Energiewirtschaftliche Anforderungen an das Energiesystem der Zukunft

Transkript

1 Energiewirtschaftliche Anforderungen an das Energiesystem der Zukunft Ingelheim, den 17. Mai 2013 Prof. Dr. Uwe Leprich Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES)

2 Was bedeutet eigentlich Energiewende? 2 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

3 Quelle: Monitoring-Bericht 2012 Die Ziele der Energiewende 3 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

4 Die Erneuerbaren-Ziele nach Sektoren Quelle: BMU [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

5 Zum Charakter der Energiewende es handelt sich um ein gesellschaftliches Projekt, nicht nur um ein technisches oder ökonomisches es ist ein Generationenprojekt es ist ein konsens- und friedensstiftendes Projekt es ist ein ehrgeiziges Innovationsprojekt es ist ein stark mittelständisch geprägtes Projekt es eröffnet vielfältige Partizipationsmöglichkeiten es erscheint geeignet, die starke Exportstellung Deutschlands in der Welt auch in Zukunft zu erhalten es erscheint geeignet, regionale und kommunale Wertschöpfung zu stärken und qualifizierte Arbeitsplätze zu sichern 5 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

6 Dimensionen der Energiewende Klimaschutz-Wende Dezentralisierungs-Wende Importabhängigkeits-Wende Marktmacht-Wende Atom-Wende Fossile Energieträger-Wende Effizienz-Wende Infrastruktur-Wende Innovations-Wende Kommunikations-Wende Partizipations-Wende 6 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

7 Das Energiesystem der Zukunft 7 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

8 Kompass Leitstudie 2011 (Primärenergie) Effizienz: 48% weniger Energieverbrauch gegenüber 2010 Erneuerbare: rund die Hälfte des Energieverbrauchs in 2050 DLR/IWES/IFNE [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

9 Kompass Leitstudie 2011 (Strom) Quelle: DLR/IWES/IFNE [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

10 Leitstudie 2011 (Wärme) Quelle: DLR/IWES/IFNE [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

11 Das neue System ist volkswirtschaftlich kostengünstiger! Leitstudie 2011: Kosten DLR/IWES/IFNE [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

12 Die unterschiedlichen Bereiche des Energiesystems Quelle: UBA [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

13 Zukünftige Vernetzung der Sektoren Strom, Wärme und Mobilität Graphik : IZES 13 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

14 Herausforderungen der Stromwende 14 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

15 Das strompolitische Zieldreieck für % (39%) Erneuerbare Sonstiger Rahmen 3 weitere AKWs vom Netz kein signifikanter Speicherzubau Netzrestriktionen beseitigt? 10% (0%) Reduktion 25% (28%) KWK 15 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

16 Das künftige Stromsystem in D 55 GW PV Hypothese Die FEE (Wind, PV, Wasser) werden mittelfristig bis zur Hälfte der gesamten Stromerzeugung abdecken dadurch bestimmen sie die Rationalität des Systems GW Onshore Fluktuierende Erneuerbare Energien 5-8 GW Offshore Unsicherheiten Hält die Bundesregierung an den Ausbauzielen für die Erneuerbaren fest? Reichen die heutigen Speicher dafür aus? Hält der Netzausbau damit Schritt? 16 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

17 Das künftige Stromsystem in D Fluktuierende Erneuerbare Energien.. für Bereitstellung Systemdienstleistungen Frequenzregelung Blindleistung Versorgungswiederaufbau 17 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

18 Das künftige Stromsystem in D Fluktuierende Erneuerbare Energien 18 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

19 Das zukünftige Stromsystem in D im Überblick Fluktuierende Erneuerbare Energien Quelle: IZES [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

20 Flexibilitätsoption KWK KWK-Novelle 1 Zweck des Gesetzes Zweck des Gesetzes ist es, im Interesse der Energieeinsparung, des Umweltschutzes und der Erreichung der Klimaschutzziele der Bundesregierung einen Beitrag zur Erhöhung der Stromerzeugung aus Kraft-Wärme-Kopplungin der Bundesrepublik Deutschland auf 25 Prozent bis zum Jahr 2020 durch die Förderung der Modernisierung und des Neubaus von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK- Anlagen), die Unterstützung der Markteinführung der Brennstoffzelle, und die Förderung des Neu- und Ausbaus von Wärm- und Kältenetzen sowie des Neu- und Ausbaus von Wärme- und Kältespeichern, in die Wärme oder Kälte aus KWK-Anlagen eingespeist wird, zu leisten. fast Verdopplung gegenüber heute 20 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

