativen Energiequellen erheblich niedriger sind als die externen Kosten der konventionellen Stromerzeugung, die in der Regel durch den Einsatz regenerativer Energiequellen substituiert werden. Unter externen Kosten versteht man hier insbesondere die Kosten der durch Luftschadstoffe verursachten Umweltschäden sowie der Klimafolgeschäden. Vor diesem Hintergrund sind die Regelungen des am 1. April 2000 in Kraft getretenen Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) und insbesondere die dort verankerte Vergütung zu bewerten.

Ansätze des Gutachtens
Das EEG leistet - neben einer Vorrangregelung zur Einspeisung in das Stromnetz, geeigneten Rahmenbedingungen für Investoren und einem bundesweiten Verteilungsmechanismus für die Kosten - auch einen Beitrag zur Berücksichtigung der externen Effekte der Stromerzeugung. Es schafft tendenziell einen Ausgleich für die nicht berücksichtigte Differenz der Verschiedenen Energiequellen (konventionell und regenerativ) bei den externen Kosten, ohne diese Differenz im Einzelnen zu quantifizieren. 

Auch im Zusammenhang mit Beihilfen werden externe Effekte der Stromgewinnung zunehmend einbezogen: So zielt auch der im Jahr 2001 verabschiedete Gemeinschaftsrahmen für staatliche Umweltschutzbeihilfen der EU auf eine Berücksichtigung externer Kosten. Danach können zur Förderung regenerativer Energiequellen Ausgleichszahlungen bis zu einer Höhe von fünf Cent/kWh als Ausgleich für die Differenz in den externen Kosten zwischen der Stromerzeugung aus regenerativen Energiequellen und aus konventionellen Energieträgern als zulässig angesehen werden., wenn eine entsprechende Differenz nachgewiesen werden kann. Auch wenn die Begrenzung auf maximal fünf Cent/kWh willkürlich erscheint, trifft die Begründung der Einbeziehung externer Kosten doch den Kern des Problems. 

Vor dem Hintergrund beider Ansätze stellt sich die Frage, wie hoch die Differenz der externen Kosten zwischen der Stromerzeugung aus verschiedenen regenerativen Energiequellen und er substituierten Stromerzeugung aus konventionellen Energieträgern tatsächlich ist. Das im Auftrag des Bundesumweltministeriums und des Umweltbundesamtes von Prof. Dr. Hohmeyer von der Universität Flensburg erarbeitete Gutachten "Vergleich externer Kosten der Stromerzeugung in Bezug auf das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)" versucht diese Frage zu beantworten und die Differenzen zu begründen.

Wesentliche Ergebnisse
Der Gutachter definiert dazu sowohl zum in Hinblick auf den anthropogenen Treibhauseffekt und dessen Folgeschäden als auch im Hinblick auf die Luftschadstoffemissionen drei Referenzsysteme für die substituierte konventionelle Stromerzeugung. Dann werden die vorliegenden wichtigsten Schätzungen der Schadens- und beim Treibhauseffekt auch der Vermeidungskosten diskutiert.

Nach der Nettoanalyse der externen Kosten sowohl des anthropogenen Treibhauseffekts als auch der Luftschadstoffemissionen kommt der Gutachter zu dem Ergebnis, daß die netto vermeidbaren externen Kosten heute zwischen 2,4 und 19,9 Cent/kWh liegen, wobei sich die eingesparten externen Kosten zwischen den verschiedenen regenerativen Energiequellen wenig unterscheiden. Der Mittelwert für die eingesparten gesamtwirtschaftlichen Kosten liegt nach den Berechnungen des Gutachters heute (Strommix 1998, sog. Szenario "R98") bei rund 14 Cent/kWh. Damit liegt dieser Wert deutlich über den Einspeisevergütungen für Wasserkraft (2002: 7,67 Cent/kWh bis 500 kW Leistung; 9,1 Cent pro kWh bis 5 MW Leistung; 8,6 Cent pro kWh bis 20 MW Leistung) dagegen deutlich unter denen für Photovoltaik (2002: 48,1 Cent/kWh).

