"Intelligente Netze - Bausteine für eine zukunftsfähige Energieversorgung"

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1 "Intelligente Netze - Bausteine für eine zukunftsfähige Energieversorgung"

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3 Berlin Entwicklungen und Trends! Bevölkerungsentwicklung (in Mio.) 1) 3,38 +10,9% 3, Stromverbrauch Haushalte (in kwh) ,7% BIP Index real (Basisjahr 2005) 2) ,4% Elektrofahrzeuge Wärmepumpen BHKW PV Elektroheizung ~0 ~ x 118 x 40-84,2% ) Quelle: Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt 2.) Quelle: DIW Berlin

4 Bausteine für eine zukunftsfähige Energieversorgung Smart Grid in Berlin Privathaushalte Heizkraftwerke Photovoltaikanlagen Smart Meter Wärmepumpen Windkraftanlagen Übertragungsnetz Netzleitstelle Blockheizkraftwerke Elektrofahrzeuge Legende: Player im Smart Grid Verteilnetz Verbraucher Speicher Erzeuger Industrie Netzstationen Umspannwerke Batterien Übertragungsnetz 4

5 Fünf Megatrends prägen das intelligente Netz von Berlin 3 Mobilität wird elektrischer 2 Erzeugung wird dezentraler 4 Strom wird wichtiger 1 Die Stadt wird größer 5 Das Netz wird digitaler 5 Bild:

6 Berlin zieht Menschen und Technologien an 1 Die Stadt wird größer Trend 2030 wird Berlin Einwohner mehr haben (ca. +7,2%) 1) als heute Plus Einwohner in 2012! Gründungsmetropole zieht Menschen und Unternehmen an Stromnetz Berlin s Antworten Heutige Netzstruktur aufgrund geänderter nachfrageorientierter Anforderurgen anpassen Gezielte Netzausbau- und Ersatzmaßnahmen Netztechnische Erschließung von Stadtteilen Testen/ Demonstration zukünftiger Anforderungen Alexanderplatz 6 1) Quelle: Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt

7 Stromnetz von morgen entsteht heute 1 Die Stadt wird größer Stromnetz Classic Stromnetz Smart Verkabelung von Freileitungen mit neusten Kabellegungstechnologien Rückbau der unwirtschaftlichen 30- und 6-kV Spannungsebene durch - Ablösung von Umspannwerken (110/30-kV) - Umstellung von zwei Verteilungsnetzen & 7 Kundenanlagen Bau neuer Umspannwerke Automatisierung der Mittelspannungsebene Virtuelles Kraftwerk, Power to Gas, Power to Heat Smart Meter Projekt Märkisches Viertel Breitband Kommunikation Berlin Gropiusstadt Projekt Smart Capital Region (BTU Cottbus) Grid Lab Studie Energieversorgung Nordost- Deutschland + Berlin 2023/33 Aktivitäten auf dem Euref Campus - Micro Smart Grid (MSG) / Integrationsplattform Intelligente Netze (IPIN) - Power to Heat (PtH) - New Energy Platform 7

8 Berlin ist die Stromsenke Nordostdeutschlands 2 Erzeugung wird dezentraler Trend Die Anzahl von EEG-Anlagen in Berlin steigt bis zum Jahr 2030 auf rund Stück Dies entspricht ca. dem 6-fachen des heutigen Standes Höhere Anforderungen an das Netzmanagement Stromnetz Berlin s Antworten Diskriminierungsfreien Zugang der Einspeiser zum Netz garantieren Management der großen Anzahl an Erzeugern Automatisierung und Optimierung des Netzes 2012 wurde 22% (3,2 TWh) des Berliner Stromverbrauchs aus erneuerbaren Energien gedeckt 2023 wird 50% des Berliner Stromverbrauchs aus erneuerbaren Energien gedeckt 2033 wird 65% des Berliner Stromverbrauchs aus erneuerbaren Energien gedeckt 8

9 Netzgeführter Betrieb von BHKWs statt Netzausbau? 2 Erzeugung wird dezentraler Wohnhaus Gewerbegebäude Lastgangzähler Lichtblick Lastgangzähler Stromnetz Projektziele Marktfähigkeit für netzgeführten Betrieb von Mini- BHKW (ZHKW) und technische Umsetzung testen Verhinderung / Verzögerung Netzausbau Technische Rahmenbedingungen Lokaler Netzabschnitt mit 10 Mini-BHKW (ZHKW) inkl. Messeinrichtung 2 Messkampagnen (Absenken im Höchstlastzeitraum und direktes Kappen der Lastspitze) Ergebnisse Technische Machbarkeit gegeben Wirtschaftlicher Anreiz nicht ausreichend (vermiedene Kosten ggü. Netzausbau) 9

10 Berlin ist das Schaufenster der Elektromobilität 3 Mobilität wird elektrischer Trend Berlin ist Modellregion für den Ausbau der Elektromobilität - Bis zu öffentlich zugängliche Ladepunkte bis 2016 geplant (heute: ca. 400) Zunehmende Nutzung von E-Fahrzeugen, z.b. Carsharing, ÖPNV und Unternehmensflotten Stromnetz Berlin s Antworten Aufbau der benötigten Infrastruktur unterstützen - Ladesäuleninfrastruktur - Beratung, Installations- und Wartungsservice - Passende Stromprodukte, z.b. Ökostromtarife Kooperationen / Projekte, z.b. mit Mobilitätsdienstleistern oder der öffentlichen Hand, zur Erprobung neuer Technologien Privat Gew erbe Carsharing Anzahl von Elektrofahrzeugen in Berlin Netzbelastung durch Elektromobilität (GWh/a) Induktives Laden für die Buslinie

