Autarkie und Versorgungssicherheit

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1 Autarkie und Versorgungssicherheit Energietag 2015, WKOÖ 7 Oktober 2015, Linz DiplIng Karl Rose

2 Energieautarkie - Definitionen Energieautarkie bezeichnet Konzepte, bei denen Energieverbraucher lokal verfügbare Energieträger und -quellen nutzen und so nicht von externen Energielieferungen abhängig sind Der Begriff kann auf verschiedenen Ebenen verwendet werden, die bei Einzelgeräten, wie kabellosen tragbaren Geräten beginnt, über Nullenergiehäuser bis zu politischen Staaten reicht, die sich von Energielieferungen aus anderen Staaten, beispielsweise Kohle oder Erdöl, unabhängig machen wollen Teilweise wird auch die Energiebilanz eines Systems betrachtet, was dem Wortsinn des Autarkiebegriffs (Autarkie von altgriech αὐτάρκεια Selbstständigkeit ) jedoch widerspricht Quelle: Wikipedia

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5 Treibende Kräfte - Energieautarkie Angst! Misstrauen gegenüber grossen/fremden Strukturen (zb Importe aus fernen Ländern, multinationale Konzerne etc) Geschäftemacherei Alleinstellungsmerkmal für Akteure Politische Opportunität Ideologische Überzeugung Klimaschutz Ausbau der Erneuerbaren Energien Landwirtschaftliche Aspekte Rationale Aspekte???

6 Sinnhaftigkeit von Autarkie eine Funktion der Ebene? Welt Kontinente und Regionen (zb Europa) Energieautarkie von Staaten Energieautarkie von Orten und Regionen (zb Güssing, Bugenland etc) Micro-Grids Energieautarkie von Gebäuden Energieautarkie von Einzelnen (Betriebe oder Haushalte)

7 Faktoren des Energiesystems Integration Autarkie Zentral Dezentral Importabhängig Importunabhängig Quelle: Prof Anthony Patt, ETH Zürich, Umweltsystemwissenschaften, Versorgungssicherheit durch Autarkie?,

8 Definition der Versorgungssicherheit Quelle: E-Control

9 World Energy Issues Monitor 2016 preview World uncertainty weak signals critical uncertainties cyber threats EU Cohesion electric storage hydrogen economy Middle East dynamics innovative transport climate framework terrorism decentralised systems ccs large scale accidents global recession extreme weather risks nuclear trade barriers smart grids US policy commodity prices China India sustainable cities biofuels exchange rates unconventionals talent electricity prices regional interconnection energy subsidies LNG energy water nexus Brazil capital markets renewable energies energy efficiency corruption land use energy affordability coal energy poverty Russia hydro market design need for action Quelle: WEC, 2015 World Energy Council 2015 impact

10 World Energy Issues Monitor 2016 preview uncertaint y weak signals World Price volatility, economic uncertainty, market design and electric storage are the top insomnia issues for energy leaders globally critical uncertainties cyber threats EU Cohesion electric storage hydrogen economy Middle East dynamics innovative transport terrorism decentralised climate systems framework ccs extreme weather risks large scale accidents global recession nuclear trade barriers smart grids US policy China India commodity prices sustainable cities biofuels exchange rates unconventionals talent electricity prices regional interconnection LNG energy subsidies energy water nexus Brazil capital markets renewable energies energy efficiency corruption land use energy affordability coal energy poverty Russia hydro WHAT KEEPS ENERGY LEADERS AWAKE AT NIGHT market design need for action World Energy Council 2015 impact

11 World Energy Issues Monitor 2016 preview uncertaint y weak signals World Regional interconnection, renewables, energy efficiency and transitioning subsidy regimes are issues keeping energy leaders most busy globally World Energy Council 2015 WHAT KEEPS ENERGY LEADERS BUSY AT WORK critical uncertainties cyber threats EU Cohesion electric storage hydrogen economy Middle East dynamics innovative transport terrorism decentralised climate systems framework ccs extreme weather risks large scale accidents global recession nuclear trade barriers smart grids US policy China India sustainable cities biofuels exchange rates unconventionals talent electricity prices LNG energy subsidies energy water nexus Brazil capital markets corruption renewable land use energies energy affordability coal energy poverty Russia hydro WHAT KEEPS ENERGY LEADERS AWAKE AT NIGHT market design commodity prices regional interconnection energy efficiency need for action impact

12 Neue Technologien verändern Märkte Policy and business models catch up to technology enabling a more integrated grid that features Smart solar and solar + battery systems Smart Grid and Digital Technologies Customers empowered to manage their consumption and to sell power alongside traditional grid assets What else? Growing penetration of solar, storage, EV, efficiency, demand response technology Status quo policies and business models: Non exporting solar and solar + battery systems Grid defection as solar + battery systems become more economic Overbuilt grid with sunk capital Stranded assets on both sides of the meter Quelle: WEC, 2015 De-centralization with more Integrated Grids INTEGRATION Pricing Reform Business Models Regulatory Models Consumer behavior AUTARKIE De-centralization with Grid Defection

