Hybridnetze eröffnen neue Perspektiven für die Schnellen und Flexiblen!

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1 Hybridnetze eröffnen neue Perspektiven für die Schnellen und Flexiblen! Ossiach, 10. Mai 2012 Roger Kohlmann, Mitglied der Hauptgeschäftsführung, BDEW e.v. Energie- und Wasserwirtschaft e.v.

2 Flexibilisierung: Fünf Herausforderungen für die Energiewirtschaft Der Aufbau eines neuen Energieregimes auf Basis der erneuerbarer Energien, die über intelligente Netze verteilt werden, öffnet die Tür zur dritten industriellen Revolution. Jeremy Rifkin, Handelsblatt, Analyse: Die Energiewirtschaft steht vor fünf elementaren Herausforderungen Erzeugung und Verbrauch werden flexibler 1. Erneuerbare Energien als Leitgröße des Energiesystems stellen den zukünftigen Netzbetrieb vor neue Herausforderungen 2. Netzplanung und -betrieb stehen immer mehr im Spannungsfeld zwischen gesellschaftlichen, regulatorischen und wirtschaftlichen Anforderungen 3. Neue Netzstrukturen und -konzepte erfordern innovative Betriebsmittel und Lösungen 4. Effizienz- und verbrauchsorientierte Kunden bzw. Prosumer werden aktiver Teil der Energiewirtschaft 5. Neue Geschäftsmodelle (e-mobility, EE- Aggreatoren, Breitband) entstehen (müssen ihre Wirtschaftlichkeit aber noch beweisen) Der Blick nach vorn zeigt: Die Anforderungen an das Energieversorgungssystem der Zukunft definieren die Eckpunkte des Zusammenwachens von IKT- und Energie- Hybridnetzen! Energie- und Wasserwirtschaft e.v. Hybridnetze Seite 2

3 Vorsprung durch Technik: Das Energie- Hybridnetz Netzgebundene spartenübergreifende Integration von Energieträgern unter Einbindung von Erzeugung und Verbrauchern Ein Hybridnetz ist ein Energienetzwerk, das das Verbrauchs- und Einspeise- Verhalten aller Marktteilnehmer, die mit ihm verbunden sind, spartenübergreifend (Strom/ Gas/ Wärme/ e- Mobilität) integriert Es sichert nach seiner Implementierung ein ökonomisch effizientes, nachhaltiges Versorgungssystem mit niedrigen Verlusten und hoher Verfügbarkeit Trend zur Konvergenz der Netze durch: Wachsenden Strombedarf bei steigenden Energiepreisen Reduktion fossiler Energiereserven Ausbau der Erneuerbaren Energien Steigendes Bewusstsein für Effizienz und Verbrauch Steigende, gegenseitige Abhängigkeit der Netze Kommunikation als smartes Alleinstellungsmerkmal Konvergenztendenzen zwischen den drei großen Netzen Strom, Gas, Wärme und dem Tankstellennetz zeichnen sich deutlich ab. IKT spielt bereits heute eine Schlüsselrolle in den Konzepten für den Aufbau von Smart Grids. Energie- und Wasserwirtschaft e.v. Hybridnetze Seite 3

4 Netze wachsen organisch Vom Smart Grid zum Hybridnetz Smart Grids als Treiber der Entwicklung von Hybridnetzen Verteilnetzbetreiber stehen bereits heute vor der Herausforderung des intelligenten Netzausbaus vom DNO zum DSO Der Ausbau orientiert sich dabei aus technischer und wirtschaftlicher Sicht zwingend an der Marktnähe und am Potenzial von verfügbaren Komponenten Es ist zum jetzigen Zeitpunkt davon auszugehen, dass der Aufbau und die Verknüpfung intelligenter (Hybrid-)Netze über den Aufbau und Ausbau des Smart Grid erfolgen wird Abgrenzung Der Ausbau von Netzen Smart Grids zu Smart und Grids Hybridnetzen erfolgt entlang der Kriterien Potenzial und Marktnähe BDEW-Definition Smart Grid* Smart Grid ist ein Energienetzwerk, dass das Verbrauchsund Einspeiseverhalten aller Marktteilnehmer, die mit ihm verbunden sind, integriert. Es sichert ein ökonomisch effizientes, nachhaltiges Versorgungssystem mit nieedrigen Verlusten und hoher Verfügbarkeit. Das Konzept des Smart Grid wir durch die Teilnahme aller mit ihm verbundenen Akteure (entlang ihrer spezifischen Rollen und Verantwortlichkeiten) ermöglicht. *In Anlehnung an die Definition Smart Grid von EURELECTRIC und von der EU-KOM In der Praxis wird der Begriff Smart Grid zumeist ausschließlich auf intelligente Stromnetze bezogen Formel zur Definition des Energie-Hybrid Netzes: EE + IKT = SmartGrid + Strom-Gas-Kopplung = Energie-Hybridnetz Der Aufbau von Smart Grids setzt dort ein, wo erkennbarer Nutzen durch Flexibilität des Netzes und der Netznutzer am ehesten wirtschaftlich realisierbar ist. Die organische Entwicklung zum Hybridnetz ist der nächste Schritt. Energie- und Wasserwirtschaft e.v. Hybridnetze Seite 4

