STROMVERSORGUNG MORGEN UND ÜBERMORGEN EINBLICKE IN AKTUELLE FORSCHUNGSPROJEKTE

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1 Jahreskongress Energieeffizienzgemeinden in Lindau STROMVERSORGUNG MORGEN UND ÜBERMORGEN EINBLICKE IN AKTUELLE FORSCHUNGSPROJEKTE Ludwig Karg, B.A.U.M. Consult GmbH, München / Berlin Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 1 Die B.A.U.M. Group Zukunftsberatung für Unternehmen, Kommunen und Regionen Partner für große nationale und internationale Projekte Schwerpunkte in den Bereichen Umwelt-, Energie- und Nachhaltigkeitsmanagement Regionalmarketing und Regionalentwicklung Kooperation Kommune - Wirtschaft Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

2 Ziele weltweit sind gesetzt 2 2 t Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 5 Wird es gehen? Nuklear Gas Kohle Wasser Geothermie Solar Wind Biomasse triangle of hope volatil & dezentral Öl Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 6 2

3 Regenerative Energien im Gebiet der AllgäuNetz GmbH Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 7 Erzeugung übersteigt (mitunter) Verbrauch Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 8 3

4 Landschaft der Energieversorgung Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 9 Wir brauchen einen breiten Energiemix Quelle: WBGU / Fraunhofer Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 10 4

5 Eine ganze Region als Kraftwerk Prognosesysteme Leitwarte Ausgleich und Wertschöpfung in der Region Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 13 Ausbau und Umbau: Kupfer und Silizium Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 14 5

6 Smart Energy Projekte in Deutschland Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 15 Energiewirtschaft, IT Industrie und Wissenschaft Hand in Hand Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 16 6

7 E Energy: ein multidimensionaler Forschungsansatz Energie- Effizienz Marktliberalisierung IKT Architektur IT Sicherheit & Datenschutz Intelligente Messung IKT für Speicher Integration Erneuerbare Energien Last-Flexibilisierung e-mobilität Netzengpässe & Netzausbau Dezentrale Energieerzeugung Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 17 Gemeinsam alle Felder abgedeckt Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 18 7

8 Die Modellprojekte im Feldtest Kühlhäuser Schwimmbad über Haushalte über 500 Haushalte über 100 Einspeiser 50 Haushalte fast Haushalte (40 mit Speichern) 80 Betriebe 20 > 200 > Haushalte über Haushalte 14 µbhkw Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 19 Verbrauch lässt sich beeinflussen Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 20 8

9 Lastverschiebung in der Praxis Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 21 Verbrauch lässt sich beeinflussen Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 22 9

10 Regelleistung durch Kühlanlagen kurzzeitige Verschiebungen auch Haushalte sowie Kleinund Kleinstanlagen interessant Unterschied theoretisches / realisierbares Potential Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 23 Flexibilitäten in Gewerbebetrieben Aktuelles Projekt zum Thema: bmvit / B.A.U.M. /Salzburg AG Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

11 Leben mit der Volatilität Kurzzeit-Speicher Langzeit-Speicher Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 25 Energiewende ohne Speicher? Studie: Energiespeicher für die Energiewende Speicherbedarf erst ab EE > 40 % relevant bis 40 % Ausgleich durch Flexibilität in der Erzeugung (v. a. Biomasse BHKW) und im Verbrauch in näherer Zukunft Speicher vorwiegend zur Einsatzoptimierung thermischer Kraftwerke (CO 2 Reduktion!) Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

12 Speicher im Alpenraum begleitende Öffentlichkeitsarbeit Voruntersuchungen zum Stand der Technik regionaler Masterplan Speicher Implementierung von Pilotanlagen Bewertung und Planung weiteres Vorgehen begleitende transnationale Evaluation Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 27 Speicheroptionen Technologie Verfügbarkeit Speicherdauer Speichervolumen lokale Option Speichern vor Verstromung (Biogas) +++ Tage Power to Gas (Methan im Gasnetz) o Wochen +++ o Power to Gas (Wasserstoff im Gasnetz) o Wochen + Power to Gas (Wasserstoff lokal) Tage + chemische Speicher (Zeolith etc.) + Wochen o + Druckluftspeicher + Wochen o o Pumpspeicher (regional) o Tage o ++ Pumpspeicher (Skandinavien etc.) + Wochen ++ Schwungradspeicher (klein) +++ Minuten +++ Schwungradspeicher (groß) Wochen o o mobile Batterien (Elektrofahrzeuge) Stunden +++ stationäre Batterien o Tage Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

13 Langzeit Vision: Windgas Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 29 My Home myenergysystem? Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

14 Das SmartHome als intelligente Zelle im Netz PV Anlage und Mikro BHKW Elektrofahrzeug als Puffer Steuerung des gesamten Haushalts bei Bedarf Betrieb als autarke Zelle Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 31 Zellularer Energieorganismus für sichere Versorgung Objektnetzzelle mit Energiebutler als Energiemanager Verteilnetzzelle mit Marktmoderator Netzmoderator Systemzelle mit Marktplatz der Energie und Netzsteuerung Energie Information Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

15 Netzführung mit Demand Side Management Spannungsproblem wird erkannt Verhandlungsprozess beginnt Angebote werden eingeholt und angenommen Spannungsproblem ist behoben Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 33 Steuersignale im zellularen System Electricity Sales Market Place Grid Operation Price Signal Cell Management Steering Signal Object Management Priority Signal Application Control Generation Unit Consumption Unit Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

