Regulierungsgrundlagen für die Sektorenkopplung aus Sicht der chemischen Industrie

Der Begriff „Sektorenkopplung“ beschreibt die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen in Sektoren, in denen das bislang unüblich ist. Ein Grundlagenpapier des VCI beschreibt die Voraussetzungen, die nötig sind, damit Deutschland in diesem Bereich vorankommen kann.

Wärmeerzeugung ist ein Feld, in dem bisher hauptsächlich Brennstoffe wie Gas als Energieträger verwendet werden – etwa für Heizungen in Gebäuden. Die alternative Nutzung von regenerativ erzeugtem Strom zur Gewinnung von Wärme kann einen Beitrag zur Minderung von Treibhausgasemissionen leisten. In der Fachsprache wird das „Power-to-Heat“ genannt. Außerdem kann die sektorenübergreifende Nutzung von Strom auch eine Flexibilisierung des Stromsystems ermöglichen. Nicht bedarfsgerecht erzeugter Strom aus Windrädern und Solarzellen könnte dann in anderen Bereichen, wie der Erzeugung von Speichergas (Power-to-Gas) oder der Gewinnung synthetischer Treibstoffe (Power-to-Fuels), zum Einsatz kommen.

Die zunehmende Bedeutung der Sektorenkopplung in der Energieversorgung sowie die potenziellen Beiträge, die die Chemie an dieser Stelle leisten kann, haben den VCI veranlasst, ein Grundlagenpapier zu formulieren. Es beschreibt Eckpunkte für einen geeigneten Regulierungsrahmen, der eine Markteinführung von Sektorenkopplungstechnologien und damit auch die Umsetzung von Forschungsergebnissen in Innovationen am Markt begünstigt. Neben dem Regulierungsrahmen sind aus Sicht der Chemie auch technologische Verfügbarkeit im erforderlichen Maßstab und die betriebswirtschaftliche und betriebliche Darstellbarkeit der Technologien notwendig.

Voraussetzung für die Energiewende

Da Deutschland sich das Ziel gesetzt hat, 65 Prozent des Stromverbrauchs bis 2030 durch erneuerbare Energien abzudecken, wird Sektorenkopplung zur Flexibilisierung benötigt. Allerdings sind viele Technologien in diesem Bereich derzeit noch nicht wettbewerbsfähig. Eine Anlagenförderung nach dem Vorbild des EEG lehnt der VCI ab. Stattdessen sollte Technologieentwicklung in Pilotprojekten gefördert werden. Die derzeit in einer ersten Ausschreibung des Bundeswirtschaftsministeriums befindlichen „Reallabore“ sind ein erster vielversprechender Ansatz. Zusätzlich sollte schon jetzt der Regulierungsrahmen angepasst werden, damit beteiligte Unternehmen langfristige Investitionssicherheit bekommen.

Was müsste der Regulierungsrahmen leisten können? An erster Stelle sollte Flexibilität im Stromsystem angeregt, aber nicht verordnet werden. Flexibilität, wie sie in der Chemie beispielsweise bereits von einigen Chlor-Alkali-Elektrolyse-Anlagen erbracht wird, benötigt energiewirtschaftliche Anreize. Ferner muss die Flexibilitätsbereitstellung auch zukünftig auf freiwilliger Basis erfolgen. Die flexibilitätsdienliche Entnahme von Strom sollte auch nicht mit Abgaben und Umlagen auf den Strompreis belastet werden. Wird beispielsweise auf die Stromentnahme einer nicht bedarfsgerecht erzeugten Windstromspitze die EEG-Umlage von derzeit 64,05 €/MWh erhoben, kann Sektorenkopplung in der Breite nicht wettbewerbsfähig werden.

Zusammenfassung der VCI-Position

Im Zuge der Energiewende müssen in den nächsten Jahren Maßnahmen ergriffen werden, das schwankende Stromangebot und die Stromnachfrage anzugleichen. Neben der direkten Nutzung kann Strom zur Wärmeerzeugung und im Verkehrssektor sowie beispielsweise zur Produktion flüssiger Kraftstoffe oder Plattformchemikalien (Power-to-Chemicals) genutzt werden. Eine solche Verzahnung der Sektoren miteinander unter verstärkter Nutzung regenerativer Energien, alternativer strombasierter Prozesse sowie strombasierter Produkte wird als „Sektorenkopplung“ bezeichnet.

Die Sektorenkopplung eröffnet die Möglichkeit, die im Stromsektor erzeugte elektrische Energie entweder direkt zu nutzen, in eine andere Form zu überführen oder in anderer Form (chemische Energie, Wärme, Bewegungsenergie) zu speichern, die neue Form in anderen Sektoren (Verkehr, Gebäude, Industrie) zu nutzen und so fossile Energieträger zu substituieren.

