StoREgio Energiespeichersysteme. Dr. Peter Eckerle Geschäftsführer

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1 StoREgio Energiespeichersysteme e.v. Dr. Peter Eckerle Geschäftsführer

2 Überblick Herausforderungen im Energiesystem Der Verein 2

3 Die Energieversorgung der Vergangenheit erfolgte zentralistisch und unidirektional Erzeugung folgt dem Bedarf 380 kv 110 kv 20 kv 0,4 kv Quelle: HSE 3

4 Zukünftige Stromversorgungssysteme werden dezentral und bidirektional organisiert sein 380 kv Erzeugung und Bedarf entkoppelt 110 kv 20 kv 0,4 kv Quelle: HSE 4

5 Der Ausbau erneuerbarer Energien verläuft schneller als erwartet Anteil Erneuerbare Energien an Stromverbrauch in % [Energiepolitische Ziele der Bundesregierung*] Stand 2012: 25% Zunehmend fluktuierende Erzeugung Starke Dezentralisierung Zunehmende Einspeisung auf Nieder- und Mittelspannungsniveau 20 Bidirektionale Kommunikation statt zentraler Verteilung Quelle: 5

6 Die Grundlagen eines neuen Energiesystems müssen bis spätestens 2030 etabliert sein Leistung [GW] 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Sommer Nahezu 100% EE-Versorgung Leistungsgradienten ~ 4 GW/15 min Kaum konv. Kraftwerke in Betrieb : 50% EE im Netz Leistung [GW] 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Winter Tage Last PV Wind Wasser Erhebliche EE-Versorgungslücken Konv. Kraftwerke periodisch in Betrieb Tage Quelle: BMU Leitstudie 2010 (Basisszenario, Wetterdaten 2006), Fraunhofer IWES 6

7 Flexibilität wird zur neuen entscheidenden Größe im Energiesystem Zunehmende Entkopplung von Erzeugung und Bedarf Speicher DSM Flexibilität Bivalente Systeme Netze Gewährleistung einer sicheren und wirtschaftlichen Stromversorgung bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien 7

8 Leistung [kw] Der Einsatz aller Technologien muss sich über ihre Anwendungen refinanzieren Anwendungslandschaft stationärer Speichersysteme Minuten Stunden Tage kw Lokal Leistungsspeicher Tagesspeicher Langzeitspeicher Netzstabilisierung Lastspitzenkappung Eigenverbrauch Vermeidung Netzausbau Energie [kwh] Inselsysteme MW Dezentral Regelenergie Lastspitzenkappung USV Back-up Systeme Vermeidung Netzausbau Inselsysteme Back-up Systeme GW Zentral Regelenergie Ausgleichsenergie Regelenergie Ausgleichsenergie Inselsysteme Ausgleich saisonaler Schwankungen Elektrochem. Speicher Therm. Speicher Chem. Speicher Pumpwasser-, Druckluftspeicher DSM, bivalente Systeme Quelle: StoREgio 8

9 Leistung [kw] Die Kopplung mehrerer Anwendungen ist ein Schlüssel zur verbesserten Wirtschaftlichkeit Profitabilitätshebel im Einsatz stationärer Speichersysteme Energie [kwh] Vernetzung kleiner Speicher zu virtuellen Großspeichern Techn. Kompromisse IKT Regularien Virtuelle, flexible Aufteilung von Großspeichern Quelle: StoREgio 9

10 Eine Investitionsentscheidung hängt von vielen Faktoren ab Geschäftsmodelle Regulatorisches Umfeld Standards, Zertifizierung Rechtlicher Rahmen Investitionsanreize Marktentwicklung Anwendung(en) Leistung Energie Erwartete Zyklenzahl Operative Margen Opportunitätskosten Integrationsanforderungen Alterungsverhalten Investitionsentscheidung Technologie Kosten und Restwert Lebensdauer Verfügbare Kapazität Effizienz Marktakzeptanz Zielgruppeninformation Anreize Qualifizierter Support Ökobilanz Sicherheit 10

11 Speichersysteme im Hausbereich werden derzeit intensiv diskutiert Leistung (W) Energiebedarf PV Erzeugung PV Einspeisung ~16 ct/kwh abnehmend Schematische Darstellung Steigerung Eigenverbrauch durch Speicher Eigenverbrauch Einsparung ~25 ct./kwh steigend Netzbezug ~25 ct/kwh steigend 0 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 11

12 Das KfW-Programm 275 bietet einen Anreiz für PV-gekoppelte Batteriespeichersysteme 30% Investitionskostenzuschuss (max. 2000/kWp PV-Anlage) Max. 60% Einspeiseleistung (dynamisch) für 20 Jahre 7 Jahre Zeitwertersatzgarantie Offen gelegte Schnittstellen für Fernparametrierung und Fernsteuerung Mindestens 4 Systeme bereits in Betrieb Einhaltung gültiger Richtlinien und Normen für sicheren Betrieb Quelle: KfW 12

