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franziska-eberlin
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WP = Wärmepumpe KWK = Strom („Kraft“) – Wärmekopplung
Anforderungen an einen
Wärmepumpentarif zur Überwindung diskriminierender Steuern
und Abgaben
beim thermodynamisch optimierten Heizen
Dr. Gerhard LutherUniversität des Saarlandes, FSt. Zukunftsenergie
c/o Technische Physik – Bau E26D-66041 Saarbrücken
EU - Germany
Tel.: (49) 0681/ 302-2737; Fax /302-4676 e-mail: [email protected] [email protected]
Homepage: http://www.uni-saarland.de/fak7/fze
DPG2011_AKE10.3
0. Wie man aus Erdgas Wärme machen kann .1 Die Rolle des Erdgases bei der Wärmeerzeugung .2 Effizienzvergleich verschiedener Techniken zur Wärmeerzeugung
1. Staatliche Belastung der Elektrizität .1 Belastung Haushaltsstrom (Tarifstrom) .2 Belastung Sondervertragskunden (Speicherheizung, Wärmepumpe) .3 Preisstruktur Wärmepumpen-Strom 2. Rückwälzung der Steuern und Abgaben auf die eingesetzte kWh Erdgas .1 Belastung und Preisstruktur Heizgas für Kessel .2 Subventionen und Preisstruktur Heizgas für dezentrale KWK-Anlagen .3 Rückgewälzte Belastung beim WP-Einsatz .4 Vergleich und erboster Kommentar
3. Wärmepumpentarif ohne Diskriminierung .1 Grundforderung .2 Ausgestaltung 4. Warum der WP-Tarif den Staat überhaupt nichts kostet
WP-Tarif ohne Behinderung im Vergleich zu Heizkessel oder KWK
Wie man aus
Erdgas Wärme und Strom machen kann
0.
0.1 Die Rolle des Erdgases bei der Wärmeerzeugung
0.2 Effizienzvergleich verschiedener Techniken zur Wärmeerzeugung
Quelle und ausführlichere Darstellung von Absatz 0.2 in DPG Elektrizitätstudie: www.dpg-physik.de/veroeffentlichung/broschueren/studien/energie_2010.pdf und in meiner Themenseite "Thermodynamisch optimiertes Heizen": http://www.uni-saarland.de/fak7/fze/ThOptHeizen.htm
ca. 50% Erdgas
Quelle:http://www.bdew.de/bdew.nsf/id/DE_Beheizungsstruktur_des_gesamten_Wohnungsbestandes/$file/10%2007%2016%20Beheizungsstruktur%20im%20Bestand%201975-2009p.pdf
0.1 Die Rolle des Erdgases
Heizöl
Aufgabe:
Moderne Erdgas- Anlagen sollen
einige bestehende alte Stromkraftwerke und
eine sehr große Zahl von alten Heizungsanlagen verdrängen.
Ziel: Thermodynamisch optimiertes Heizen
ein Hintergrund: Der deutsche Gasabsatz von insgesamt 925 TWh wurde 2007 zu 11,5 % zur Verstromung in Kraftwerken und
zu 27 % meist zu Heizzwecken in den Haushalten eingesetzt. Veranschaulichung:
250 TWh Heizwärme entspricht {Faktor 0.6) ca. 150 TWh Strom
Gesamte Stromerzeugung in DE: ca. 600 TWh
{Strom aus GuD und Wärme aus Brennwertkessel} und „Hocheffizienkriterien“ für KWK
Fazit: „hocheffizient“ ist wohl maßlos übertrieben
Speicher: KWK-Vergleich_eta_GUD_BK_WP.xls; Blatt „allgemein“
0.2 EffizienzVergleich
Strom und Wärme bei Gaseinsatz = 1
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40
Wärme
Str
om
E_GuD
E10
E_heff
GuD und Brennwertkessel
Hocheffizienz-Grenzenfür MikroKWK und KWK
Gaseinsatz: Q = 1.0
BK εth
GuD___ εel
{Strom aus GuD und Wärme aus Brennwertkessel} als Referenz zur Beurteilung der KWK
Speicher: KWK-Vergleich_eta_GUD_BK_WP.xls; Blatt „allgemein“
Strom und Wärme bei Gaseinsatz = 1
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40
Wärme
Str
om
E_GuDEGuD+
EGuD-
GuD und Brennwertkessel
Gaseinsatz: Q = 1.0
εel
εth
BK
GuD__
_
εth
el
f =110%f =90%
Strom und Wärme bei Gaseinsatz = 1.0
0.2 EffizienzVergleich
f = QReferenz /QTest = Mehrverbrauch der
getrennten Erzeugung (als Referenz) gegen- über dem zu untersuchenden Testobjekt
Wärmeversorger mit KWK –Anlage
Versorger:
Spitzenkessel:
Wärme
Strom
KWK
im Spitzenstrom-
Betrieb
KWK-Anlage:
im KWK-Betrieb
xSK
xKWK
Q0V
Erdgas
xSE
Paradefall:
Die KWK – Scheibe
Wärmeversorger mit KWK –Anlage
Versorger:
Spitzenkessel
Wärme
Strom
KWK
im Spitzenstrom-
Betrieb
KWK-Anlage:
im KWK-Betrieb
xSK
xKWK
Q0V
Erdgas
xSE
Wärmespitze:
Zusatzstrom:
thV
elV
KWK
Strom und gesamte Endenergie
Speicher: KWK-Vergleich_eta_GUD_BK_WP.xls; Blatt „allg_ges“
Es ist praktisch, statt εth als Abszisse εgesamt = εth + εel zu wählen.