5 BDEW-ZVEI Broschüre Smart Grids in Deutschland Analyse von BDEW und ZVEI zum status quo Smart Grid in Deutschland Identifikation von 3 Handlungsfeldern und Empfehlungen zu 8 technischen Komponenten I. Informationssituation verbessern Sensorik im Netz II. Verteilnetz-Automatisierung Regelbare Ortsnetztransformatoren Steuerbare, blindleistungsfähige Wechselrichter Kommunikations- und Dateninfrastruktur Netzleittechnik III. Systemorientierte Ein- und Ausspeisung Regelbare Photovoltaik- und Windenergie- Anlagen Wärmepumpen-Anlagen Mini- / Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen Die BDEW-ZVEI Analyse zeigt konkrete Handlungsfelder für VNB zum Aufbau von Smart Grids auf und konkretisiert das Potenzial von Speichertechnologien wie beispielsweise Power-to-Gas. Energie- und Wasserwirtschaft e.v. Hybridnetze Seite 5

6 Power-to-Gas: Speichertechnologie für das Hybridnetz Power-to-Gas: Strom-, Gas- und Wärmenetze treten in Symbiose Stromüberschuss Power-to-Gas-Anlage wandelt Windstrom über einen Methanisierungsprozess in Biogas um (Wirkungsgrad ca. 38%) Das Gasnetz dient als Speicher für Überschussstrom Strombedarf Power-to-Gas-Anlage ist nicht in Betrieb Biogas wird rückverstromt Wärmeüberschuss Die bei der Verstromung entstehende Wärme wird in Fernwärmenetzen zwischengespeichert und kann im Winter zu Heizzwecken genutzt werden Power-to-Gas-Anlagen bilden im Zusammenspiel mit Biogasanlagen eine nachhaltige und flexible Lösung zur Energiespeicherung und Flexibilisierung der Energieerzeugung auf der Basis von Hybridnetzen. Es besteht jedoch weiterhin Bedarf für Forschung und Entwicklung. Energie- und Wasserwirtschaft e.v. Hybridnetze Seite 6

7 F&E-Lösungsansätze in Deutschland: E-Energy I E-Energy I zeigt mit Fokus auf Smart Grid Strom Lösungsansätze und Grenzen auf* Aussagen zur Wirtschaftlichkeit Kosteneffizienz ist bisher nicht für alle Akteure im Smart Grid gegeben Durch Demand Side Management lassen sich Netzentlastungseffekte durch Anpassung der Lastkurve nachweisen, jedoch: Bei Privatkunden ist Komforterhaltung und Automatisierung Erfolgsfaktor! Der Markt für neue Akteure ist mit neuen Geschäftsmodellen noch schwer zugänglich; die Marktrollen sind teilweise noch nicht geklärt. Aussagen zur Versorgungssicherheit Energieeinsparerfolge im privaten Haushalt liegen bei ca. 5-8 % - im gewerblichen Bereich bei ca. 20 % Zeitvariable Tarife führen zu Lastverschiebungseffekten und Kosteneinsparungen von bis zu 10 % (keine marktrollenspez. Differenzierung der Angaben) Aussagen zur Umweltverträglichkeit Die Unbundling Auflagen verhindern, die Synergien des smarten Verbraucherverhaltens entlang der Wertschöpfungskette im Strommarkt weiterzuleiten. Der Aggregator wird als neue Rolle zur Umsetzung entsprechnder Produkte eingeführt * Ergebnisse vorläufig - basierend auf dem Evaluations- und Monitoring-Bericht der E-Energy- Begleitforschung E-Energy I ist Grundlagenforschung und liefert wichtige Ergebnisse, fokussiert jedoch einseitig auf Strom und muss konsequent spartenübergreifend weitergeführt werden! Energie- und Wasserwirtschaft e.v. Hybridnetze Seite 7

