Smart Grids für die sichere und nachhaltige Stromversorgung von morgen

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1 für die sichere und nachhaltige Stromversorgung von morgen Oscar Giménez, Siemens AG Siemens AG

2 Agenda 1 Die Energiebranche steht vor dem Beginn eines neuen Zeitalters. Warum? Was wird sich ändern? Vom heutigen Netz zum Smart Grid, das Netz der Zukunft Diskussion Seite 2 September 2010 Siemens AG

3 Neues Zeitalter Warum? Steigender Stromverbrauch z.b. Indien Stromverbrauch Indien Erzeugung pro Kopf im Jahr 2006 ca. 0,7 MWh Vergleich mit Deutschland: Faktor: ca. 11,4 Quelle: Internationale Energie Agentur Seite 3 September 2010 Siemens AG

4 Neues Zeitalter Warum? Steigender Stromverbrauch z.b. China Stromverbrauch China Erzeugung pro Kopf im Jahr 2006 ca. 2,5 MWh Vergleich mit Deutschland: Faktor: ca. 3,2 Quelle: Internationale Energie Agentur Seite 4 September 2010 Siemens AG

5 Source: Wikipedia, 2007 (Hannes Grobe 21:17, 5 November 2006 (UTC) Neues Zeitalter Warum? CO 2 - Ausstoß Seite 5 September 2010 Siemens AG

6 Neues Zeitalter Warum? Die Risiken vom CO 2 - Ausstoß Globale Erwärmung die Risiken Seite 6 September 2010 Siemens AG

7 Agenda 1 Die Energiebranche steht vor dem Beginn eines neuen Zeitalters. Warum? Was wird sich ändern? Vom heutigen Netz zum Smart Grid, das Netz der Zukunft Diskussion Seite 7 September 2010 Siemens AG

8 Was wird sich ändern? Bestandsaufnahme: So war es bisher 20. Jahrhundert Große zentrale Kraftwerke Nicht-nachhaltiges Energiesystem Fossile Energiequellen Energie wird zum Teil verschwendet Übertragung über große Entfernungen Erzeugung folgt Last Keine nennenswerte Speicher Seite 8 September 2010 Siemens AG

9 Was wird sich ändern? Die Energie-Revolution Erzeugung Übertragung Verteilung Verbrauch Mehr erneuerbare Energien Mehr dezentrale Erzeugung Fokus auf Energiesparen Der Verbrauch wird sich zum Teil nach der Erzeugung richten Elektro-Mobilität Seite 9 September 2010 Siemens AG

10 Was wird sich ändern? Desertec: Mehr als nur ein Traum Seite 11 September 2010 Siemens AG

11 Was wird sich ändern? Mehr erneuerbare Energien Mehr Offshore Windparks Mehr Stromautobahnen Mehr Onshore Windparks Mehr solarthermische Kraftwerke Solar Kollektoren Empfänger Generator Dampfturbine Seite 12 September 2010 Siemens AG

12 [GWh] Was wird sich ändern? Mehr erneuerbare Energie Beitrag der erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung in Deutschland Wasserkraft Biomasse * Windenergie Photovoltaik Erneuerbare-Energien- Gesetz 08/ Erneuerbare-Energien- Gesetz 02/ Stromeinspeisegesetz 12/ * feste, flüssige, gasförmige Biomasse, biogener Anteil des Abfalls, Deponie- und Klärgas; Strom aus Geothermie auf Grund geringer Strommengen nicht ausgewiesen Quelle: BM U nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien - Statistik (AGEE-Stat); vorläufige Angaben, Stand M ärz 2008 Seite 13 September 2010 Siemens AG

13 Was wird sich ändern? Mehr dezentrale Stromerzeuger Kleinwasserkraft G Solaranlagen Blockheizkraftwerke Biomasse- Kraftwerke ~ Microturbinen Windkraft Verteilnetze für Strom, Gas, Wärme G - + G - + Geothermie G - + Kleinstanlagen in Haushalten - + Brennstoffzellen Speicher Deponiegas Grubengas Seite 14 September 2010 Siemens AG