21 Flexibilitätsoption KWK Verbesserungen in der KWK-Novelle Verringerung des administrativen Aufwands für Anlagen < 2 kw elektrisch Anhebung der Fördersätze um 0,3 Ct/kWh Einführung einer Förderung für Wärme- und Kältespeicher (250 /m³ Wasseräquivalent, höchstens aber 30 % der Investitionskosten und nicht mehr als 5 Mio. pro Projekt) Möglichkeit der pauschalisierten Zuschlagzahlung für Anlagen < 2 kw elektrisch Erleichterung der Förderung von Modernisierungsmaßnahmen Einführung einer weiteren Vergütungskategorie (> 50 kw bis 250 kw elektrisch) Eindeutige Regelungen zur Anschluss- bzw. Abnahmepflicht auch nach Auslaufen der Förderung KWK-Anlagen > 2 MW elektrisch, die Emissionshandelsberechtigt sind, erhalten eine Erhöhung des Zuschlags in Höhe von 0,3 ct/kwh ab dem 1. Januar 2013 klarere Regelungen beim Bilanzkreismanagement für die Eigenvermarktung des KWK-Stroms Bisher mussten Anlagen die eine Förderung erhalten wollten bis zum Jahr 2016 in Betrieb gehen. Dieser Zeitraum wurde nun um 4 Jahre verlängert. Darüber hinaus wurde für das Gewerbe und die Industrie die Aufhebung der doppelten Deckelung nach Vollbenutzungsstunden und Jahren beschlossen. Quelle: BKWK [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

22 Welche Speicher brauchen wir kurz-, mittel- und langfristig? a) Wärmespeicher, um die KWK stromorientiert betreiben zu können b) Biogasspeicher, um die Biomasse-BHKWs stromorientiert betreiben zu können c) dezentrale Stromspeicher (Akkus) für autonome dezentrale Systeme und das Netzlastmanagement d) zentrale Stromspeicher wie Pumpspeicherkraftwerke oder Wasserspeicher (Norwegen) e) Erzeugung von Wasserstoff und Einspeisung in das Erdgasnetz, wenn der regenerative Überschussstrom eine gewisse Größenordnung erreicht f) Umwandlung von Wasserstoff in Methan und Speicherung im Erdgasnetz 22 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

23 Wo liegt die Messlatte für Stromspeicher? Quelle: Sensfuss [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

24 Wann brauchen wir Stromspeicher? Quelle: Sterner [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

25 Wann brauchen wir Stromspeicher? Quelle: Sterner [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

26 Regenerativer Überschussstrom ist aktuell nicht unser Problem! 26 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

27 Im übrigen ist der Netzausbau auch eine Flexibilitätsoption und meist deutlich kostengünstiger als Stromspeicher! 27 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

28 Zur Netzinfrastruktur des künftigen Stromsystems Fluktuierende Erneuerbare Energien Kommunikationsnetze Verteilnetze Datennetze Gasnetze Übertragungsnetze Wärmenetze HGÜnetze Einspeisenetze 28 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

29 Bisherige Erfolge bei der Stromwende starker Ausbau der erneuerbaren Energien, insbesondere PV und Wind enorme Kostendegression bei der PV wichtige Weichenstellungen für den Ausbau von Offshore Wind Verbesserung des KWK-Gesetzes und Erhalt der Mikro-KWK-Förderung Weichenstellungen für die Beschleunigung des Netzausbaus Weichenstellungen in wichtigen Unternehmen wie Siemens, RWE und E.ON 29 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

30 Defizite bei der Stromwende Hemmnisse beim Ausbau der Übertragungs- und Verteilnetze Strom noch nicht vollständig aufgelöst Erschließung der Stromeffizienzpotenziale bislang ohne weitere Instrumentierung Ziele werden wohl nicht erreicht bislang keine Unterstützung der Kommunen bei der Koordination des Wärmesektors KWK-Zielerreichung bleibt fraglich Akzeptanz durch Ungleichverteilung der Lasten gefährdet starke Verunsicherung der Finanzakteure durch Diskussion zur Strompreisbremse 30 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

31 Fazit Das Stromwende-Glas ist mindestens halbvoll; die Entwicklung erscheint unumkehrbar Die wesentliche technische, instrumentelle und organisatorisch-institutionelle Herausforderung liegt darin, die fluktuierenden erneuerbaren Energien als künftige prägende Systemsäulen durch geeignete Flexibilitätsoptionen zu flankieren Die Flexibilisierung des Systems verlangt noch erhebliche Forschungsanstrengungen und neue Instrumentierungen 31 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

32 Herausforderungen der Wärmewende 32 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

33 Das wärmepolitische Zieldreieck für % Erneuerbare 20% Reduktion Baustandard: klimaneutrales Gebäude 33 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

