Regenerativer Überschussstrom: Wegwerfen war gestern!

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1 Regenerativer Überschussstrom: Wegwerfen war gestern! Das ENERTRAG-Konzept für ein 100%-Erneuerbare-Energie-System und zum Beitrag von Windenergieanlagen zur Stromnetzstabilität Martin Beckmann, Rechtsanwalt, Dipl. Biologe, ENERTRAG

2 Erneuerbare Energie 1990 Seit ca Künftig Einfach Spitzen Spitzenenergie alles abregeln nutzen Einfach alles Erzeugungsspitzen Spitzenenergie nutzen einspeisen einspeisen abregeln Stabiles stabiles System Systemstabilität Systemstabilität Systemverantwortung wahren durch Erneuerbare System wahren Kraftwerksbetrieb durch (Kraftwerksbetrieb) Erneuerbare vorhanden Was fehlt? Fahrplanbetrieb Was Regelenergie fehlt?: Fahrplanbetrieb Schwarzstart Regelenergie Lösung: Einspeisenetz Sektorenkoppelung Akkumulatoren zur Primärregelung Seite 2

3 2000 Erneuerbare Energie spürbar ein typischer April Residuallast 97% Solar 1% Wind 2% Sektorkopplung 0% 100% entspricht dem Jahresmaximum des Strombedarfs Die folgende Simulation der Erzeugung beruht auf 15-Min-Daten aus April 2014 aufgezeichnet mit ENERTRAG PowerSystem Der Lastverlauf entspricht einem typischen Verlauf im deutschen Stromnetz Seite 3

4 2010 beginnende Fluktuation Was passiert mit zunehmendem Ausbau erneuerbarer Energien? Residuallast 90% Solar 4% Wind 6% Sektorkopplung 0% hier angenommen, Wind und PV werden etwa gleichstark ausgebaut, was auf das Ergebnis aber keine grundlegenden Auswirkungen hat

5 2015 maximale Fluktuation Sektorkopplung = nur bei Abregelung Netzausbau noch sinnvoll Residuallast 52% Solar 21% Wind 29% Sektorkopplung -2%

6 2020 kleiner werdende Fluktuation Stromüberangebot: Sektorkopplung wird notwendig Residuallast 37% Solar 31% Wind 42% Sektorkopplung -10% Netzausbau nützt nichts mehr Zubau EE ohne Sektorkopplung nicht mehr möglich

7 2030 Fluktuation verschwindet allmählich Sektorkopplung >> Residuallast Stromspeicher und Kurzzeitspeicher unnütz - die Energie muss in Mobilität und Wärme Residuallast 19% Solar 55% Wind 76% Sektorkopplung -50%

8 2040 Fluktuation bei 11% Auch Residuallast weitgehend erneuerbar Langzeitspeicherung von Energieträgern Residuallast 11% Solar 83% Wind 114% Sektorkopplung -108%

9 2050 Fluktuation bei 5% 100% Erneuerbare Energie Auch Residuallast über Brennstoffzellen möglich Residuallast 7% Solar 111% Wind 152% Sektorkopplung -169%

10 Verbundkraftwerk Verbundkraftwerke verbinden Erzeugung und Wandlung in speicherbare Energieträger vor der Einspeisung am Netzverknüpfungspunkt miteinander. Kraftwerk Uckermark Leistung 400 MW Wind 21 MW Biogas Netzverknüpfung 220 kv Bertikow 220 kv Vierraden Regelung Energieträger stufenlos am Verknüpfungspunkt (Wirk-/Blindleistung) Wasserstoff (Gaseinspeisung, Trailertransport) In Planung Primärregelung Schwarzstart 20 MW Akku durch 10 MW Power-to-Heat und/oder Elektrolyse Seite 10

11 Verbundkraftwerk H2 Akku PtH 220 kv 40 x 40 km 220 kv Seite 11

12 Verbundkraftwerk Regelung Voraussetzung: eigenes Kraftwerksnetz und LWL zu allen Anlagen Was bedeutet dann intelligente Regelung im Verbundkraftwerk? 1. Die Regelung ist eine Insel ohne Internetverbindung: Sicherheit 2. Fahren der gesamten Anlagen durch eine 24/7-Warte ENERTRAG Warte Dauerthal 3. Im Normalfall Fahrplanbetrieb 4. Nicht angeforderte Leistung wird in Wasserstoff gespeichert 5. Bei Störungen Regelvorgaben vom Übertragungsnetzbetreiber 6. Schnelle (und immer anfällige) Regelung ist aufgrund der Größe nicht nötig Ein Verbundkraftwerk verhält sich im Endausbau wie ein herkömmliches Kraftwerk Seite 12

13 Verbundkraftwerk Regelung Bedarfsgerechte Regelung ist längst Stand der Technik Seite 13

14 Verbundkraftwerk = Sektorkopplung Verbundkraftwerke verbinden Strom mit dem gesamten Energiemarkt über den speicherbaren Energieträger Wasserstoff und Wärmespeicher. Wind Kurzzeit- PV Verstromung H2/Biogas Netzlast Bereich H2-Erzeugung Bereich Wärmeerzeugung Seite 14

15 POWER TO GAS - HYBRIDKRAFTWERK Seite 15

16 Gaseinspeisung: Potenziale 100 Jahre Erfahrung mit Stadtgas: bis 55% H2 + CO + CH4 + N2+ CO2 Gasnetz mit Speichern vorhanden Speicherfähigkeit 300 TWh (CH4) bzw. 100 TWh (H2). Übertragungsfähigkeit Ferngasleitung MW (H2) das Dreifache eines 400-kV-Höchstspannungssystems Bildquellen: Leuschner/GASAG Seite 16

17 Verbundkraftwerk 80% Wirkungsgrad Seite 17

18 Was ist zu tun? Bundesregierung: jetzt Energiemarkt für Sektorenkopplung gestalten - Sektorenkopplung mit Spitzenkappung verbinden - Strommarkt für Sektorenkopplung optimieren Wasserstofftankstellen bauen: mit nur 2 Mrd. machbar - Erneuerbaren Wasserstoff auf THG-Minderungsquote anrechenbar machen - Keine Einstufung (Spitzen-)Power-to-X als Letztverbraucher, d.h. Befreiung von Netznutzungsentgelten, EEG-Umlage, Stromsteuer etc. - Keine Belastung für Eigenverbrauch von Energiespitzen bei Sektorenkopplung - Diskriminierungsfreier Zugang zu Regelenergiemärkten durch EE Seite 18

19 Was ist zu tun? Industrie und Stromerzeuger: Technik entwickeln - Brennstoffzellenfahrzeuge bauen (Kombination Akku/Brennstoffzelle) - Deutlich höhere Grenzen für H2-Einspeisung ins Gasnetz (derzeit 2%) - Einspeisenetze und Verbundkraftwerke bauen - Akkumulatoren für Primärregelenergie einsetzen Seite 19

20 Vielen Dank

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