Der Gutachter untersucht ferner, wie sich der externe Nutzen der erneuerbaren Energie bis zum Jahr 2010 entwickeln könnte unter der Annahme, dass bis dahin ein maximal möglicher Beitrag von Erdgas eingesetzt wird, da Erdgas innerhalb der fossilen Energieträger die spezifisch geringsten externen Kosten aufweist. Im so. "Szenario K 2010 M" kommt er zu dem Ergebnis, daß dann der Mittelwert der durch die Nutzung erneuerbarer Energien eingesparten gesamtwirtschaftlichen Kosten bei rund neun Cent/kWh liegt. 

Die hohe Einspeisevergütung für Photovoltaik kann nach Ansicht des Gutachters zwar nicht allein aus ihrem jetzigen externen Nutzen, jedoch aus Gründen der Ressourcenschonung und Technologiepolitik gerechtfertigt werden. Die Vergütungen für Wasser, Wind und Biomasse nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz sowie die Deckelung des Gemeinschaftsrahmens der EU hält der Gutachter in diesem Licht und auch im Hinblick auf eine nachhaltige Umwelt- und Energiepolitik für entwicklungs- und korrekturbedürftig, da der volkswirtschaftliche Nutzen der erneuerbaren Energien in beiden Fällen noch nicht genügend zur Geltung kommt. Die Analyse zeigt jedenfalls, dass die heutige Förderung von erneuerbaren Energien auch unter dem Gesichtspunkt der externen Effekte der Energieversorgung gerechtfertigt ist.

Weitere Forderungen des Gutachters sind:

  • 1. die Schließung von Wissenslücken in der Analyse der externen Kosten der konventionellen Stromerzeugung und der regenerativen Energiequellen.
  • 2. Die regelmäßige Aktualisierung der Abschätzung der externen Kosten auf der Basis der jeweils neuesten Informationen zum stand von der Wissenschaft und Technik, wobei insbesondere die Quantifizierung der Folgen von Klimaänderungen verbessert werden sollte (Bsp.: Sachstandsbericht des IPCC).
  • 3. Die Etablierung einer Standardprozedur zur Feststellung des aktuellen Standes der externen Kosten der Energieerzeugung und deren internationale Bekanntmachung und Anmeldung bei der EU
  • 4. Die regelmäßige internationale Veröffentlichung der erarbeiteten aktuellen Analyseergebnisse in der Fachliteratur. 


Mittelwerte der durch den Einsatz regenerativer Energiequellen eingesparten gesamtwirtschaftlichen Kosten der substituierten konventionellen  Stromerzeugung in €2000/kWhel
 
Energiequellen
Szenario R98
Kosten in €2000/kWhel
Wind 0,145
Photovoltaik, Dach 0,138
Photovoltaik, Fassade 0,139
Biomasse 0,137


Szenario K2010M
Wasserkraft 0,092
Wind 0,092
Photovoltaik, Dach 0,088
Photovoltaik, Fassade 0,088
Biomasse 0,086

Vergleich mit den Einspeisevergütungen nach EEG

Die Tabelle zeigt deutlich, daß die heute durchschnittlich durch die Nutzung regenerativer Energiequellen eingesparten gesamtwirtschaftlichen Kosten deutlich über den Einspeisevergütungen für Wasserkraft (6,65 - 7,67 Cent/kWh), Wind (6,1 - 9 Cent/kWh) und Biomasse (8,6 - 10,1 Cent/kWh) liegen. Dagegen liegt die Vergütung von 48,1 Cent/kWh für die Photovoltaik deutlich über dem Durchschnittswert aus der Tabelle. 

Die beiden in der Tabelle genannten Szenarien unterscheiden sich folgender maßen: "Szenario R98" geht vom Strommix 1998 aus, während beim "Szenario K2010" angenommen wurde, daß bis zum Jahr 2010 ein maximal möglicher Beitrag an Erdgas eingesetzt wird. Die Differenz der externen Kosten zwischen erneuerbaren Energien und dem dann angenommenen Energiemix ist geringer  (rund 9 Cent/kWh), da Erdgas geringere externe Kosten aufweist als andere fossile Energieträger. Auch für diesen Fall liegt die heutige Vergütung nach dem EEG - mit Ausnahme des Solarstroms noch unter den durch den Einsatz der erneuerbaren Energien vermiedenen externen Kosten.

