1 Analyse Kernenergieausstieg und Klimaschutz in Baden-Württemberg Juli 1999 Diethard Schade Wolfgang Weimer-Jehle Inhalt Seite Vorwort 3 Zusammenfassung der Ergebnisse 5 1. Einleitung 9 2. Die Ausgangslage im Energieversorgungssystem Baden-Württembergs 11 2.1 Stromverbrauch und Stromerzeugung in Baden-Württemberg 11 2.2 Vorhandene Reserven im Kraftwerkpark 16 2.3 Klimaschutzziele 18 3. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 20 3.1 Kosten und Einsatz verschiedener Kraftwerktypen 21 3.2 Entwicklung von Kraftwerkpark und Stromerzeugung ohne Kernenergieausstieg (Trend) 23 Inhalt 2 3.3 Entwicklung von Kraftwerkpark und Stromerzeugung bei einem Kernenergieausstieg 27 3.4 Auswirkung eines Kernenergieausstiegs auf die CO2-Emissionen 30 3.5 Auswirkung eines Kernenergieausstiegs auf die Kosten der Stromerzeugung 32 3.6 Ausgleich der Erhöhung der CO2-Emissionen durch einen Kernenergieausstieg mit Hilfe technischer Maßnahmen 36 3.7 Beitrag von Verhaltensänderungen zur Senkung der CO2-Emissionen 42 3.8 Abhängigkeit der Ergebnisse von getroffenen Annahmen 45 4. Ein erweiterter Blick auf den Kernenergieausstieg 50 Inhalt 3 Vorwort In ihrer Koalitionsvereinbarung1 vom Oktober 1998 haben die SPD und Bündnis 90/Die Grünen festgehalten, daß die Atomkraft „wegen ihrer großen Sicherheits- risiken mit der Gefahr unübersehbarer Schäden“ nicht zu verantworten sei und daß deshalb die neue Bundesregierung alles unternehmen werde, um „die Nut- zung der Atomkraft so schnell wie möglich zu beenden“. Die bislang gestarteten Initiativen zur Umsetzung dieses Ziels haben noch nicht zu einer konsensualen Ausstiegsstrategie geführt, insbesondere der Zeitpunkt, bis zu dem alle Kern- kraftwerke abgeschaltet sein sollen, ist umstritten. Mögliche Folgen eines Aus- stiegs aus der Nutzung der Kernenergie hängen aber entscheidend von der Ge- schwindigkeit ab, mit der eine solche Umstrukturierung des Energieversor- gungssystems vollzogen wird. Das gilt vor allem für den Ersatz des aus Kernenergie erzeugten Stroms durch andere Energieträger. Die Koalitionsvereinbarung setzt hier auf „die Entwicklung zukunftsfähiger Energieversorgungssysteme und wirksame Maßnahmen zur Energieeinsparung“, und die SPD versteht darunter „ein Drei-Säulen-Modell mit den Bestandteilen Stromsparen, Erhöhung der Energie-Effizienz sowie starkem Ausbau der regenerativen Energien“.2 Gleichzeitig will die neue Bundesregierung das Ziel des Klimaschutzes weiter- verfolgen. In der Koalitionsvereinbarung3 ist dazu vorgesehen, daß am „Ziel, insbesondere die CO2-Emissionen bis zum Jahr 2005 gegenüber 1990 um 25 % zu reduzieren“, festgehalten werden soll. Ein Ausstieg aus der Kernenergienutzung betrifft zwar Gesamtdeutschland, er hat in den einzelnen Bundesländern aber unterschiedliche Auswirkungen, die eine länderspezifische Untersuchung rechtfertigen: • Der überdurchschnittliche Kernenergieanteil, die besondere Altersstruktur des Kraftwerkparks und andere Besonderheiten, wie der Bevölkerungszu- strom, erlauben es nicht, mittlere Aussagen für Deutschland auf Baden- Württemberg zu übertragen. • Die Klimaschutzpolitik ist ein wichtiges Feld der Landespolitik. Das im Land als Beitrag zu nationalen Klimaschutzzielen Erreichbare hängt aber von der Kernenergiepolitik des Bundes ab und muß bei veränderter Kernenergiepoli- tik für das Land neu bestimmt werden. Vorwort 1 Abschnitt IV.3.1. Zukunftsfähige Energieversorgung sicherstellen 2 Der Atomausstieg aus der Sicht der SPD. In: Intern Nr.2, Informationsdienst der SPD, vom 10.2.1999 3 Abschnitt IV.1. Die ökologische Modernisierung für Arbeit und Umwelt 4 Da mit dem Ausstieg aus der Kernenergienutzung auf eine praktisch CO2-freie Energiequelle verzichtet wird, untersucht die vorliegende Studie drei Fragen- komplexe für Baden-Württemberg: • Können die beiden Ziele – Kernenergieausstieg und Klimaschutz – gemein- sam erreicht werden und welche Zusatzmaßnahmen wären gegebenenfalls erforderlich ? • Welche direkten Kostenbelastungen würden sich aus einem Ausstieg ergeben ? • Lassen sich Aspekte außerhalb des Energiesystems erkennen, die bei einer Beurteilung des Kernenergieausstiegs zu berücksichtigen wären ? Der Ausstieg aus der Kernenergienutzung löst zunächst Wirkungen im direkt betroffenen Bereich der Stromerzeugung aus, die in dieser Studie untersucht werden. Er hat darüber hinaus aber auch indirekte Auswirkungen, etwa auf Wirt- schaft und Beschäftigung, auf Forschung und Technologieentwicklung im Be- reich der Kernenergie und bei Substitutionstechnologien oder auf die Erreich- barkeit einer nachhaltigen Entwicklung. Diese Wirkungen sind nur schwer ver- läßlich abzuschätzen und werden hier nicht behandelt. Auch wenn so nicht alle mit dem Kernenergieausstieg verbundenen Fragen um- fassend behandelt werden konnten, erscheint es – auch im Hinblick auf die Ak- tualität des Themas – dennoch richtig, die Studie vorzulegen. Wir danken den Herren Dr. Ulrich Fahl, Dr. Dieter Herrmann, Dr. Georg Hörning und Dr. Gerhard Pfister, die mit zahlreichen fruchtbaren Diskussionen zu unseren Überlegungen beigetragen haben. Stuttgart, Juli 1999 Diethard Schade Wolfgang Weimer-Jehle Vorwort 5 Zusammenfassung der Ergebnisse In Baden-Württemberg gibt es fünf Kernkraftwerke, die unter üblichen tech- nisch-ökonomischen Bedingungen – bis auf das Kernkraftwerk Obrigheim – noch länger als 15 Jahre betrieben werden könnten. Im Jahr 1995 wurden rd. 58 % des Stroms aus Kernenergie und insgesamt rd. 67 % kohlendioxidfrei er- zeugt (in Deutschland rd. 33 %). Damit betrugen die jährlichen Emissionen pro Einwohner rd. 7,6 t CO2 (in Deutschland rd. 10,9 t CO2/Einwohner). Kraftwerkpark und Stromerzeugung Wenn die Entwicklung der Vergangenheit über die nächsten 20 Jahre unter plausiblen Annahmen – u.a. für Stromnachfrage und Energiepreise – fortge- schrieben wird (Trend-Entwicklung), dann würde die Kernenergie etwa im heuti- gen Umfang weiter genutzt werden. Kernkraftwerke stehen in der Stromerzeu- gung weiter an erster, Kohlekraftwerke an zweiter Stelle. Die Beiträge aus rege- nerativer Stromerzeugung würden ansteigen, bis zum Jahr 2020 aber keine zentrale Bedeutung erlangen. Bei einem Kernenergieausstieg ohne ergänzende Klimaschutzmaßnahmen wür- de die wegfallende Kernenergie in der Stromerzeugung fast völlig durch fossile Kraftwerke ersetzt werden, da CO2-freie Energieformen (regenerative) nicht ausreichend schnell in großen Mengen zur Verfügung stehen. Aufgrund ihrer günstigen Kostenstruktur würde den Steinkohlekraftwerken, die unter Klimage- sichtspunkten besonders ungünstig sind, eine noch bedeutendere Rolle zufallen als in der Trend-Entwicklung. Wird der Kernenergieausstieg von massiven Anstrengungen zur CO2-Minderung in allen Bereichen begleitet und dazu ein breites Bündel technisch realisierbarer Maßnahmen eingesetzt (Stromeinsparungen, Präferierung von Erdgas bei der Stromerzeugung und forcierter Einsatz von regenerativen Energieträgern, be- schleunigte Effizienzverbesserungen bei der Energienutzung in der Industrie, bei der Gebäudeheizung und im Verkehr sowie verstärkte Nutzung der Kraft- Wärme-Kopplung), so lassen sich sowohl die Stromnachfrage bis zum Jahr 2020 deutlich verringern als auch der Einsatz regenerativer Energien deutlich ausweiten. Mit der Präferierung von Gaskraftwerken ginge der Anteil der Kohle- verstromung zurück, die Gasverstromung würde nach und nach zur zentralen Säule der Stromerzeugung und der verringerte Strombedarf würde im Jahr 2020 zu rd. 71 % aus Erdgas gedeckt werden. Zusammenfassung der Ergebnisse 6 Die im Hinblick auf den Klimaschutz zusätzlich möglichen Maßnahmen zur Ver- änderung von Strombedarf und Stromerzeugung sowie von Verhaltensänderun- gen sind allerdings nicht notwendig an einen Kernenergieausstieg gebunden, sie könnten – wenn politisch gewollt und durchsetzbar – überwiegend auch bei einer Weiternutzung der Kernenergie umgesetzt werden. CO2-Emissionen In der Trend-Entwicklung würden die CO2-Emissionen der Stromerzeugung im Vergleich zu 1990 (ca. 17,2 Mio. t) anfänglich noch leicht ansteigen und bis zum Jahr 2020 auf ca. 14,4 Mio. t sinken. Insgesamt würden die CO2-Emissionen in Baden-Württemberg (1990: 73,5 Mio. t) im betrachteten Zeitraum auf etwa dem heutigen Niveau verbleiben. Das bundespolitische Ziel der Reduktion der CO2- Emissionen um 25 % gegenüber dem Jahr 1990 bis zum Jahr 2005 würde also in Baden-Württemberg nicht erreicht. Ein Kernenergieausstieg ohne zusätzliche Klimaschutzmaßnahmen führt zu er- höhten CO2-Emissionen, und die politisch beabsichtigte Reduktion wird noch weniger erreicht. Das Ausmaß der CO2-Mehremissionen hängt von der Ge- schwindigkeit ab, mit der ein Ausstieg vollzogen wird. Die über den Zeitraum von 2000 bis 2020 gemittelten jährlichen Mehremissionen aus der Stromerzeu- gung steigen kontinuierlich mit der Verkürzung der maximalen Betriebsdauer der Kernkraftwerke an. Langfristig und nach Vollzug des Ausstiegs lägen die Gesamtemissionen an CO2 in Baden-Württemberg um rd. 30 % über denen des Jahres 1990. Mit Hilfe der angenommenen technisch realisierbaren Klimaschutzmaßnahmen lassen sich die Gesamtemissionen an CO2 in Baden-Württemberg – trotz Kern- energieausstieg – senken; um z.B. rd. 22,5 % bis zum Jahr 2020 bei einer Be- triebsdauer der Kernkraftwerke von 30 Jahren. Die erreichbaren Reduktionen am Ende des betrachteten Zeitraums (im Jahr 2020) sind dabei um so größer, je langsamer der Kernenergieausstieg erfolgt. Das Ziel einer Reduktion der CO2-Emissionen bis zum Jahr 2005 um 25 % gegenüber den Emissionen des Jahres 1990 (55,1 Mio. t pro Jahr) läßt sich dadurch aber ebenfalls nicht errei- chen. Lassen sich zusätzlich Verhaltensänderungen vor allem bei der Nutzung von Kraftfahrzeugen realisieren, so ist der Effekt auf die CO2-Emissionen begrenzt. Es wären 2020 um rd. 4,5 Mio. t pro Jahr (rd. 6 % der Emissionen des Jahres 1990) niedrigere Emissionen als ohne diese Veränderung erreichbar. Zusammenfassung der Ergebnisse 7 Die Ergebnisse dieser Untersuchung weisen darauf hin, daß die proportionale Übernahme des Bundesziels für die Reduktion der CO2-Emissionen für das Land, die bei Handlungsbeginn ab 1990 noch möglich gewesen wäre, inzwi- schen aufgrund der fortgeschrittenen Zeit unrealistisch geworden ist. Die Lan- desregierung vertrat im „Klimaschutzkonzept Baden-Württemberg“ bereits 1994 die Auffassung, daß das Bundesziel im Land nicht zu erreichen sei. In der Dis- kussion befinden sich statt dessen Orientierungsmarken von 70 Mio. t bis zum Jahr 2005 und 65 Mio. t bis zum Jahr 2010. Diese Ziele wären bei einem Kern- energieausstieg in Verbindung mit massiven technischen Klimaschutzmaßnah- men noch zu erreichen, sofern eine Betriebsdauer der Kernkraftwerke von 30 Jahren, bzw. bei der zusätzlichen Realisierung von Verhaltensänderungen eine Betriebsdauer von 20 Jahren nicht unterschritten wird. Kosten Ein Ausstieg aus der Kernenergienutzung vor Ende der wirtschaftlichen Lebens- zeit der Kernkraftwerke führt zu erhöhten Kosten. Für einen Kernenergieaus- stieg ohne zusätzliche Klimaschutzmaßnahmen ergeben sich bei Zugrundele- gen aktueller Werte für die Kosten der unterschiedlichen Kraftwerktypen (Bau- und Entsorgungskosten, fixe und variable Betriebskosten) und der Annahme ei- ner plausiblen Energiepreisentwicklung durchschnittliche jährliche Mehrkosten von rd. 670 Mio. DM (rd. 1,1 Pf/kWh) bei einer Betriebsdauer der Kernkraftwerke von 20 Jahren und von rd. 50 Mio. DM (rd. 0,1 Pf/kWh) bei 40 Jahren, die konti- nuierlich über den Zeitraum von 2000 bis 2020 aufzubringen wären. Es ist da- von auszugehen, daß diese Kosten im Fall von stark verkürzten Betriebsdauern für die Kernkraftwerke von den Kraftwerkbetreibern nicht aufgebracht werden können, ohne daß deren Wettbewerbsposition im europäischen Energiemarkt deutlich geschwächt wird. Bei einer Umsetzung zusätzlicher technischer Klimaschutzmaßnahmen entste- hen aus den unterschiedlichen Maßnahmen schwer zu kalkulierende Mehrko- sten, denen zumindest teilweise Kosteneinsparungen durch den kleiner werden- den Kraftwerkpark gegenüberstehen. Die volkswirtschaftliche Bedeutung der Kosten eines Kernenergieausstiegs läßt sich im Rahmen dieser Studie nicht beurteilen. Es ist aber davon auszugehen, daß evtl. Mehrkosten durch zusätzliche Klimaschutzmaßnahmen desto leichter aufgebracht und politisch durchgesetzt werden könnten, je länger die Restlauf- zeiten der Kernkraftwerke gewählt werden. Zusammenfassung der Ergebnisse 8 Zusätzliche