Erzeugung von Strom und Wärme
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20gesamte Endenergie: Wärme und Strom
Str
om
: G
uD
bzw
. V
ers
org
er
E_GuD EGuD+
B2 B2
B4 B4
B5 B5
B6 B6
B7 B7
B8 B8
EGuD-
GuD + BrennwertKessel
Paradefall: kleine SymboleGesamter KWK-Versorger: Große Symbole
Gaseinsatz: Q = 1
εel
εgesε_gesamt
Große Symbole: Beispiel für KWK-Versorger mit 10% Spitzenanteile: XSK= 0.1, und XSE= 0,1
f =1.1 f =0.9
Dezentrale Wärmepumpe und zentrale GuD-Anlage
System:
Wärmepumpe:
Wärme
Strom
GuD-Anlage: xK
Q0
Erdgas
Strom für WP:
Strom:
th
el
K_WP
GuD xGuD
hier: Beispiel für KWK-Versorger mit 10% Spitzenanteile: XSK= 0.1; XSE= 0.1
Strom und gesamte Endenergie
neu: Zentrales GuD speist auch Wärmepumpe mit JAZ=4
Speicher: KWK-Vergleich_eta_GUD_BK_WP.xls; Blatt „allg_ges“
Erzeugung von Strom und Wärme
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20gesamte Endenergie: Wärme und Strom
Str
om
: G
uD
bzw
. V
ers
org
er E_GuD1 E_GuD
B2 B2B4 B4
B5 B5B6 B6B7 B7B8 B8
EGuD1- EGuD-EGuD+
GuD + BrennwertKessel
GuD versorgt auch WP
Paradefall: kleine SymboleGesamter KWK-Versorger: Große Symbole
Gaseinsatz: Q = 1
εel
εges
f = 90%
f = 90%
f = 110%
Kann optimale KWK die Effizienz eines GuD-WP- Systems je erreichen?
3.14
Speicher: KWK-Vergleich_eta_GUD_BK_WP.xls; Blatt „allg_ges“
Große Symbole: Beispiel für KWK-Versorger mit 10% Spitzenanteile: XSK= 0.1, und XSE= 0,1
Kann eine optimale KWK die Effizienz der WP erreichen?
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10
gesamte Endenergie: Wärme und Strom
Str
om
: G
uD
bzw. V
erso
rger
E_GuD1 E_GuDB2 B2B4 B4B5 B5B6 B6B7 B7B8 B8EGuD1-
GuD + BrennwertKessel
GuD versorgt auch WP
Paradefall: kleine Symbole
Gaseinsatz: Q = 1
zentral
dezentral
f=0.9
εel
εgesamt
Eine schlichte Überlegung:
•mit Erdgas wird in Deutschland überwiegend geheizt ca. 50% Anteil im Gebäudebestand
•{GuD und WP} erzeugen am effizientesten Heizwärme
Faktor >= 2 besser als Brennwertkessel Faktor bis zu 2 besser als KWK
• daraus folgt: ??