8 Weiterführende F&E-Initiativen mit Fokus Hybridnetze Das Smart Gas Grid und dessen Ankopplung an das Energiesystem der Zukunft wird vorangetrieben Informationsoffensive Gas Ausbau der technologischen Basis für den Energieträger Gas Darstellung des technischen Potenzials von Gas Erzeugung, Speicherung und Einspeisung von Wasserstoff oder Methan aus erneuerbarem Strom in das vorhanden Gasnetz (Power-to-Gas) Beteiligte: BMWi, DBI, DVGW, E.ON, Fraunhofer, Gelsenwasser, gwi, IGWP, FZ Jülich, RWTH Aachen, RNG, TU Dortmund, TU Hamburg- Harburg, TZW, Verbundnetz GAS AG e-gas Projekt Ausgeglichene CO 2 -Bilanz über die gesamte Mobilitätskette durch Strom aus Offshore-Wind sowiewasserstoff und Methan per Elektrolyse aus Ökostrom Kopplung des regenerativ erzeugten Stroms über Methanisierung in das Erdgasnetz Beteiligte: Audi, EWE, Fraunhofer (IWES), Solar Fuel, ZSW E-Energy II könnte mit erweitertem Fokus zur Förderung des Aufbaus von Hybridnetzen wesentlich beitragen Smart City/Smart Country Ermittlung effizienter Wege für die Anpassung der Verteilnetze an zukünftige Versorgungsaufgaben Integration Biogasspeicher zum Ausgleich von Nachfragespitzen Optimierte Netzkapazität durch integrierte elektronische Spannungsregler Beteiligte: ABB, BMWi, consentec, RWE, TU Dortmund E-Energy II BMWi erwägt Erweiterung von E-Energy I mit Fokus Hybridnetze BDEW ist in konkrete Planung und Gespräche eingebunden Nahtloser Anschluss setzt Start in 2013 voraus Der Februar 2012 hat gezeigt: Der Zusammenhang zwischen Strom- und Gasnetzen ist schon heute unübersehbar! Hybridnetze weisen jedoch hohen Forschungsbedarf auf! Energie- und Wasserwirtschaft e.v. Hybridnetze Seite 8

9 Fazit: 8 Thesen Konvergenztendenzen zwischen den drei großen Netzen Strom, Gas, Wärme und dem Tankstellennetz zeichnen sich deutlich ab Netze wachsen organisch vom Smart Grid zum Hybridnetz Der Ausbau von Netzen zu Smart Grids erfolgt entlang der Kriterien Potenzial und Marktnähe Die Konvergenz organisch gewachsener Systeme erfordert Transaktions- und Systemforschung zur Interaktion bzw. Migration zu neuen Systemansätzen - Neue Anforderungen an eine spartenübergreifende Marktkommunikation werden formuliert werden müssen Anforderungen an die IKT-Landschaft der Zukunft sind aus Sicht der Energiewirtschaft zu konkretisieren insbesondere hinsichtlich einheitlicher Standards und eines modularen Aufbaus Markt- und Geschäftsmodelle werden sich verändern, genauso die Marktrollen der Akteure Intelligente Systemarchitekturen wie z.b. Energiemarktplätze sind zu entwickeln, um die notwendigen ökonomischen Anreize zur Steuerung von Hybridnetzen zu liefern Projekte müssen umsetzungsnah erfolgen und den Optimierungsbedarf technologisch, aber auch betriebswirtschaftlich bewerten Hybridnetze eröffnen neue Perspektiven für die Schnellen und Flexiblen! Energie- und Wasserwirtschaft e.v. Hybridnetze Seite 9

10 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.v. Reinhardtstraße Berlin Telefon / Energie- und Wasserwirtschaft e.v. Andreas Kuhlmann Seite 10