Potenziale und Herausforderungen der "Energiewende"

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Günther Holtzer
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1 Schwerpunkt Energie & Umwelt Energieregion Indeland Potenziale und Herausforderungen der "Energiewende" Univ.-Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) und Institute for Power Generation and Storage Systems E.ON ERC RWTH Aachen University Contact: batteries@isea.rwth-aachen.de Jägerstrasse (ISEA) Mathieustrasse (E.ON ERC) Hüttenstrasse (Test center)

Dirk Uwe Sauer Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) und Institute for

2 Neue Energie braucht die Welt Ressourcen sind endlich, kritisch ist aber vor allem die erzielbare Fördermenge. Quelle: Energy Watch Group 2013

3 Neue Energie braucht die Welt Ressourcen sind endlich, kritisch ist aber vor allem die erzielbare Fördermenge. Quelle: Energy Watch Group 2013

4 und die Welt bekommt neue Energie. Schneller als erwartet Installation alleine in Deutschland Quelle: EPIA und Greenpeace 2006

5 und die Welt bekommt neue Energie. und günstiger als erwartet. Quelle: EPIA 2004 Kosten aktuell 2013: ct/kwh

6 Kostendegression von PV-Hausdachanlagen

7 Stromgestehungskosten und EEG-Einspeisevergütung Freifeldanlagen > 1MW Hausdachanlage ~ 5kW Kapitalkostensatz 4 %, Betriebskosten 1 %/Jahr, Minderung des Ertrags 0,1 %/Jahr, Nutzungsdauer 25 Jahre Anlagengröße bis 10 kw bis 40 kw bis 1 MW bis 10 MW EEG-Einspeisevergütung (Stand 01/2013, geschätzt) 17,0 ct/kwh 16,1 kwh 14,4 ct/kwh 11,8 ct/kwh Quelle: Wikipedia,

Nutzungsdauer 25 Jahre Anlagengröße bis 10 kw bis 40 kw bis 1 MW bis 10 MW

8 Solarpark Lieberose 50 MW Energie für Haushalte

9 Aufbaukonzept einer Photovoltaik- Heimanlage mit Speicher Ende 2012: 32,4 GW PV in Deutschland 12/2012: 7600 Anlagen mit bis zu 10 kw p

10 Eigenverbrauchsoptimierung auch über Wärmeerzeugung PV-Strom: 17 ct/kwh el Es wird ein deutlicher Wärmepumpe Netznutzen (LZ durch = 3,5) Entlastung 4,9 ct/kwh von den th Spitzeneinspeiseleistungen Preis für Wärme erreicht. durch Gas für Haushalte: 5 7 ct/kwh th Wärmepumpe Quelle: Mainz

von den th Spitzeneinspeiseleistungen Preis für Wärme erreicht.

11 Strommix in Deutschland in 2012 Installierte Leistung > 32 GW Installierte Leistung > 31 GW Lastbedarf in Deutschland: ~ GW

12 Anteile der Stromerzeuger an der Gesamterzeugung

13 Speicherbedarf für Deutschland bei 100% erneuerbare Energien Kurzzeitspeicher GW 2 4 Stunden Energie Langzeitspeicher GW (Ausspeicherung) Bis maximal 3 Wochen (ca. 20 TWh) Grobe Abschätzungen, dienen nur der ungefähren Einschätzung des Bedarfs

40 60 GW (Ausspeicherung) Bis maximal 3 Wochen (ca.

14 Netzstruktur mit begrenzter Übertragungsleistung Stromerzeugung Wind Photovoltaik 220 / 380 kv 110 kv 10/20 kv 400 V ~ 1 kw pro Haushalt ~ 4 6 kw pro Haushalt Speichertechnologien Pumpspeicher Druckluft Wasserstoff DSM (demand side management) power to H 2 / CH 4 DSM (demand side management) Batterien power to H 2 / CH 4 DSM (demand side management) Elektrofahrzeuge Batterien

Pumpspeicher Druckluft Wasserstoff DSM (demand side management) power to H 2 / CH 4 DSM

15 Vernetzung verschiedenen Energiesektoren kann Speichernutzung optimieren Strom Mobilität Wärme Gas

16 Elektromobilität Quelle: Hersteller

17 Konsequenzen und Chancen (Auswahl) Strom wird der dominierende Energieträger Verzahnung der Energiesektoren (Strom Wärme Gas Mobilität) Flexible Kraftwerke anstelle von Grundlastkraftwerken werden gebraucht Lastflexibilisierung (thermisch und elektrisch) Dezentraler und zentraler Speicherbedarf Photovoltaik auf Freiflächen mit Direktvertrieb an Industrie und Energiegenossenschaften Wasserstoff aus erneuerbaren Energien wird Vorprodukt für die chemische Industrie Energieeffizienz vor allem auch in der Industrie wird wichtiger Standortfaktor Einzelhäuser werden flächendeckend PV-Anlagen bekommen Wärmepumpen werden wichtigster Wärmelieferant Elektromobilität bei PKW, Verteilfahrzeugen und ÖPNV wird kommen

Industrie und Energiegenossenschaften Wasserstoff aus erneuerbaren Energien wird Vorprodukt für die chemische Industrie Energieeffizienz vor allem auch in der Industrie wird

18 Speichertechnologien Einsatz, Nutzen und Bedarf Univ.-Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) und Institute for Power Generation and Storage Systems E.ON ERC RWTH Aachen University Contact: batteries@isea.rwth-aachen.de Jägerstrasse (ISEA) Mathieustrasse (E.ON ERC) Hüttenstrasse (Test center)

Institute for Power Generation and Storage Systems (PGS) @ E.

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