Warum setzt sich die el. Wärmepumpe nur so langsam durch ?
it‘s the economy, stupid ! ?
es sind tatsächlich:
diskriminierende Steuern und Abgaben
0. Wie man aus Erdgas Wärme machen kann .1 Die Rolle des Erdgases bei der Wärmeerzeugung .2 Effizienzvergleich verschiedener Techniken zur Wärmeerzeugung
1. Staatliche Belastung der Elektrizität .1 Belastung Haushaltsstrom (Tarifstrom) .2 Belastung Sondervertragskunden (Speicherheizung, Wärmepumpe) .3 Preisstruktur Wärmepumpen-Strom 2. Rückwälzung der Steuern und Abgaben auf die eingesetzte kWh Erdgas .1 Belastung und Preisstruktur Heizgas für Kessel .2 Subventionen und Preisstruktur Heizgas für dezentrale KWK-Anlagen .3 Rückgewälzte Belastung beim WP-Einsatz
3. Wärmepumpentarif ohne Diskriminierung .1 Grundforderung .2 Ausgestaltung 4. Wieso der WP-Tarif den Staat überhaupt nichts kostet
WP-Tarif ohne Behinderung im Vergleich zu Heizkessel oder KWK
Steuer/ Abgabe
ohne- MWSt
mit MWSt
Bezugs-jahr Zitat
EEG Abgabe 3,53 4,20 [ct/kWh] 2011 ÜNB 2010
KWK Abgabe 0,03 0,04 [ct/kWh] 2011 ÜNB 2010
Ökosteuer (=Stromsteuer)
2,05 2,44 [ct/kWh] 2011 StromStG, §3
Konzessionsabgabe 1,79 2,13 [ct/kWh] 2010 Prof.Alt: HilfsBlatt116
CO2-Zertifikat e bei GuD, ca. 0.5 EUA/MWh 0,75 0,89 [ct/kWh] Annahme Rechenwert
Summe 8,15 9,70 [ct/kWh]
Staatliche Belastung bei Abnahme von 1kWh Strom (aus GuD)
Bem.: Bei dem hocheffizienten GuD wird Erdgassteuer dem Betreiber erstattet.
Staatliche Belastung der Elektrizität
-1. Haushaltsstrom (Tarifstrom)
1.
zum Vergleich: Gesamter Strompreis (brutto) ca. 25 [ct/kWh]
-2. Sondervertragskunden (Speicherheizung, Wärmepumpe)
Steuer/ Abgabe
ohne- MWSt
mit MWSt
Bezugs-jahr Zitat
EEG Abgabe 3,53 4,20 [ct/kWh] 2011 ÜNB 2010
KWK Abgabe 0,03 0,04 [ct/kWh] 2011 ÜNB 2010
Ökosteuer (=Stromsteuer)
2,05 2,44 [ct/kWh] 2011 StromStG, §3
Konzessionsabgabe 0,11 0,13 [ct/kWh] 2010 KAV 2006, §2 Absatz 3
CO2-Zertifikate bei GuD, ca. 0.5 EUA/MWh 0,75 0,89 [ct/kWh] Annahme Rechenwert
Summe 6,47 7,70 [ct/kWh]
Summe (ohne Konzessionabgabe)
6,36 7,57 [ct/kWh]
Staatliche Belastung auf 1 kWh Sondervertrags-Strom (aus GuD)
EEG + KWKG + StromSt = 5.61 [ct/kWh] (ohne MWST.) 3.53 + 0.03 + 2.05
0.75
5.61
jetzige Preisstruktur
Wärmepumpen-Strom
-3. Struktur des Sondervertrag-Tarifes (ohne MWSt.)
Quelle: energis : Preisblatt „Strom“, Stand 2011.0101, und eigene Schätzung nach privater Mitteilung Speicher: StaatlicheBelastung-Elektrizitaet.xls
Tarif Wärmepumpen gültig ab 1.1.2011, energis GmbH (RWE-Tochter), Saarbrücken
Stromtarif für WP (aus GuD) 14,43 [ct/kWh]
Stromeinkauf EVU (geschätzt): 5,71
darin: für 0.5 EUA CO2 0,75Konzessionsabgabe 0,11
gewälztes Netzentgelt: 1,50EEG, KWK und Strom-Steuer 5,61
Verwaltung und Deckungsbeiträge 1,50
5.61
0.75
Rückwälzung der Steuern und Abgaben auf die
eingesetzte kWh Erdgas
2.
Preisstruktur Heizgas
2.1
Struktur des Heizgaspreises (Arbeitspreis, ohne MWSt.)
netto und ohne Grundpreis: -
HeizgasTarif, ab 2011.01 5,34 [ct/kWh]
Kosten Erdgasbezug: 2Erdgassteuer: 0,55
Konzessionsabgabe (KAG): 0,03Netzgebühr: 1,8
Rest für Verwaltung und Deckungsbeiträge
0,96 [ct/kWh]
Erdgasbezug (ohne Steuer) 2 [ct/kWh]
Heizgas ohne Erdgassteuer 4,79
Verteuerung durch Dezentralität: 2,40 Faktor
Quelle: energis : Preisblatt „Erdgas“, Stand 2011.0101, und eigene Schätzung nach private r Mitteilung
Struktur des Heizgaspreises (Endpreis, ohne MWSt.)