Aspekte Der Ausstiegsbeschluß der Bundesregierung fußt auf lange zurückliegenden Debatten und erfordert heute eine Neubewertung der Risiken einer Kernener- gienutzung im Vergleich mit den Risiken eines Kernenergieausstiegs. Die Risiken, die mit der Emission von CO2 für das Klima erwachsen, erfordern eine rasche Verminderung des Einsatzes fossiler Energieträger, was durch ei- nen schnellen Kernenergieausstieg behindert wird. Unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit müssen nicht erneuerbare Ressourcen – nicht zuletzt als Rohstoffe – soweit wie möglich geschont werden. Durch einen raschen Kernenergieausstieg wird Uran, das nur für die Energieerzeugung ge- nutzt werden kann, für einen längeren Zeitraum durch Kohle oder Erdgas er- setzt und so das Ziel eines nachhaltigen Wirtschaftens schwerer erreichbar. Auf der Gegenseite wird das aus den verbleibenden KKW-Betriebsjahren resultie- rende Havarierisiko mit zunehmender Verkürzung der Restlaufzeiten verringert. Mit der Bedeutung, die die Kernenergie für die ehemaligen Ostblockstaaten hat, wird ein europaweiter Kernenergieausstieg nach dem Wegfall der Ost-West- Konfrontation unwahrscheinlicher und der deutsche Ausstieg verstärkt zu einer Sonderentwicklung. Nach der Energiemarkt-Liberalisierung kann zwar der Stromverbrauch z.B. durch Steuern national beeinflußt werden, die Erzeugungskosten des in Deutschland verbrauchten Stroms unterliegen aufgrund der Durchleitungsrechte aber nicht mehr vollständig nationaler Kontrolle. Eine deutsche Erhöhung von Stromgestehungskosten durch einen Kernenergieausstieg löst damit Wirkungen und Risiken für Kraftwerkbetreiber und die Wirtschaft aus, die insgesamt noch kaum übersehbar sind. Zusammenfassung der Ergebnisse 9 1. Einleitung In den Jahren 1993 bis 1996 hat die Akademie für Technikfolgenabschätzung in ihrem Projekt „Klimaverträgliche Energieversorgung in Baden-Württemberg“4 die Frage untersucht, ob und auf welchen Wegen die damals genannten Reduk- tionsziele für die Emission von Kohlendioxid (CO2) erreicht werden können. Das Projekt war zu dem Ergebnis gekommen, daß eine Reduktion der CO2-Emissio- nen um 25 % in einem Zeitraum von ca. 15 Jahren in Baden-Württemberg tat- sächlich erreichbar ist, und daß dieses Ziel auf durchaus unterschiedlichen We- gen verwirklicht werden kann. Bei der damit erforderlichen Umstrukturierung des Energieversorgungssystems zeigte sich aber – in den ersten 15 bis 20 Jah- ren dieses Umstrukturierungsprozesses – ein enger Zusammenhang zwischen Kernenergienutzung und Anspruchsniveau an Energiedienstleistungen: Effizi- enzverbesserungen und ein forcierter Ausbau regenerativer Energien reichten nicht aus, um den Strom aus Kernenergie bei gleichem oder noch wachsendem Anspruchsniveau zu ersetzen. Bei einem raschem Ausstieg aus der Kernener- gienutzung war das genannte Reduktionsziel für Baden-Württemberg nur dann zu erreichen, wenn die Ansprüche an Energiedienstleistungen - vor allem die Ansprüche an individuelle Mobilität im Verkehr - gegenüber dem heutigen Ni- veau vermindert werden können. Das Ziel der vorliegenden Studie ist es, die zu erwartenden Wirkungen eines Kernenergieausstiegs auf die Stromerzeugungsstruktur in Baden-Württemberg zu untersuchen, die Ergebnisse des Projektes „Klimaverträgliche Energieversor- gung in Baden-Württemberg“ vor dem Hintergrund aktueller Daten zu überprü- fen und dabei auch die Frage nach der Erreichbarkeit der heute genannten CO2-Reduktionsziele zu diskutieren, da der Zeitraum bis zum Jahr 2005 nur noch sehr kurz ist und bislang keine ausreichenden Maßnahmen ergriffen wur- den, um die CO2-Emissionen entsprechend der politischen Ziele zu verringern.5 Da die Maßnahmen, die ergriffen werden sollen, um den Kernenergieausstieg zu erreichen, noch nicht im Detail festliegen, lassen sich auch die möglichen Folgen nur unter zusätzlichen Annahmen über die vermutliche künftige Energie- politik untersuchen. Die Ergebnisse können daher nur als Wenn-Dann-Aussa- gen in Form von „Szenarien“ dargestellt werden. Einleitung 4 D. Schade, W. Weimer-Jehle: Energieversorgung und Verringerung der CO2-Emission. Techniknutzung- Ressourcenschonung-Neue Lebensstile. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg 1996 5 Politikszenarien für den Klimaschutz. In: Vierter Bericht der IMA „CO2-Reduktion“, November 1997, BMU Bonn 10 In Kapitel 2 wird zunächst ein kurzer Überblick über den heutigen Stand der Stromerzeugung und des Energieversorgungssystems in Baden-Württemberg sowie die diskutierten Reduktionsziele für die CO2-Emissionen gegeben. In Kapitel 3 folgt die Untersuchung der Auswirkungen eines Kernenergieaus- stiegs auf die Zusammensetzung des Kraftwerkparks im Vergleich mit der zu er- wartenden Entwicklung ohne Kernenergieausstieg (Abschnitt 1 bis 3), auf die CO2-Emissionen (Abschnitt 4) und auf die direkten Kosten der Stromerzeugung (Abschnitt 5) – zunächst ohne die Berücksichtigung zusätzlicher Maßnahmen zur Reduktion der CO2-Emissionen. Mit Rückgriff auf die Klimaschutzmaßnah- men, die im Projekt „Klimaverträgliche Energieversorgung in Baden-Württem- berg“ vorgesehen wurden, wird schließlich erörtert (Abschnitt 6 und 7), in wel- chem Ausmaß sich die CO2-Emissionen im Fall eines Kernenergieausstiegs durch ergänzende Maßnahmen auch außerhalb der Stromerzeugung senken lassen. Abschließend (Abschnitt 8) wird mit einigen Sensitivitätsbetrachtungen die Empfindlichkeit ausgewählter Ergebnisse gegenüber den bestehenden Unsi- cherheiten in den verwendeten Rahmenannahmen untersucht. Da Entscheidungen über die künftige Gestaltung von Energieversorgung und Energienutzung sich auf viele Lebensbereiche auswirken können, werden in Kapitel 4 weitere Aspekte angesprochen, die für die Beurteilung eines Kernen- ergieausstiegs von Bedeutung sein können. Es wäre naturgemäß wünschenswert, auch die indirekten wirtschaftlichen Wir- kungen des Kernenergieausstiegs, also die induzierten volkswirtschaftlichen Strukturverschiebungen einschließlich der Beschäftigungswirkungen zu be- schreiben. Darauf wird in dieser Studie bewußt verzichtet. Zum einen bestehen beträchtliche methodische Unsicherheiten bei der Abschätzung volkswirtschaft- licher Langfristentwicklungen, die über die ebenfalls bestehenden Unsicherhei- ten bei der Abschätzung der Entwicklung künftiger Technikstrukturen noch we- sentlich hinausgehen. Zum anderen ist die energiewirtschaftliche wie die volks- wirtschaftliche Zukunftsentwicklung in weiten Grenzen gestaltbar und durch die Vorgabe eines Kernenergieausstiegs keineswegs eindeutig vorgezeichnet, so daß eine Abschätzung der volkswirtschaftlichen Auswirkungen ohne eine Viel- zahl – letztlich willkürlicher - Zusatzannahmen nicht möglich wäre. In der vorliegenden Studie werden Veränderungen im Energieerzeugungssy- stem und deren Auswirkungen über den Zeitraum der kommenden 20 Jahre ab- geschätzt. Da die zukünftige Entwicklung nicht prognostizierbar ist, müssen dazu zahlreiche Annahmen – z.B. über die Stromnachfrage, die Energiepreise, die künftige Klimaschutzpolitik – getroffen werden, die jeweils unsicher sind und die Ergebnisse beeinflussen. Die als Ergebnis errechneten Zahlenwerte für Einleitung 11 CO2-Mehremissionen und Mehrkosten dürfen daher nicht als exakte Prognosen der zu erwartenden Auswirkungen interpretiert werden. Nicht zuletzt im Hinblick auf die schwer abschätzbaren Veränderungen in Folge der Energiemarkt-Libe- ralisierung können sie nur eine - konsistent bestimmte – Orientierung über die Größe der Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs geben, die sich bei einer aus heutiger Sicht naheliegenden Weiterentwicklung ergeben würden. 2. Die Ausgangslage im Energieversorgungssystem Baden-Württembergs 2.1 Stromverbrauch und Stromerzeugung in Baden-Württemberg Strom ist eine vielseitig einsetzbare Energieform; der Stromverbrauch in Baden- Württemberg stieg daher – wie in den Industrieländern generell – in der Vergan- genheit stärker an als der Primärenergieverbrauch. Der Stromverbrauch eines einzelnen Jahres hängt eng mit der Wirtschaftstätigkeit und den Wintertempera- turen zusammen, so daß die zeitliche Entwicklung des Stromverbrauchs un- gleichmäßig verläuft und der Vergleich bestimmter Jahre – wie in Abb. 1 – nur eine Tendenzaussage liefert. Mit dieser Einschränkung hat sich der Stromver- brauch in den letzten 20 Jahren in Baden-Württemberg – von 32,2 TWh6 im Jahr 1975 auf 57,9 TWh im Jahr 1995 – nahezu verdoppelt (Abb. 1)7 . Der An- stieg des Stromverbrauchs erfolgte – bis auf die durch die Wirtschaftsentwick- lung bedingten Schwankungen – stetig; er hat sich in den letzten 10 Jahren al- lerdings abgeflacht: der Stromverbrauch stieg in der ersten Dekade um rd. 50 % und im Zeitraum von 1985 bis 1995 noch um rd. 20 %, jeweils bezogen auf den Anfangszeitpunkt. Die Stromerzeugung in Baden-Württemberg hat sich im Zeitraum von 1975 bis 1995 um rd. das 2,5-fache erhöht, die Stromerzeugung aus Kernenergie – von 3,1 TWh im Jahr 1975 auf 37,6 TWh im Jahr 1995 – mehr als verzehnfacht. Während die Kernenergie im Jahr 1975 einen Anteil von rd. 12 % an der Strom- erzeugung hatte, wuchs ihr Anteil im Jahr 1995 auf rd. 58 %. Bei den regenera- tiven Energien spielt bislang nur die Wasserkraft eine größere Rolle. Wegen ih- Die Ausgangslage im Energieversorgungssystem Baden-Württembergs 6 TWh = 109 kWh = 1.000.000.000 kWh 7 nach: Energie-Bericht 97, Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg, März 1998 12 res begrenzten Potentials ist die Stromerzeugung aus Wasserkraft in den ver- gangenen Jahren nur vergleichsweise gering gestiegen und ihr Anteil an der ge- samten Stromerzeugung von rd. 16 % im Jahr 1975 auf rd. 9 % im Jahr 1995 abgesunken. Die Stromerzeugung aus fossilen Energieträgern hat sich von 1975 bis 1995 nur wenig verändert, wobei die Stromerzeugung aus Steinkohle stieg, die aus Heizöl stark zurückging und die aus Erdgas etwa konstant blieb. Bei der Stromerzeugung spielen heute Heizöl und Erdgas nur eine geringe Rol- le (Abb. 2)7. Der kleine Anteil der „Sonstigen“ umfaßt Müll und vor allem Braun- kohle, die in Baden-Württemberg für die Stromerzeugung praktisch keine Be- deutung hat. Der im Land bereitgestellte Strom ist um den Netto-Import höher als der erzeugte, und der den Verbrauchssektoren zur Verfügung gestellte Strom um den Kraftwerkeigenverbrauch, den Pumpstromverbrauch8 und die Netzverluste geringer als die Strombereitstellung. Die Importe ergeben sich als Saldo des Stromaustauschs mit anderen Bundesländern, dem Ausland und mit der Deutschen Bahn. Die Ausgangslage im Energieversorgungssystem Baden-Württembergs * Bruttoerzeugung und Netto-Import abzüglich Eigenverbrauch, Pumpstromverbrauch und Netzverlusten Abb. 1: Stromverbrauch* und Brutto-Erzeugung in Baden-Württemberg 8 für Pumpspeicherkraftwerke 13 Der im Land Baden-Württemberg erzeugte Strom stammt überwiegend aus Kraftwerken der öffentlichen Stromversorgung (rd. 90 %) und nur zu einem ge- ringen Teil aus Industriekraftwerken und Kraftwerken der Deutschen Bahn. Schlüsselt man nach Verbrauchsanteilen auf, so entfällt auf die Industrie der größte Anteil, Haushalte und Kleinverbraucher haben vergleichbar große Antei- le, und der Verkehrsbereich (vor allem Bahnstrom) spielt beim Stromverbrauch nur eine untergeordnete Rolle. Der Struktur der in Baden-Württemberg installierten Kraftwerkleistung zeigt Abb. 3.7 Die in fossilen Kraftwerken installierte Leistung hat einen größeren pro- zentualen Anteil als die Erzeugung aus fossilen Kraftwerken, weil die verschie- denen Kraftwerktypen unterschiedlich genutzt werden. Die größte Ausnutzungs- dauer erreichen Grundlastkraftwerke – in Baden-Württemberg vor allem Kern- kraftwerke und Laufwasserkraftwerke, da sie niedrige variable Kosten aufweisen und aufgrund ihrer Eigenschaften für einen wechselnden Einsatz weniger geeig- net sind. Für die Deckung der im Tages- und Jahresverlauf variierenden Strom- nachfrage sind neben den Grundlastkraftwerken Kraftwerke erforderlich, die für den Betrieb mit häufig wechselnder Betriebsleistung und für tägliches An- und Abfahren geeignet sind (Mittellastkraftwerke, z.B. Kohlekraftwerke) sowie Kraft- Abb. 2: Stromerzeugung und -verbrauch in Baden-Württemberg im Jahr 1995 Die Ausgangslage im Energieversorgungssystem Baden-Württembergs 14 Abb. 3: Bruttoleistung der Kraftwerke in Baden-Württemberg (31.12.1995) werke zur Deckung kurzfristiger Nach- fragespitzen (Spitzenlastkraftwerke, z.B. Pumpspeicher- und