Die Rolle von IKT in einem Strommarkt mit immer mehr Erneuerbaren Energien

Transkript

1 Die Rolle von IKT in einem Strommarkt mit immer mehr Erneuerbaren Energien Megatrends und Handlungsfelder DR. PATRICK GRAICHEN , FACHGESPRÄCH BT-FRAKTION BÜNDNIS 90/DIE GRÜNEN

2 Agora Energiewende Wer wir sind Think Tank mit 20 Experten unabhängig und überparteilich Projektdauer Finanziert mit rund 14 Mio. Euro durch die Stiftung Mercator & ECF Aufgabe: Die Energiewende in Deutschland zur Erfolgsgeschichte machen Methoden: Analysen, Studien, Expertenaustausch, Dialog der Entscheidungsträger, Rat der Agora 2

3 Agora Energiewende Wie wir arbeiten Stakeholder Team der Agora Rat der Agora Impulse Team Deutschland Direktor Team Europa Zentrale Dienste Impulse Regelmäßiger Austausch und wechselnde Begleitkreise zu Projekten Studien, öffentliche Veranstaltungen etc. Interne Diskussion und Austausch der 28 ständigen Mitglieder 3

4 Agora Energiewende Der Rat der Agora Holger Krawinkel Prof. Dr. Klaus Töpfer Wissenschaft Vorsitz Dr. Hildegard Müller Stadtwerke Dr. Patrick Graichen Bundespolitik Dr. Martin Iffert Energiewirtschaft Energieintensive Industrie 27 Mitglieder StS Rainer Baake Dr. Boris Schucht Erneuerbare Energien Landespolitik Min Franz Untersteller Netzbetreiber Regine Günther Vertriebe Umweltverbände Europäische Union Wolfgang Lemb Bundesbehörden Gewerkschaften 4

5 Zentrale Trends im Strommarkt der nächsten Jahre 5

6 1. Die Kosten von Wind- und Solarstrom sinken weiter Stromgestehungskosten bei Neu-Investitionen Stromgestehungskosten sinken von derzeit 6-9ct/kWh für Wind Onshore und 8-9ct/kWh für PV auf 4-7ct/kWh für Wind und PV in den nächsten Jahren Selbst unter Berücksichtigung von Integrationskosten werden die Erneuerbaren Energien auf Augenhöhe mit den Konventionellen sein In Ländern mit hohem Wind- und Solardargebot sind Erneuerbare dann deutlich günstiger als andere Stromerzeugungsoptionen Umbau hin zu einem Stromsystems mit hohen Anteilen Erneuerbarer Energien deswegen unabhängig von politischen Konstellationen 6

7 und die Stromerzeugung der Erneuerbaren Energien steigt laut Ausbaukorridor der Bundesregierung auf 40-45% bis 2025 und 55-60% bis 2035 Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien AGEB 2015, ab 2015: Eigene Berechnungen auf Basis von NEP 2015 (Szenario B1) Stromgestehungskosten sinken von derzeit 6-9ct/kWh für Wind Onshore und 8-9ct/kWh für PV auf 4-7ct/kWh für Wind und PV in den nächsten Jahren Selbst unter Berücksichtigung von Integrationskosten werden die Erneuerbaren Energien auf Augenhöhe mit den Konventionellen sein In Ländern mit hohem Wind- und Solardargebot sind Erneuerbare dann deutlich günstiger als andere Stromerzeugungsoptionen Umbau hin zu einem Stromsystems mit mindestens 80 Prozent Erneuerbaren Energien deswegen unabhängig von politischen Konstellationen 7

8 und dies gilt auch weltweit. Globale Investitionen in Stromerzeugungstechnologien IRENA, REN 21 Stromgestehungskosten sinken von derzeit 6-9ct/kWh für Wind Onshore und 8-9ct/kWh für PV auf 4-7ct/kWh für Wind und PV in den nächsten Jahren Selbst unter Berücksichtigung von Integrationskosten werden die Erneuerbaren Energien auf Augenhöhe mit den Konventionellen sein In Ländern mit hohem Wind- und Solardargebot sind Erneuerbare dann deutlich günstiger als andere Stromerzeugungsoptionen Umbau hin zu einem Stromsystems mit mindestens 80 Prozent Erneuerbaren Energien deswegen unabhängig von politischen Konstellationen 8

9 2. Energieeffizienz setzt sich durch. Entwicklung von Bruttostromverbrauch und Bruttoinlandsprodukt (indexiert, 1990=100) In Industrie und Politik hat sich Energieund Ressourceneffizienz als zentrales Paradigma für Produkte, Anlagen und Produktionsprozesse durchgesetzt Jede neue Produkt- und Anlagengeneration ist effizienter als die alte, durch Investitionszyklen deswegen stetiger Effizienzeffekt Kaum Rebound-Effekte erkennbar, eher sinkende Stromnachfrage in Deutschland und Europa Eigene Berechnungen auf Basis AGEB 2015 und Statistisches Bundesamt 2015 Steigerung der Stromnachfrage insofern nur durch zusätzlichen Verbrauch in angrenzenden Sektoren (Wärme und Verkehr) 9

