Strom im Wärmemarkt. Was hat sich durch die erneuerbaren Energien verändert? Serafin von Roon, FfE Hannover Messe, 10. April 2014

Transkript

1 Strom im Wärmemarkt Was hat sich durch die erneuerbaren Energien verändert? Serafin von Roon, FfE Hannover Messe, 10. April

2 Gliederung 1. Wärme entscheidend für eine erfolgreiche Energiewende 2. Erneuerbare Energien - die Entwicklung in den Sektoren 3. Strom im Wärmemarkt - aktueller Stand 4. Erneuerbare Energien - der Strommarkt im Wandel 5. Ein veränderter Strommarkt - Rückwirkungen auf den Wärmemarkt 6. Strom- und Wärmemarkt - eine intelligente Kopplung ist möglich/notwendig 7. Fazit - Überleitung zur Podiumsdiskussion 2

3 Portrait der FfE Gründung FfE e.v / Gründung FfE GmbH 2001 FfE e.v. Mitglieder aus Energiewirtschaft, Industrie, Wissenschaft und Verwaltung sowie Privatmitglieder Unabhängige Institution, die sich mit den aktuellen Fragestellungen der Energietechnik und -wirtschaft befasst Forschungs- und Beratungsschwerpunkte: Energieanwendung, -erzeugung, -konzepte, -modelle, -szenarien 3

4 4 Wärme entscheidend für eine erfolgreiche Energiewende

5 Endenergiebedarf in Deutschland (2011) 5 Eigene Darstellung nach Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen, 2013

6 Endenergiebedarf in Deutschland (2011) 6 Eigene Darstellung nach Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen, 2013

7 Energie im Koalitionsvertrag Eigenes Kapitel Energiewende zum Erfolg führen Energiewende und Klimaschutz erfolgreich gestalten Effizienz als zweite Säule einer nachhaltigen Energiewende Ausbau der erneuerbaren Energien Strommarktdesign neue Rolle für konventionelle Kraftwerke Speicher Netze Ausstieg aus der Kernenergie Energiewende gut umsetzen Dialog und Beteiligung 7

8 Klimafreundlicher Wärmemarkt Auszug aus dem Koalitionsvertrag Der Wärmemarkt ist mitentscheidend für eine erfolgreiche Energiewende. Seine Umgestaltung ist ein langfristiger Prozess. Ziel der Koalition bleibt es, bis zum Jahr 2050 einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand zu haben. Dazu müssen der Energieverbrauch der Gebäude adäquat gesenkt und gleichzeitig der Ausbau der erneuerbaren Energien zur Wärmenutzung vorangetrieben werden. 8

9 9 Erneuerbare Energien Entwicklung in den Sektoren

10 10 Erneuerbare Energien Entwicklung in den Sektoren

11 11 Strom im Wärmemarkt aktueller Stand

12 Strom im Wärmemarkt aktueller Stand 12 Eigene Darstellung nach Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen, 2013

13 Elektrische Speicherheizungen und Wärmepumpen Elektrische Speicherheizungen Regionale Verteilung: Mikrozensus 2010 Anzahl: ca. 1,4 Mio. Anlagen Anteil am Stromverbrauch: 4-20 % Wärmepumpen Regionale Verteilung: BAFA-Förderdaten Anzahl: ca. 440 Tsd. Anlagen* Anteil am Stromverbrauch: 1-4 % 13 *Heizungswärmepumpen

14 Tagesmittelwert der Leistung in GW Leistung in GW Strom im Wärmemarkt eine Leistungsbetrachtung Max (in MW) Min (in MW) Nachtspeicherheizungen Wärmepumpen Deutschland NSH ,5 4,0 WP Nachtspeicherheizungen Wärmepumpen Stunde im Jahr 3,5 3,0 Tagesmittelwert der Leistung: 2,5 2,0 1,5 1,0 max MW min. 40 MW 0,5 14 0,0 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

15 15 Erneuerbare Energien der Strommarkt im Wandel

16 16 Tageszeitliche Preisstruktur an der Strombörse zunehmend von der Erzeugung der erneuerbaren Energien geprägt

17 Kurzfristige Anpassung der elektrischen Wärmeerzeugung kann die Integration der erneuerbaren erleichtern Starke Abweichungen der Viertelstundenpreise vom mittleren Stundenpreis Entstehung u. a. durch hohe Gradienten der PV-Einspeisung und Day-Ahead- Vermarktung des Stundenmittels Mögliche Erlöse durch Lastverschiebung/Energiespeicherung im Viertelstundenbereich 17

18 18 Redispatch

19 Schalthandlungen bei physikalischer Netzüberlastung 19 Quelle: BNetzA Monitoringbericht 2013

20 20 Ein veränderter Strommarkt - Rückwirkungen auf den Wärmemarkt

21 21 Bestehende Ladeprofile für elektrische Speicherheizungen sind nicht mehr zeitgemäß

22 EEX Spotmarktpreis [ /MWh] Außentemperatur [ C] EEX Spotmarktpreis [ /MWh] Außentemperatur [ C] Stromerzeugung und Wärmebereitstellung muss entkoppelt werden EEX Sportmarktpreis Außentemperatur Uhrzeit Uhrzeit -15

23 23 Intelligente Kopplung von Strom- und Wärmemarkt

24 Leistung in MW Strompreis in /MWh Anpassung der Ladung der elektrischen Speicherheizungen an die Erzeugung der erneuerbaren Energien und den Spotmarktpreisen 100 gesteuert statusquo Preis DA Tagesstunde 0 24

25 Entkopplung von Stromerzeugung und Wärmebereitstellung durch Flexibilisierung der KWK KWK Stromnetz Power2Heat Wärmespeicher Fernwärmenetz Heizwerk 25 * Kondensationsbetrieb

26 Speicherleistung in GW Leistung/Last in GW Leistung/Last in GW Eine flexibilisierte Fahrweise von KWK / elektr. Wärmeerzeugung kann die Funktion eines elektrischen Speichers übernehmen Stunde im Jahr Stunde im Jahr Stunde im Jahr Lastüberdeckung Restlast EE KWK flex Must-Run flex

27 Die Langfristperspektive: Kopplung von Strom- und Wärmemarkt durch Power2Gas Überschussstrom Wärme/Abwärme Transport-/Speicherverluste Elektrolyse H 2 z.b. Industrie und Mobilität Gasspeicherung Methanisierung Erdgasnetz CH 4 Zulässiger H 2 -Anteil Gasspeicherung Erdgasnetz & -speicher Gemisch H 2 /CH 4 CH 4 Rückverstromung Strom Substitution von Erdgas Substitution von Erdgas saisonale Speicherung elektrischer Energie 27 Große Umwandlungsverluste entlang der Prozesskette Langfristige Option für ein System mit sehr hohem Anteil erneuerbarer Energien

28 Zusammenfassung und Fazit Ohne Einsparungen, Effizienzsteigerungen und einem Anstieg der erneuerbaren Energien im Wärmemarkt ist die Energiewende nicht zu schaffen. Der Anstieg der erneuerbaren Energien im Strommarkt verändert die Bedingungen für den Einsatz von Strom im Wärmemarkt. Eine flexibilisierte Fahrweise der strombasierten Wärmebereitstellung kann wirtschaftliche Potenziale nutzen und die Integration der erneuerbaren Energien verbessern. 28

29 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ansprechpartner: Dr.-Ing. Serafin von Roon +49 (89) Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft mbh Am Blütenanger München 29