Dr. Werner Neumann Sprecher des Arbeitskreis Energie Wissenschaftlicher Beirat - BUND Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland

Transkript

1 Wieviele und welche neuen Netze und Speicher brauchen wir für die Energiewende zu 100% erneuerbaren Energien Dr. Werner Neumann Sprecher des Arbeitskreis Energie Wissenschaftlicher Beirat - BUND Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland Vortrag 2. Windbranchentag in Hessen Fachhochschule Frankfurt am Main

2 Wir brauchen neue Speicher und Netze Aber welche? Wie und wo? Wie können Netze und Speicher sich ergänzen? Weitere Optionen - Stromausgleich? Zukunftsszenarien als Ausgangspunkt Regional oder zentral? Ökologische Auswirkungen und Kriterien

3 Gesucht wird Eine Lösung zur Speicherung bzw. Ausgleich der Fluktuationen von Wind- und Solarstrom Überbrückung kurzfristiger Schwankungen Eine Lösung zur Absicherung der Versorgungssicherheit, längerfristige Speicherung Und bitte schön: effizient, kostengünstig, umweltfreundlich, Natur schützend Kapazitätsmärkte, strategische Reserven Regionaler Strommanager Überall einsetzbar offen für Zukunft

4 Erfolg und Problem Nr. 1 PV Immenser Zuwachs der PV, aber v. a. im Süden Derzeit 20 GW Spitze 52 GW Ziel der Bundesregierung (EEG) Regionale Verteilung v. a. durch Vergütungsstruktur, demografische und Einkommens- Faktoren bedingt. Quelle:

5 Erfolg und Problem Nr. 2 - Windenergie Windenergieausbau onshore auf 30 GW Windflaute im Süden v.a. politisch verursacht Nachholbedarf im Süden Ziel: 2% der Fläche für Windenergie bundesweit Offshore-Windkraft ist doppelt so teuer wie onshore + Leitungsausbau Quelle:

6 Zeitliches Problem Windenergie und Solarstrom sind zeitlich fluktuierend, wenngleich mit jahreszeitlicher Verteilung, prognostizierbar aber nicht determinierbar Einspeisesituation 2020 Quelle: IZES Institut Saarbrücken, Prof. Uwe Leprich, Vortrag bei Effizienzdialog von ASUE und EAD, Mikro-KWK und Virtuelle Kraftwerke, 8. Juni 2011 Berlin

7 Wie kann die Lücke gefüllt werden Eine Stromlücke (Behauptung der dena) ist nicht vorhanden Derzeit füllen Kohlekraftwerke den Bedarf, den Wind, Sonne, Biomasse, Wasser nicht liefern auf, werden aber hierdurch immer unwirtschaftlich und ineffizienter Bis 2020 sind weitere (Pump)speicher nicht erforderlich (VDEStudie!) Wir brauchen aber nach 2020 einen Ausgleich, Reserve, Speicher zur Überbrückung kurz- und mittelfristiger Wind/Solar-Flauten

8 Residuallast Lücken und Spitzen Quelle: S.Rapp, W.Schulz, A. Loewen, BremerEnergie-Institut 2012, Vernetzte Mini-KWK oder GuDHWK was eignet sich besser zum Ausgleich fluktuierender Stromerzeugung aus Wind und Sonne

9 Ausgleich durch KWK In Gelb Ausgleich durch KWK, Blau= Wind, Orange = Solar Quelle: Projekt CO2DEZ IZES, Solarinstitut Jülich, ISUSI im Auftrag des BMU

10 Heute Ausgleich morgen Übertragung von Überschüssen

11 Was ist Kraft-Wärme-Kopplung? Gemeinsame gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme Aus 10 kwh Input werden 3 kwh Strom und 6 kwh Wärme Ein Prinzip viele Techniken, Viele Brennstoffe Motoren 1 kw 2000 kwel, Gasturbinen, Dampfturbinen, Hocheffizient Steuerbar Regelbar Flexibel Dezentral Bedarfsangepasst Emissionsreduziert

12 Beispiel Dänemark Projekt DESIRE Aufbau großer Wärmespeicher Wenn der Wind nicht weht und Sonne nicht scheint läuft KWK-Anlage (Strom) Speichert die Wärme für Zeiten guter EEStromeinspeisung Internet online:

13 KWK+Wärmespeicher = virtuelles Kraftwerk www. abgnova.de Frankfurt am Main, April 2012, Mainova + ABG Frankfurt Holding

