Cost and benefit analysis of RES deployment in 2030 for selected EU member states

Abstract

Das Europaweite Ziel von 27% Anteil an Erneuerbaren Energien bis zum Jahre 2030, welches kürzlich von der Europäischen Kommission festgelegt wurde, löste eine Diskussion über die Kosten und Nutzen vom Einsatz an Erneuerbaren Technologien, abhängig von der zukünftigen Energiepolitik (nationale Energiepolitik bzw. eine harmonisierte europaweite Energiepolitik) aus. Sowohl die Europäische Energiepolitik als auch sinkende Kosten Erneuerbarer Technologien (welche durch Lernkurven erreicht wurden) erhöhten den Einsatz von erneuerbaren Technologien in vielen Europäischen Mitgliedsstaaten. Um die zentrale Forschungsfrage zu beantworten, welche nach dem 'günstigsten und Vorteilhaftesten' Pfad sucht um das Europäische 2030 Ziel von 27% Anteil an Erneuerbarer Energie zu erreichen, werden in dieser Diplomarbeit Green-X Modellergebnisse (welche auf Input Parameter von PRIMES basieren) verwendet, um Kosten und Nutzen zum zukünftigen Einsatz von Erneuerbarer Technologie zu analysieren. Kosten und Nutzen von Erneuerbarer Technologie finden auf drei verschiedenen Ebenen statt (Micro-, Macro-, Systemebene) und werden in dieser Diplomarbeit für ausgewählte Europäische Mitgliedsstaaten (Spanien, UK, Frankreich, Niederlande, Belgien und Italien) und für die gesamte EU analysiert. Zwei Hauptszenarien, welche beide Europaweit bis zum Jahre 2030 ein Ziel von 27% Anteil an Erneuerbaren Energien anstreben, jedoch unterschiedliche zukünftige Pfade beschreiben, werden analysiert und bilden in dieser Diplomarbeit die Grundlage für die Beantwortung der Forschungsfrage. Im SNP (Strengthened National Policy) Szenario, versucht jedes Mitgliedsland ein nationales Ziel zu erreichen (ähnlich zum Ansatz eines der 2020 Zieles; 20% Anteil an erneuerbarer Energie bis 2020), während im QUO-27 (Quota) Szenario eine Zusammenarbeit zwischen den Mitgliedsländern angenommen wird. Bevor mit der Analyse der Kosten und Nutzen auf Mitgliedsstaatenebene begonnen wird, werden Spanien, UK, Frankreich, Niederlande, Belgien und Italien in einem kurzen Länderprofil beschrieben, in dem kurz auf das jeweilige nationale Energiesystem und zukünftige nationale Energiestrategiepläne für 2020 und (falls vorhanden) auf das Jahr 2030 eingegangen wird. Die Informationen dafür wurden aus verschiedenen Literatur- und Internetquellen zusammengestellt. Gemäß den unterschiedlichen Szenarien, werden die Kosten und Nutzen (avoided CO2 emissions avoided fossil fuels, additional generation costs, support expenditures und capital expenditures) bewertet. Um einen Gesamtüberblick dieser Thematik zu erhalten werden in dieser Diplomarbeit zusätzlich die Green-X Modellergebnisse verwendet, um die Kosten und Nutzen für den Einsatz von erneuerbarer Technologie auf einer Europäischen Ebene zu beschreiben. Im 'mindestkosten Ansatz' des QUO-27 Szenarios würden Länder wie UK und Frankreich weniger erneuerbare Technologie einsetzen, während in Ländern wie Spanien und Italien, die höhere und günstigere Möglichkeiten aufzeigen, mehr erneuerbare Technologien eingesetzt werden (im Vergleich zum SNP Szenario). Für Länder wie Belgien und Niederlande, macht es keinen Unterschied ob man sich für eine nationale oder eine europaorientierte Herangehensweise entscheidet, da sich wenig in der Quantität des Einsatzes ändert. Eine der wichtigsten Schlussfolgerungen dieser Diplomarbeit ist, dass eine Zusammenarbeit von Europäischen Mitgliedsländern und die Abschaffung von 'non-economic' Barrieren helfen, Kosten zu senken und Nutzen zu erhöhen.

The binding EU-wide 27% RES share target in gross final energy demand by the year 2030, which was recently set by the European council induced a discussion on its associated costs and benefits for future deployment of renewable energy sources, with respect to various pathways (national or European orientated energy policy). European energy policies as well as declining technology costs in recent years (arising from learning rates) both stimulated the deployment of renewables in a lot of European member states. Driven by the research question, which is trying to find the -least cost and highest benefit- pathway to reach the European 2030 target, this master thesis is using the Green-X modelling results (which are based on input parameters derived from PRIMES) to assess cost and benefits of future RES deployment. Costs and benefits of RES take place at three different levels (system-, micro- and macrolevel) and are analyzed in this master thesis for selected European member states (Spain, UK, France, Netherlands, Belgium and Italy) as well as on a European level. Two (different approaching) main scenarios, which are both aiming for 27% RES share in gross final energy demand by the year 2030, describe the possible future pathways of aiming this goal and also set the basis on answering the research question in this master thesis. In the SNP (Strengthened National Policy) scenario, each member state tries to reach its goal by itself (similar to the approach of reaching 20% RES share in gross final energy demand by 2020), while in the QUO-27 (quota) scenario, a cooperation between member state countries is assumed. Before analyzing costs and benefits on a national level, a short country profile for Spain, UK, France, Netherlands, Belgium and Italy is given, which information is taken from various documents and internet sources and describe shortly the national energy system as well as future national energy strategy plans for 2020 and (if available) for the year 2030. According to the assessed scenarios, variation in costs and benefits (namely avoided CO2 emissions, avoided fossil fuels, additional generation costs, support expenditures and capital expenditures) are visible. To get an overall picture, this master thesis is also describing and analyzing costs and benefits of RES deployment on a European level, using the Green-X modelling results. Under the least cost approach of the QUO-27 scenario, countries like UK and France would be countries where less renewables would be deployed, while countries like Spain and Italy offer higher and cheaper potentials and therefore more renewable technology would be deployed there (compared to the SNP scenario). For countries like Belgium and the Netherlands it does not matter much regarding their future RES share in gross final energy demand, whether the support system has a more national or European policy orientation. One of the main conclusions of this master thesis is, that a Member state cooperation and a removal of non-economic barriers help to lower costs and increase the benefits.