Forum 3. Sektorkopplung. Erneuerbarer Strom für alle?

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1 Fraunhofer IWES Energiesystemtechnik Konferenz der Stiftung Mercator Norman Gerhardt Berlin, 19. Mai 2016 Forum 3 Sektorkopplung Erneuerbarer Strom für alle?

2 Unsere langfristigen Klimaziele sind sehr ambitioniert Klimaziele 2050 Reduktion von -80% bis -95% der Treibhausgase COP21 Paris Konsequenzen für Energiesektor Strom Wärme/Industrie Verkehr Aus: Projekt "Sektorübergreifende Energiewende" für Agora Energiewende (in Bearbeitung) Emissionen [Mio. t CO 2-Äqui. ] Historisch Ziel % -80% Internationaler Verkehr LULUCF Energiesektor Verkehr (National) Industrie Gebäudewärme Strom Nichtenergetische Emissionen

3 Was ist eigentlich Sektorkopplung? Power X oder Verkehr Strom Wärme? Roadmap Gesamtsystem (Projektbeispiel) Endenergieverbrauch [TWh] 534 TWh Phase 1: Ausbau EE Phase 2: Ausbau Infrastruktur Phase 3: Verstärkte Interaktion EE-Strom als zukünftiger Primärenergieträger und Haupttreiber! TWh EE-Anteil Wärme + Kälte Konventionell Wärme + Kälte Strombasiert Stromverbrauch PtG Stromverbrauch konventionell Verkehr konventionell Verkehr Strombasiert 100% 80% 60% 40% 20% 2 0%

4 Welche Schlüsseltechnologien sind erforderlich? Große Vielfallt an Technologien aber zwei grundsätzliche Einteilungen: 1. E-Mobilität und Wärmepumpen auch unter Graustrommix 2. PtH und PtG: Verfügbarkeit von Stunden mit 100%EE-Strom Hohe Effizienz Geringe Effizienz Wind / PV E-Mobilität Wärmepumpen PtH PtG Pkw: BEV, PHEV, REEV; OH-Lkw, Dezentral. Luft-WP, Sole- WP; Groß-WP in der Industrie und in Wärmenetzen, Elektrodenkessel in der Industrie und in Wärmenetzen; dezentral Heizstäbe, H2, PtG, PtL, Neue el. Verfahren in der Industrie

5 Bedeutung neuer Stromverbraucher? Strombilanz: Bandbreite von zwei IWES- Klimaschutz -szenarien (DE) Unterscheidung in Neue und Alte? Aus: Projekt "Sektorübergreifende Energiewende" für Agora Energiewende (in Bearbeitung) Stromver brauch/-erzeugung [TWh/a] Erzeugung Erzeugung % Szenario -95% Szenario Power-to-Liquid Netzverluste Power-to-Gas Oberleitungs-Lkw Speicherverluste E-Pkw Herkömml. Verbrauch Klimatisierung Wärmepumpen EE-Abregelung Power-to-Heat / Industrie-WP Müll-HWK, Klärgas Netzverluste Speicherverluste GT Herkömml. Verbrauch GuD EE-Abregelung Müll-HWK, KWK Klärgas GT Netto-Import GuD KWK Laufwasser Netto-Import Wind-Offshore Laufwasser Wind-Offshore Wind-Onshore Wind-Onshore PV PV

6 Bedeutung neuer Stromverbraucher? Strombilanz: Bandbreite von zwei IWES- Klimaschutz -szenarien (DE) Unterscheidung in Neue und Alte? Schwierig, aber wichtig um Effizienzziele definieren zu können Aus: Projekt "Sektorübergreifende Energiewende" für Agora Energiewende (in Bearbeitung) Stromver brauch/-erzeugung [TWh/a] Erzeugung Erzeugung % Szenario -95% Szenario Power-to-Liquid Power-to-Gas Oberleitungs-Lkw E-Pkw Klimatisierung Wärmepumpen Power-to-Heat / Industrie-WP Netzverluste Speicherverluste Herkömml. Verbrauch EE-Abregelung Müll-HWK, Klärgas GT GuD KWK Netto-Import Laufwasser Wind-Offshore Wind-Onshore PV

7 Zusammenwirken der Komponenten über den Strommarkt Hohe Bedeutung von neuen flexiblen bzw. hybriden n zur Aufnahme des fluktuierenden EE-Stromangebotes

8 These 1: Wir können doch den Überschussstrom des Stromsektors nutzen? In den vergangen Jahren Diskussion zu 1. Ziele im Stromsektor einen EE-Anteil zu erreichen 2. Ausbau von Wind- und PV um diese Stromsektor-Ziele zu erreichen 3. Negative Residuallast Überschussstrom als Abfallprodukt in anderen Sektoren nutzen Aber EE-Strom muss extra für Verkehr und Wärme/Industrie zugebaut werden Es gibt keinen Überschuss andere Sektoren müssen auch die Kosten tragen. Leistung [GW] Ablösung von Sonderfälle EinsMan-Strom und negative Preise Volllaststunden [h] Residuallast - Export Export Import Must-Run-Units Leistung [GW] /09 27/09 29/09 01/10 03/10 05/10 07/10 Tag/Monat Geothermie Holz-/Müll-HKW Wasserkraft Onshore-Wind Offshore-Wind Photovoltaik Last Import/Export

9 These 2: EE-Strom ist doch im Überfluss verfügbar? Technisches EE-Potenzial: PV Dachflächen + Freiflächen: ca GW Offshore GW Onshore GW Hohes Potenzial aber Akzeptanz EE-Strom hohe Effizienz in der Nutzung wesentlich

10 These 3: Alle Anwendungen sind zukünftig strombasiert? EE-Strom wird zentraler Primärenergieträger Es geht weniger um die Frage Alternativen zur Stromnutzung? sondern Wo kann eine effiziente Stromnutzung sinnvoll kombiniert werden mit anderen EE-Ressourcen für eine Dekarbonisierung? 2 Beispiele im Bereich der Wärmenetze KWK-Wärme Wärmepumpe Heizwerk Solarthermie KWK-Wärme Elektrodenkessel Heizwerk Wärmeerzeugung (in GW) Wärmeerzeugung (in GW) Jan. 31. Jan. 2. Mrz. 2. Apr. 2. Mai. 2. Jun. 2. Jul. 1. Aug. 1. Sep. 1. Okt. 1. Nov. 1. Dez. 1. Jan. 1. Jan. 31. Jan. 2. Mrz. 2. Apr. 2. Mai. 2. Jun. 2. Jul. 1. Aug. 1. Sep. 1. Okt. 1. Nov. 1. Dez. 1. Jan.

11 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! Norman Gerhardt Leiter Energiewirtschaft und Systemanalyse Tel.: Fraunhofer IWES Königstor Kassel

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