Quelle: energis : Preisblatt „Erdgas“, Stand 2011.0101, und eigene Schätzung nach private r Mitteilung Speicher: StaatlicheBelastung-Elektrizitaet.xls
Tarif Heizgas-Sondervereinbarung HGS: Max. Leistung: 20 kW ; Wärme: 30 [MWh/a]
netto, aber mit Grundpreis_Beitrag: 0,51
HeizgasTarif, ab 2011.01 5,85 [ct/kWh]
Kosten Erdgasbezug: 2Erdgassteuer: 0,55
Konzessionsabgabe (KAG): 0,03Netzgebühr: 1,8
Rest für Verwaltung und Deckungsbeiträge
1,47 [ct/kWh]
Erdgasbezug (ohne Steuer) 2 [ct/kWh]
Heizgas ohne Erdgassteuer 5,30
Verteuerung durch Dezentralität: 2,65 Faktor
Fazit::
• 0.55 [ct/kWh] Verteuerung (netto) des Heizgases durch Erdgassteuer dies sind ca. 10 % Aufschlag auf Preis des lokal eingesetzten und 27% Aufschlag auf Preis des zentral beschafften Erdgases
• Verteuerung ca. 2.6 fach durch die dezentrale Bereitstellung
des Erdgases als Heizgas für Haushalte.
Struktur Heizgaspreis für dezentrale KWK ohne MWSt.
Quelle: energis : Preisblatt „Erdgas“, Stand 2011.0101, und eigene Schätzung nach private r Mitteilung Speicher: StaatlicheBelastung-Elektrizitaet.xls
Tarif Heizgas-Sondervereinbarung HGS: Max. Leistung: 20 kW ; Wärme: 30 [MWh/a]
netto, aber mit Grundpreis_Beitrag: 0,51
Heizgastarif für KWK 5,30 [ct/kWh]
Kosten Erdgasbezug: 2
Erdgassteuer: 0 Konzessionsabgabe (KAG): 0,03
Netzgebühr: 1,8
Rest für Verwaltung und Deckungsbeiträge
1,47 [ct/kWh]
Erdgasbezug (ohne Steuer) 2 [ct/kWh]
Heizgas ohne Erdgassteuer 5,30
Verteuerung durch Dezentralität: 2,65 Faktor
2.2
Also für KWK::
• 0.0 [ct/kWh] keine Verteuerung, da Erdgassteuer erstattet wird dies sind 0 % Aufschlag auf Heizgaspreis.
• Faktor ca. 2.6 durch die dezentrale Bereitstellung des Erdgases als Brennstoff für KWK in Haushalten
1. Subvention: keine Erdgassteuer; aber ok , da GuD ebenfalls befreit.
Stolperfrage:
Kann es eigentlich vernünftig sein,
Elektrizität für das StromNetz im großen Stil dezentral zu
erzeugen, wenn dadurch der Erdgaseinsatz rund zweieinhalb fach teurer wird ?
Staatliche Förderung der KWK
• Überhaupt keine Abgaben auf eingesetztes Erdgas•
• Abnahmeverpflichtung von KWK-Strom
• Jährliche Subventionen in etwa Milliardenhöhe durch Einspeisevergütung gemäß : KWKG = Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz 2009 und EEG = Erneuerbare-Energien-Gesetz 2009 (Finanziert durch Abwälzung auf Strompreis)
• Gesetzlicher Auftrag zur Verdoppelung der Stromerzeugung aus KWK auf eine Anteil von 25% bis 2020 AD (KWKG)
• und weitere Vergünstigungen ( z.B. Anrechnung als RE in EEWärmeG, Interessenverband ist „gemeinnützig“, etc. )
Preisstruktur bei Abgaben-Rückwälzung auf
Erdgaseinsatz im GuD
2.3
Rückwälzen:
Struktur des Erdgaspreises für GuD ohne MWSt.
Rückwälzung: Die StromAbgaben werden auf den Erdgas- einsatz in einem GuD zurückgewälzt.