Sektorenkopplungstechnologien sind in der Regel noch nicht wettbewerbsfähig. Sofern sich die mangelnde Wettbewerbsfähigkeit aus dem regulatorischen Rahmen ergibt, sind entsprechende Hemmnisse durch Anpassung des regulatorischen Rahmens abzubauen, um eine Benachteiligung des Forschungs- und Produktionsstandort Deutschland zu vermeiden. Im Bedarfsfall können die Anpassungen zunächst auch in Reallaboren getestet werden. Insgesamt muss der regulatorische Rahmen verzerrungsfrei für alle Flexibilitätsoptionen ausgestaltet sein („Level playing field“).

Ziel des vorliegenden Papiers ist die Formulierung geeigneter regulatorischer Eckpunkte für einen erfolgreichen und durch realistische Erwartungen geprägten Einstieg in die Sektorenkopplung. Das Papier richtet sich insbesondere an die Politik, Regulierungs- und andere Behörden, Ministerien, Verbände, Hochschulen und andere Forschungseinrichtungen.

Aufgrund der für die Sektorenkopplung notwendigen Energiewandlungsschritte entstehen in vielen Fällen zusätzliche Umwandlungsverluste. Eine Ausweitung der Sektorenkopplung kann daher mit einer Verringerung der Energieeffizienz einhergehen. Energieeffizienzziele müssen diesem Umstand Rechnung tragen.

Kernaufgabe der chemischen Industrie ist die Herstellung chemischer Produkte. Beiträge zur Flexibilisierung des Stromversorgungssystems können dieses Kerngeschäft lediglich flankieren. Ein Unternehmen wird der Produktion gegenüber der Bereitstellung von Flexibilität für das Stromsystem grundsätzlich Vorrang gewähren, so dass die Auslastung von Produktionsanlagen sowie steuerbarer Stromerzeugungsanlagen nicht regulatorischen Einschränkungen unterworfen werden darf.

Für die Schaffung eines modernen Energiesystems, das die Sektorenkopplung ermöglicht und immer größere volatile Anteile erneuerbaren Stroms integriert, ist ein Umdenken der traditionellen Herangehensweisen und somit die Erprobung neuer Konzepte gefragt. Die Integrationsaufgabe sollte jedoch insbesondere in der Verantwortung der Betreiber von erneuerbaren Stromerzeugungsanlagen liegen; dies ist aber nicht Gegenstand dieses Papiers. Vielmehr soll aufgezeigt werden, wie eine Marktintegration durch Anpassung des regulatorischen Rahmens erleichtert werden kann.

Zum Markteintritt von Sektorenkopplungsoptionen

Die Etablierung der unterschiedlichen Sektorenkopplungsoptionen sollte sinnvollerweise die jeweilige ökonomische, technische und betriebliche Umsetzbarkeit berücksichtigen. Der Markteintritt der derzeit und zukünftig verfügbaren Optionen wird sich, basierend auf den genannten Randbedingungen, zu unterschiedlichen Zeitpunkten ergeben. Einige gegenwärtig diskutierte Optionen werden vermutlich aus verschiedenen Gründen nicht realisiert werden.

Die technologische Verfügbarkeit und das Erreichen einer potenziellen Wirtschaftlichkeit unterschiedlicher Sektorenkopplungsoptionen können derzeit noch nicht sicher eingeschätzt werden und hängen von unterschiedlichen technologischen und wirtschaftlichen Bedingungen sowie den Gegebenheiten an den Standorten ab. Außerdem ist die Entwicklung neuer technologischer Prozesse möglich, wodurch der Markteintrittszeitpunkt einzelner Technologien sich wiederum verschieben oder gar ausbleiben kann. Darüber hinaus kann der Zeitpunkt der Markteinführung von regulatorischen Rahmenbedingungen beeinflusst werden.

Der Markteintritt der technologischen Optionen zur Sektorenkopplung sollte allein durch den Wettbewerb gesteuert werden, welcher wiederum grundsätzlich technologieoffen gestaltet sein muss. Die Einführung von Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energien muss dabei in adäquater Weise deren begrenzte Erzeugungskapazitäten am Standort Deutschland und in Europa berücksichtigen.

Eckpunkte für eine Anpassung des bestehenden Regulierungsrahmen

Die nachfolgenden Eckpunkte werden insbesondere in Kapitel 4 des Papieres ausführlich hergeleitet und beschrieben.