Im Fall der fotovoltaischen Stromerzeugung ist das Gutachten zusätzlich der Frage nachgegangen, ob die über einen begrenzten Zeitraum gezahlte sehr hohe Einspeisevergütung nach dem EEG aus ressourcentheoretischer Sicht zu rechtfertigen ist. Auf Grund des bestehenden Charakters von Energie als nicht beliebig substituierbarem Produktionsinput und der Anforderung einer nachhaltigen Entwicklung, daß mit Hilfe sogenannter Backstop-Technologien auf der Basis erneuerbarer Energiequellen der Ressourcenkapitalstock im Energiebereich funktional konstant erhalten werden muß, ergibt sich, daß die Ressourcenrenten aus der Nutzung nicht erneuerbarer Energiequellen vollständig in der Entwicklung und den Ausbau von sog. Backstop-Technologien investiert werden müssen. Dieses Gebot gilt besonders für Technologien zur direkten Nutzung der Solarenergie mit langfristig besonders hohen Potentialen. 

Die derzeitige Vergütungshöhe für die photovoltaische Stromerzeugung ist daher im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung zielführend und unbedenklich. 

Das Gutachten "Vergleich externer Kosten der Stromerzeugung in Bezug auf das Erneuerbare-Energien-Gesetz", Autor: Prof. Dr. Olav Homeyer, ist in Kürze in der Reihe "Texte" des Umweltbundesamtes erhältlich sowie herunterzuladen von www.bmu.de und www.uba.de

Umwelt Nr. 4/2002
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit


Replik:
Der Hinweis auf „verschiedene Untersuchungen“ in der Vergangenheit, welche zeigen, daß externe Kosten der regenerativen Stromerzeugung „erheblich niedriger“ als die der konventionellen sind, sollte für den Autor ein Grund zum Weiterforschen sein, für den Leser jedoch nicht unbedingt der Nachweis dafür, daß das Gutachten, als bundesamtlich zusammenfassendes Ergebnis publiziert, auch unbedingt stimmig ist. Weshalb nicht?  

1. Der zweite Teil des Satzes mit der Behauptung, daß konventionelle Stromerzeugung „in der Regel“ durch den Einsatz regenerativer Energiequellen substituiert wird, hinterläßt erhebliche Zweifel. Für die angebliche Substitution gibt es bisher weder ein Meßverfahren noch eine Meßpraxis. Größere in das 110 kV-Hochspannungsnetz speisende Windkraftanlagen substituieren im Kraftwerksparallelbetrieb zwar Brennstoffe, mangels Kontinuität aber nicht in Betrieb befindliche Kraftwerke. Somit bleibt offen, was der Autor unter Substitution der „konventionellen Stromerzeugung“ versteht. Und Solaranlagen nach dem 100.000 Dächer-Programm, welche im Netzparallelbetrieb in die Niederspannungsleitungen der Endverbraucher speisen, produzieren durch lokale Spannungsanhebungen additiven, also zusätzlichen Stromverbrauch und keinen alternativen und somit auch keine Ressourceneinsparungen. Niederspannungsverteiler- und -verbrauchernetze sind weder für beliebig viele Fremdeinspeiser an beliebigen Stellen berechnet noch konstruiert und Wirtschaftswissenschaftler, welche mit dem Hintergrund einer „Substitutions-Prämisse“ ein regierungsamtliches Gutachten anfertigen, dokumentieren ihre Unkenntnis über elektrotechnische Zusammenhänge bei Erzeugung und Verteilung der elektrischen Energie. 