Speicher: StaatlicheBelastung-Elektrizitaet.xls !Erdgas
eta_GuD= 0,60
Rückgewälzter Erdgaspreis 5,82 [ct/kWhth]
Kosten Erdgasbezug: 2Erdgassteuer: 0
eta_GuD* { 0.5 EUA CO2} 0,45eta_GuD*(EEG, KWK und Strom-Steuer) 3,37
gesamte Steuern und Abgaben: 3,82 [ct/kWhth] 3.82
5.61
0.75
Also für WP::
• 3,8 [ct/kWhth] wg. Rückwälzung der Abgaben aus EEG, KWKG, StromSt, CO2
( bei GuD wird Erdgassteuer erstattet )
dies sind 190 % Aufschlag auf Preis des eingesetzten Erdgases.
• Wiederholung: das Erdgas verteuert sich also fast auf das 3 fache
• keine Verteuerung durch Gas-Verteilung, da das
Erdgas zentral im großen Kraftwerk eingesetzt wird.
Vergleich der Einsatzpreise für Erdgas in verschiedenen Anlagen der Wärmeerzeugung
Kommentar: Eine unglaubliche Diskriminierung des Erdgaseinsatzes im GuD zur Versorgung der Wärmepumpen.
2.4
Speicher: StaatlicheBelastung-Elektrizitaet.xls !Erdgas
Heiz-gas
KWK GuD/WP
Eingesetztes Erdgas 5,85 5,30 5,82 [ct/kWhth]
Kosten Erdgasbezug: 2,0 2,0 2,0
Dezentralitäts -Aufwand 3,30 3,30 0,00davon: Konzessionsabgabe 0,03 0,03
Netzgebühr: 1,80 1,80Verwaltung und Deckungsbeiträge 1,47 1,47
Erdgas vor Steuern 5,3 5,3 2,0 [ct/kWhth]
Erdgassteuer: 0,55 0,00 0,00rückgewälzte Steuern 0,00 0,00 3,82
Summe Steuern 0,55 0,00 3,82 [ct/kWhth] 3.82
Es ist administrativer Dilettantismus ,
die mit Abstand effizienteste Wärmeerzeugungdurch Steuern und Abgaben bei der Endenergie um fast einen Faktor 2 zu verteuern.
noch ein Kommentar:
Der Sachverhalt als Auslöser für den erbosten Kommentar:
Erdgas für GuD [ct/kWhth]: 2.0 [ohne Abg.], aber 5.8 mit zurückgewälzten Abgaben
Strom für WP [ct/kWhel]: 8.0 [ohne Abg.], aber 14.4 mit Abgaben (ohne MWSt)
Wärmepumpentarif ohne
Diskriminierung
3.
Bei der KWK –Förderung
sollten die Ziele der Energiepolitik:
• Einsparung von Primärenergie• CO2 -Reduktion
erreicht werden durch die Mittel:
• Modernisierung: Ersatz alter Anlagen zur Wärmeerzeugung• Wechsel zum PE-Träger Erdgas , auch bei der Stromerzeugung• Einsatz der Technik: KWK
Werkzeuge: (ohne die Subventionen)
1. Überhaupt keine Abgaben auf Energieträger
2. Förderung für dezentrales Erdgas3. Abnahmeverpflichtung von KWK-Strom
Beispiele für2.: Rückerstattung ErdgasSteuer, besondere Förderung von Mini-BHKW
1. Keine rückgewälzten Abgaben 2. Nur CO2 arme Primärenergie
( Erdgas und CO2 freie PE)
3. Abnahmeverpflichtung von WP-Strom in‘s Netz
Zur Emanzipation der WP im Verhältnis zur KWK muss einWärmepumpen-Tarif in gleicher Weise in Anspruch nehmen:
Grundanforderungen Wärmepumpentarif
Dann lassen sich die energiepolitischen Zielewesentlich effektiver und wesentlich preiswerter erreichen.
3.1
Für Gebäudewärme muss die staatliche Belastung des direkten oder indirekten Erdgaseinsatzes
für jede Technik oder Prozesskette gleich sein.
Volkswirtschaftliche Begründung
Diese Forderung ist nichts anderes als
eine Anwendung des "Gesetzes des einen Preises", welches
auch als das "Fundamentalgesetz der Ökonomie schlechthin“ bezeichnet wird /Sinn 2008/. Es ist daher rational wohl nicht abweisbar.