Die Erdgasreformierung und verwandte Verfahren (Power-to-Chemicals) – vermiedene Erdgasentnahmen

• Sektorenkopplungskonzepte, die auf vermiedener Erdgasentnahme basieren, wirken auf den Energieinhalt des Gasnetzes in identischer Weise wie Power-to-Gas-Konzepte.
• Vermiedene Erdgasentnahme entspricht daher einer Energiespeicherung im Erdgasnetz.
• Folglich muss vermiedene Erdgasentnahme mittels Substitution von Erdgas durch regenerativ erzeugtes Brenngas regulatorisch gleichwertig mit Power-to-Gas-Konzepten behandelt werden.

Steuerbarkeit und Flexibilität des Stromversorgungssystems durch Sektorenkopplung

• Sektorenkopplung ist ein Instrument, um die Versorgungssicherheit bei zunehmend fluktuierender und nicht steuerbarer Stromerzeugung zu unterstützen.
• Wird Sektorenkopplung im Rahmen von Systemdienstleistungen genutzt, ist keine regulatorische Unterscheidung zwischen Lastmanagement und der Erbringung von Systemdienstleistungen einerseits und Energiespeicherung andererseits möglich. Deshalb bedürfen Lastmanagement, Erbringung von Systemdienstleistungen sowie Energiespeicherung einer äquivalenten regulatorischen Behandlung.
• Technologieneutrale Behandlung von Flexibilität: Schaffung eines „Level Playing fields“ zwischen den Flexibilitätsoptionen.
• Nutzungspfad für eingespeicherte Energie den Marktkräften überlassen: Bestimmte Optionen zur Nutzung der Speicherenergie, z. B. Rückverstromung, sollten gegenüber anderen Nutzungsformen nicht regulatorisch bevorzugt werden.
• Keine Erhebung von Abgaben und Umlagen auf flexible und systemstützende Strommehrentnahmen (d.h. zusätzliche Stromnutzung durch einen substituierenden oder ergänzenden Prozess unter Nutzung erneuerbarer Energie).
• Ausdehnung der Wirkung des § 61 l EEG auf Speicherstrom, welcher nicht unmittelbar rückverstromt wird.

Netzzugang

• Perspektivisch turnusmäßige Evaluierung der Netzzugangsprivilegien für die Einspeisung von Speichergas mit dem Ziel, ein „Level playing field" zwischen den Flexibilisierungsoptionen zu schaffen.
• Gleichbehandlung prozessbedingter und biogener CO₂-Quellen zur Methanisierung.
• Begrenzung der Wasserstoffeinspeisung in Gasnetze an die gegenüber Wasserstoffanteilen sensitive Industrieanlagen angeschlossen sind und damit Ausdehnung der Anforderung der allgemeinen Gasversorgung hinsichtlich der Netzkompatibilität von Wasserstoffeinspeisungen zumindest auf Industrieentnahmen.

Netznutzungsentgelte

• Mit § 118 Abs. 6 EnWG und § 19 Abs. 4 StromNEV bestehen Regelungen zu der Netzentgelttarifierung, die eine Marktintegration von Stromspeicherlösungen befördern.
• Keine regulatorische Beschränkung einer Rückspeisung aus einem Energiespeicher in ein drittes, vom Entnahmenetz abweichendes Stromnetz.

Flexibilität sollte angereizt und nicht verordnet werden.

• Flexibilitätspotenziale eines Produktionsprozesses, beispielsweise der Chlor-Alkali-Elektrolyse, sind abhängig von dem jeweils nachgelagerten Produktionsverbund.
• Deshalb darf Lastflexibilität nicht verordnet werden.
• Lastflexibilität sollte marktbasiert und nicht-diskriminierend angereizt werden.

Anpassung der Regulierung für Reallabore

• Entlastung der im Rahmen von Reallaborprojekten verbrauchten Strommengen von administrativen Strompreisaufschlägen, wie z.B. EEG-Umlage oder Netzentgeltzahlungen (wird im Rahmen des SINTEG-Projektes bereits praktiziert).
• Befreiung von der Obergrenze je Antragnehmer der Allgemeinen Gruppenfreistellungsverordnung (AGVO).
• Erleichterung des Datenzugangs.
• Ggf. erleichterte Genehmigung für Reallabor-Standorte oder spezifische Regelungen für den Sektorenübergang von erneuerbarem Strom.
• Entbindung von der verpflichtenden Entkopplung eigener Anlagen zur erneuerbaren Energieerzeugung über Wind und Photovoltaik für Betreiber von Power-to-Fuels-Anlagen von einem Netzanschluss (§ 3 Abs. 2 37. BImSchV).

Das vollständige Positionspapier des VCI mit einem Umfang von 36 Seiten kann im PDF-Format im Download-Bereich im Kopf dieser Seite (sogenannte „Langfassung") heruntergeladen werden.

Der erste, beschreibende Teil dieser html-Seite ist im chemie report 03/2019 unter dem Titel „Wohin mit dem überschüssigen Strom" erschienen.