Deutsche Speichertechnologien für den internationalen Markt

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1 Deutsche Speichertechnologien für den internationalen Markt Heiko M. Stutzinger, Vorstandsmitglied, Bundesverband Energiespeicher (BVES), Berlin

2 Inhaltsverzeichnis 1) Der Bundesverband Energiespeicher - Porträt 2) Übersicht Speichertechnologien 3) Fallbeispiel: Kombinierter Einsatz von PV und Speichern zur Dieselverdrängung im Bergbau

3 Der Bundesverband Energiespeicher e.v. Der Bundesverband Energiespeicher (BVES) vertritt die Interessen von Unternehmen aus verschiedensten Branchen, die das gemeinsame Ziel der Entwicklung und Vermarktung von Energiespeichern in den Bereichen Strom, Wärme und Mobilität verfolgen. Als technologieoffener Industrie-Verband versteht sich der BVES als Dialogpartner für Politik, Verwaltung, Wissenschaft und Öffentlichkeit. Wir vertreten die Interessen unserer Mitglieder bei politischen Entscheidungen und unterstützen sie mit gezielter Öffentlichkeitsarbeit.

4 Was wir bewegen Ausbau bereits bestehender persönlicher Kontakte zu den Parteien, Fraktionen und politischen Gremien Zielgerichtes Lobbying an Schnittstellen der politischen Entscheidungsfindung (z.b. AG im BMWi) Eigene Veranstaltungen im politischen Berlin (z.b. Parlamentarische Frühstücke) Stellungnahmen zu relevanten Energie- und Speicherthemen Der BVES ist DIE Interessenvertretung der Speicherbranche!

5 Die Kernthesen des BVES THESE 1: Die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende ist nur mit Speichertechnologien möglich THESE 2: Energiespeicher haben einen großen volkswirtschaftlichen Nutzen THESE 3: Die Schaffung passender Marktbedingungen für Speicher ist dringend geboten THESE 4: Eine Verzögerung politischer Entscheidungen gefährdet den Erfolg der Energiewende

6 Unsere Mitglieder

7 Energiespeicher Technologien

8 Elektrische Energiespeicher Speicherung elektrischer Energie Super-conducting Magnetic Energy Storage (SMES) Super-Kondensatoren Speicherung elektro-chemischer Energie Natrium-Sulfid Batterien (NaS- Cells) Blei-Säure Batterien Redox-Flow Batterien Speicherung mechanischer Energie Pumpspeicherwerke Druckluftspeicher(CAES) Schwungräder

9 Elektrische Energiespeicher Speicherdauer und Entladeleistung C. Dötsch

10 Thermische Energiespeicher Speicherung sensibler Wärme Speicherung latenter Wärme ZAE Bayern ZAE Bayern Thermo-chemische Energiespeicherung ZAE Bayern Warmwasser-Speicher Erdwärmesonden u.ä. (Underground Thermal Energy Storage, UTES) Makro- / Mikroverkapselte Phasen- Wechsel-Materialien (PCM), Slurries Adsorptions- (Zeolith) und Absorptions-Speicher (LiCl) Thermo-chemische Materialien (TCM)

11 Thermische Energiespeicher ZAE Bayern

12 Chemische Energiespeicher Energiespeicherung durch Wasserstoff-Produktion und -Speicherung Wasserstoff ist der energiereichste Treibstoff (bezogen auf die Masse) Verlustfreie Langzeitspeicherung möglich Stromproduktion durch Brennstoffzelle / H 2 -Turbine

13 Energiespeicher Anwendungen

14 Energiespeicher - Anwendungen Energiespeicher sind bereits heute eine Säule der Versorgungssicherheit für Strom und Wärme Mit der zunehmenden fluktuierenden Erzeugung durch erneuerbare Energien wird die Sicherstellung einer unterbrechungsfreien Energieversorgung noch wesentlich bedeutsamer. Die Energiewende beinhaltet auch eine zunehmende Verflechtung von Strom-, Wärme- und Mobilitätsnutzung. Mit Lösungen wie Power-to-Heat oder Power-to-Gas wachsen z.b. die Sektoren Strom und Wärme sinnvoll zusammen.