Einfairer Wettbewerb und eine marktgesteuerte Auslese des günstigsten und sparsamsten Energieeinsatzes erfordern:
Quelle: Hans Werner Sinn: "Das grüne Paradoxon", ISBN 978-3-430-20062-2, Ullstein , Berlin 2008, dort das Kapitel: " Das Gesetz des einen Preises", Seite 159ff
Preisstruktur
Wärmepumpen-Tarifohne
Diskriminierung im Vergleich zum
Alt-Tarif
Struktur des vorgeschlagenen Wärmepumpentarifes
Neuer WP-Tarif (aus GuD) 7,96 [ct/kWh]
Stromeinkauf EVU (geschätzt): 4,96 darin: für 0.5 EUA CO2 0,00
Konzessionsabgabe 0,11gewälztes Netzentgelt: 1,50
EEG, KWK und Strom-Steuer 0,00 Verwaltung und Deckungsbeiträge 1,50
14,43
5,71
0,75
0,11
1,50
5,61
1,50
zum Vergleich: der diskriminierende Alt-Tarif
also 8.0 statt 14.4 [ct/kWel]
5.61
0.75
Auswirkung des WP-Tarifes auf Investitionsrechnung
Betrachte: Haus mit Heizbedarf Qh= 25 [MWh] und WP mit JahresArbeitsZahl JAZ=4
1. Ausgangslage: ErdgasheizungHeizkosten = Qh * P(kWhth) = 25000 * 5,85 [ct/kWh] = 1462,5 € ( = 1740 € mit MWSt)
2. Ersparnis durch WP: P = TarifPreis
AltTarif: ΔKalt = Qh* [ 5,85 - 14,43/ 4] = Qh *[ 5,85- 3,61]= 25000* 2.24 = 561 €
also Ersparnis gegenüber Erdgasheizung: 561/1462 == 38% Die Zusatzkosten für die WP dürfen betragen: x* 38% WP-Tarif:
ΔK1 + ΔKalt = Qh * [ 5,85 - 7,96/ 4] = Qh *[ 5,85- 1,99] = 25000* 3.86 = 965 €
also Ersparnis gegenüber Erdgasheizung: 965/1462 == 66% Die Zusatzkosten für die WP dürfen betragen: x* 66%
3. Ersparnis durch Tarif-Reform= 66% -38% = 28% mit WP-Tarif darf ich bei gleicher Wirtschaftlichkeit an Zusatzkosten für WP
28/38 = 74% mehr investieren als bei dem AltTarif .
ΔK = Qh * [ P(kWhth) - P(kWhel) /JAZ ]
Die Annuität der Investition betrage: A [a]
ErsatzInvestition Brennwertkessel koste : I_BK (=„SowiesoKosten)“ Investition für WP koste : I_WP ZusatzInvest zum SowiesoFall also : ΔI_WP = I_WP - I_BK
Die jährliche BrennstoffKostenersparnis durch WP betrage: ΔK [€/a]
dies erlaubt eine äquivalente ZusatzInvestition von: ΔK * A [€]
Übersichtliche aber Grobe Investionskostenrechnung
Tarifreform ergibt Strompreisunterschied: ΔPel = Palt(kWhel) - Pneu(kWhel)
und eine Stromkostenersparnis : ΔK1 = Qh * ΔPel /JAZ
Sei ΔKalt die Brennstoffkostenersparnis durch WP nach altem Tarif, dann ist [ΔK1 + ΔKalt ] die Brennstoffkostenersparnis durch WP nach neuem Tarif
Wirtschaftlichkeitsbedingung ΔI_WPalt = ΔKalt * A
ΔI_WPneu = ( ΔK1 + ΔKalt ) *A
Verbesserung durch Tarif-Reform:
also Wirtschaftlichkeitsbedingung:
ΔI_WP = ΔK * A mit ΔK = Qh * [ P(kWhth) - P(kWhel) /JAZ ]
ΔI_WPneu / ΔI_WPalt = 1+ ΔK1 / ΔKalt
Ausgestaltung des diskriminierungsfreien
WP- Tarifes
3.2
1. Enger Anwendungsbereich des WP-Tarifes
• WP-Strom nur für hocheffiziente WP, z.B. mit COP > 4.5 kalkulierte Jahresarbeitszahl: JAZ > 4
• keine Aufweichung für bestimmte Technologien, also z.B. für Luft –WP
• Gesonderter Stromkreis ausschließlich für WP , Heizstab muss an Haushaltsstrom angeschlossen sein.
• Spätere Anhebung der Anforderungen für Neuanlagen nach dem Stand der fortschrittlichen Technik.
Zielsetzung:• Bei bestehenden Anlagen sollen nur die wirklich guten Anlagen unter den WP-Tarif fallen. Dann gibt es wenig Mitnahmeeffekte und daher
beim Start wenig Steuereinbußen.• Anreiz für Verbesserung der Anlagen.
Gute Anlagen rechnen sich auch bei höherer Investition.
Warum der WP-Tarif den Staat überhaupt nichts kostet
1. geringe Mitnahmeeffekte beim Start, denn es gibt bisher nicht viele WP –Anlagen in DE, und vor allem nicht viele , die den Anforderungen des WP-Tarifes genügen.