Gasturbinenkraft- werke), die dann im Jahresmittel gerin- ger ausgenutzt werden können als die Grundlastkraftwerke. Typischerweise sind in Stromversorgungsnetzen die in- stallierten Leistungen im Grundlastbe- reich sowie Mittel- und Spitzenlastbe- reich etwa gleich. In Baden-Württemberg gibt es zur Zeit fünf Kernkraftwerke9 (s. Tab. 1), die zwi- schen 1968 und 1989 in Betrieb gegan- gen sind und die unter üblichen tech- nisch-ökonomischen Bedingungen – bis auf das Kernkraftwerk Obrigheim – noch länger als 15 Jahre betrieben wer- den könnten. An fossilen Kraftwerken sind im Jahr 1999 Nettoleistungen von 3208 MW mit Steinkohle- inkl. Misch- feuerung, 800 MW mit Steinkohle/Erd- gas-Feuerung, 1685 MW mit Erdgas/ Heizöl-Feuerung und 622 MW mit Heiz- öl-Feuerung in Betrieb10 . Diese Kapazi- täten gehen im Zeitverlauf entsprechend ihrem Altersaufbau nach typischerweise 35 Jahren vom Netz. Die Ausgangslage im Energieversorgungssystem Baden-Württembergs Tabelle 1 : Kernkraftwerke in Baden-Württemberg11 Standort Typ Inbetrieb- Brutto-Lei- Außerbetrieb- nahme stung ( MW ) nahme* Obrigheim KWO Druckwasser-Reaktor 1968 357 2013 Neckarwestheim GKN I Druckwasser-Reaktor 1976 840 2021 Philipsburg KKP I Siedewasser-Reaktor 1979 926 2024 Philipsburg KKP II Druckwasser-Reaktor 1984 1424 2029 Neckarwestheim GKN II Druckwasser-Reaktor 1989 1365 2034 * bzw. Ersatzbedarf unter typischen ökonomischen und technischen Bedingungen und evtl. Maßnahmen zur Lebenszeitverlängerung 15 Die Ausgangslage im Energieversorgungssystem Baden-Württembergs Mit der heutigen Energieversorgungsstruktur wird der Strom in Baden-Württem- berg zu rd. 67 % ohne Kohlendioxid-Emissionen erzeugt (Abb. 4)7. In Gesamt- deutschland beträgt der entsprechende Anteil nur rd. 33 %; hier stehen die fos- silen Energieträger Stein- und Braunkohle und auch Erdgas im Vordergrund. In Baden-Württemberg ist in den letzten rd. 20 Jahren der absolute Beitrag der Stromerzeugung zu den CO2-Emissionen trotz der näherungsweisen Verdopp- lung des Stromverbrauchs nahezu konstant geblieben (Abb. 5)12 . Die Ursache dafür liegt in erster Linie im starken Ausbau der Kernenergienutzung, die auch einen Anteil daran hat, daß die gesamten CO2-Emissionen in Baden-Württem- berg während der letzten Jahrzehnte auf etwa dem gleichen Niveau verharren. In der gesamten Bundesrepublik verlief die Entwicklung ähnlich; auch dort blie- ben die CO2-Emissionen in den letzten Jahrzehnten näherungsweise auf glei- chem Niveau. Wegen der unterschiedlichen Energieversorgungsstruktur, aber Abb. 4: Anteile der Energieträger an der Bruttostromerzeugung 9 Kraftwerke mit Leichtwasser-Reaktoren (LWR) 10 nach: Bedeutung der Kernenergie für die Energiewirtschaft in Baden-Württemberg – Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs. Gutachten im Auftrag des Wirtschaftsministeriums Baden-Württemberg, IER, Universität Stuttgart 1999 11 Daten aus [7], eigene Schätzungen 12 Daten aus [7] und Energie-Bericht 96, Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg, April 1997 16 auch wegen der Unterschiede in der Wirtschaftsstruktur liegen allerdings die spezifischen Emissionen pro Einwohner in Deutschland höher als in Baden- Württemberg (im Jahr 1995 betrugen sie in Deutschland rd. 10,9 t CO2/Einwoh- ner und in Baden-Württemberg rd. 7,6 t CO2/Einwohner). 2.2 Vorhandene Reserven im Kraftwerkpark Für eine sichere Stromversorgung muß die für die Netzeinspeisung verfügbare Leistung einschließlich einer zum Ausgleich von Störungen, Witterungs- und Konjunkturschwankungen erforderlichen Reserve die im Netz auftretende Höchstlast (typischerweise im Januar) übersteigen. Die für die Netzeinspeisung verfügbare Leistung ergibt sich aus der Netto-Engpaßleistung13 der Kraftwerke abzüglich nicht einsetzbarer Leistungen zuzüglich dem Saldo aus bestehenden Lieferverpflichtungen und Bezugsverträgen mit anderen Regionen. Die Ausgangslage im Energieversorgungssystem Baden-Württembergs Abb. 5: CO2-Emissionen in Baden-Württemberg 13 Die durch den leistungsschwächsten Anlageteil begrenzte Dauerleistung eines Kraftwerks (Brutto- Engpaßleistung) vermindert um den Kraftwerkeigenverbrauch 17 Diese Winterhöchstlast erreichte in Baden-Württemberg in den letzten Jahren Werte im Bereich von 9.100 MW bis 9.500 MW (s. Tab. 2). Da die Winterhöchst- last nicht genau absehbar ist, muß in genügendem Umfang Witterungs- und Konjunkturreserve bereitgehalten werden. Weiter muß für den Ausfall eines Kraftwerks durch Störungen Vorsorge getroffen werden (der Ausfall des größten Blocks in Baden-Württemberg, des KKW Phillipsburg II, würde einen Brutto- Leistungsverlust von 1.424 MW nach sich ziehen). Darüber hinaus müssen eine winterbedingte Minderleistung der Wasserkraftwerke und die bestehenden Lie- ferverpflichtungen und Bezugsrechte für Gebiete außerhalb Baden-Württem- bergs berücksichtigt werden. Die installierte Leistung muß mindestens den so errechneten Bedarf an gesi- cherter Leistung erreichen. Die darüber hinausgehende installierte (“nicht in An- spruch genommene Leistung“ in Tab. 2) läßt erkennen, wieviel Leistung, z.B. im Rahmen eines Kernenergieausstiegs, ohne Ersatzbau oder Reaktivierung von Kaltreserven und ohne Beeinträchtigung der Versorgungssicherheit zum jeweili- gen Zeitpunkt abgeschaltet werden könnte. Dabei ist allerdings zu beachten, daß die regulären, altersbedingten Außerdienststellungen von fossilen Kraftwer- ken in den nächsten Jahren eine deutliche Verringerung der in Tab. 2 erkennba- ren Reserven bewirken dürften und sich damit die Möglichkeiten zur Kompen- sierung eines Kernenergieausstiegs vermindern. Die Ausgangslage im Energieversorgungssystem Baden-Württembergs Tabelle 2: Winterhöchstlast und nicht in Anspruch genommene Leistung der öffentlichen Stromversorgung in Baden-Württemberg 14 Winter Einsetzbare Winterhöchst- Reserven und Aus- Nicht in Anspruch ge- Leistung [MW] last [MW] tauschbilanz [MW] nommene Leistung [MW] 1989/90 11.591 9.134 2.014 443 1990/91 11.599 9.358 1.646 595 1992/93 11.692 9.356 1.543 793 1993/94 11.603 9.370 1.434 799 1994/95 11.487 9.293 1.470 724 1995/96 11.338 9.432 811 1.095 1996/97 11.291 9.395 851 1.045 1996/97: vorläufige Werte. Keine Daten für den Winter 1991/92 14 verschiedene Energieberichte, Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg 18 Eine weitere Möglichkeit zur Verminderung der installierten Kraftwerkleistung –  und damit zum Ausgleich ausfallender Kernkraftwerke - besteht im Abbau des Umfangs der notwendigen Reserveleistungen z.B. durch verstärkte Kooperatio- nen zwischen den Energieversorgungsunternehmen. Da die Bereitstellung von Reserveleistungen Kosten verursacht, ist zu erwarten, daß der wachsende Wettbewerbsdruck im Zuge der Energiemarkt-Liberalisierung eine derartige Ent- wicklung unterstützt und zu einem sinkenden Bedarf an Reservekapazitäten führen wird. 2.3 Klimaschutzziele Die künftige Entwicklung der tatsächlichen CO2-Emissionen in Baden-Württem- berg wird - soweit sie überhaupt politisch steuerbar ist – nicht nur von der Lan- despolitik, sondern ebenso von der Bundes- und EU-Politik beeinflußt werden. Von Einfluß sind dabei sowohl die angestrebten Reduktionsziele als auch ande- re energiepolitische Maßnahmen – wie der Kernenergieausstieg. In einer Reihe von Kabinettsbeschlüssen hat noch die letzte Bundesregierung unter Bundeskanzler Helmut Kohl als deutsches Klimaschutzziel festgelegt, daß das CO2-Emissionsniveau Deutschlands bis zum Jahr 2005 um 25 % gegen- über den Emissionen des Jahres 1990 gesenkt und darüber hinaus weitere Re- duktionen angestrebt werden sollen. Daneben ist das Klimaschutzprotokoll von Kyoto zu erfüllen, das aber für Deutschland zu weniger einschneidenden Anfor- derungen führen wird als das nationale Klimaschutzziel.15 Wie sich das nationale Ziel auf die Bundesländer verteilen soll, ist nicht festge- legt. Diese Aufteilung müßte in Abstimmung zwischen Bund und Ländern erfol- gen, da die daraus folgenden notwendigen Maßnahmen teils in der Zuständig- keit des Bundes und teils in die der Länder fallen. Offensichtlich wäre das Ziel erreicht, wenn jedes einzelne Bundesland jeweils für sich die gleiche Reduktion in der Größe des für den Bund genannten Zieles erbringt. Ob allerdings eine derartige gleichförmige Senkung der CO2-Emissionen in allen Bundesländern gerechtfertigt ist, ist zweifelhaft. Sonderbedingungen in einzelnen Ländern – wie erbrachte Vorleistungen oder das Vorhandensein großer und kostengünstiger Reduktionspotentiale – können eine ungleichmäßige Reduktion in den einzel- nen Bundesländern rechtfertigen. Baden-Württemberg hat einerseits – gemes- Die Ausgangslage im Energieversorgungssystem Baden-Württembergs 15 Im Kyoto-Protokoll ist für die EU eine Verringerung klimaschädlicher Gase um 8 % im Durchschnitt der Jahre 2008 bis 2012 gegenüber 1990 festgelegt, wobei die EU-interne Aufteilung für Deutschland eine Reduktion um 21 % vorsieht. 19 sen an der erwähnten niedrigen CO2-Emissionsrate pro Kopf – im Vergleich zum Bundesdurchschnitt eine derartige Vorleistung bereits erbracht, was als Begründung für einen unterproportionalen Beitrag des Landes zum Bundesziel herangezogen werden könnte, profitiert andererseits aber vom Energiever- brauch und den damit verbundenen CO2-Emissionen außerhalb des Landes, weil im Land nur wenig energieintensive Grundstoffindustrie angesiedelt ist. Bislang hat Baden-Württemberg erklärt, seine Reduktion der CO2-Emissionen an der Zielsetzung für den Bund zu orientieren. Im Klimaschutzkonzept des Landes wird die Realisierbarkeit einer 25 %igen Reduktion der CO2-Emissionen bis zum Jahr 2005 für das Land aber bezweifelt und - ohne Quantifizierung von Maßnahmen - ein „angemessener Beitrag“ angestrebt.16 Unter Berücksichtigung der Kernener- giepolitik des Bundes werden die Re- duktionsziele für Baden-Württemberg erneut zu diskutieren sein, wobei die verbleibenden Handlungsmöglichkei- ten für Bund und Land neu zu bestim- men sein werden. Für die Beurteilung der CO2-Emissio- nen ist zu beachten, daß CO2 nicht nur bei der Stromerzeugung freige- setzt wird. Die Stromerzeugung ist nur ein Teilbereich eines Energiesy- stems, in dem CO2-Emissionen auch in anderen Bereichen entstehen. Al- lerdings ist die Stromerzeugung so bedeutend für das Gesamtsystem, daß eine grundlegende Umstrukturie- rung dieses Bereichs die Erreichbar- keit von Emissions-Zielsetzungen für das Gesamtsystem bestimmt bzw. in Frage stellt. Abb. 67 zeigt die Beiträge der verschiedenen Sektoren zu den CO2-Emissionen Baden-Württembergs im Jahr 1995. Die Ausgangslage im Energieversorgungssystem Baden-Württembergs Abb. 6: Beiträge zu den CO2-Emissionen in Baden-Württemberg im Jahr 1995 16 Klimaschutzkonzept Baden-Württemberg, Umweltministerium Baden-Württemberg, Stuttgart 1994, S. 22 und 37 20 3. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg Für die künftige Entwicklung des baden-württembergischen Kraftwerkparks wer- den die politischen Vorgaben zur Kernenergie eine wichtige Determinante sein, sie bestimmen die in den nächsten 10–20 Jahren zu erwartenden Veränderun- gen aber nicht allein. Von zentraler Bedeutung ist die weitere Entwicklung der Stromnachfrage (bzw. der Absatzmöglichkeiten der hiesigen Kraftwerkbetreiber), die darüber be- stimmt, wann Neu- oder Ersatzbauten im Kraftwerkpark vorgenommen werden. Voraussichtlich wird sich der weitere Zuwachs der Stromnachfrage – auch ohne weitere Klimaschutzmaßnahmen – gegenüber den Zuwachsraten der Vergan- genheit abschwächen. Wenn sich eine Politik realisiert, die verstärkt auf Strom- einsparung ausgerichtet wird, so ist auch eine Verringerung der Stromnachfrage denkbar. Eine forcierte Förderung des Ausbaus einer dezentralen und auf regenerativen Energieträgern basierenden Stromerzeugung kann den Bedarf an Großkraftwer- ken mindern. In Abhängigkeit von den Förderbedingungen kann der Beitrag der- artiger Stromerzeugungsformen sehr unterschiedlich sein, bis zum Jahr 2020 marginal bleiben oder aber einen substantiellen Beitrag zur Stromerzeugung lie- fern. Nach den bestehenden Vereinbarungen zur Kohlepolitik haben sich auch die baden-württembergischen Kraftwerkbetreiber verpflichtet, eine Mindestmenge deutscher Steinkohle trotz des Kostennachteils gegenüber importierter Stein- kohle zu verstromen. Dies soll der Sicherung bzw. der geordneten Rückbildung des deutschen Steinkohlebergbaus dienen. Die eingesetzten Mengen an deut- scher Steinkohle in der baden-württembergischen öffentlichen Stromerzeugung sind zwischen 1991 und 1996 von 4,56 Mio. t auf 3,33 Mio. t 17 (entsprechend einer erzeugten Strommenge von ca. 13,7 TWh auf 9,9 TWh) zurückgegangen und werden weiter rückläufig sein. Ersatzbauten oder der Neubau von Kraftwerken werden von der Preisentwick- lung für Kraftwerk-Neubauten und der für die jeweils benötigten Energieträger –  vor allem von der Preisrelation zwischen Importkohle und Erdgas - bestimmt werden, die darüber entscheiden, in welchem Verhältnis Kohle- oder Gaskraft- werke eingesetzt werden werden. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 17 nach: Energiebericht Baden-Württemberg ‘92 und ‘97 18 Brennstoff, Brennstoff-Fracht und sonstige variable Kosten 19 GuD – Gas- und Dampf-Kraftwerk, in dem dem üblichen Dampfprozeß ein Gasturbinen-Prozeß vorgeschaltet ist 21 Schließlich stellt die Liberalisierung des Elektrizitätsmarktes eine Zäsur in der Entwicklung der Stromversorgung dar, deren Auswirkungen vielfältig und nur in Teilen absehbar sind. Diese Einflußgrößen müssen über geeignete Annahmen bei der Untersuchung der Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs berücksichtigt werden und erlau- ben nur eine Abschätzung der künftigen Entwicklung in der Form von Szenarien. 3.1 Kosten und Einsatz verschiedener Kraftwerktypen Da die Leistungsnachfrage im Stromnetz von Tag zu Nacht, von Werktag zu Wochenende und von Sommer zu Winter unterschiedlich hoch ist, gibt der Kraftwerkpark seine Arbeit nicht gleichmäßig ab. Ein Teil der Kraftwerke wird den Großteil des Jahres unter hoher Leistung betrieben werden (Grundlastkraft- werke), ein anderer Teil z.B nur tagsüber während der Werktage. Um Kosten zu senken, werden dabei diejenigen Kraftwerke, die Strom zu geringen variablen Kosten (Kosten für 1 zusätzliche kWh) erzeugen, möglichst hoch ausgelastet. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg Tabelle 3: Kosten der Stromerzeugung für die wichtigsten Kraftwerktypen (küstenfernes Kraftwerk), sowie betriebsbedingte CO2-Emissionen* Kraftwerk Vollkosten bei 7500 h/a variable Kosten18 CO2-Emissionen Auslastung [Pf/kWh] [Pf/kWh] [kg/kWh] Kernkraftwerk (LWR, Bestand) 7,02 ** 1,06 0 Erdgas-GuD-Kraftwerk (Neubau) 5,00 3,68 0,34 Steinkohle-Dampfkraft- werk (Neubau) 5,75 2,48 0,72 Kraftwerke, die Strom zu hohen variablen Kosten erzeugen, werden nur gering ausgelastet und auch zur Reservebereitstellung verwendet. In Tab. 3 sind die derzeit ansetzbaren Kosten für die wichtigsten Kraftwerktypen angegeben. Die in der Tabelle angegebenen Stromerzeugungskosten umfassen die Investiti- ons-, Betriebs- und Stillegungskosten sowie die Brennstoffkosten (Daten für GuD19 - und Steinkohle-Kraftwerke sowie alle Brennstoffkosten nach20 , Daten * Die angegebenen Daten dienen der Veranschaulichung. Die nachfolgenden Berechnungen erfolgen auf Basis der detaillierten Investitions- und Kostendaten der Kraftwerke. ** 5,65 Pf/kWh bei 35 Jahren Abschreibungsdauer und 5 % Diskontzinssatz. 22 für Kernkraftwerke nach21), jeweils bei einer Abschreibungszeit von 20 Jahren. Die Angaben sind als Durchschnittswerte zu verstehen. Tatsächlich unterschei- den sich die Kostendaten nicht nur von Typ zu Typ, sondern auch von Anlage zu Anlage. In der Tabelle werden die Kosten für bestehende Kernkraftwerke und die Kosten für Neubauten bei fossilen Kraftwerken angegeben, weil bei einem Kernenergieausstieg die vorhandenen Kernkraftwerke durch neue fossile Kraft- werke ersetzt werden und daher diese Daten für die nachfolgenden Betrachtun- gen verwendet werden müssen. Die Kosten für Steinkohle-Dampfkraftwerke basieren auf dem Einsatz von Im- portkohle. Auf Grund der Kohleverstromungsverpflichtungen wird zumindest bis zum Jahr 2005 ein großer Teil der eingesetzten Steinkohle aus heimischer Pro- duktion stammen, was mit erhöhten Kosten verbunden ist. Für die folgenden Rechnungen wird davon ausgegangen, daß diese Verpflichtungen im vorhande- nen Kraftwerkbestand erfüllt werden können und Neubauten zum Ersatz von Kernkraftwerken die billigere Importkohle einsetzen werden. Die in der Tabelle angegebenen CO2-Emissionen sind die direkten, betriebsbe- dingten Emissionen, die die Gesamtbilanz in einem Kraftwerkpark mit wesentli- chen Anteilen an fossilen Kraftwerken deutlich dominieren. Beiträge zu den CO2-Emissionen aus dem Energiebedarf für die Herstellung eines Kraftwerks und seiner Komponenten werden also nicht berücksichtigt. Die energetischen Vorleistungen beim Bau von Großkraftwerken sind nämlich relativ gering und betragen z.B. bei Steinkohlekraftwerken rd. 1/140 der in der Lebenszeit des Kraftwerks produzierten Energie, bei Erdgas-GuD-Kraftwerken rd. 1/60022 . Hin- zu kämen bei genauer Betrachtung noch Energieaufwendungen für Gewinnung, Aufarbeitung und Transport des jeweiligen Brennstoffs. Für die Stromproduktion aus Kernenergie werden die indirekten CO2-Emissionen auf 0,007–0,028 kg CO2/kWh geschätzt.23 Kernkraftwerke haben danach vergleichsweise hohe Fixkosten und die mit Ab- stand niedrigsten variablen Kosten. Betreiber, die über einen gemischten Kraft- werkpark verfügen, werden daher bestrebt sein, in erster Priorität die Kernkraft- Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 20 nach: Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen der RWE Energie AG, 1999 21 nach: Instrumente für Klimagas-Reduktions-Strategien, Datenbank und Modellsysteme, Projektkoordi- nation Forschungszentrum Jülich im Auftrag des BMBF, Version 1996 22 K. Schwaiger: Vergleich des KEA und der Stoffbilanzen von Kraftwerken, VDI-Bericht 1328, Düsseldorf 1997 23 U. Kallenbach, W. Bernnat, G. Hehn, A. Schatz (Institut für Kernenergetik und Energiesysteme der Universität Stuttgart): Kernenergie, Arbeitsbericht Nr. 12 der Akademie für Technikfolgenabschätzung in Baden-Württemberg, Stuttgart, 1994, sowie B. Lewin: CO2-Emissionen von Kraftwerken unter Berücksichtigung der vor- und nachgelagerten Energieketten. In „Kumulierte Energie- und Stoffbilan- zen“, VDI-Bericht 1093, Düsseldorf 1993 24 SKE – Steinkohle-Einheit ( 1 t SKE = 8140 kWh) 23 werke und in zweiter Priorität die Kohlekraftwerke auszulasten. Da Kohlekraft- werke die höchsten spezifischen CO2-Emissionen aufweisen, stehen die ökono- mischen Bedingungen hier im Gegensatz zu den Zielen des Klimaschutzes. Aus Klimaschutzgründen wären Gaskraftwerke bei der Auslastung vorzuziehen. Für den Zubau neuer fossiler Kraftwerke zum Ausgleich wegfallender Kernkraft- werke ist von Vollkosten auszugehen. Bei heutigen Preisen ist dann das Gas- kraftwerk die kostengünstigste Alternative. Eine Unsicherheit für die Abschätzung der künftigen Entwicklung liegt in der künftigen Preisentwicklung für die unterschiedlichen Energieträger, die die Ko- stenrelationen zwischen den Kraftwerktypen verändern können. Für Importkohle und Kernbrennstoffe wird für die nächsten 20 Jahre im wesentlichen Preisstabi- lität erwartet (Preis für Importkohle 1998: 85 DM/t SKE24 frei küstenfernes Kraft- werk), während für Erdgas mittelfristig steigende Preise im Bereich von 1 % pro Jahr (real) vermutet werden (Preis 1998: 1,8 Pf/kWh frei Kraftwerk) [alle Werte nach20]. Die Preissteigerung für Erdgas kann sich noch beschleunigen, wenn eine starke Erdgasnachfrage infolge eines bundesweiten Kernenergieausstiegs Kosten für den Neubau von Erdgasleitungen (lokal zu den Kraftwerkstandorten, u.U. auch eine zusätzliche Fernleitung) verursacht. Um die Rückwirkung einer verstärkten Nachfrage nach Kraftwerkgas zu berücksichtigen, wird für die fol- genden Berechnungen von einer Preissteigerung von 2 % pro Jahr für Erdgas ausgegangen. Alle angegebenen Kosten verstehen sich als Kosten auf der Basis von Markt- preisen, d.h. ohne die Berücksichtigung „externer Kosten“ (also der monetären Bewertung von Wirkungen, die nicht in den Marktpreisen für Energie berück- sichtigt sind, wie z.B. die Luftbelastung, die Treibhausgasemissionen durch fos- sile Kraftwerke oder die Sicherheitsrisiken von Kernkraftwerken). Auf der Basis des heutigen Forschungsstandes lassen sich trotz vieler Fortschritte noch keine verläßlichen Zahlenwerte für externe Kosten angeben, das gilt besonders für die Wirkungen der Treibhausgasemissionen. 3.2 Entwicklung von Kraftwerkpark und Stromerzeugung ohne Kernenergieausstieg (Trend) Um die Folgen eines Kernenergieausstiegs abschätzen zu können, muß als Vergleichsbasis die Entwicklung herangezogen werden, die sich ohne den Aus- stieg ergeben würde. Diese Entwicklung ist aber unbekannt. Die Vergleichsbasis muß daher als eigenes Szenario mit Hilfe plausibler Annahmen – u.a. über die Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 24 Nutzung der Kernenergie – entworfen werden. Für diese Studie wird vor dem Hintergrund der öffentlichen Diskussion davon ausgegangen, daß auch in der Entwicklung ohne Kernenergieausstieg (Trend-Entwicklung) keine neuen Kern- kraftwerke errichtet werden, daß aber die vorhandenen Kernkraftwerke über ihre wirtschaftliche Lebensdauer genutzt werden. Diese Dauer ist mit 45 Jahren so hoch, daß die Kernenergie im Untersuchungszeitraum der nächsten 20 Jah- re in Baden-Württemberg im heutigen Umfang genutzt werden würde, wenn für das Kernkraftwerk Obrigheim durch Leistungserhöhung eines anderen Kern- kraftwerks ein Ausgleich geschaffen wird (s. Tabelle 1). Außerdem wird für die Trend-Entwicklung angenommen, daß keine aktive Klimaschutzpolitik betrieben wird, die in ihrer Intensität über die Aktivitäten in der Vergangenheit hinausgeht. Die Berechnung der zu erwartenden Veränderungen wurden mit dem an der Akademie entwickelten Kraftwerkpark-Modell ‚Dynamo‘ durchgeführt. Ihr liegen die folgenden Annahmen zugrunde: • Kernkraftwerke werden (ggf. mit lebensdauerverlängernden Maßnahmen) 45 Jahre ab Betriebsbeginn genutzt und dann abgeschaltet.25 Die Leistung des Kernkraftwerkparks bleibt damit im gesamten Zeitraum ungefähr konstant (das kleinste Kernkraftwerk, KKW Obrigheim, geht 2013 vom Netz, auf der anderen Seite wird eine Leistungserhöhung um 200 MW am Block Neckar- westheim II im Jahr 2000 durchgeführt). • Fossile Kraftwerke werden 35 Jahre ab Betriebsbeginn genutzt. • Die Entwicklung des Strombedarfs verläuft trendgemäß leicht ansteigend, es finden keine zusätzlichen Klimaschutzmaßnahmen zur Senkung des Strombedarfs statt. • Die regenerative Stromerzeugung wächst zwar entsprechend den Trends der Vergangenheit, erfährt aber keine zusätzlichen Entwicklungsimpulse. • Über die Auswahl der Kraftwerke bei einem anstehenden Zubau und über die Auslastung der vorhandenen Kraftwerke entscheiden die Betreiber allein unter Kostengesichtspunkten (Minimierung der diskontierten Gesamtkosten der Stromerzeugung 2000-2020) und ohne CO2-begrenzende Zielsetzung. • Trotz Energiemarkt-Liberalisierung wird die Eigenversorgung beim Strombe- darf des Landes aufrechterhalten (s. dazu: Kap. 4.). Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 25 Für die Berechnungen wird angenommen, daß alle Außerdienststellungen von Kraftwerken zur Jahresmitte erfolgen. 26 Als Kraftwerkpark werden im weiteren stets alle Anlagen zur Stromerzeugung einschließlich Erzeugungsanlagen der Bahn, ohne industrielle Eigenerzeugung, ohne Blockheizkraftwerke und ohne Leistungsbeiträge der Pumpspeicherwerke bezeichnet. Stromerzeugungsbeiträge der nicht zum Kraftwerkpark gezählten Anlagen werden als Erzeugung außerhalb des Kraftwerkparks gewertet und mindern den Erzeugungsbedarf des Kraftwerkparks entsprechend. 25 Abb. 7: Beitrag der Kraftwerktypen zur Leistung des Kraftwerkparks in Baden-Württemberg bei Beibehaltung der Kernenergienutzung (Trend) Der Gesamtumfang der installierten Leistung geht unter den gemachten Annah- men zunächst leicht zurück, da aufgrund der anfänglichen Überkapazitäten we- der das altersbedingte Ausscheiden einzelner Kraftwerke noch das leichte Wei- tersteigen des Strombedarfs den Neubau eines Kraftwerks erforderlich machen. Nachdem die Überkapazitäten etwa im Jahr 2002 abgeschmolzen sind, werden bei weiteren Außerdienststellungen und weiterem maßvollem Wachsen des Strombedarfs Neubauten erforderlich, die überwiegend als Erdgas-GuD-Kraft- werke ausgeführt werden. Von den Öl- bzw. Gas-Dampfkraftwerken wird ange- nommen, daß sie altersbedingt nach und nach außer Dienst gestellt werden; der für die Spitzenlast notwendige Anteil an Gasturbinen wird erhalten. Bei Kraftwerken, die mit Kohle- oder Ölbefeuerung betrieben werden können, wird aus Kostengründen von einer Kohlebefeuerung ausgegangen. Der so beschriebene Kraftwerkpark bietet ein Gerüst, mit dem zu jedem Zeit- punkt die notwendige Leistung bereitgestellt und die nachgefragten Strommen- gen erzeugt werden können. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg Damit ergibt sich die in den Abb. 7 und 8 dargestellte Entwicklung von Lei- stungs- und Arbeitsstruktur des Kraftwerkparks.26 * einschl. Kohle/Öl-Mischfeuerung ** Dampfkraftwerke mit Öl/Gas-Mischfeuerung sowie Spitzenlast-Gasturbinen Kernkraftwerke Gesicherte Leistung aus Regenerativen Erdgas GuD-Kraftwerke Steinkohle- Dampfkraftwerke* Öl/Gas-Kraftwerke** 2000 2005 2010 2015 2020 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 Netto-Leistung [ MW ] 26 Die Ausnutzung der Kraftwerke, d.h. der Anteil der einzelnen Typen an der Stromerzeugung, hängt von Höhe und Dauer des Leistungsbedarfs (Jahresdau- erlinie der Nachfrage) und von den variablen Kosten der Kraftwerke ab. Wenn dementsprechend die Kraftwerke mit den niedrigsten variablen Kosten über die größten Dauern eingesetzt werden, dann ergibt sich die in Abb. 8 dargestellte Aufteilung der Stromerzeugung. Die Kernkraftwerke haben weiterhin den höchsten Anteil an der Stromerzeu- gung. An zweiter Stelle stehen für lange Zeit die Kohlekraftwerke. Erst wenn nach und nach Gaskraftwerkkapazitäten errichtet sind und die Kohlekraftwerks- kapazitäten durch altersbedingte Außerdienststellungen nicht mehr für die erfor- derlichen Strommengen aufkommen können, übernimmt die Gasverstromung einen langsam wachsenden Anteil an der Stromerzeugung. Schon davor spielen Gaskraftwerke aber für die Leistungsbilanz des Kraftwerkparks eine wichtige Rolle (s. Abb. 7). Die Beiträge aus regenerativer Stromerzeugung steigen an, er- langen aber (in dieser Trendbetrachtung ohne zusätzliche Klimaschutzmaßnah- men) bis zum Jahr 2020 keine zentrale Bedeutung. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg * einschl. Kohle/Öl-Mischfeuerung ** Dampfkraftwerke mit Öl/Gas-Mischfeuerung sowie Spitzenlast-Gasturbinen Abb. 8: Beitrag der Kraftwerktypen zur Stromerzeugung in Baden- Württemberg bei Beibehaltung der Kernenergienutzung (Trend) Kernkraftwerke Regenerative Erdgas GuD-Kraftwerke Steinkohle- Dampfkraftwerke* Öl/Gas-Kraftwerke** 2000 2005 2010 2015 2020 70 60 50 40 30 20 10 0 Stromerzeugung [ TWh ] 27 3.3 Entwicklung von Kraftwerkpark und Stromerzeugung bei einem Kernenergieausstieg Bislang haben die Verhandlungen zwischen Bundesregierung und Energiewirt- schaft noch nicht zu einem konkreten Ablaufplan für den Kernenergieausstieg geführt. Es ist daher erforderlich, plausible Annahmen zu treffen. Ökonomische Gesichtspunkte legen es nahe, für die Außerbetriebnahme von Kernkraftwerken eine für alle Kraftwerke gültige maximale Betriebsdauer ab Inbetriebnahme fest- zulegen. Dabei wäre davon auszugehen, daß für alle Kraftwerke ausreichende Zwischenlagerkapazitäten für abgebrannte Brennelemente am Ort geschaffen oder die notwendigen Transporte zu entfernten Lagerkapazitäten genehmigt werden, d.h. es werden keine vorgezogenen Stillegungen aufgrund mangelnder Entsorgungsmöglichkeiten erzwungen, die die Festlegung der maximalen Be- triebsdauer außer Kraft setzen würden. In der gegenwärtigen politischen Dis- kussion scheint sich eine Lösung in diesem Sinne mit einer Betriebsdauer für die Kernkraftwerke in der Größenordnung von 30 Jahren abzuzeichnen, es wer- den im folgenden aber auch andere Werte betrachtet. In Abhängigkeit von der Größe der festgelegten maximalen Betriebsdauer wird der Ausstieg aus der Kernenergienutzung früher oder später vollständig abge- schlossen sein. Dabei zeigt sich eine Besonderheit der Kernenergienutzung in Baden-Württemberg: Sowohl das älteste Kernkraftwerk (KKW Obrigheim, Inbe- triebnahme 1968) als auch das jüngste Kernkraftwerk Deutschlands (KKW Nek- karwestheim II, Inbetriebnahme 1989) befinden sich in diesem Bundesland. Die Phase des Kernenergieausstiegs und der damit verbundene Strukturwandel in der Stromerzeugung wird sich damit in keinem anderen Bundesland über einen so langen Zeitraum hinziehen wie in Baden-Württemberg. Als Beispiel wird zunächst die Wirkung eines Kernenergieausstiegs mit einer Beschränkung der Betriebsdauer aller Kernkraftwerke auf 30 Jahre ab Betriebs- beginn (gegenüber 45 Jahren in der Trend-Entwicklung) diskutiert. Der Kernen- ergieausstieg würde in diesem Fall im Jahr 2019 mit dem Abschalten von Neckarwestheim II in Baden-Württemberg und damit auch bundesweit zum Ab- schluß gebracht. Für die Rechnung werden die folgenden Annahmen getroffen: • Kernkraftwerke werden mit Erreichen einer Betriebsdauer von 30 Jahren abgeschaltet, und es werden keine neuen Kernkraftwerke errichtet. • Alle anderen Rahmenbedingungen für die Stromerzeugung bleiben gegen- über der Trend-Entwicklung (Kapitel 3.2) unverändert, insbesondere werden keine Ausgleichsmaßnahmen wie zusätzliche Stromeinsparungen oder Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 28 verstärkte Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung und regenerativer Energien unterstellt (der Fall ausstiegsbegleitender Ausgleichsmaßnahmen wird in Kapitel 3.6 und 3.7 behandelt). Die Wirkung des Kernenergieausstiegs wird also unter Beibehaltung aller son- stigen Umstände untersucht. Die Abb. 9 und 10 zeigen die Entwicklung der in- stallierten Leistung und der erzeugten Strommengen für diesen Fall. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg Abb. 9: Beitrag der Kraftwerktypen zur Leistung des Kraftwerkparks in Baden-Württemberg bei einem Kernenergieausstieg nach 30 Jahren Betriebsdauer * einschl. Kohle/Öl-Mischfeuerung ** Dampfkraftwerke mit Öl/Gas-Mischfeuerung sowie Spitzenlast-Gasturbinen Der Kernenergieausstieg zeigt sich in Abb. 9 durch den stufenweisen Rückgang der Kernenergie-Fläche. Soweit es der Ausstiegsverlauf und die langsam wach- sende Stromnachfrage nach dem anfänglichen Abschmelzen der Überkapazitä- ten verlangt, werden fossile Kraftwerke zugebaut. Sollte sich – wie es den Pro- gnosen entspricht – der Erdgaspreis stetig verteuern, so ist es langfristig ko- stengünstig, die Neubauten gemischt etwa zur Hälfte als Erdgaskraftwerke und etwa zur Hälfte als Kohlekraftwerke auszuführen. Dadurch wird gleichzeitig er- reicht, daß der Kraftwerkpark nach Abschluß der Umstrukturierung nicht über- wiegend durch nur einen Kraftwerktyp bestimmt ist und die Stromerzeugung nicht nur von einem Energieträger abhängt. Kernkraftwerke Gesicherte Leistungen aus Regenerativen Erdgas GuD-Kraftwerke Steinkohle- Dampfkraftwerke* Öl/Gas-Kraftwerke** 2000 2005 2010 2015 2020 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 Netto-Leistung [ MW ] 29 Die Auslastungen und damit die von den Kraftwerktypen erzeugten Strommen- gen ergeben sich wieder aus den zu jedem Zeitpunkt installierten Kapazitäten und den variablen Kosten der Kraftwerktypen (s. Abb. 10). Parallel zum Rückgang der betriebenen Kernkraftwerks-Kapazitäten geht auch die dort erzeugte Strommenge zurück. Gedeckt wird der Rückgang überwie- gend durch alte und im Verlauf des Ausstiegs zugebaute neue Kohlekraftwerke. Die Gas-GuD-Kraftwerke, die schon früh eine wichtige Rolle für die Leistungsbi- lanz des Kraftwerkparks erfüllen, werden aufgrund der langfristig steigenden Gaspreise geringer als die Kohlekraftwerke ausgelastet und stellen im Betrach- tungszeitraum den kleineren Beitrag zum Ersatz des Stroms aus Kernenergie. Bei einem Kernenergieausstieg (im Beispiel mit einer maximalen Betriebsdauer der Kernkraftwerke von 30 Jahren) ohne ergänzende Klimaschutzmaßnahmen muß damit die wegfallende Kernenergie in der Stromerzeugung durch fossile Kraftwerke ersetzt werden. Aufgrund ihrer günstigen Kostenstruktur würde den – unter Klimagesichtspunkten besonders ungünstigen – Steinkohlekraftwerken eine bedeutendere Rolle zufallen als in der Vergangenheit. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg Abb. 10: Beitrag der Kraftwerktypen zur Stromerzeugung in Baden-Württem- berg bei einem Kernenergieausstieg nach 30 Jahren Betriebsdauer * einschl. Kohle/Öl-Mischfeuerung ** Dampfkraftwerke mit Öl/Gas-Mischfeuerung sowie Spitzenlast-Gasturbinen Kernkraftwerke Regenerative Erdgas GuD-Kraftwerke Steinkohle- Dampfkraftwerke* Öl/Gas-Kraftwerke** 2000 2005 2010 2015 2020 70 60 50 40 30 20 10 0 Stromerzeugung [ TWh ] 30 3.4 Auswirkung eines Kernenergieausstiegs auf die CO2-Emissionen Wenn die Zusammensetzung des Kraftwerkparks und die Beiträge der unter- schiedlichen Kraftwerktypen zur Stromproduktion bekannt sind, so können auf der Basis der spezifischen Emissionen auch die gesamten CO2-Emissionen aus der Stromerzeugung abgeschätzt werden. In der Trend-Entwicklung (Kapitel 3.2), die von einer Weiternutzung der Kernen- ergie ausgeht, würden sich im Jahr 2000 mit ca. 17,2 Mio. t die gleichen CO2- Emissionen des Kraftwerkparks wie im Jahr 1990 ergeben. Aufgrund des an- fänglich noch wachsenden Anteils fossiler Energieträger an der Stromprodukti- on (s. Abb. 8) würden diese Emissionen zunächst ansteigen und am Ende der betrachteten Periode – wegen des dann deutlich sinkenden Anteils der Kohle- verstromung - auf ca. 14,4 Mio. t im Jahr 2020 sinken.27 Insgesamt würden die CO2-Emissionen in Baden-Württemberg auf etwa dem heutigen Niveau verblei- ben, und das bundespolitische Ziel der Reduktion der CO2-Emissionen um 25 % gegenüber dem Jahr 1990 bis zum Jahr 2005 wird in Baden-Württemberg nicht erreicht. Im Fall des in Kapitel 3.3 betrachteten Kernenergieausstiegs bis zum Jahr 2019 (nach einer Betriebsdauer der Kernkraftwerke von 30 Jahren) und ohne klima- schutzorientierte Zusatzmaßnahmen wären die CO2-Emissionen des Kraftwerk- parks bereits im Jahr 2000 mit 19,4 Mio. t etwas höher als in der Trend-Entwick- lung, da bei den getroffenen Annahmen das älteste Kernkraftwerk Obrigheim sofort stillgelegt werden würde. Bis zum Jahr 2020 steigen die Emissionen in diesem Fall auf rund 36 Mio. t an, d.h. sie lägen um rund 22 Mio. t höher als im Trendfall. Die kumulierten Mehremissionen der betrachteten Ausstiegsvariante im Zeit- raum 2000-2020 gegenüber der Trend-Entwicklung betragen 193 Mio. t, also im Durchschnitt 9,2 Mio. t pro Jahr. Bezogen auf das Jahr 1990 würden sich die jährlichen CO2-Emissionen der Stromerzeugung (1990: 17,2 Mio. t) um durch- schnittlich ca. 53 % und die Gesamtemissionen in Baden-Württemberg (1990: 73,5 Mio. t) um durchschnittlich ca. 12,5 % erhöhen. Im Jahr 2020, nach der vollständigen Umsetzung des Ausstiegsbeschlusses und dem Wegfall der Stromproduktion aus Kernenergie wären die jährlichen Mehremissionen an CO2 dann deutlich höher als der Durchschnittswert der Zeitperiode: Im Jahr 2020 lä- gen die Emissionen aus der Stromerzeugung um 126 % und die Gesamtemis- sionen um 29,5 % über denen des Jahres 1990. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 27 Direkte Emissionen der reinen Stromerzeugung. Mehremissionen durch Fernwärmeauskopplung werden der Fernwärme zugerechnet. 31 Für die Interpretation der genannten Emissionswerte ist zu beachten, daß sie Abschätzungen darstellen und von den getroffenen Annahmen abhängen. Die tatsächliche künftige Entwicklung – sowohl im Trendfall als auch in der betrach- teten Ausstiegsvariante – hängt davon ab, wie sich die Kraftwerksbetreiber in Reaktion auf ändernde Umfeldeinflüsse – etwa die Energiepreisentwicklung – entscheiden werden. Da der Zeitpunkt, zu dem der politisch gewollte Kernenergieausstieg vollzogen sein soll, gegenwärtig noch nicht festliegt, ist es erforderlich, mehrere Aus- stiegsvarianten mit unterschiedlichen maximalen Betriebsdauern für Kernkraft- werke zu betrachten, um die möglichen Folgen für den Klimaschutz umfassen- der abschätzen zu können. Dazu wurden die in Kapitel 3.3 dargestellten Rech- nungen (mit einer Betriebsdauer von 30 Jahren) für verschiedene Betriebsdau- ern zwischen 15 und 40 Jahren und sonst unveränderten Annahmen wiederholt und jeweils die Mehremissionen gegenüber der Trend-Entwicklung (Kapitel 3.2) bestimmt. Abb. 11 zeigt die Ergebnisse. Abb. 11: CO2-Mehremissionen aus der Stromerzeugung gegenüber 1990 bei Kernausstieg (ohne Klimaschutzmaßnahmen) in Baden-Württemberg Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg Da bereits die Trend-Entwicklung das Reduktionsziel für die CO2-Emissionen im Jahr 2005 verfehlt, wird auch bei allen Ausstiegsvarianten das Ziel nicht erreicht. 