13 Elemente der Deutschen Energiewende X1 X2 X Low-carbon economy by 2050: (CO ² emissions to be reduced by 85-90% compared to 1990) Economy build on RES (80% power generation from RES in 2050, fossil only back-up) 3 Expedited nuclear phase-out (till early 20s) X4 Load destruction and efficiency gains The project is based on the assumption that a highly industrialized society can be securely and competitively supplied by a generation system based predominantly on RES X Eigene Einschätzung - globale Perspektive Quelle: Dr Leonhard Birnbaum, WEC, 2014

14 Installierte Kapazität explodiert German electricity Generation mix in GW % 52% 58% Current peak demand ~80GW 0 PV Wind 2008 Other RES Nuclear 2020 Pump Storage Fossil 2030 Source: Prognos, EWI, GWS 2011 Quelle: Dr Leonhard Birnbaum, WEC, 2014

15 Energiesparen als Teil der Lösung 27% 46% 27% Quelle: Dr Leonhard Birnbaum, WEC, 2014

16 Deutsche Netzinfrastruktur Germany is crucial for European grid expansion Infrastructure development: Germany is the most important hub in Electricity grid development in the years to come If just one of line in the expansion plan is delayed the Renewable development in all Europe will harmed significantly ENTSO-E (2014) In the last 4 Months ca 200 times the TSOs were ordering plants to run to avoid sever supply bottlenecks This nonmarked based approach leads to severe inefficiencies Quelle: Dr Leonhard Birnbaum, WEC, 2014

17 Interventionen im Netz Interventions by Network operators are rather the rule than the exception Last 4 Months: ca 1000 Redispatches in Germany & 21 times the frequency dropped below 49,9Hz (without special cause) Tennet is responsible for 30% of the consumers and 40% of the area in Germany Quelle: Dr Leonhard Birnbaum, WEC, 2014

18 Kritische Faktoren und offene Fragen ohne politische Lösung Wie geht man mit Volatilität in der Erzeugung um? Netzausbau? Speicherlösungen? Wie erreicht man weitere Effizienzsteigerungen und eine Anpassung des Konsumverhaltens? Wie sichert man die Wettbewerbsfähigkeit der lokalen Energieversorger und ihrer Industriekunden angesichts globaler Konkurrenz? Soziale Gerechtigkeit der Energiepreise? Was sind die Auswirkungen auf das BIP Wachstum und kann man sich Jahrzehnte an Förderungen leisten? Quelle: Dr Leonhard Birnbaum, WEC, 2014

19 Herausforderungen der Energiewende Quelle: APG

20 Erneuerbare erfordern leistungsstärkere Netze Donau 2020 Windkraft 11 Anzahl der Kraftwerke rd1300 rd6000 Vollaststunden/ Jahr rd2000 rd 2200 MW Installierte Kraftwerksleistung rd 4000 MW Rd 13 TWH Jahreserzeugung rd 8 TWH Netzausbau muss sich an der Erzeugungsleistung orientieren!! Quelle: APG

21 Erforderliche Leistungen Quelle: UnivProf Günther Brauner, TU Wien, Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft

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25 Volatilität der Neuen Erneuerbaren

26 Volatilität und EU Integration

27 Ultra High Voltage (UHV) in China 2011 Karl Rose

28 Smart Grid

29 Smart Grid - Selbstheilung

30 Stabilisierung durch Standbatterien 2011 Karl Rose

31 Speichertechnologien

32 Schwungradtechnologie New York

33 Smart Grid Technologien - IT

34 Energiespeicher - Transport

35 Vor- und Nachteile von Energieautarkie Lokale Wertschöpfung Unabhängigkeit von Entscheidungen anderer Länder Lokaler Fußabdruck Mehr Stromleitungen und Komplexität Mehr Stromerzeugungskapazität mit geringerer Auslastung Höheres Flexibilitätsbedürfnis (zb Pumpspeicherkraftwerke)

36 Effizienzgewinne und Verteileffekte

37 Zusammenfassung Autarkiestudie Schweiz

38 Faktoren des Energiesystems Integration Autarkie Zentral Dezentral Importabhängig Importunabhängig Quelle: Prof Anthony Patt, ETH Zürich, Umweltsystemwissenschaften, Versorgungssicherheit durch Autarkie?,

39 Sinnhaftigkeit von Autarkie eine Funktion der Ebene? Welt Kontinente und Regionen (zb Europa) Energieautarkie von Staaten Energieautarkie von Orten und Regionen (zb Güssing, Burgenland etc) Micro-Grids Energieautarkie von Gebäuden, Betrieben, Haushalten

40 Studie zur Resilienz von Energieinfrastruktur World Energy Council Renewables have low vulnerability Design of current markets do not reflect true cost Intermittency needs to be handled Upfront costs need to be financed better Renewables planning methodologies can be used for other types of energy sources Micro grids and distributed energy systems offer unique solutions when appropriate