10 2. Energieeffizienz setzt sich durch. Lampen im Vergleich Glühlampe: 10 lm/w (60 Watt für 600 Lumen) Energiesparlampe: lm/w (8-10 Watt für 600 Lumen) LED: lm/w (4-10 Watt für 600 Lumen) In Industrie und Politik hat sich Energieund Ressourceneffizienz als zentrales Paradigma für Produkte, Anlagen und Produktionsprozesse durchgesetzt Jede neue Produkt- und Anlagengeneration ist effizienter als die alte, durch Investitionszyklen deswegen stetiger Effizienzeffekt Kaum Rebound-Effekte erkennbar, eher sinkende Stromnachfrage in Deutschland und Europa Steigerung der Stromnachfrage insofern nur durch zusätzlichen Verbrauch in angrenzenden Sektoren (Wärme und Verkehr) 10

11 3. Flexibilität wird zum zentralen Paradigma des Stromsystems Stromerzeugung 2022, Simulation basierend auf Wetterdaten von 2011 GW Anfang April (KW 14) GW Ende November (KW 47) Das Stromsystem der Zukunft wird von stark schwankender, wetterabhängiger Stromerzeugung geprägt Das gesamte Stromsystem muss deswegen flexibel werden Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo Di Mi Do Fr Sa So Flexible fossile Kraftwerke, Biomassekraftwerke, Nachfrage, Powerto-X-Anlagen und Speicher reagieren auf Wind- Und Solarstromerzeugung Stromnachfrage Fossile Kraftwerke Photovoltaik Wasser Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012) Wind Onshore/Offshore Biomasse Im Strommarkt und bei den Systemdienstleistungen ist deswegen ein technologieneutraler Wettbewerb zwischen allen Flexibilitätsoptionen entscheidend 11

12 3. Flexibilität wird zum zentralen Paradigma des Stromsystems Residuallast in einer Beispielwoche im Februar 2022 Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012) Das Stromsystem der Zukunft wird von stark schwankender, wetterabhängiger Stromerzeugung geprägt Das gesamte Stromsystem muss deswegen flexibel werden Flexible fossile Kraftwerke, Biomassekraftwerke, Nachfrage, Powerto-X-Anlagen und Speicher reagieren auf Wind- Und Solarstromerzeugung Im Strommarkt und bei den Systemdienstleistungen ist deswegen ein technologieneutraler Wettbewerb zwischen allen Flexibilitätsoptionen entscheidend 12

13 4. Dezentrale Erzeugung ergänzt als neues Strukturmerkmal die zentralen Strukturen Anzahl von Windenergie- (rechte Achse) und PV-Anlagen (linke Achse) Bundesnetzagentur 2015, BWE 2015 Zubau in den Bereichen Wind Onshore, Solar, Speicher und Backup-Kraftwerken wird breit über die Republik verteilt sein. Zunehmende Anzahl von dezentralen Anlagen dienen unmittelbar ganz oder teilweise der Eigenversorgung von Erzeugern Deswegen wird das Stromsystem nicht mehr von wenigen sondern tausenden Akteuren geprägt, Energieerzeugung haben das Potenzial zum LifestyleProdukt zu werden IT-Technik wird dezentrale Lösungen begünstigen und zusammenbündeln, mit der Möglichkeit, aus vielen Klein-Anlagen große Beiträge für das Gesamtsystem zu erreichen 13

14 5. Strom wird immer mehr zur Leittechnologie, auch für den Wärme- und Verkehrssektor Absatzzahlen für Heizungswärmepumpen Dekarbonisierung im Wärme- und Verkehrssektor vermutlich nur über deutlich stärkere Nutzung von Strom leistbar, wobei der Gesamtstromverbrauch von Effizienz abhängt Nutzung von Strom in GroßWärmepumpen und Power-to-HeatAnlagen wird ökonomisch attraktiv Degression der PV-Kosten lässt dezentrale Power-to-Heat-Lösungen mit Solarstrom entstehen Elektromobilität wird aufgrund von CO2und Luftschadstoff-Regulierung weiter verfolgt bis Durchbruch bei Batteriekosten erfolgt Bundesverband Wärmepumpe e.v. 14

15 Informations- und Kommunikationstechnologien als Enabler der Energiewende

16 I) IKT für die Stromnetze: Netze werden schon heute, aber in Zukunft noch verstärkter durch IKT zu Smart Grids auch auf Verteilnetzebene Netze werden schon heute smart gesteuert, um Netzstabilität zu jedem Zeitpunkt zu gewährleisten Hierfür ist die Kenntnis der Netzflüsse an bestimmten Netzknotenpunkten wichtig, nicht jedoch die jedes Haushalts IKT und Steuerung gewinnen aufgrund von steigenden Prosumern zunehmende Bedeutung auf Verteilnetzebene Alle Verteilnetze müssen in Zukunft mit Hilfe von IKT proaktiv gemanagt werden. BMWi 16