2. Neukunden haben vorher mit Brennstoff geheizt.
Sie haben also vorher keine Stromsteuern bezahlt, und zahlen nach der Umstellung auf WP-Tarif auch keine.
3. Ggfalls Anpassung der Brenstoffsteuern.
Möglichkeit 1 : Man könnte alle Ausnahmen von der Erdgassteuer aufzuheben. ( suboptimal) Dann würde dies aber sowohl die KWK als auch die WP betreffen.
Möglichkeit 2: Man könnte die Vorteile für GuD und KWK belassen, und diese Steuereinbußen durch eine
Anhebung der Brennstoffsteuern wieder ausgleichen.
Also: WP-Tarif ermöglicht Massenanwendung von WP ohne Steuereinbußen.
Allerdings gibt es auch keine Beiträge zur bestehende Abgabenlast der Stromkunden.
* Was sollte dezentraler KWK Ausbau eigentlich bewirken:
1. Mehr Erdgas für die Stromerzeugung
2. Energieeinsparung wg. KWK-Prinzip + wg. Erdgasdaher:
(doppelte) CO2 -Einsparung
nur CO2 arme Primärenergie:
Erdgas und CO2 freie PE
* Folgerung:
2. Erdgaseinsatz fördern
Primärenergieträger (PE) für WP -Strom einschränken auf:
Einschränkung der PE ist nicht ungewöhnlich: siehe „Öko-Stromtarife“
Wie fördert man die KWK, um den Erdgasstrom ins Netz zu bringen:
1. Großes Einspeiseprivileg (KWK ist sogar mit RE gleich gestellt )
2. Garantierter Abnahmepreis oder Sockelpreis
Wie könnte man analog die Niedrig-CO2 Kraftwerke für WP fördern:
1. kleines Einspeiseprivileg (WP-Strom vor Hoch- CO2-Strom, aber nachrangig zu RE-Strom )
2. Fester Mindestpreis durch lokale EVU möglich, denn die lokalen EVU‘s müssen WP-Strom liefern, damit die Voraussetzung
für Befreiung von Stromsteuern erhalten bleibt.
Anmerkung:1. Durch das große Einspeiseprivileg kann auch für Strom aus Kohle-
KWK der Zugang zum Netz erzwungen werden.
2. In Zukunft wird selbst ein – z.B. im Sommer- vollständig mit Grünstrom gefülltes Netz den KWK-Strom noch aufnehmen müssen und zu evtl. negativen Strompreisen verschleudern müssen.
(ein ökologischer und ökonomischer, administrativer Unsinn)
3. Ein vergleichbarer Unsinn ist beim WP-Tarif nicht möglich, da bei ausreichend Grünstrom im Netz kein WP-Strom aus fossilen Quellen kommen muss.
Feststellung: 1. Die elektrische Wärmepumpe (WP), gespeist aus hocheffizienten Kraftwerken, kann Wärme mit Abstand am effizientesten erzeugen.
2. Bei Rückwälzung der Energiesteuern und –Abgaben auf das eingesetzte Erdgas
zeigt sich, dass die el. WP mit hohen und diskriminierende Steuern und
Abgaben belastet wird. Bei GuD-Kraftwerk: 3,82 [ct/kWhth ] zum Vergleich: KWK: 0,00 Heizkessel: 0,55 Dies ist administrativer Unsinn.
4. Der WP-Tarif kann so ausgestaltet werden, dass gleichzeitig Anreize für fortlaufende Verbesserungen der WP und für Erdgaseinsatz gesetzt werden.
5. Der WP-Tarif ist aufkommensneutral. Allerdings ergeben sich auch keine Beiträge zu einer Entlastung der sonstigen Stromabnehmer.
Zusammenfassung
Abhilfe: 3. WP- Tarif ohne die diskriminierenden Steuern und Abgaben.
Im Beispiel: 8.0 statt 14.4 [ct/kWhel]
Für Gebäudewärme muss die staatliche Belastung des direkten oder indirekten Erdgaseinsatzes
für jede Technik oder Prozesskette gleich sein.
Diese Forderung gilt für alle Stromanwendungen in technischer Konkurrenz mit einem direkten Brennstoffeinsatz , die nicht aus sonstigen Gründen verhindert werden sollen.