32 Allerdings führen die moderaten Ausstiegsvarianten mit maximalen Betriebsdau- ern der Kernkraftwerke von 30 und mehr Jahren nur zu einer geringen Ver- schlechterung der baden-württembergische CO2-Emissionen im Jahr 2005. Ein rascherer Kernenergieausstieg mit kürzeren Betriebsdauern hätte aber schnell ansteigende Mehremissionen zur Folge. Langfristig – bis zum Jahr 2020 – führen alle Varianten zu Mehremissionen gegenüber der Trend-Entwicklung. Für die Klimawirkung entscheidend sind aber weniger die CO2-Emissionen in einzelnen - mehr oder weniger willkürlich gewählten - Bezugsjahren als viel- mehr die Gesamtemissionen über längere Zeiträume. Ein Maß für die Gesamt- emissionen im Zeitraum 2000-2020 sind die in Abbildung 11 angegebenen Durchschnittsemissionen: Sie steigen kontinuierlich mit der Verkürzung der ma- ximalen Betriebsdauer der Kernkraftwerke an. Langfristig und nach Vollzug des Ausstiegs liegen die Gesamtemissionen an CO2 in Baden-Württemberg um rd. 23–25 Mio. t pro Jahr über denen des Jahres 1990, wenn keine zusätzlichen Klimaschutzmaßnahmen ergriffen werden. 3.5 Auswirkung eines Kernenergieausstiegs auf die Kosten der Stromerzeugung Ebenso wie die Entwicklung des Kraftwerkparks und die CO2-Emissionen las- sen sich auch die zukünftigen Kosten der Stromerzeugung nur ungefähr ab- schätzen. Unsicherheiten resultieren hier nicht nur aus der – anhand plausibler Kriterien geschätzten (s. Kapitel 3.2) – Entwicklung des Kraftwerkparks, son- dern auch aus der zukünftigen Entwicklung der Energiepreise und der Bau- und Entsorgungskosten für die einzelnen Kraftwerktypen. Kostenangaben für Ent- wicklungen über mehrere Jahrzehnte sind generell problematisch, und die im folgenden angegebenen Mehrkosten sind nicht im Sinne exakter Berechnungen zu interpretieren, sondern als Abschätzung der Größenordnung der zu erwar- tenden Kostenwirkungen eines Kernenergieausstiegs. Die Kostenrechnung für die hier modellierte Entwicklung des baden-württember- gischen Kraftwerkparks beruht auf folgenden Annahmen: • Für jedes bereits bestehende oder in Zukunft gebaute Kraftwerk fallen Baukosten und nach seiner Außerdienststellung Stillegungskosten an (letzteres ist besonders für Kernkraftwerke relevant). Diese Kosten werden finanzmathematisch über einen längeren Zeitraum getilgt. Die Wahl des Tilgungszeitraums beeinflußt zwar den Kostenanfall über die Jahre, hat aber Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 33 keinen wesentlichen Einfluß auf die Gesamtkosten und wird hier zu 35 Jahren gewählt. • Beträgt die Betriebsdauer der Kraftwerke weniger als 35 Jahre, müssen die restlichen Tilgungsraten dennoch weiter aufgebracht werden. Werden Kraftwerke länger als 35 Jahre genutzt, so erzielt das Kraftwerk in diesen Jahren weiter Einnahmen aus der Stromerzeugung, es müssen aber keine Raten für Bau- und Entsorgungskosten mehr aufgebracht werden. Die Stromerzeugungskosten sind in diesem Zeitintervall besonders günstig. • Neben den Kosten für Bau und Entsorgung entstehen fixe Betriebskosten für Personal, Wartung, Reparaturen etc., die der bereitgestellten Kraftwerklei- stung anzurechnen sind und variable Betriebskosten, insbesondere Brenn- stoffkosten, die auf die erzeugte Strommenge umgelegt werden. • Bei der Berechnung werden für alle diese Kostenarten die für die verschie- denen Kraftwerktypen und für Alt- und Neuanlagen charakteristischen Kosten verwendet. Daten für eine individuelle Differenzierung zwischen den einzelnen Anlagen gleichen Typs in Baden-Württemberg (z.B. für eine Differenzierung zwischen KKW Phillipsburg II und KKW Neckarwestheim II) standen nicht zur Verfügung.28 • Alle Kostenangaben sind als Realkosten in DM1998 zu verstehen29 . Als Zinssatz für die Diskontierung wird für alle Berechnungen der Wert von 5 % verwendet. Auf dieser Grundlage wurden für jedes Jahr die Kapitalkosten aus Bau und Ent- sorgungsrücklage aller bis dahin gebauter Kraftwerke, die fixen Betriebskosten der aktiven Kraftwerke und die variablen Betriebskosten aus den Stromerzeu- gungsanteilen der einzelnen Kraftwerktypen errechnet – sowohl für die Trend- Entwicklung als auch für verschiedene Ausstiegsvarianten mit unterschiedlichen maximalen Betriebsdauern für die Kernkraftwerke. Die Mehrkosten der Aus- stiegsvarianten gegenüber der Trend-Entwicklung sind in Abb. 12 dargestellt. Die angegebenen Beträge müßten gleichmäßig (zuzgl. Inflationsausgleich) in den 21 Jahren von 2000-2020 aufgebracht werden, um die schwankenden jähr- lichen Mehrkosten in diesem Zeitraum insgesamt aufzubringen. Für die Beurteilung dieser Mehrkosten ist weniger ihre absolute Höhe als viel- mehr ihre mögliche Auswirkung auf die Strompreise von Interesse. Bezogen auf die erzeugte elektrische Energie geben die Mehrkosten einen Anhalt dafür, um welchen Betrag sich die Strompreise erhöhen würden, wenn die Mehrkosten Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 28 Kosten- und Technikdaten für bestehende Kraftwerke nach [21]; Daten für Neukraftwerke und Brennstoffkosten nach [20]. 29 Wie schon die Emissionen sind auch die Kosten als Kosten der reinen Stromerzeugung zu verstehen. Zusatzkosten durch Fernwärmeauskopplung sind der Fernwärme angerechnet. 34 Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg Abb. 12: Jährliche Mehrkosten der Stromerzeugung bei Kernenergie- ausstieg (ohne Klimaschutzmaßnahmen) gegenüber der Trend-Entwicklung in Baden-Württemberg von den Stromerzeugern gleichmäßig auf alle Verbraucher abgewälzt werden (s. Abb. 13). Die in der Abb. dargestellten Mehrkosten müßten über den gesamten Zeitraum aufgebracht werden, um die von Jahr zu Jahr schwankenden Kosten des Kernenergieausstiegs insgesamt auszugleichen. Ob die in den Abb. 12 und 13 dargestellten Schätzwerte für die Höhe der anfal- lenden Mehrkosten eines Kernenergieausstiegs als „hoch“ oder „niedrig“ zu be- trachten sind, ist nicht einfach zu beurteilen und hängt davon ab, wie und von wem die Mehrkosten aufgebracht werden. Abb. 12 läßt erkennen, daß ein vergleichsweise rascher Kernenergieausstieg mit einer maximalen Betriebsdauer der Kernkraftwerke von z.B. 25 Jahren (Ab- schluß des Ausstiegs im Jahr 2014) in Baden-Württemberg mit rd. 480 Mio. DM jährlich finanziert werden müßte. Werden diese Kosten (z.B. über Steuern nach einer staatlichen Entschädigungsleistung an die Betreiber) gleichmäßig auf alle 5,3 Mio. Erwerbspersonen im Land verteilt, so ergibt sich eine Belastung von ca. 90,60 DM pro Jahr und Person oder von ca. 7,50 DM pro Monat. Dies mag von vielen als erträglich empfunden werden, wäre aber andererseits im Kontext der gegenwärtigen politischen Diskussionen um Verringerung der Steuerlasten kontraproduktiv. 35 Werden die Kosten nicht so breit verteilt, sondern kommen nur im Bereich der Stromerzeugung zur Wirkung, indem z.B. die Mehrkosten von den Kraftwerkbe- treibern über Strompreiserhöhungen finanziert werden müssen, so wären nach Abb. 13 im gleichen Ausstiegsfall Strompreiserhöhungen von knapp 0,8 Pf pro kWh erforderlich. Unter den Bedingungen des liberalisierten Energiemarktes, in dem von Großabnehmern um Pfennigbruchteile pro kWh verhandelt wird und in dem die baden-württembergischen (oder deutschen) Kraftwerkbetreiber mit Stromerzeugern konkurrieren, die keine derartigen Sonderkosten zu tragen ha- ben, ist es fraglich, ob so erhöhte Preise am Markt durchzusetzen wären. Ohne Entschädigungszahlungen wären die Betreiber sonst aber außerstande, die ent- standenen Mehrkosten auszugleichen. Die Konsequenzen wären je nach dem wirtschaftlichen Zustand des Betreibers unterschiedlich und würden sich minde- stens in verminderter Investitionskraft und letztlich in einer geschwächten Wett- bewerbsposition gegenüber unbelasteten nationalen und internationalen Mitbe- werbern äußern. Die Folgen würden von den betroffenen Unternehmen wohl als inakzeptabel eingestuft werden müssen. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg Abb. 13: Jährliche Mehrkosten pro kWh bei Kernenergieausstieg (ohne Klimaschutzmaßnahmen) gegenüber der Trend-Entwicklung in Baden-Württemberg 36 Für die Interpretation der Kosten- und Emissionswirkungen ist zu beachten, daß mit der Energiemarkt-Liberalisierung neue Rahmenbedingungen bestehen, de- ren Auswirkungen derzeit noch nicht verläßlich abgeschätzt werden können. Es ist aber davon auszugehen, daß sie die Eigenversorgung eines Landes teilwei- se in Frage stellen. Demgegenüber legen die Rechnungen sowohl für die Trend- Entwicklung als auch für die untersuchten Ausstiegsszenarien für Baden-Würt- temberg methodisch weiterhin eine Eigenversorgung mit Energie zugrunde, d.h. sie nehmen an, daß der Strombedarf des Landes weitgehend aus Anlagen im Land gedeckt wird. Dies entspricht auch dem erklärten Ziel der Landesregie- rung, eine Eigenversorgung im Land zu erhalten und eine entsprechende Standortpolitik zu betreiben. Im Verständnis, daß Stromerzeugungsanlagen, die den Bedarf eines Landes decken, dem Land unabhängig ihres physischen Standorts zuzurechnen sind, bleiben die gezeigten Ergebnisse aber auch bei der Annahme substantieller Stromimporte interpretierbar: Die CO2-Emissionen eines auswärtigen Kraft- werks muß sich das Land anrechnen lassen, wenn das Kraftwerk der Versor- gung des Landes dient und ein Szenario, in dem die baden-württembergischen Kernkraftwerke abgeschaltet werden und der Strombedarf durch ausländisch er- zeugten Strom aus Kernkraftwerken ersetzt wird, muß sinngemäß als Nichtvoll- zug des Ausstiegs interpretiert werden. 3.6 Ausgleich der Erhöhung der CO2-Emissionen durch einen Kernenergieausstieg mit Hilfe technischer Maßnahmen Wenn der Klimaschutz als prioritäres Ziel verfolgt werden soll, dann bestehen – unabhängig von der Nutzung der Kernenergie zur Stromerzeugung – vielfältige technische Möglichkeiten, um die CO2-Emissionen zu senken. In der politischen Diskussion um die Nutzung der Kernenergie vertreten die Befürworter eines Ausstiegs häufig die Position, daß diese zusätzlich möglichen Maßnahmen durch die Nutzung der Kernenergie – u.a. wegen des dann großen Angebots billigen Stroms – verhindert werden. Von einem Ausstieg erhoffen sie sich ent- sprechend, daß die für wünschenswert erachteten Strukturänderungen, wie zu- sätzliche Stromeinsparungen bei den Verbrauchern, ein zusätzlicher Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung oder ein beschleunigter Ausbau der regenerativen Stromerzeugung leichter realisiert werden können. Ob sich diese Hoffnungen erfüllen, hängt davon ab, welchen Stellenwert der Klimaschutz für das Handeln in Politik und Wirtschaft und für das Verhalten der Bürger tatsächlich gewinnen Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 37 wird. Unter Berücksichtigung der bisherigen Entwicklung ist kaum zu entschei- den, ob das gesellschaftliche Interesse an der Verwirklichung klimaschutzpoliti- scher Ziele weiterhin gering bleibt oder ob zusätzliche Maßnahmen zur Redukti- on der CO2-Emissionen umgesetzt werden können. Sowohl der beschriebenen Trend-Entwicklung als auch den Ausstiegsszenarien mit unterschiedlichen maximalen Betriebsdauern der Kernkraftwerke lag die An- nahme zugrunde, daß zusätzliche Klimaschutzmaßnahmen nicht ergriffen wer- den. Im folgenden wird angenommen, daß Politik, Wirtschaft und Bevölkerung in Deutschland die Klimaschutzziele in den nächsten 20 Jahren nachdrücklich ver- folgen und der Kernenergieausstieg von massiven Anstrengungen zur CO2-Min- derung in allen Bereichen (Stromerzeugung, sonstige Umwandlung und Ver- brauchersektoren) begleitet wird. Die unter dieser Voraussetzung möglichen Maßnahmen hängen ebenso von den gegebenen technischen Möglichkeiten und der zu erwartenden Weiterent- wicklung der Technik wie von den Gegebenheiten im Energieversorgungssy- stem Baden-Württembergs und seiner Veränderungspotentiale ab. Die dafür nö- tigen Informationen wurden im Rahmen des Projektes „Klimaverträgliche Ener- gieversorgung in Baden-Württemberg“4 in Zusammenarbeit mit elf wissenschaft- lichen Einrichtungen des Landes erhoben. Auf der Basis von Gutachten30 über die Potentiale in den denkbaren verschiedenen Maßnahmenbereichen (Ausbau der Photovoltaik, Energieeinsparung in der Industrie, Verkehrsverlagerungen etc.) wurden drei Energieszenarien entwickelt, die auf sehr verschiedenen We- gen (mit und ohne Kernenergie, mit und ohne Verhaltensänderungen, mit und ohne starker Nutzung regenerativer Energien etc.) jeweils für den Zeitraum 1987-2005 zu einer CO2-Minderung von 25 % und für den Zeitraum 1987-2020 zu einer Minderung von ca. 45 % gelangten. Die damals erarbeiteten Maßnahmenbündel bilden die Grundlage für die folgen- de Abschätzung der Wirkung von Zusatzmaßnahmen zur Verringerung der CO2- Emissionen in Baden-Württemberg. Um die damaligen Ergebnisse für die aktu- elle Fragestellung verwenden zu können, wurden zwei Anpassungen vorgenom- men: • Das Projekt „Klimaverträgliche Energieversorgung“ ging von einem Beginn der vorgesehenen Maßnahmen im Jahr 1990 aus. Die im Projekt für die Zeiträume 1990-2005 und 1990-2020 erarbeiteten Maßnahmenpotentiale werden entsprechend den ‚verlorenen‘ Maßnahmenjahren gekürzt und beziehen sich nun auf einen Handlungsbeginn ab dem Jahr 2000. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 30 D. Schade (Hrsg.): Energiebedarf, Energiebereitstellung, Energienutzung – Möglichkeiten und Maßnahmen zur Verringerung der CO2-Emissionen. Springer 1995 38 • Für den Ausbau der Nah- und Fernwärmenutzung werden erhöhte Ansätze – entsprechend den Werten des Maximalszenarios (Szenario B) der „KWK- Studie Baden-Württemberg“31  - verwendet, um eine Unterschätzung des wichtigen Ausgleichsfaktors „Kraft-Wärme-Kopplung“ sicher zu vermeiden. Zu den berücksichtigten Maßnahmen gehören dann: Stromeinsparungen Durch technische Verbesserungen bei den Haushaltsgeräten und den bevorzug- ten Kauf verbesserter Geräte, durch Wärmedämmungsmaßnahmen auch bei strombeheizten Gebäuden, durch die Substitution von Strom durch Gas, Nah/ Fernwärme und Regenerative Energien bei der Raumwärmebereitstellung und Warmwasserbereitung sowie durch technische Verbesserungen bei stromver- brauchenden Geräten auch im gewerblichen Bereich vermindert sich der Strom- bedarf der Endverbraucher im Jahr 2020 von 65,1 TWh (im Fall ohne Stromein- sparungen) auf 55,1 TWh. Stromerzeugung aus Erdgas und regenerativen Energieträgern Der Zubau neuer Kraftwerke erfolgt ausschließlich als Gas-GuD-Kraftwerke. Bei der Auslastung werden die neuen Gaskraftwerke trotz ihres Kostennachteils bei den variablen Kosten gegenüber den noch in Betrieb befindlichen Kohlekraft- werken bevorzugt: Sie ersetzen die durch den Kernenergieausstieg freiwerden- de Grundlast. Die Stromerzeugung durch regenerative Energieträger wird we- sentlich schneller als in der Trend-Entwicklung ausgebaut und erreicht im Jahr 2020 folgende Werte für Baden-Württemberg: • 1,5 TWh aus Windkraft gegenüber 1996 : 0,003 TWh • 6,0 TWh aus Wasserkraft 5,5 TWh • 3,0 TWh aus Photovoltaik 0,0009 TWh • 2,7 TWh aus Biomasse 0,13 TWh32 Die Durchschnittskosten für diese regenerativen Strombeiträge werden 2020 bei rund 20 Pf/kWh liegen, wobei die Photovoltaik trotz starker Kostensenkungen zu den kostenintensiven Beiträgen zählt. Zu diesen Beiträgen tritt ab 2015 ein Import von 0,8 TWh Solarstrom aus dem Mittelmeerraum über Hochspannungs- Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 31 J. Nitsch (Federführung): Wirtschaftliches und ausschöpfbares Potential der Kraft-Wärme-Kopplung in Baden-Württemberg. Untersuchung im Auftrag des Wirtschaftsministeriums Baden-Württemberg, Stuttgart, 1994 32 Strombeiträge der Regenerativen für 1996 nach Energiebericht ’97, Wirtschaftsministerium Baden- Württemberg 39 Gleichstromübertragung (HGÜ). Weiter werden 7,7 TWh im Jahr 2020 durch Blockheizkraftwerke erzeugt. Der Gesamtumfang der Kraft-Wärme-Kopplung ist aus den Angaben zu „Brennstoffmix“ ersichtlich. Brennstoffeinsparung Zum Ausgleich für die höheren Emissionen bei der Stromerzeugung und um insgesamt möglichst geringe CO2-Emissionen zu erreichen, werden der spezifi- sche Brennstoffeinsatz in der Industrie durch beschleunigte Effizienzverbesse- rungen, der Brennstoffbedarf für Gebäudeheizung durch Altbausanierung und Verschärfung des Neubau-Wärmeschutzstandards und der Kraftstoffbedarf der Verkehrsmittel durch Ausschöpfung der technischen Verbrauchssenkungsmög- lichkeiten vermindert. Insgesamt sinkt der Brenn- und Kraftstoffbedarf der Ver- brauchersektoren dadurch im Jahr 2020 von 235 TWh (ohne Einsparmaßnah- men) auf 211 TWh. Brennstoffmix Zunehmend wird der Einsatz von Heizöl (teilweise auch Erdgas) bei der Raum- wärmebereitstellung und der Warmwasser- und Prozeßwärmebereitung von Fernwärme aus Kraft-Wärme-Kopplung, Nahwärme aus Blockheizkraftwerken und Regenerativen (vor allem solare Wärme und Wärme aus Biomassenutzung) ersetzt. Der Anteil der Nah- und Fernwärme (aus Kraft-Wärme-Kopplung und solaren Nahwärmesystemen) erreicht 2020 bei der Raum- und Warmwasserbe- reitung 41,5 %, bei der industriellen Prozeßwärmebereitung 50,3 %. Regenera- tiv werden insgesamt rund 23 TWh Wärme erzeugt, nicht eingerechnet die An- teile der Nah/Fernwärme, die in biomassebefeuerten KWK-Anlagen erzeugt werden. Die Auswirkung der Kombination dieser Maßnahmen auf die Entwicklung des Kraftwerkparks im Beispiel eines Kernenergieausstiegs bis zum Jahr 2019 (nach 30 Jahren maximaler Betriebsdauer der Kernkraftwerke – Kapitel 3.3) zeigt Abb. 14. Durch die Stromeinsparungen und die zunehmenden Stromerzeugungsbeiträge aus Blockheizkraftwerken sinkt der Erzeugungsbedarf deutlich, und durch die forcierte Ausweitung der regenerativen Stromerzeugung wird der Anteil, der aus fossilen und nuklearen Kraftwerken gedeckt werden muß, gesenkt. Parallel zum Rückgang der Kernenergienutzung aufgrund der angenommenen Ausstiegs-Po- litik geht auch die Kohleverstromung durch das ersatzlose Ausscheiden von Kohlekraftwerken nach Erreichen ihrer Altersgrenze und durch Verlagerung der Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 40 Auslastungen in den wachsenden Erdgas-Kraftwerkpark zurück. Die Gasver- stromung wird nach und nach zur zentralen Säule der Stromerzeugung. Die da- mit verbundenen Mehrkosten und die Einschränkung der Vielfalt der verwende- ten Energieträger werden mit Blick auf das Klimaschutzziel in Kauf genommen. Dagegen stehen niedrigere Aufwendungen für Investitionen in den kleiner wer- denden Kraftwerkpark. Bei einem Kernenergieausstieg (im Beispiel mit einer maximalen Betriebsdauer der Kernkraftwerke von 30 Jahren) würden so auch massive – und zumindest technisch realisierbare - Klimaschutzmaßnahmen im Sinne der Ziele der Bun- desregierung2 im betrachteten Zeitraum nicht zu einer CO2-freien Stromerzeu- gung führen. Der Strombedarf könnte zwar gesenkt werden, er müßte im Jahr 2020 aber zu rd. 71 % aus Erdgas gedeckt werden. Für die CO2-Emissionen in Baden-Württemberg ergeben sich bei einem so um- strukturierten Energieerzeugungssystem (Umwandlung und Endenergie-Ver- brauchersektoren) in einer Kapitel 3.4 entsprechenden Berechnung für drei aus- gewählte maximale Betriebsdauern der Kernkraftwerke die in Abb. 15 darge- Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg Abb.14: Beitrag der Kraftwerktypen zur Stromerzeugung in Baden- Württemberg bei einem Kernenergieausstieg nach 30 Jahren Betriebsdauer und zusätzlichen Klimaschutzmaßnahmen * einschl. Kohle/Öl-Mischfeuerung ** Dampfkraftwerke mit Öl/Gas-Mischfeuerung sowie Spitzenlast-Gasturbinen Kernkraftwerke Regenerative Erdgas GuD-Kraftwerke Steinkohle- Dampfkraftwerke* Öl/Gas-Kraftwerke** 2000 2005 2010 2015 2020 70 60 50 40 30 20 10 0 Stromerzeugung [ TWh ] 41 stellten Entwicklungen. In die Berechnung gehen zahlreiche Annahmen zur Ent- wicklung der Nachfrage nach Energiedienstleistungen ein. Besonders stark wirkt sich der Verkehrssektor auf die Gesamtemissionen des Energiesystems aus. Hier wurde von einem trendgemäß starken Wachstum der Personenver- kehrsleistung und von sinkender Besetzung pro Fahrzeug ausgegangen. Mit Hilfe der angenommenen Maßnahmenkombination lassen sich die Gesam- temissionen an CO2 in Baden-Württemberg – trotz Kernenergieausstieg – sen- ken. Da diese Zusatzmaßnahmen nicht beliebig schnell wirken können, verrin- gern sich allerdings die erreichbaren Reduktionen am Ende des betrachteten Zeitraums (im Jahr 2020) um so mehr, je rascher der Ausstieg erfolgt. Im Ver- gleich zu den Emissionen des Jahres 1990 bedeuten 55,1 Mio. t eine Reduktion um 25 % und 40,4 Mio. t eine Reduktion um 45 %. Das politische Ziel einer Re- duktion der CO2-Emissionen um 25 % bis zum Jahr 2005 gegenüber dem Wert von 1990 wird mit den angesetzten Maßnahmen in keiner Variante erreicht. Abb. 15: CO2-Emissionen Baden-Württembergs bei Kernenergieausstieg mit unterschiedlichen maximalen Betriebsdauern für die Kernkraftwerke und zusätzliche Klimaschutzmaßnahmen 33 Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 33 Der Datenpunkt für das Jahr 2000 bei 20 KKW-Betriebsjahren wurde nicht eingezeichnet, da der Vollzug dieser schnellen Ausstiegsvariante wegen des hohen kurzfristigen Ersatzbaubedarfs erst nach einer Übergangsfrist durchführbar erscheint. 42 Die Ergebnisse bestätigen die bereits 1994 im „Klimaschutzkonzept Baden- Württemberg“ dargestellte Einschätzung der Landesregierung, daß die propor- tionale Übernahme des Bundesziels für das Land unrealistisch sei34. In der Dis- kussion befinden sich statt dessen Orientierungsmarken von 70 Mio. t bis zum Jahr 2005 und 65 Mio. t bis zum Jahr 2010, die als Ziele bei einem Kernener- gieausstieg mit maximalen Betriebsdauern der Kernkraftwerke von 30 Jahren und mehr erreichbar wären (Abb. 15). Dabei ist aber zu beachten, daß das für die Zusatzmaßnahmen zugrunde gelegte Maßnahmenbündel zwar technisch zu realisieren wäre, seine Umsetzung aber zu erheblichen Zusatzkosten außerhalb der Stromerzeugung führen würde. Wenn diese Maßnahmen tatsächlich reali- siert werden sollen oder müssen, wäre die damit verbundene wirtschaftliche Belastung einfacher aufzubringen, wenn die Zusatzkosten durch einen vorzeiti- gen Kernenergieausstieg vermieden oder möglichst gering gehalten werden, d.h. auf einen Kernenergieausstieg verzichtet oder der Ausstieg möglichst lang- fristig gestaltet wird. 3.7 Beiträge von Verhaltensänderungen zur Senkung der CO2-Emissionen Der heutige Energieverbrauch wird durch Lebensstile und die dadurch gepräg- ten Verhaltensweisen bestimmt und könnte durch Verhaltensänderungen verrin- gert werden. Diese Veränderungen können darin bestehen, Energie bewußt effi- zienter einzusetzen (z.B. Lüftungsverhalten in beheizten Räumen) und würden dann den Nutzen, der aus dem Energieverbrauch gezogen wird, nicht beein- trächtigen; sie könnten in der Hinnahme von Komforteinbußen bestehen (niedrig motorisierte Pkw, Umstieg auf öffentliche Verkehrsmittel, Nichtnutzung von Stand-by-Schaltungen), die dann den Kernnutzen der technischen Geräte nicht beeinträchtigen würden; und sie könnten in der Nichtinanspruchnahme von En- ergienutzungen (Verzicht auf Wäschetrockner, weniger und kürzere Freizeitfahr- ten) bestehen. Die Grenze zwischen nutzenneutralen Verhaltensänderungen und Nutzeneinbußen – also Verzichten - ist fließend und letztlich subjektiv be- stimmt. Die Umsetzung energiesparender Verhaltensänderungen erfordert so zum Teil nur Einsicht, Informiertheit oder Selbstdisziplin, zum Teil aber auch – freiwillige oder erzwungene – Veränderungen der persönlichen Präferenzen. Hinweise auf Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 34 Dies ist eine Folge des nun frühestens auf das Jahr 2000 anzusetzenden Handlungsbeginns für massive Klimaschutzmaßnahmen. Bei Einleitung massiver Klimaschutzmaßnahmen ab dem Jahr 1990 wäre eine CO2-Reduktion um rund 25 % bis zum Jahr 2005 nach den Ergebnissen des Projektes „Klimaverträgliche Energieversorgung in Baden-Württemberg“ realisierbar gewesen. 