11 Die smarte Welt wächst zusammen 3 Mobilität wird elektrischer Verkehr / ÖPNV Inter- und multimodale Verknüpfung, ÖPNV, Carsharing Energie Erneuerbare Energie, Smart Grid, mobile Zähler, gesteuertes Laden IKT Mobilitätsdienste (Buchung, Zahlung), Social Media & Datenaustausch Startup Ubitricity entwickelt Ladetechnik, z.b. mit Anschluss an Lichtmasten Kosteneffiziente, schaltfähige Ladeinfrastruktur mit Systemsteckdosen 90% günstiger als herkömmliche Ladesäulen ca. 300 EUR/ Lichtmast Intelligente Netzintegration Ziel: Aufbau des dichtesten Ladesäulennetzes in Berlin 11 Quelle: InnoZ, angepasst;

12 Versorgungssicherheit: Erfolgsfaktor moderner Metropolen 4 Strom wird wichtiger Trend Technologischer Fortschritt erfordert Versorgungssicherheit, insbesondere in der wachsenden Gründungsmetropole Berlin Berlin hat viele sensitive Kunden und ist Austragungsort von Großveranstaltungen Stromnetz Berlin s Antworten Sicherstellung der zuverlässigen Stromversorgung trotz Zunahme volatiler Energiequellen Überwachung der Lastentwicklung durch neue Messtechnik Vorbeugende Instandhaltung durch neue Diagnosetechnologien und Datenanalyse Ausbau der IKT-Struktur für Smart Grid Projektbeispiel: Silvesterring an der Straße des 17. Juni Bau eines 15 km langen, doppelt gesicherten, unterirdischen elektrischen Systems mit fernsteuerbaren Netzstationen 12

13 Neue Messtechnik erkennt Störungen schneller 4 Strom wird wichtiger Messwerte der MS/NS-Ebenen nicht mehr aussagekräftig genug! Zunahme dezentraler Einspeisung Einspeisungserkenntnisse fehlen Lokale Energieflüsse mit bisherigen Verfahren nicht sichtbar Überholte Technologie Schleppanzeiger und digitale Messgeräte der 1. Generation 1-phasige Messwerte auf NS-Seite 15 Minuten Takt Nicht richtungsbezogen Fernsteuerung Neue Messtechnikgeneration für Ortsnetzstationen (MS/NS) Richtungsbezogene Leistungswerte 3-phasige Messung auf NS-Seite Messung im Sekundentakt Nutzung als Kommunikationskanal in fernsteuerbaren Stationen Ortsnetzstation Netzführung nutzt IST-Werte Echtzeitanalysen Gezielte und schnellere Erkennung von Störungen Neue Messtechnik Mittelspannungsseite Niederspannungsseite 13

14 Das Netz wird digitaler und kommunikativer 5 Das Netz wird digitaler Trend Steigende Datenmengen durch technische Anforderungen Wachsendes Informationsinteresse der Bevölkerung Stromnetz Berlin s Antworten Akzeptanz durch Transparenz erhöhen Transport viel größerer Datenmengen ermöglichen Vorbereitung auf den Smart Meter Rollout in Pilotprojekten Datenverfügbarkeit zur Steuerung des Stromnetzes Mini-Rollout von 1000 Feldtests mit G3-PLC zur Erprobung der Datenkommunikation 14

15 e*message: neues Broadcastsystem für Endgeräte 5 Das Netz wird digitaler Benutzereingabe Telegrammerstellung & Sicherung Versand Empfang & Interpretation TCP / IP Verbindung Kontrollempfänger Vertrieb Aggregator Vorrechner 3 Vorrechner 2 TCP / IP Verbindung TCP / IP Verbindung e*message Gateway (Kommunikations-Gateway) VPN Tunnel /TAB-Protokoll Serielle Anbindung e*message Server POCSAG e*message Sender e*message Empfänger 3 e*message Empfänger 2 Wärmepumpe / BHKW EEG-Einspeiser Netzbetreiber Vorrechner 1 Schlüsselserver e*message Empfänger 1 : neue Systemkomponenten E-Fahrzeuge 15

16 Wertschöpfungskette mit vielen neuen Playern entsteht Traditionelle Wertschöpfungskette Wettbewerblicher Markt Regulierter Markt Wettbewerblicher Markt Erzeugung Trading Übertragung Verteilung Sezierte Wertschöpfungskette Grundlast- Kraftwerke Volatile Kraftwerkskapazitäten (z. B. Wind) Trading Pumpspeicher Smarte Übertragungsnetze Nebendienstleistung Große Energiespeicher Verteilte Speicher Virtuelle Kraftwerke Vertrieb & Marketing Vertrieb & Marketing Verteilte Erzeugung 1 E-Fahrzeuge Energiemanagement 2 Anlageninstallation Smarte Verteilungsnetze Anlageninstallation / Gebäude- Netzwerke Kunde PROSUMER 16 Quelle: CapGemini, erweitert 1) Erzeugung in den Verteilungsnetzen (PV, Wind, ), Servicedienstleistungen 2) Verbrauchsmodellierung auf Basis unterschiedlicher Systeme (Energiebox, Smart Home, Bedarfsreaktion)

17 Berlin ist immer eine Reise wert: be smart be Berlin Meilensteine der letzten 200 Jahre / Wechsel- Energiewende stromerzeuger Elektromobil Tankstelle in Berlin ,6 MW Batterie 2014 Meilensteine der kommenden 20 Jahre E-Carsharing 2014 e*message Smart Home Power-to-Heat Power-to-Gas Induktives Laden Driverless car Windenergieanlage Carsharing? VF-Ladesäule in Berlin Virtuelles Kraftwerk Tesla Model X Roll-out Smart Meter Humanoide Roboter

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 18