Sie ist auch eine direkte Anwendung des volkswirtschaftlichen "Gesetzes des einen Preises"
Quintessenz
Anhang:
Zur Wettbewerbsfähigkeit neuer neuer GuD -
Kraftwerke
Stromerzeugungskosten
Quelle: IER- Stuttgart ( Prof. Voß):
/Wissel 2010/: S. Wissel, U. Fahl, M. Blesl, A. Voß (2010):Erzeugungskosten zur Bereitstellung elektrischer Energie von Kraftwerksoptionen in 2015http://www.ier.uni-stuttgart.de/publikationen/arbeitsberichte/Arbeitsbericht_08.pdf
(Dank an S. Wissel für die zusätzliche Berücksichtigung der Erdgassteuer –Befreiung bei hocheffizienten GuD)
/Wissel 2008/: S. Wissel, S. Rath-Nagel, M. Blesl, U. Fahl, A. Voß (2008)
Stromerzeugungskosten im Vergleich http://www.ier.uni-stuttgart.de/publikationen/arbeitsberichte/Arbeitsbericht_04.pdf
Inbetriebnahmejahr ab 2015; Diskontrate 7,5 %; Energieträgerpreisentwicklung: Basis; Betrieb: 7500 [h/a], (Brennstoffkosten incl. Transport und ggf. Steuern)
StromErzeugungskosten neuer Kraftwerke in 2015 AD
Quelle: IER –Stuttgart: /Wissel 2010/ , Abb.3.1, p.17, + private Mitteilung wg. Befreiung von hocheffizientem GuD von Erdgassteuer
62,551,6
114,0 118,5
146,5
54,3
277,0
317,7
71,6
0
50
100
150
200
250
300
350
Braunkohle-Dampf-KW
Steinkohle-Dampf-KW
Erdgas GuD LWR Biomasse Wind onshore Wind offshore PV Freifläche PV Dach
[€2007/MWh]
Back-Up Kosten
CO2-Zertifikate (20EUR/t)
Kapitalkosten
Betriebskosten
Brennstoffkosten
71,6
Inbetriebnahmejahr ab 2015; Diskontrate 7,5 %; Energieträgerpreisentwicklung: Basis; CO2-Zertifikat: 20 €/t
StromErzeugungskosten und Auslastung (2015 AD)
Quelle: IER –Stuttgart: /Wissel 2010/ , Abb.3.4, p.21, mit privater Mitteilung wg. Befreiung des GuD von der Erdgassteuer
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
3700 4100 4500 4900 5300 5700 6100 6500 6900 7300 7700 8100 8500
[h/a]
[€2007/MWh]
Wind offshore
Erdgas GuD
Steinkohle-Dampf-KW
Braunkohle-Dampf-KW
LWR (nuklear)
BK GuD (hocheffizient)
SK
GuD nur für Mittel- und Spitzenlast ökonomisch konkurrenz-fähig zu Kohlekraftwerken. Sonst fehlen dem GuD aber
nur bis zu 1 [ct/kWhel]
Daher : falls man mehr Strom aus Erdgas haben will muss man fördern.
Aber eine bescheidene Förderung reicht aus.
Zielvorgabe: WP-Strom nicht aus Kohle
Mittel: GuD hat für WP-Strom Vorrang vor KoKW wg. CO2-Armut, aber keinen Vorrang vor (fast) CO2-freien Kraftwerke
Sensitivitätsanalyse für GuD (2015 AD)
Zum Vergleich:
Steinkohle
Inbetriebnahmejahr ab 2015; Diskontrate 7,5 %; Energieträgerpreisentwicklung: Basis; CO2-Zertifikat: 20 €/t Referenzpunkt für Auslastung 7500 [h/a] , Befreiung von Erdgassteuer (eigentlich nur für eta_el>57,5% ) Quelle: IER –Stuttgart: /Wissel 2010/ , Abb.4.1, p.26 und Abb.4.2 p.27 mit privater Mitteilung wg. Befreiung der „hocheffizienten GuD von der Erdgassteuer
45,0
55,0
65,0
75,0
85,0
95,0
50% 60% 70% 80% 90% 100% 110% 120% 130% 140% 150%einfaktorielle Parameteränderung
[€2007/MWhel]
Verfügbarkeit (7500 h/a) Brennstoffkosten (51,17 €/MWh)
Investition (700 EUR/kW) Wirkungsgrad (60 %)
Nutzungsdauer (30 Jahre)
4500 h/a00 h/a
7890 h/a00 h/a550 €/kW
1000 €/kW55 %00 h/a
65 %00 h/a
71,6 €/MWh00 h/a
140 %00 h/a
60 %00 h/a
20 Jahre00 h/a
40 Jahre00 h/a
Erdgas-GuD
95_
85_
75_
65_
55_
45_