14 Was wird sich ändern? Bessere Balance zwischen Erzeugung und Verbrauch Verbrauch Windkraft 0 Seite 15 September 2010 Siemens AG

15 Was wird sich ändern? Bessere Balance zwischen Erzeugung und Verbrauch Bedarfs- Management Optimierung der Erzeugungskosten Maximale Nutzung CO2-freier Energie Optimale Nutzung wertvoller Netzkomponenten Lastspitze Lastmanagement beim Verbraucher Lastspitze Reduzierte Lastspitze Seite 16 September 2010 Siemens AG

16 Was wird sich ändern? Bessere Balance zwischen Erzeugung und Verbrauch 20. Jahrhundert Ende des 21. Jahrhunderts Nicht-nachhaltiges Energiesystem Nachhaltiges Energiesystem Erzeugung folgt Last Last folgt Erzeugung Fossile Energiequellen Erneuerbare Energiequellen Seite 17 September 2010 Siemens AG

17 Was wird sich ändern? Mobilität aus erneuerbaren Energien Seite 18 September 2010 Siemens AG

18 Was wird sich ändern? Technik-Akzeptanz durch anspruchsvolle Gestaltung Bei Neugebäuden sind die Solarzellen in der Dachstruktur integriert Architektur folgt dem Wandel Seite 19 September 2010 Siemens AG

19 Was wird sich ändern? Bessere Akzeptanz durch anspruchsvolle Gestaltung Seite 20 Juni 2010 Smart Grid Siemens AG

20 Agenda 1 Die Energiebranche steht vor dem Beginn eines neuen Zeitalters. Warum? Was wird sich ändern? Vom heutigen Netz zum Smart Grid, das Netz der Zukunft Diskussion Seite 21 Juni 2010 Smart Grid Siemens AG

21 Vom heutigen Netz zum Smart Grid Die Aufgabe: Überspannungen vermeiden Lokale Spannungs- Überhöhung abhängig von der eingespeisten Leistung und der Netzimpedanz U max +10% 230 V U min -10% Überspannung durch dezentrale Erzeugung In der Praxis erkennen dezentrale Erzeugungsanlagen Überspannung und schalten ab, bzw. drosseln die Erzeugung Der Prosumer (produzierender Kunde) kann nicht oder zuwenig einspeisen Seite 22 September 2010 Siemens AG

22 Vom heutigen Netz zum Smart Grid Die Lösung: Hoch automatisiertes Netz Unidirektionaler Energiefluss Erzeugung / Verbrauch auf NS-Level Bidirektional Energiefluß Erzeugung auf MS-Level Heute Radial System Einfacher Schutz Ungeregelte Verteilnetz Transformer Keine/einfache Automation Keine/einfache Kommunikation Intelligente Zähler Energy Speicher Morgen Vermaschtes System Adaptiver Schutz Regelbarer Verteilnetz Transformator Umfangreiche Automation Bidirektionale Kommunikation Elektro-Auto infrastruktur Seite 23 September 2010 Siemens AG

23 Vom heutigen Netz zum Smart Grid Die Aufgabe: Dezentrale Erzeuger koordinieren Kleinwasserkraft G Solaranlagen Blockheizkraftwerke Biomasse- Kraftwerke ~ Microturbinen Windkraft Verteilnetze für Strom, Gas, Wärme G - + G - + Geothermie G - + Kleinstanlagen in Haushalten - + Brennstoffzellen Speicher Deponiegas Grubengas Seite 24 September 2010 Siemens AG

24 Was wird sich ändern? Virtuelle Kraftwerke statt Energie-Kolosse Dezentrales Energiemanagementsystem DEMS Netzleitsystem Energiebörse G G Biomasse Kraftwerk Kommunikationsnetz Abrechnung Wetterdienst Blockheizkraftwerk Beeinflussbare Lasten Zählerfernauslesung PV-Anlage Konzentrator Brennstoffzelle Kommunikationseinheit G - + G - + Verteilte -KWK- und PV-Anlagen G - + Windanlage Mod. Z Mod. Mod. Mod. Mod. Z Z Z Z Verteilte Lasten Mod. Z Seite 25 September 2010 Siemens AG