17 II) IKT als Enabler für Flexibilität im Strommarkt: IKT ermöglicht Marktakteuren (Erzeuger, Direktvermarkter, Stromhändler, Nachfrage) ihre Produkte kurzfristig zu handeln Das Stromsystem ist von einer steigenden Anzahl an Akteuren geprägt, die ein volatiles Verhalten haben Hoch flexibler Strommarkt 2.0 nötig, der durch kurzfristige Preissignale System zum Ausgleich bringt -> ViertelstundenEnergy-Only-Markt Außerdem auch ein kurzfristiger Markt für Systemdienstleistungen (Regelenergie etc.) nötig, damit alle Flexibilitätsoptionen technologieneutral konkurrieren können IKT übernimmt Rolle des zentralen Enablers, Algorithmen werden Handelsprozesse steuern 17

18 III) IKT als Enabler für Energiemanagement in der Industrie: Aus Effizienz und Flexibilität wird Flex-Efficiency Deutsche Bank Kommunikationstechnologien kommen in Industrie/Gewerbe flächendeckend zum Einsatz Einsparung hat zukünftig einen höheren Wert wenn weniger Wind- und/oder Sonnenstrom verfügbar sind, Flexibilität bekommt auf Nachfrageseite eine vergleichbare Bedeutung Lastmanagement und Energieeffizienz verschmelzen zu dem Konzept der FlexEfficiency als Design für neue Anlagen und Geräte Energieeffizienz-Politik dient der beschleunigten Marktdurchdringung mit effizienten Geräten und sollte FlexEfficiency in den Vordergrund rücken 18

19 IV) IKT als Enabler für neue Geschäftsmodelle direkt mit dem Endkunden Optimierung von Heizung, Warmwasser, PVAnlage, Speichern und/oder Elektromobilen Das vernetzte Haus IT ermöglicht die Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen, getrieben von Komfort- und Kundenpräferenzen IT und Big Data ermöglichen die schnelle und automatisierte Koordination auch kleiner Stromerzeugungs- und Verbrauchseinheiten (IT als Enabler) Energieversorger konkurrieren mit ITUnternehmen um die Rolle als Dienstleister für den (Prosumer-)Kunden Markt muss als Konsumgütermarkt und nicht als Investitionsmarkt betrachtet und reguliert werden slavun - Fotolia.com, eigene Illustration 19

20 Politische Handlungsfelder, damit IKT seine Rolle als Enabler ausspielen kann

21 Handlungsfeld Smart Meter: Klarer gesetzlicher Rahmen für die Standards und den Roll-out von Smart Metern nötig, damit a) Netz auch mit immer mehr Prosumern gut gesteuert wird b) neue kundennahe Geschäftsmodelle entstehen können Geplanter Roll-Out von Smart Metern entsprechend BMWi-Verordnungspaket 21

22 Handlungsfeld Sicherheit und Datenschutz: Aktive Rolle der Regulierung zum Schutz der Kunden nötig aber darf nicht zur Verhinderungsstrategie für neue Geschäftsmodelle werden Smart Meter im Hausgebrauch Datenschutz: Stromkunden müssen selbst entscheiden können, wer was mit ihren Energiedaten machen kann IKT-Revolution und Big Data stellen Regulierung vor neue Aufgaben und Herausforderungen im Bereich Datenschutz, Datensicherheit, Steuerung Datensicherheit: Stromsystem und Daten der Kunden benötigen wirksamen Schutz vor möglichen Angriffen von Hackern Rollen der Akteure: Definition der Rolle von Aggregatoren ist nötig, damit Markt sich durch IKT voll entfalten kann nest 22

23 Handlungsfeld Sektorengrenzen: Die Integration von Strom-, Wärme- und Verkehrssektoren organisieren, damit Wärmepumpen und Elektromobilität zum Durchbruch gelangen Wärmepumpe Stromspeicher, Power-to-Heat, Elektromobile ermöglichen Zusammenwachsen der Sektoren Die sehr unterschiedlichen Abgaben bei Strom, Wärme und Verkehr führen zu teilweise kontraproduktiven Anreizen Abgaben, Umlagen und Abrechnungsentgelte daher so umorganisieren, dass die Integration der Sektoren problemlos möglich ist Viessmann 23

24 Wo steht die Energiewende heute? Daten stundenaktuell auf Immer aktuelle Erzeugungszahlen im Agorameter Graphen zur Stromproduktion aus Konventionellen und Erneuerbaren heute Stromhandel mit den Nachbarländern Strompreis und Erneuerbare Stundenaktuelle Zahlen mit nur geringer Verzögerung 24

25 Agora Energiewende Rosenstraße Berlin T +49 (0) F +49 (0) Alle Informationen auch zum Download unter Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kommentare sind herzlich willkommen: patrick.graichen@agora-energiewende.de Agora Energiewende ist eine gemeinsame Initiative der Stiftung Mercator und der European Climate Foundation im Rahmen der Smart Energy for Europe Platform (SEFEP) Berlin,