43 Veränderungen im Verhalten, die möglicherweise gesellschaftlich akzeptabel sein könnten, lassen sich aus den Ergebnissen der elf Bürgerforen35 ableiten, die im Rahmen des Projektes „Klimaverträgliche Energieversorgung in Baden- Württemberg“ mit 220 zufällig ausgewählten Personen an sechs Orten Baden- Württembergs durchgeführt wurden. Aufgrund der besonderen Arbeitsbedingun- gen in den Bürgerforen – so konnten die Beteiligten mit Hilfe eines PC-Pro- gramms zur Bilanzierung von Energiesystemen36 eigene Energieszenarien auf der Grundlage ihrer Präferenzen erstellen – kann vermutet werden, daß die mehrheitlich gewählten Maßnahmen zur Reduktion der CO2-Emissionen eine größere Aussagekraft haben als Ergebnisse von Meinungsumfragen37 und bei entsprechender politischer Umsetzung auch gesamtgesellschaftlich als zumut- bar oder sogar als erstrebenswert angesehen werden könnten. Die mehrheitlich gewählten Maßnahmen in diesen Bürgerforen unterstützten die in Kapitel 3.6 berücksichtigten technischen Maßnahmen und zielten im Bereich des Verhaltens vor allem auf eine Veränderung der Mobilitätsansprüche: auf eine deutliche Abschwächung der Zuwächse im Personenverkehr, auf höhere mittlere Besetzung der Fahrzeuge und auf eine Verringerung der Kraftstoffver- bräuche durch die Bevorzugung kleinerer Fahrzeuge beim Fahrzeugkauf. Vor diesem Hintergrund werden die folgenden Änderungen im Verhalten der Bürger angenommen: • Die Bereitschaft zu Fahrten steigt in Zukunft nicht weiter an; die gesamte Personenverkehrsleistung aller Verkehrsmittel verharrt in Baden-Württem- berg ab dem Jahr 2000 auf dem Wert von rd. 129 Milliarden Personen-km, und der in der Trend-Entwicklung zugrunde gelegte Anstieg auf rd. 154 Milliarden Personen-km im Jahr 2020 wird nicht erreicht. • Die Bereitschaft zur Mitnahme von Personen im eigenen Auto steigt und der durchschnittliche Besetzungsgrad der Pkw (durchschnittliche Anzahl von Personen pro Pkw; 1990: 1,4) sinkt nicht weiter ab wie im Trend, sondern kann gleitend auf einen Wert von 1,5 bis zum Jahr 2020 gesteigert werden. • Veränderte Präferenzen beim Neuwagenkauf führen zum bevorzugten Kauf kleinerer und niedriger motorisierter Pkw. Die daraus folgende Umschichtung im Fahrzeugbestand führt - zusätzlich zu den technischen Verbrauchsver- besserungen – zu einer weiteren, gleitend einsetzenden Verringerung des Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 35 G. Hörning, W. Weimer-Jehle: Bürgerforum Klimaverträgliche Energieversorgung. Teil 1 – Bürgergutach- ten, Akademie für Technikfolgenabschätzung in Baden-Württemberg, Stuttgart 1997 36 W. Weimer-Jehle: ENSYS – Programm zur energetischen Bilanzierung von Energiesystemen, Akademie für Technikfolgenabschätzung in Baden-Württemberg, Stuttgart 1996 37 H.-U. Nennen, G. Hörning: Energie und Ethik, Leitbilder im philosophischen Diskurs, Campus-Verlag Frankfurt 1999, S. 287 ff. 44 Durchschnittsverbrauchs im Bestand um 0,5 l/100 km bis zum Jahr 2020. Der Durchschnittsverbrauch der Otto- und Diesel-Pkw liegt dann im Jahr 2020 bei rund 5,5 l/100 km (1990: 9,3 l/100 km). Mit diesen Vorgaben – zusätzlich zu den in Kapitel 3.6 berücksichtigten techni- schen Maßnahmen – ergeben sich die in Abb. 16 dargestellten CO2-Emissionen für Baden-Württemberg für die in Abb. 15 zugrunde gelegten drei maximalen Betriebsdauern der Kernkraftwerke. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg Abb. 16: CO2-Emissionen Baden-Württembergs bei Kernenergieausstieg mit unterschiedlichen maximalen Betriebsdauern für die Kernkraftwerke und verändertem Verhalten im Personenverkehr Der Vergleich mit Abbildung 15 zeigt, daß die zusätzlich zu Kapitel 3.6 ange- nommenen Veränderungen im Verkehr die gesamten CO2-Emissionen im be- trachteten Zeitraum nicht fundamental beeinflussen. Allerdings werden langfri- stig um rd. 4,5 Mio. t/a niedrigere Emissionen erreichbar. Die mindestens erfor- derliche Betriebsdauer der Kraftwerke, die in Baden-Württemberg die modera- ten mittelfristigen Klimaschutzziele (70 Mio. t bis 2005, 65 Mio. t bis 2010) er- reichbar werden ließen, verkürzen sich durch die zusätzlichen Maßnahmen auf einen Wert zwischen 20 und 30 Jahren. 45 Obwohl die gewählten Veränderungen in den Bürgerforen Zustimmung fanden, wird es jedoch nicht leicht sein, sie politisch in vollem Umfang durchzusetzen. Die Verkehrsentwicklung der letzten 30 Jahre verlief entgegengesetzt und war durch kontinuierliches Wachstum der Verkehrsleistungen gekennzeichnet. Hinzu kommt, daß als effektive Maßnahme zum Erreichen von Veränderungen im Ver- kehr im wesentlichen nur eine weitere Verteuerung des Individualverkehrs zur Verfügung steht, die zu den bereits realisierten und geplanten Steuererhöhun- gen hinzutreten würde. 3.8 Abhängigkeit der Ergebnisse von getroffenen Annahmen Bei jeder Berechnung hängt die Verläßlichkeit der Ergebnisse von der Verläß- lichkeit der Eingangsannahmen ab. In Untersuchungen von Zukunftsentwicklun- gen über mehrere Dekaden - wie in dieser Studie - gehen notwendig viele unsi- chere Annahmen ein, die die Resultate beeinflussen. Die Ergebnisse dieser Studie können daher auch nicht als präzise Prognosen, sondern lediglich als konsistente Abschätzungen der Größenordnung der zu erwartenden Kosten- und Emissionseffekte eines Kernenergieausstiegs gewertet werden. Um die in den vorangegangenen Kapiteln getroffenen Aussagen besser beurteilen zu kön- nen, muß man versuchen, die aus den gewählten Annahmen resultierenden Unsicherheiten der erzielten Ergebnisse abzuschätzen. Dazu werden im folgen- den einige wichtige Eingangsannahmen variiert und die Wirkung dieser Verän- derung auf ausgewählte Berechnungsergebnisse untersucht. Für alle Sensitivi- tätsuntersuchungen wird der Beispielfall eines Kernenergieausstieg bis zum Jahr 2019 (bei einer maximalen Betriebsdauer der Kernkraftwerke von 30 Jah- ren – s. Kapitel 3.3) ohne zusätzliche Klimaschutzmaßnahmen zugrunde gelegt. Veränderte Energiepreisentwicklung Die Energiepreise sind einerseits eine Schlüsseldeterminante für die Entwick- lung des Kraftwerkparks und andererseits über den Zeitraum mehrerer Deka- den nicht mit Sicherheit vorherzusagen. Für die hier untersuchte Fragestellung des Zusammenhangs von Kernenergieausstieg und CO2-Emissionen ist vor al- lem die Preisrelation zwischen Importkohle und Erdgas kritisch. Diese Preisrela- tion steuert den Zubau von Ersatzkraftwerken und die Nutzung der verschiede- nen fossilen Kraftwerktypen und beeinflußt so auch die CO2-Emissionen. Gut begründet ist die grundsätzliche qualitative Aussage, daß für Kohle eine eher stabile Preisentwicklung zu erwarten ist: Hier gibt es auch langfristig große Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 46 und weltweit auf viele Produzenten verteilte Reserven. Bei Erdgas muß dage- gen mittel- und langfristig mit steigenden Preisen gerechnet werden: Die Erd- gasreserven sind begrenzter als bei Kohle, die Zahl unterschiedlicher Bezugs- quellen wird für Deutschland in absehbarer Zeit eher abnehmen, und die Ver- sorgung bei wachsender Nachfrage dürfte neue Investitionen in Nah- und Fern- leitungen notwendig machen. Aktuelle Schätzungen der Energieversorger20 ge- hen bei Erdgas von einer realen Preissteigerung von 1 %/a ab dem Jahr 2006 aus. Im Hinblick auf eine zu erwartende verstärkte Nachfrage nach Erdgas im Fall ei- nes Kernenergieausstiegs wurde in dieser Studie (s. Kapitel 3.1) mit einer Preis- steigerung von real 2 %/a gerechnet. Diese Annahme wird im folgenden variiert. Analog zur Rechnung in den Kapiteln 3.4 und 3.5 werden die durchschnittlichen Mehremissionen und die durchschnittlichen jährlichen Mehrkosten eines Kern- energieausstiegs ohne zusätzliche Klimaschutzmaßnahmen bis zum Jahr 2019 bei einer realen Steigerung der Erdgaspreise von 1 %/a und 3 %/a untersucht (Tab. 4). Die geschätzten Mehrkosten eines Kernenergieausstiegs verändern sich da- nach bei unterschiedlichen Preisannahmen für das Erdgas nur wenig. Ein stärkerer Einfluß zeigt sich bei den CO2-Emissionen, die bei günstiger Gas- preis-Entwicklung deutlich geringer ausfallen als in der mittleren Variante. Dage- gen würden höhere Preissteigerungen nur geringe Wirkungen zeigen, weil be- reits in der mittleren Variante (2 %/a) der überwiegende Teil des wegfallenden Stroms aus Kernenergie – bei den in der Rechnung zugrunde gelegten Zubau- und Nutzungsentscheidungen auf der Basis ökonomischer Kriterien  – durch den dann preiswerteren Strom auf Kohlebasis ersetzt wird. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg Tabelle 4: Durchschnittliche jährliche Mehremissionen an CO2 gegenüber 1990 und Mehrkosten im Zeitraum von 2000-2020 bei einem Kernenergieausstieg (bis zum Jahr 2019 ohne zusätzliche Klimaschutzmaßnahmen) und unterschiedlichen jährlichen Preissteigerungen für Erdgas Preissteigerung Erdgas [%/a] Mehremissionen [Mio. t/a] Mehrkosten [Mio. DM/a] 1 6,19 262 2 (entspr. Abb. 11, 12) 9,19 286 3 9,52 287 47 Eine andere Steigerungsrate der Erdgaspreise als 2 %/a wird demnach die ge- schätzten Mehrkosten eines Kernenergieausstiegs in Kapitel 3.5 nur wenig ver- ändern. Eine geringere Steigerungsrate als 2 %/a könnte aber die in Kapitel 3.4 berechneten Mehremissionen verringern. Neben den Energiepreisen, die die variablen Kosten bestimmen, können auch Veränderungen der Kapitalkosten und der fixen Betriebskosten die künftige Ent- wicklung beeinflussen. Ein höherer Zinssatz für die Diskontierung verringert den Barwert künftig zu lei- stender Zahlungen und erhöht die Kapitalkosten – dies bewirkt eine Verminde- rung der berechneten Mehrkosten des Ausstiegs und eine Präferierung der Gaskraftwerke trotz ihrer hohen Brennstoffkosten, was zu einer Verringerung der CO2-Emissionen führt. Ein verringerter Zinssatz hat entsprechend entge- gengesetzte Auswirkungen. Eine Erhöhung der Betriebskosten der Kernkraftwerke, z.B. durch steigende Si- cherheitsanforderungen und aufwendige Nachrüstungen, würde zwar die Ener- gieerzeugungskosten insgesamt erhöhen, im hier durchgeführten Vergleich von Trend-Entwicklung und Kernenergieausstieg aber nur zu einer rechnerischen Minderung der Mehrkosten des Kernenergieausstiegs führen, da sich dann die Zubaukosten für neue Kraftwerke relativ verringern. Veränderte Bevölkerungsentwicklung Die Bevölkerungszahl gehört zu den wichtigsten treibenden Größen des Ener- gie- und Stromverbrauchs. Auch sie kann über größere Zeiten nur ungenau pro- gnostiziert werden, insbesondere weil für ein Bundesland nicht nur die Gebur- ten- und Sterberaten, sondern auch die Zu- und Abwanderungen eine wichtige Rolle spielen. Die Rechnungen in dieser Studie beruhen auf der mittleren Bevöl- kerungsentwicklung nach der Bevölkerungsvorausrechnung 1995 des Statisti- schen Landesamtes38 , die – ausgehend von 1995: 10,319 Mio – einen Bevölke- rungsanstieg bis zum Jahr 2010 auf 10,705 Mio. Personen und danach einen Abfall auf 10,523 Mio. bis zum Jahr 2020 prognostiziert. Bei einer höheren Bevölkerungsentwicklung – wie in der Studie des IER10 – wür- de die Bevölkerungszahl in Baden-Württemberg im Jahr 2020 10,872 Mio. Per- sonen betragen (dies entspricht ungefähr der oberen Variante in38). Dement- sprechend höher würde dann der Bedarf an Haushaltsstrom ausfallen. In wel- chem Umfang dadurch auch der gewerbliche Strombedarf steigt, wird davon ab- Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg 38 Baden-Württemberg in Wort und Zahl 5/97, Statistisches Landesamt Baden-Württemberg 48 hängen, ob zusätzliche Arbeitsplätze in anteiligem Ausmaß geschaffen werden können. Unter der Annahme, daß dies nur in geringem Umfang gelingt, könnte die höhere Bevölkerungsentwicklung zu einem Strom-Mehrbedarf von rund 0,6 TWh im Jahr 2020 gegenüber der in dieser Studie zugrunde gelegten Entwick- lung führen. Die mit dieser Annahme für den erhöhten Strombedarf berechneten jährlichen Mehrkosten und Mehremissionen bei einem Kernenergieausstieg sind in Tab. 5 dargestellt. Auswirkungen eines Kernenergieausstiegs in Baden-Württemberg Tabelle 5: Durchschnittliche jährliche Mehremissionen an CO2 gegenüber 1990 und Mehrkosten im Zeitraum von 2000-2020 bei einem Kernenergieausstieg (bis zum Jahr 2019 ohne zusätzliche Klimaschutzmaßnahmen) und unterschiedlichen Bevölkerungs- entwicklungen Bevölkerung im Jahr 2020 Mehremissionen Mehrkosten [Mio. Einwohner] [Mio. t/a] [Mio. DM/a] 10,523 (entspr. Abb. 11, 12) 9,19 286 10,872 9,33 286 Die veränderte Bevölkerungsentwicklung im angenommenen Ausmaß hat da- nach keinen entscheidenden Einfluß auf die Aussagen der Studie. Dies liegt vor allem daran, daß eine veränderte Bevölkerungsentwicklung sowohl den Fall ei- ner Kernenergie-Weiternutzung (Trend-Entwicklung) als auch den eines Kernen- ergieausstiegs beeinflußt und damit die hier untersuchten Veränderungen bei ei- nem Ausstieg gegenüber dem Trend nur wenig berührt werden. Allerdings wür- de ein Bevölkerungsanstieg den Energieverbrauch und die Emissionen absolut erhöhen und damit das Erreichen von Klimaschutzzielen erschweren. Veränderung der Stromnachfrage Der Strombedarf wird – neben der Bevölkerungsentwicklung – auch vom Wirt- schaftswachstums, von Veränderungen in der Wirtschaftsstruktur und von der Effizienzentwicklung bei der Energienutzung beeinflußt. Gerade auf die Verbes- serung der Effizienz wird in der politischen Diskussion große Hoffnung gesetzt. Da auch diese Einflußfaktoren alle nicht exakt prognostizierbar sind, wird im fol- genden der Fall betrachtet, daß sich der Strombedarf aus unterschiedlichen Gründen deutlich anders entwickelt, als in dieser Studie zugrundegelegt. Statt der Annahme eines Anstiegs des St