15 Integration Erneuerbarer Energien Integration Erneuerbarer Elektrizität Netzstabilität Frequenzregelung Spannungshaltung Leistungsausgleich/SRL Netzausgleich (Energie) positive/negative Regelenergie Peak Shaving Eigenverbrauch, Inselbetrieb, Demand Side Integration Verschiebbare Last Power to Gas Power to Heat Sicherheit, Back-up Integration Solarer Wärme Solarthermische Kraftwerke Solare Prozesswärme Solarthermie für Heizung/ Warmwasser Steigerung der Energieeffizienz Industrielle Prozesse Abwärmenutzung Rekuperation mechanischer Energie Gebäude Heiz- und Kühlbedarf Tag/Nacht-Ausgleich Sommer/Winter-Ausgleich Elektrizitätserzeugung Fossile Kraftwerke Kraft-Wärme-Kopplung Mobilität Antrieb Heizung / Klimatisierung 1

16 Fallbeispiel: Einsatz von PV und Speichern zur Dieselverdrängung im Bergbau in Südafrika Stromverbraucher, die keinen Zugang zum Stromnetz haben oder die ihren Strom aus instabilen Stromnetzen beziehen, sind auf den Einsatz von Dieselgeneratoren angewiesen = Beispiel Minenbetriebe Eine kombinierte Anwendung von PV und Speichern kann den Einsatz von Dieselgeneratoren wesentlich reduzieren bei gleichzeitiger Sicherstellung der Stromversorgung Mögliche Speicherlösung mit Redox-Flow-Batterien

17 Quelle: Eigene Darstellung und ZAE Bayern Vorteil Redox-Flow-Einsatz im Bergbau Einfacher Aufbau und daher relativ geringe Kosten geringe Wartung sicherer Betrieb unter allen klimatischen Bedingungen Speicherleistung (KW) und Energie (KWh) unabhängig voneinander skalierbar hohe Lebensdauer > 20 Jahre Große Strommengen in jedem Ladezustand speichern oder abgeben Einfaches Temperaturmanagement, da fließender Elektrolyt als Kühlmittel dient

18 Wirtschaftliche Betrachtungen des Fallbeispiels Dieselgenerator -Dieselpreis: 1,25 $/l -Dieselverbrauch/kW: 0,3 l/h -Instandhaltungsaufwand: 20% des CAPEX -Nutzungsdauer: 5 Jahre PV -Instandhaltungsaufwand: 1% des CAPEX -Nutzungsdauer: 20 Jahre Speicher -Instandhaltungsaufwand: 3% des CAPEX -5 Jahre garantierte Instandhaltung -Nutzungsdauer: 20 Jahre Quelle: Beirat WIE: Heinz-Dieter Waffel Technische Annahmen -Benötigte Leistung: 400 kw -Einsatzdauer Dieselgeneratoren: h/p.a. -Anzahl Sonnenstunden h/p.a. -PV benötigt eine Leistung von 630 kw, um Strom zu liefern und gleichzeitig die Batterie zu befüllen CAPEX --Dieselgenerator: 400 k$ - PV: k$ - Speicher: k$ incl. Anschlüsse und Steuersystemen

19 Quelle: Beirat WIE: Heinz-Dieter Waffel Kostenvergleich Betrieb mit PV+Speicher vs. Diesel Tab. : Effekte des Dieselpreises sowie der jährlichen Betriebsdauer auf IRR Fazit: Speicheranwendungen besonders sinnvoll bei langer Betriebsdauer und hohen Brennstoffpreisen

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21 Zusammenfassung Zahlreiche Energiespeichertechnologien stehen zur Verfügung oder werden zur Zeit erforscht und entwickelt In unserem Energiesystem ergeben sich auch zahlreiche Anwendungsbereiche für Energiespeicher Bei der Zuordnung von Speichertechnologien und Anwendungen sollte der Endenergiebedarf und die Effizienz des Gesamtsystems beachtet werden Geschäftsmodelle sollten auf der Basis der Möglichkeiten der Speichertechnologien in konkreten Anwendungen diskutiert werden

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Heiko M. Stutzinger, Vorstandsmitglied, Bundesverband Energiespeicher (BVES), Mosse Palais Leipziger Platz 15, Berlin,