Eine Abschätzung der Einspareffekte für flexible Bioenergieanlagen im Deutschen Stromsektor für das Jahr 2025 auf Basis eines empirischen Untersuchungsansatzes des Kraftwerksparks. Die vorgestellten Ergebnisse basieren auf einer Methodik die Ich im Rahmen einer Kurzstudie für die IEA Bioenergy Task 44: Flexible Bioenergie erarbeitet habe: https://data-driven-consulting.eu/references/iea_vofb

Im Kern der empirischen Methodik steht die Ableitung von Preis-Reaktionskurven ausgewählter Erzeugungstechnologien für einen bestimmten Zeitraum. Die dahinter liegende Annahme ist, dass die Einsatzplanung grenzkostenbasierter Kraftwerke anhand von Preisprognosen für den Spotmarkt erfolgt. Auch wenn diese Herangehensweise mit Unschärfen verbunden ist, da hier keine weiteren Nebenbedingungen wie Rampenkosten, Wärmelieferverpfichtungen oder die Teilnahme am Regelenergiemarkt berücksichtigt werden. Es kann aber dennoch ein empirischer Zusammenhang zwischen Erzeugungsintensität und dem jeweiligen Preisniveau hergestellt werden, der sich mit einer robusten Korrelation nachweisen lässt.

Aus den Preisreaktionskurven lassen sich durch die Invertierung der ermittelten Log-Funktionskurven eine Grenzkostenkurve und hieraus generische Kraftwerksblöcke mit Must-Run-Sockel ableiten. Diese werden anschließend für die Erstellung eines stark vereinfachten Merit-Order-Modells genutzt. In der folgenden Abbildung ist eine aggregierte Ansicht der berücksichtigten Kraftwerkstypen dargestellt, welche die hypothetischen Grenzkosten der jeweiligen Kraftwerksblöcke abbildet. Ganz links unten befindet sich der vollkommen preisunelastische Teil alle berücksichtigten Kraftwerksblöcke, zusammengefasst in einem Must-Run-Sockel.

Bioenergieanlagen sind hier nicht Teil der Gruppe der grenzkostenbasierten Kraftwerkstypen die in das Merit-Order-Modell einbezogen wurden. Hintergrund dafür ist, dass die überwiegend über das EEG geförderten Bioenergieanlagen in Deutschland ihre Einsatzplanung zwar unter Umständen am Spotmarkt ausrichten aber durch den Fördermechanismus sich dabei nicht an ihren jeweiligen Grenzkosten orientieren müssen. Um aber in einem ersten Schritt zu quantifizieren wie stark Bioenergieanlagen auf Preissignale reagieren, wurde auch für diese Erzeugungsart eine Grenzkostenkurve mit anschließender Erzeugung 25 generischer Kraftwerksblöcke berechnet.

Auf Basis der ganz oben gezeigten Zeitreihe der Einspeisedaten für die Stromerzeugung aus Biomasse im Jahr 2025, wurde also wie für die fossilen Kraftwerkstypen auch eine Preis-Reaktions-Kurve ermittelt aus der dann die dargestellte Grenzkostenkurve und die resultierenden generischen Kraftwerksblöclke abgeleitet. Man kann die Abbildung auch so lesen, dass im Jahr 2025 etwas mehr als 3 GW der installierten Leistung aus Bioenergieanlagen sich als Mustrun preisunelastisch verhalten und ca. 2,2 GW in Abhängigkeit der Strompreise variabel produziert werden.

Anschließend werden die mit dem Merit-Order-Modell ermittelten Strompreisprofile gegeneinander vergleichen wobei das historische Referenzszenario mit flexibler Bioenergie dem Szenario mit unflexibler Bioenergie auf dem Niveau des Jahresmittelwertes) gegenübergestellt wird. Es ergeben sich dann in Zeiten mit preissenkenden Effekten in den Vormittag- und Abendstunden vor allem während der Wintermonaten und den Randzeiten im späten Frühjahr bzw. zeitigen Herbst. Im Gegensatz dazu gibt es aber vor allem in den Sommermonaten rund um die Mittagszeit auch Zeiten mit höheren Preisen.

Betrachtet man in diesem Zusammenhang auch noch einmal das Erzeugungsprofil in Form einer Heatmap, so fällt auf, dass das Erzeugungsprofil ein sehr klares Muster aus täglichen Flexibilitäten (entlang der Vertikalen) als auch aus saisonalen Schwankungen (entlang der Horizontalen) zeigt. Die modellierten Preiseffekte treten aber nur sehr punktuell auf, wenngleich hier eine gewisse Korrelation mit den Hoch- und Niedriglastphasen zu erkennen ist.

Summiert man abschließend alle stündlichen Preisdifferenzen auf erhält man für das Jahr 2025 eine modellierte Nettoeinsparung von 609 Mio€, unter der Annahme dass der gesamte Netzbezug von 466 TWh auch nach den modellierten Spotpreisen abgerechnet worden wäre. Da das Modell sehr stark vereinfacht ist, weichen die absolut ermittelten Strompreise für das Referenzszenario vom realen Spotmarktpreis für das Jahr 2025 ab, der nur bei ca. 89 €/MWh lag. Trotz der methodischen Einschränkungen kann mit dieser Vorgehensweise demonstriert werden, dass die flexible Stromerzeugung aus Biomasse einen deutlichen Beitrag zur Dämpfung der Strompreisspitzen leisten kann und das zukünftige Potential zur Kosteneinsparung noch erheblich größer ausfällt, wenn ein der Anlagenbestand mit dem Wechsel ins Ausschreibungsdesign sukzessive immer weiter flexibilisiert wird, weil das EEG inzwischen da sehr klare Vorgaben macht. Anlagen die nach den Regeln des Biomassepakets eine Vergütung erhalten wollen, müssen mindestens 3-fach überbaut sein bzw. erhalten Sie im Umkehrschluss nur noch für höchstens ein Drittel der Jahresstunden einen Vergütungsanspruch.