14 Brennstoffe für KWK Heute: Kohle, Erdgas Zunahme (aber begrenzt): Biomasse Altholz, Abfallholz, Bevorzugter Brennstoff: METHAN Heute: P t G = Pu tin Gas Zukunft: P t G = Power to Gas Methan + KWK + Wärmespeicher ist Brücke und Kernbaustein der Energiewende 2050

15 Power to Gas Kurzfristiger Ausgleich durch KWK+Wärmespeicher Langfristige Speicherung durch Power to Gas Speicherung im heutigen Erdgasnetz und Erdgasspeichern, Rückverstromung in KWK, Mobilität. - für dezentrale KWK Quelle: M. Sterner Fraunhofer IWES Institut, Kassel

16 Aussicht auf 2050

17 Kostenfrage und Kapazitäten Speicher/Ausgleich Ausgleich = gleiches Ergebnis wie Speicher, aber in fast allen Speicherstudien nicht beachtet. Kosten der gespeicherten/wiedererzeugten kwh Strom bzw. als Ausgleich gezielt erzeugten kwh Strom: Speicher/Ausgleich Leistung Arbeit spez. Kosten Batterien PSW 6-8 GW KWK-WSP Power to Gas 6-8 GW GWh ct/kwh GWh 5-10 ct/kwh 20 GW 2000 GWh 2-4 ct/kwh 60 GW GWh 6-8 ct/kwh Vorteil KWK: KWK Ausgleich von fluktuierendem Strom liefert mit 40 GW 20 mal 100 h = 80 TWh Wärme (30 kwh/qm) effiziente Wärme für die Wärme-Wende! Bitte beachten: Kurz- und Langzeitspeicherung! Aktuell und langfristiger Bedarf

18 Umweltauswirkungen Speicher/Ausgleich Pumpspeicher großflächige Speicherseen, Naturschutz, Grundwasser Druckluftspeicher Aushöhlen von neuen Salzkavernen Ausspülen - Salzpipelines Batterien Schwermetalle, Ressourcenknappheit, Recyclingaufwand Power to Gas vorhandene Erdgasspeicher KWK-Wärmespeicher Wassertanks im Keller oder im Freien

19 Vorteile KWK-Wärmespeicher flexibel kostengünstig - effizient unterstützt regionale Energiekonzepte kann lange Stromtransportleitungen einsparen In vielfältiger Größe dezentral einsetzbar Verbindung Stromwende/Wärmewende Heute Kurzfristiger Ausgleich (bis 2020!) Langfrist- Speicher Windgas und Verstromung in KWK (2030 ff) Heute Einstieg für Zukunftslösungen (no regret) Keine Naturschutzschäden

20 Was wann womit anfangen? Entgegen allen Meldungen ist Speicherproblem erst ab 2020, 2030 akut Prüfung heute, welche neuen Leitungen mittelfristig wirklich erforderlich sind Aufbau Ausgleichssystem mit KWKAnlagen + Regionaler Strommanager Neues Stromsystem von unten aufbauen

21 Netzausbau Gesetz über Bundesbedarfsplan 28 Vorhaben, 1700 km AC neu, 4100 km AC verst. 8 HGÜ 2100 km DC davon 2 Erdkabel

22 Optimierung Netz-Speicher-Umwelt Bundesbedarfsplan setzt auf EnLAG -Planung an: immer ohne Alternativenprüfung Option: Offshore in den Süden Option: Regionaler Stromausgleich Option: Strom verlagern auf Methan Strategische Umweltprüfung prüft keine vernünftigen Alternativen März 2013: BUND und UVPGes. legen Beschwerde bei der EU Kommission ein!

23 Neue Strukturen und Akteure für regionale Organisation von Netz, Erzeugung und Verteilung Ortsnetz Das regionale Stromnetz als Integration von EE Strom, Ausgleichsstrom und Einsparung

24 Energiewende von unten Viele offene Baustellen der Bundesregierung 1. Energieeffizienz Fonds/Versorger 2. Vorrang erneuerbare Energien 3. Ausgleich durch Flexibilitäts-Kapazitäten 4. Regionale Stromnetze optimiert ausbauen 5. Überregionalen Netzbausausbau minimieren 6. dies alles miteinander verbinden!

25 Das Speicher- und Ausgleichsproblem der fluktuierenden Stromerzeugung aus Wind und Sonne ist umweltfreundlich und effizient lösbar - mit KWK und Wärmespeichern sowie weiteren Flexibilitätsoptionen Dr. Werner Neumann Sprecher AK Energie Wissenschaftlicher Beirat des BUND bund.net