2. Der genaue Umfang der Substitution konventioneller Brennstoffe durch regenerative wird von elektrischen Versorgungsunternehmen (EVU) meßtechnisch nicht erfaßt – weithin sichtbar ist jedoch das Gegenteil: Abertausende regenerative Generatoren diverser Art, gespeist von Sonne, Wind und Bio sind mit ihren „ökologischen“ Umweltbelastungen hinzugekommen. Weil alle diese Stromerzeuger ohne ein aus konventionellen Kraftwerken gespeistes, lebensfähiges Netz selbst nicht lebensfähig  wären, also nicht funktionieren würden, nennt man sie additive Anlagen. Elektrotechniker bezeichnen sie – weniger im Schrifttum, mehr im Jargon - auch als parasitäre Stromerzeuger. Daher sind richtigerweise deren externe Kosten denjenigen der konventionellen Energieerzeugung und –verteilung hinzuzurechnen und nicht gegenüber zu stellen. 

3. Zunehmend mit ihrer Anzahl werden unstetige, mit schwankenden und aussetzenden Leistungen arbeitende Netzeinspeisungen aus erneuerbaren Energiequellen von konventionellen Kraftwerken als sogenannte negative Lasten wahrgenommen und müssen von ihnen bei Flaute oder Sonnenmangel kompensiert werden. Weil das Netz keine Speicherfähigkeit aufweist, werden konventionelle Kraftwerke im Dauerbetrieb für Ausfälle der regenerativen Stromerzeuger als „Speicher“ mißbraucht, müssen also im ineffizienten Parallelbetrieb bzw. im Regelbetrieb weiterlaufen und können nicht einfach abgeschaltet werden. Je mehr diskontinuierlich arbeitende EEG-Anlagen einspeisen, um so unverzichtbarer werden konventionelle Kraftwerke für die Versorgungsqualität. Schwankendes Verhalten von positiven Lasten, den Endverbrauchern, ist den Kraftwerkern seit langem bekannt und sie können ihre Maschinen anhand ihrer für jeden Netzbereich bekannten Lastganglinien entsprechend optimieren und steuern. „Windganglinien“ orientieren sich nicht am Verbraucherverhalten und zerstören das wirtschaftlich und technisch vorgenommene Optimum des Kraftwerkseinsatzes und produzieren daher zusätzliche Verluste - einhergehend mit steigenden externen Kosten für die Allgemeinheit.

4. Es gilt zu bedenken, ob die von Windkraftanlagen im Hochspannungsnetz getätigten, aber nicht nachgewiesenen Brennstoff-Substitutionen durch andere schwerwiegende Folgeerscheinungen nicht wieder aufgefressen werden und darauf aufbauende Berechnungen externer Kosten daher zu einem fehlerhaften Ergebnis führen. So gilt z.B. die Versorgungsqualität als Oberbegriff für Zuverlässigkeit und Spannungskonstanz. Elektrische Energie muß jederzeit bereit stehen und Spannung und Frequenz an Steckdosen müssen stimmen. Gerade diese, durch Kraftwerks- und Leitungsredundanzen gewonnenen Versorgungsqualitäten auf der Hochspannungsebne ziehen einen beträchtlichen Aufwand mit der Folge von erheblichen externen, aber nicht vermeidbaren Kosten hinter sich her. Windkraft- und andere EEG-Anlagen im großen Stil mindern aber die vorhandene Versorgungsqualität für die Masse der Strombezieher. Wird dem Endverbraucher seine gewohnte Stromversorgungsqualität genommen, wird er zwangsläufig weitere externe Kosten in Kauf nehmen (müssen), um den herkömmlichen Standard beizubehalten. Beispielhaft wäre die millionenfache Anwendung von USV-Anlagen bei Endverbrauchern. Unterbrechungsfreie Stromversorgungsanlagen bestehen im allgemeinen aus einem Ladegleichrichter, einer Speicherbatterie und dem Wechselrichter für den Geräteantrieb. Je nach Batteriegröße können sie einen Stromausfall mehrere Minuten bis Stunden abpuffern. Die elektrotechnische Industrie ist für diesen Wachstumsschub längst vorbereitet. Erneuerbare Energien und dezentrale Stromversorgungen für Millionen von Einzelanwendern präsentieren sich nicht als Umweltmodelle, sondern als Geschäftsmodelle. Mit den daraus resultierenden  Folgeerscheinungen schaffen sie zunehmenden Ressourcenverbrauch plus externe Kosten in anderen als fossilen Bereichen. Wissenschaftliche Untersuchungen sollten daher sinnvollerweise auch gegenläufige Aspekte - steigende externe Kosten durch Verlust von Versorgungsqualitäten kontra einem möglichen Gewinn durch Brennstoffsubstitutionen - bedenken. 