25 Vom heutigen Netz zum Smart Grid Die Aufgabe: Elektromobilität ermöglichen Siemens Niederlassungen Modellregionen E-Mobility Autohersteller HQ-Fachabteilungen Kunde E-Car Service Provider Weitere Spieler Energieversorger Parkraumbewirtschafter Seite 26 September 2010 Siemens AG

26 Vom heutigen Netz zum Smart Grid Die Lösung: Ganzheitliche Konzepte Domäne 2: Integration mit dem Netz Domäne 3: Ladeinfrastruktur und Mobility Operation Center B) Business Integration Billing systems Service Desks / Back Office Systems Security and Access Management A) Energy Management Charging infrastructure Management Smart Grid Integration Service and Maintenance System Operation C) Mobility Management Traffic Management Fleet Management & Navigation Service and Maintenance System Operation Domäne 5: Integration mit weiterer Mobilität- Infrastruktur Energy Management Building Mgt Domäne 1 Lade Infrastruktur Domäne 4: Integration mit e-fahrzeug Traffic Management AC+DC Netz Integration Domäne 6: Gebäude Infrastruktur Domäne 7: Park Infrastruktur Power Communication Option Seite 28 September 2010 Siemens AG

27 Die Aufgabe: CO2-Emissionen minimieren! Einige konkrete Lösungen dazu Grüne Technologie: große Fortschritte bei Effizienz und CO 2 -Reduzierung Erneuerbare Energien Windturbinen: Leistungssteigerung von 1 MW auf 3,6 MW Energieerzeugung mit hohem Wirkungsgrad GuD-Kraftwerke: von 50 % auf 60 % Dampfkraftwerke: von 40 % auf 47 % CO 2 -freie Energie für die Stadt Stromautobahn China 800 kv, 6,4 GW, km Effizienter Energietransport mit HS in Kundennähe Gebäudetechnologie 30 % weniger Energieverbrauch durch Gebäude- Energiemanagement Verkehrsmanagement- System 30 % weniger Stillstand durch Progressives Verkehrsleitsystem Verkehrsmanagement- Energieerzeugung Erneuerbare Vollständige Gebäudetechnologie Straßenbeleuchtung CO 2 Städtische -freie Industrie SIPLINK Energien Mobilität mit hohem Windturbinen: 30 für System die Stadt 12Potenzial Höhere Hochspannungs- Tonnen 40 % Wirkungsgrad Attraktivität weniger Europa: CO 2 - Emissionen öffentlicher Energieverbrauch 30 Leistungssteigerung 3,5 % GuD-Kraftwerke: Verbindungen Beispiel weniger Mio. Verkehrsmittel pro t weniger HGÜ: Stillstand Schiff durch und drehzahlvariable (kürzere CO von durch Effizienter Tag von 2 -Emissionen China 1 durch 50 Gebäude- MW Progressives Wartezeiten % 800 auf logische Energietransport zu LED-Systeme GW, 20 % Kraftstoff- mit HS 3,6 kv, 60 Antriebe durch MW % und bis Energiemanagement Verkehrsleitsystem Netzverbindungen 6,4 Dampfkraftwerke: km Städtische Industrie Vollständige Mobilität Hochspannungs- von in 40 Kundennähe Ersparnis) % 40 weniger auf 47 % Höhere Attraktivität Verbindungen Energieverbrauch durch drehzahlvariable Antriebe öffentlicher Verkehrsmittel (kürzere Wartezeiten und bis zu 20 % Kraftstoffersparnis) SIPLINK 12 Tonnen weniger CO 2 - Emissionen pro Schiff und Tag durch lokale Netzanbindungen Straßenbeleuchtung Potenzial in Europa: 3,5 Mio. t weniger CO 2 -Emissionen durch LED-Systeme Seite 29 Juni 2010 Smart Grid Siemens AG

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Seite 30 September 2010 Siemens AG

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