Energietechnologien als Wachstumsmarkt

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1 Energietechnologien als Wachstumsmarkt Aus der Sicht eines Unternehmens Günther Cramer SMA Regelsysteme GmbH Energietechnologien für die Zukunft - Kompetenz für Energie und Wasser aus Nordhessen 1

2 1. Einleitung und kurze Vorstellung SMA 2. Entwicklung zur dezentralen Energieversorgung 3. Technologie 4. Wachstumspotenziale 5. Arbeitsplatzpotenziale 6. Ziele des Kompetenznetzwerkes Energietechnologien für die Zukunft Übersicht 2

3 Die SMA Regelsysteme GmbH wurde 1981 als Spin-off der Universität Kassel gegründet 600 Beschäftigte, davon 140 Ingenieure und Techniker Joint Venture (Bahntechnik) Changzhou SMA Electronics Co. Ltd. Tochterfirma SMA America, Inc. (Solartechnik) SMA - Ihr Partner für professionelle Elektronik 3

4 Industriecomputer Elektroniklösungen für professionelle Anwendungen Bahntechnik Energieversorgung für Reisezugwagen Solartechnik Systemtechnik für dezentrale Energieversorgung, speziell Photovoltaik Geschäftsbereiche 4

5 Systemtechnik für Photovoltaik Wechselrichter zur Netzeinspeisung Sunny Boy Sunny Central Wechselrichter für den Inselbetrieb Sunny Island Wechselrichter und Systemtechnik für Brennstoffzellen Komplette Versorgungstechnik für netzferne Verbraucher (Wind/Diesel/PV/Batterie von 5 KW bis in den MW- Bereich) Geschäftsbereich Solartechnik 5

6 Zentral Dezentral Virtuelle Zentralität Energietechnik Automatisierungstechnik Zentrale große Kraftwerke versorgen verteilte Verbraucher (z. B. Fernwärmekraftwerke, Konventionelle Kraftwerke) Zentrale Rechner steuern verteilte Prozesse (z. B. Prozessrechner) Isoliert arbeitende kleinere Energieerzeuger verhalten sich wie negative Verbraucher (z. B. Blockheizkraftwerke) Unabhängig operierende Automatisierungssysteme (z. B. Fertigungsinseln) Virtuelle Kraftwerke, viele ferngesteuerte, kleine, dezentrale Energieerzeuger verhalten sich regelungstechnisch wie ein Großkraftwerk (z. B. Brennstoffzelle, Windenergieanlage, Photovoltaik) Vernetzte, kommunizierende, intelligente, dezentrale Automatisierungslösungen (z. B. Internet, Feldbus) Entwicklung zur virtuellen Zentralität Geschäftsidee: Leistungselektronik und Mikroprozessortechnik für die dezentrale Energieversorgung 6

7 Leistungsgrößen dezentraler Versorgungssysteme Biomasse Blockheizkraftwerk Mikroturbine Brennstoffzellen Photovoltaik kl. Windenergie Windenergie 1 kw 10 kw 100 kw 1 MW 10 MW 100 MW 1 GW Neue Technologien ermöglichen kleine Leistungseinheiten 7

8 Dezentrale Energieversorgungssysteme sind hocheffizient und ökologisch sinnvoll: Regenerative Systeme produzieren kein CO 2 BHKW etc. nutzen auch die Abwärme Dezentrale verbrauchernahe Erzeugung reduziert Übertragungsverluste wesentlicher Schritt in eine nachhaltige Energieversorgung Effizienzsteigerung 8

9 Vorteile bzgl. des Zubaues neuer Kapazitäten in Industrieländern sowie in Schwellen- und Entwicklungsländern: Vereinfachte Genehmigung und kurze Bauzeiträume Überschaubare Projektkomplexität Moderate Investitionsvolumen Nachträglich einfach erweiterbar (modular) Vorteile beim Aufbau neuer Kapazitäten 9

10 Dezentrale Systeme: Reduzieren die Abhängigkeit von Energie- und Treibstoffimporten, Schaffen neue lokale Arbeitsplätze und Stärken die Eigenverantwortlichkeit Reduzieren deutlich die Verwundbarkeit durch Umweltkatastrophen und terroristische Anschläge. Energiepolitische Aspekte dezentraler Systeme 10

11 Technische Anforderungen: Diskontinuierliches Energieangebot Leittechnik, Betriebsführung und Service Hohe Wirkungsgrade Weitere Kosten- bzw. Preisreduktion Leistungselektronik Energieausgleich Datenkommunikation Regelungsverfahren Moderne Halbleitertechnik F & E-Aktivitäten Fertigungstechnik Dezentrale Energieversorgung erfordert modernste Technologie 11

12 Regelung und Betriebsführung Regelung und Betriebsführung Wind fossile Brennstoffe, Biomasse Generator Regelung und Betriebsführung Thermisch / mechanische Wandler Generator Netz, bzw. Inselnetz Zentrale Netzleittechnik, Wartung und Service über Telefon, Powerline, GSM, z. B. Internet Regelung und Betriebsführung Brennstoffzelle Regelung und Betriebsführung... Sonne H2 O2 Leistungselektronik und Datenkommunikation als wesentliche Bausteine 12

13 Energie & Kommunikation Energiestation + - Regionale Versorgung / Inselnetze Satellitenübertragung Funkübertragung + - Lokale Versorgung / Autonome Systeme IEE-EVS, ISET Leitzentrale + - Signal-Kabel BZ BZ BZ BHKW Energie- & Signalübertragung Überregionale Versorgung / Verbundnetze Kraftwerk Zentral leiten - dezentral versorgen 13