34 Zur Verzahnung von Strom- und Wärmesektor Der Wärmemarkt wird sich immer stärker mit dem Stromsektor verzahnen durch den weiteren Ausbau der Kraft-Wärme- Kopplung die stärkere Verbreitung elektrischer Wärmepumpen die gemeinsame Optimierung von Strom-, Gas- und Wärmenetzen Und er wird (muss) stark schrumpfen! 34 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

35 Ein vernetztes Strom-Wärme-System Quelle: DLR/IWES/IFNE [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

36 Erfolge bei der Wärmewende (1) EEWärmeG, EnEV und MAP haben zu einer deutlichen Zunahme der erneuerbaren Energien im Wärmesektor geführt Starker Ausbau von Wärmepumpen (Wohngebäude) und Fernwärme (Nichtwohngebäude) Solarthermie als zusätzliche Heizquelle stark nachgefragt Im Neubau wird von vielen Bauherren eine Unterschreitung des Energieverbrauchs angestrebt Fernwärme (aus hocheffizienter KWK, Abwärme oder EE) nimmt im Neubau bei Nichtwohngebäuden deutlich zu Weichenstellung zum Ausbau von (Nah-)Wärmenetzen in Verbindung mit EE und KWK erfolgt Verbesserung des KWK-Gesetzes und der Mikro-KWK-Förderung 36 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

37 Erfolge bei der Wärmewende (2) Evaluierung der Erfahrungen mit dem EEWärmeG und Vorlage eines entsprechenden Erfahrungsberichts zum EEWärmeG Novellierung der Energieeinsparverordnung und des Energieeinsparungsgesetzes für Neubauten (Inkrafttreten Anfang 2013): Umsetzung der novellierten EU- Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden Kabinettsbeschluss über das Mietrechtsänderungsgesetz mit dem Ziel der Erleichterung der energetischen Modernisierung vermieteter Gebäude (Einschränkung der Mietminderungsmöglichkeiten im Sanierungsfall) Erfassung des Wärmebereiches in zahlreichen kommunalen Klimaschutzkonzepten (>> 1.000) 37 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

38 Defizite bei der Wärmewende Im Vergleich zur Stromerzeugung deutlich schwächerer Ausbau des Einsatzes erneuerbarer Energien im Wärmesektor Anhaltende Diskussion über die Ausweitung der Unterstützung bei der Umsetzung von Sanierungsmaßnahmen zwischen Bund und Ländern (z.b. steuerliche Abzugsfähigkeit von energetischen Sanierungsmaßnahmen) Interessengetriebene Debatte über den Nettonutzen (Energieeinsparung, Kosteneinsparung) von Sanierungsmaßnahmen in Gebäuden und verschärften Anforderungen an Neubauten (im Rahmen der ENEV 2014 und 2016) Abgeschwächte Vorgaben für die Sanierung von öffentlichen Gebäuden im Rahmen der EU Endenergieeffizienzrichtlinie Fehlende zielgruppenspezifische Finanzierungsinstrumente, die der Heterogenität des Gebäudesektors gerecht wird (weitreichende Unterschiede in der Gebäudeart, Sanierungszustand, Eigentümerstruktur, Heizungsmix etc.) 38 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

39 Fazit Der Wärmewende fehlt trotz guter Ansatzpunkte noch die Dynamik der Stromwende Allerdings strahlt die Stromwende immer stärker auf den Wärmebereich aus: durch den Ausbau der KWK, die starke Verbreitung elektrischer Wärmepumpen und Ansätze gemeinsamer Netzoptimierungen im Querverbund Eine haushaltsunabhängige instrumentelle Unterstützung der Wärmewende würde neue Impulse in der schnelleren Verbreitung technischer Lösungen und in der Forschung auslösen Eine stärkere und frühzeitige (konsistente) Verschränkung von aktiven Maßnahmen zum Ausbau erneuerbarer Energien und der Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen ist notwendig 39 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

40 Ausblick Deutschland steckt mitten in einer weitgehenden Transformationsphase des Energiesystems Die fluktuierenden erneuerbaren Energien Wind und Solar werden die prägenden Säulen des neuen Stromsystems mit Ausstrahlung ins Wärmesystem Effizienz ist sowohl im Strom- als auch im Wärmesektor bislang ein Stiefkind der Energiewende Bislang sind neue Mittelständler die Speerspitzen der Transformation des Energiesystems es ist Vorsicht geboten, dass die Politik nicht wieder auf die alten Platzhirsche setzt 40 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

41 Voraussetzungen für eine erfolgreiche Energiewende Akzeptanz Bezahlbarkeit Optimismus Versorgungssicherheit Solidarität 41 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]

42 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES) Altenkesselerstr. 17, Gebäude A Saarbrücken Tel Fax Homepage 42 [Leprich, 17. Mai 2013, Ingelheim]