5. Genau so mangelhaft wie Substitutionstheorien sind Klimafolgeschäden naturwissenschaftlich definiert und nachgewiesen. Darauf basierende Berechnungen auf „Euro und Cent“ samt einer daraus hergeleiteten positiven Bewertung für das Erneuerbare-Energien- Gesetz dienen allenfalls der politischen Selbstdarstellung des Auftraggebers - nicht aber dem volkswirtschaftlichen Nutzen, wie der Titel des Gutachtens meint. Die mit „Luftschadstoffen“ und „Klimafolgeschäden“ formulierte einseitige Hervorhebung externer Kosten stellt allenfalls klar, daß der Gutachter bemüht war, sich auf die Substitution der fossilen Energieerzeugung zu beschränken und die nukleare zu vernachlässigen. Obige amtliche Zusammenfassung läßt insofern offen, ob externe Kosten der nuklearen Energieerzeugung überhaupt einbezogen sind. 

6. Unseriös ist die Gegenüberstellung von externen Kosten einer Kilowattstunde aus der marginalen 2 - 3prozentigen regenerativen Stromproduktion gegenüber derjenigen, welche aus dem Betrieb für das gesamte elektrische Versorgungssystem stammt. Soll der geneigte Leser wirklich glauben, daß es z.B. mit einer Ausdehnung der Windenergie auf das mehrfache des gegenwärtigen Standes wirklich nicht auch eine Ausdehnung von externen Kosten geben wird? Man bedenke lediglich den für den Offshore-Energiegewinn notwendigen Ausbau des synchronen 380 kV-Verbundnetzes bis weit ins Binnenland hinein, um die zeitweise produzierten elektrischen Leistungen überhaupt abführen zu können. 

7. Der vom Bundesumweltministerium beauftragte Gutachter macht sich durch Analysen berühmt, welche offenbar mehr dem Auftraggeber und weniger der Sache dienen. So hatte sich der selbe Autor z.B. bereits in einem von Greenpeace in Auftrag gegebenem Atomausstiegs-Gutachten bekannt gemacht. Die Nordwest-Zeitung berichtete in ihrer Druckausgabe vom 14.4.2000:

»Wind statt Atom: Stade. Bei einem kurzfristigen Ausstieg aus der Atomenergie könnten in Stade mehr Arbeitsplätze entstehen als in dem Atomkraftwerk derzeit sind. Diese Auffassung hat Professor Olav Homeyer (Uni Flensburg) vertreten. Er ist Autor einer im Auftrag von Greenpeace erstellten Studie über die Folgen und Chancen des Atomausstiegs. Stade eigne sich hervorragend als Standort für eine Windkraftanlagen-Fabrik, in der bis zu 1.000 Arbeitsplätze entstehen könnten, meinte Hohmeyer. Im Atomkraftwerk seien derzeit 350 Menschen beschäftigt.«