13 Die Zeitwertersatzgarantie reicht für eine wirtschaftliche Investition aktuell nicht aus PV Leistung: 5kWp Verbrauch: 4500kWh/a Kosten: 0,25 /kwh (+5% p.a.) Einspeisevergütung: 0,16 /kwh Sonnenstunden: 900 Speicher: 6kWh (nutzbar) Vollzyklen: 250/a Eigenverbrauch o. Speicher: 25% Eigenverbrauch m. Speicher: 58% Energiekosteneinsparung durch Speicher (7 Jahre Lebensdauer) [y] Maximale Speichersystemkosten (nach Förderung) abh. von Lebensdauer [y] 13

14 Eine individuelle Auslegung und Steuerung ist unbedingt erforderlich Beispiel nicht optimierter Speichersteuerung Leistung (W) 4000 Ladezustand 100% % % Leistungsbegrenzung 70% 60% PV % Verbrauch % Netz % Ladezustand 0 20% % 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 2:00 4:00 6: % 14

15 Verbindliche Sicherheitsstandards sollten möglichst bald geschaffen werden KfW-Programm Forderungen Sicherer Betrieb des Speichersystems durch Einhaltung geeigneter Normen zu gewährleisten Umsetzung Abgabe von Herstellererklärungen Spezifische Normen noch nicht definiert Erläuterung zum Sicherheitskonzept Gefährdung durch System und Komponenten Vor, während, nach Betrieb Mensch, Umwelt, Sachwerte Separates Dokument, weitgehend freie Gestaltung Quelle: KfW, TÜV SÜD 15

16 Überblick Herausforderungen im Energiesystem Der Verein 16

17 Der Verein StoREgio führt eine Initiative der MRN langfristig weiter Aug. 2010: Clusterinitiative StoREgio der Metropolregion Rhein-Neckar März 2013*: StoREgio Energiespeichersysteme e.v. Intelligentes Energiemanagement Smart Grids Vorstand: 12 Mitglieder > 60 Partnerorganisationen (Juristische Personen mit Sitz in Deutschland) * Auftaktveranstaltung des Vereins 17

18 Ziel ist der langfristige Umbau des Energiesystems Vision Dezentrale, zellulär organisierte Energiesysteme auf Basis erneuerbarer Energien mit Strom als entscheidendem Energieträger 18

19 Mission was tun wir dafür Wir unterstützen die Industrialisierung und Anwendung stationärer Energiespeichersysteme als technisch und wirtschaftlich attraktive Komponente zukünftiger Energiesysteme! Wir sind Technologie-neutral und betrachten Speichersysteme im Kontext verschiedener Ansätze zum Abgleich von Energieerzeugung und verbrauch! Wir arbeiten projektorientiert und fokussieren auf spezifische Aufgabenstellungen Wir suchen die Vernetzung mit nationalen und internationalen Initiativen 19

20 Speichersysteme können viel Flexibilität liefern, müssen sich aber erst noch etablieren Leitgedanken Flexibilität eine der kritischen Komponenten in Energiesystemen auf Basis erneuerbarer Energien Speichersysteme attraktive Option, aber kein Selbstzweck Wirtschaftlicher Speicherbetrieb große Herausforderung Verschiedene, kostenoptimierte Technologien Sichere physische und kommunikative Vernetzung Neue Geschäfts- und Betriebsmodelle Positives sozioökonomisches Umfeld (Marktdesign, Marktakzeptanz, Fachkräfte) 20

21 Energiespeichersysteme müssen im Kontext ergänzender Technologien untersucht werden Erzeugung StoREgio Fokus Flexibilität Speicherung elektrochemisch thermisch chemisch (mechanisch) Flexibilität Vernetzung, Kommunikation, Steuerung Verbrauch Kontext Prognosesysteme/Marktmodelle Lastmanagement Bivalente Systeme Netze 21

22 StoREgio konzentriert sich auf Industrialisierung und Anwendung von Energiespeichersystemen StoREgio Betrieb Integration Labor Demonstrator System Industrie und Wissenschaft Plattform zur vorwettbewerblichen Zusammenarbeit Projekt-, umsetzungsorientiert 22

23 Der Verein bietet Mitgliedern und Dritten praktische Unterstützung Angebote Vernetzung Workshops Projekte Interessenbündelung Marktvorbereitung Förderinitiativen Information Seminare/Veranstaltungen Demonstrationsprojekte Infrastruktur Internes Anwendungszentrum (Planung) 23

24 Aktuelle Workshopthemen Erfahrungen im Einsatz von Prognose- und Steuerungssystemen im Rahmen von Speicherprojekten Anforderungen und Möglichkeiten für innovative Geschäftsmodelle Energiekostenoptimierung in Unternehmen Wirtschaftlich attraktive Einsatzmöglichkeiten für Energiespeichersysteme Finanzierung und Absicherung von Speicherinvestitionsprojekten 24

25 Danke für die Aufmerksamkeit StoREgio Energiespeichersysteme e.v. Kontakt: Dr. Peter Eckerle 25