16 Intelligente Netze und Liegenschaften Smart Meter Gebäude- Manager Intelligentes Gebäude Intelligentes Netz Energie- Manager Marktplattform Intelligenter Markt Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 35 Förderschwerpunkte im Bereich Wohnen E Energy Begleitforschung: B.A.U.M. SHAPE (*) Begleitforschung: Borderstep (*) i. R. v. CONNECTED LIVING Programm des BMWi Smart Living??? vgl: EU FP7, ENERGY : Demonstration of optimised energy systems for high performance-energy districts Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

17 Transparenz zu den Verbrauchsdaten Quelle: STAWAG Quelle: EWE Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 37 Unser Bedürfnisse (nach Maslow) Selbstverwirklichung Individualbedürfnisse Soziale Bedürfnisse Sicherheitsbedürfnisse Kreativität, Transzendenz Erfolg, Spontaneität Nähe, Liebe, Mobilität Wohnung, Arbeit Physiologische Bedürfnisse Luft, Essen, Wasser, Licht, Wärme Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

18 Tablet statt Papierstapel Ressourcenschutz! Lebensqualität Energieverbrauch? Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 39 Energieverbrauch nahe bringen Aktuelle EU / FP7 Projekte zum Thema: S3C - Smart Consumer, Smart Customer, Smart Citizen (B.A.U.M., VITO etc.) ADVANCED (ENEL etc.) Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

19 Neue Geschäftsszenarien Energieversorger plus Diensteanbieter Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 41 Strukturen für die Energiewende Energieagentur Regionale EVU Regionale Kooperation EVU Reg. Effizienz Fonds Energieversorger Klimaschutzmanager EE Genossenschaft Engagierte Bürger und Unternehmen Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

20 Bausteine der künftigen Energiewirtschaft Verbraucher >>> Prosumer Versorgung Handel Vertrieb neue Energiedienstleistungen Strombörse Übertragungsnetz Regionalmarkt elektronische Marktplätze Aggregatoren Flexibility Operator Regelenergiemarkt Kapazitätsmarkt Verteilumgsnetz Elektrizitätsmärkte Netzbetrieb flexibler Verbrauch zentrale Erzeugung EEG Einspeisung Direktvermarktung Eigenverbrauch Erzeugung verteilte Erzeugung Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 43 Abstraktion des Allgäuer Modells Gemeinde Gemeinde Gemeinde Gemeinde Gemeinde Gemeinde Gemeindewerk (GW) Eigentümer des Netzes Dienstleister für NG GW Infrastrukturgesellschaft (IG) Eigentümer des Stromnetzes Konzessionär mehrerer Gemeinden technischer Dienstleister für NG Eigentümer von Erzeugungsanlagen und Speichern ggf. Betreiber des Energieinformationssystems Netzgesellschaft (NG) wirtschaftliche Netzführung (inkl. Abrechnung Netzentgelte, Netze gepachtet von IG / GW Servicevertrag mit IG und GW für technischen Betrieb Bereitstellung von Regelenergie (u. a. Verträge mit privaten und betrieblichen Flexibilitätsbereitstellern) ggf. Eigentümer von Speichern Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

21 Der Zukunftsfonds für Effizienzmaßnahmen Regionales Genossenschaftsmodell BMU Förderung in Aussicht gestellt Auswahl von 3 Pilotkommunen Anfang Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 45 Das Gesamtsystem muss stimmen Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

22 Sicherheit geht vor! Versorgungssicherheit Service-Sicherheit Datenschutz (privacy) ausreichende Energiemengen (bzw. quellen) Funktionssicherheit Funktionsfähigkeit der Elektrotechnik Funktionsfähigkeit der IKT Verfügbarkeit der IKT-Anlagen Informationssicherheit Aktuelles Bundesprojekt: Studie: Sicherheit im Smartgrid (Secunet, OFFIS, etc.) Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 47 Es bleibt noch viel zu tun ERA-Net report der EEGI Member States Initiative Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

23 Auf zu neuen Horizonten: HORIZON 2020 Grobe Werte ohne Garantie Topic Budget I Excellent science, of which: Mrd. II Industrial leadership, of which: Mrd. III Societal challenges, of which Mrd. 1. Health, demographic change and wellbeing 8 Mrd. 2. Food security, sustainable agriculture, marine research and the bio economy 4 Mrd. 3. Secure, clean and efficient energy 6 Mrd. 4. Smart, green and integrated transport 7 Mrd. 5. Climate action, resource efficiency and raw materials 3 Mrd 6. Inclusive, innovative and secure societies 4 Mrd Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M. 49 Erneuerbare Energien: Herausforderung und Chance Dezentrale Erzeuger lassen sich sicher in das Netz integrieren. Tempo des Ausbaus stellt kein Versorgungsrisiko dar wenn die bereits erforschten und in der Praxis erprobten Methoden eingesetzt werden! Wir brauchen Speicher um die Volatilität zu bewältigen. Aber nicht sofort! Zuerst brauchen wir Flexibilität Regionen und ihre Bürger können von der Energiewende profitieren wenn sie aktiv die Chancen des sich erneuernden Energiemarkts nutzen! Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

24 Ludwig Karg 089/ B.A.U.M. Consult GmbH München Gotzingerstr. 48/ München Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) B.A.U.M. Consult GmbH Berlin Fanny-Zobel-Str Berlin Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Stromversorgung morgen und übermorgen Ludwig Karg, B.A.U.M

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