Wirtschaftswissenschaftler, die Arbeitsplätze in der Kernenergie mit denen in der Windenergie einfach aufrechnen, machen sich unglaubwürdig. Unabhängig von der persönlichen Einstellung zur Kernenergie gilt es festzuhalten: Ihr Einsatz in der Stromerzeugung ist immer noch mit dem höchsten Gewinn an Energie- und Leistungsdichte für die Netzeinspeisung verbunden. Windenergie gehört zu den Quellen mit den niedrigsten dieser physikalischen Größen. Wer Arbeitsplätze volkswirtschaftlich sinnvoll miteinander vergleicht, sollte das anhand der Arbeitsplatz-Produktivität tun und nicht anhand der vorgefundenen Anzahl in diversen Unternehmen der Energiebranche. Brauchbare Arbeitsplatzproduktivitäten erhält man als Quotient der produzierten Kilowattstunden pro Arbeitsplatz. Es sollte niemand verwundern, daß aufgrund der hohen Energie- und Leistungsdichten von Kern- und fossilen Energien die Arbeitsplätze in der nuklearen und fossilen Energiegewinnung samt jahrelanger wirtschaftlicher Optimierung die höchsten Produktivitäten bringen, also die meisten Kilowattstunden pro Arbeitsplatz. Das sollte auch bei der Ermittlung von externen Kosten in Bezug auf das EEG nicht übersehen werden. Schließlich verursachen relativ unproduktive Arbeitsplätze auch relativ hohe externe Kosten in der Energieerzeugung. Das dürfte insbesondere für Arbeitsplätze in der stark euphorisierten Photovoltaik mit der physikalisch geringsten Energie- und Leistungsdichte gelten, bei denen, um es produktiv zu formulieren, auch der größte externe Aufwand pro Kilowattstunde erforderlich ist – sofern man nicht geneigt ist, seine Vorstellungen auf die Kosten der durch „Luftschadstoffe verursachten Umweltschäden“ sowie auf „Klimafolgeschäden“ zu beschränken. Die hohe Einspeisevergütung für Solarstrom ist der überdeutliche Beleg für externe Kosten. Sie wird von der Allgemeinheit nur deshalb nicht kritisiert, weil der geringe Anteil der Solarenergie im Netz von ihr faktisch nicht wahrgenommen wird. Wenn der Gutachter jedoch meint, „die derzeitige Vergütungshöhe für die photovoltaische Stromerzeugung ist daher im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung zielführend und unbedenklich“, dann sollte dem entgegnet werden, daß es eine nachhaltige Entwicklung in unserer Gesellschaft nur dann gibt, wenn die benötigte Energie einerseits ausreichend und verläßlich und andererseits mit dem geringsten Arbeits- und Materialaufwand, also auch mit optimierten externen Kosten bereit gestellt wird. 

Fazit:
Wer die regenerative Energieerzeugung und –verteilung realistisch betrachtet, dürfte unschwer zu der Feststellung kommen, daß sie ohne die konventionelle überhaupt nicht durchführbar wäre. Welcher Verbraucher ist bereit, sich dem „solaren Zeitalter“ zu stellen, wo es nur Strom bei Sonne, Wind und Bio gibt? Leute, welche die Energieerzeugung des „solaren Zeitalters“ als energetisch führend anpeilen, sollten demanch im Umkehrschluß den konventionellen, aber unverzichtbaren Kraftwerkspark mit all seinen Auswirkungen als „externe Kosten“ der regenerativen Stromgewinnung feststellen. Bleiben wir lieber bei der Realität: Regenerative Energieerzeuger der Gegenwart werden aufgrund physikalischer Gegebenheiten (mangelnde Energie- und Leistungsdichten), den daraus resultierenden immensen Flächenbedarf und des daraus wiederum erwachsenden Widerstandes in der Bevölkerung niemals in der Lage sein, autark die elektrische Teil- oder Vollversorgung unserer Gesellschaft zu übernehmen. Daher sind sie im Netz mit konventionellen Energieträgern nicht vergleichenderweise gegenüberzustellen sondern statt dessen zu den bereits vorhandenen als neu hinzukommende externe Kosten in unserer herkömmlichen Energiegewinnung zu zählen. 

Den abschließenden Forderungen des Gutchters "Schließung von Wissenslücken in der Analyse der externen Kosten der konventionellen Stromerzeugung und der regenerativen Energiequellen" sowie die "regelmäßige Aktualisierung der Abschätzung der externen Kosten auf der Basis der jeweils neuesten Informationen zum Stand von der Wissenschaft und Technik" - kann man sich unbedingt anschließen. 
wh

07.05.2002http://WilfriedHeck.tripod.com