14 Spez. Kosten [ / W AC ] SMA PV-Wechselrichter: Spezifische Kosten und installierte AC-Leistung 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 Sunny Boy 700 Sunny Boy 850 Sunny Boy 2000 TL Sunny Boy % Sunny Boy 1100 E Sunny Boy 3000 Sunny Boy 2500 U Sunny Boy 1700 E Sunny Boy 5000 TL Multi- String jährlich installierte SMA PV- Wechselrichter [MW AC /a] 100 MW 80 MW 60 MW Ziel 0,40 0,35 0,30 Sunny Boy NEXT Generation 40 MW 0,20 20 MW 0,10 0 Markteinführung Preisreduktion erfordert Innovation - F&E, Fertigungstechnik, Stückzahlen 14

15 24 20 Welt Europa Deutschland D: Energieertrag in 2001: 10,7 TWh Installierte Windleistung [GW] Quelle: ISET, Windpower Monthly Entwicklungsdynamik der Windenergie 15

16 PV-Markt Welt PV-Markt Deutschland 387 Photovoltaik-Markt [MW p ] Quellen: PV Technology Roadmap Workshop 1999, DFS und IWR 2002 Entwicklungsdynamik der Photovoltaik weltweit und in Deutschland 16

17 Entwicklung der Stromerzeugung (Prognose e-on) Nettostromerzeugung [TWh/a] % Dezentral 24 % 66 % Dezentral 34 % % Dezentral 46 % Regenerativ KWK, FW, BHKW Großkraftwerke Quelle: VDEW, IWR, BMWI, Gailfuß M, EWI, BET Vortrag Dr. Schiebelsberger Anstieg des Anteils dezentraler Energieversorgung in Deutschland 17

18 Potenzial in Schwellen- und Entwicklungsländern: ca. 3 Mrd. Menschen in 2010 ohne elektrische Energie und ohne Zugang zu sauberem Trinkwasser. Für Trinkwasser, Ausbildung, Gesundheitswesen und Kommunikation werden ca MWp benötigt (50fache der Jahresproduktion in 2000) Potenzial in Europa: ca Häuser ohne Netzanschluss (GR, I, P, Sp) Die notwendige Systemtechnik wurde erst in den letzten Jahren entwickelt (ISET, SMA) Quelle: ISET Wachstumspotenziale bei netzfernen Energieversorgungen 18

19 Anspruchsvolle Technologie benötigt qualifizierte Mitarbeiter Bereich Mitarbeiterqualifikation Forschung Hersteller von Komponenten Installation und Wartung Beratung, Handel, Verkauf Wissenschaftler und Ingenieure Ingenieure, Facharbeiter und Anlernkräfte Facharbeiter und Handwerker Ingenieure und Techniker Arbeitsplatzprofile 19

20 Insgesamt ca Arbeitsplätze, davon im Bereich der PV-Technik: Arbeitsplätze Versorgungsnetze aus erneuerbaren Energien Öffentliches Netz System und Installation Distributoren Hersteller Forschung und Entwicklung Quelle: BSE Arbeitsplätze 2001 in Deutschland im Bereich der dezentralen Energieversorgungstechnik 20

21 In Nordhessen sind zzt. bereits mehr als Arbeitsplätze im Bereich der dezentralen, erneuerbaren Energieversorgung angesiedelt. Davon sind ca. 350 hochqualifizierte Mitarbeiter im F & E-Bereich tätig. Eine Verdopplung innerhalb von 5 Jahren ist realistisch Regionales Arbeitsplatzpotenzial 21

22 Dezentral strukturierte Energieversorgung in Kombination mit Informationstechniken sind weltweit die expandierenden Märkte der Zukunft Der weltweite Markt für netzferne Systeme (Drittwelt- und Entwicklungsländer) eröffnet für deutsche Systemtechniklieferanten enorme Exportmöglichkeiten (Exportinitiative) Marktsituation 22

23 In Nordhessen existiert eine im internationalen Vergleich einmalige Konzentration von Kompetenz (Systemtechnik) für die Entwicklung und Produktion von dezentralen Energieversorgungssystemen. Kompetenz in Nordhessen 23

24 Diese Kompetenz ist eine hervorragende Ausgangsbasis für: Neue, zukunftssichere und hochqualifizierte Arbeitsplätze Erhöhung der Attraktivität zur Ansiedlung weiterer energietechnischer Unternehmen und Zulieferanten Positives Image der Region als Technologiestandort zukunftsfähige Energie Vorteile für Nordhessen 24

25 Ziel: Aufbau eines Kompetenznetzwerkes Vernetzung der Akteure Aktive Förderung von Unternehmensgründungen und Ansiedlungen Entwicklung neuer Projekte und Pilotanwendungen in der Region Förderung der Synergieeffekte zwischen den Unternehmen, Instituten und Universitäten Kompetenznetzwerkes 25

26 Erfordernisse: Förderung des Kompetenznetzwerkes Unterstützung des Ausbaus der Kompetenz im Bereich der dezentralen Energieversorgung (z. B. Förderung von Projekten in der Region) Kommunikation dieser Kompetenz (politische Statements, Information...) Berücksichtigung der erneuerbaren Energie in Baumaßnahmen der öffentlichen Hand Unsere Wünsche 26

27 Dezentrale Energieversorgung ist der Wachstumsmarkt der Zukunft. Die Region Nordhessen verfügt über die Schlüsseltechnologien. 27