Institut für Elektrische Energietechnik Prof. Dr.-Ing. habil. Ingo Stadler
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- Hartmut Tiedeman
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Transkript
1 Energiespeicher
2 Speicherbedarf Speichertechnologien Inhalt Benötigen wir in Zukunft Energiespeicher? Benötigten wir in der Vergangenheit keine Energiespeicher? Wenn ja, wann und wie viele? Stromspeicher und vieles mehr Können Speicher den so unbeliebten Netzausbau ersetzen?
3 Ab wann brauchen wir Speicher? Derzeit entsteht eher der Eindruck, dass sich der Speicherbedarf verringert Photovoltaik entzieht Pumpspeichern die Geschäftsgrundlage Eher ein vorübergehender Effekt In Zukunft steigt der Speicherbedarf mit Sicherheit
4 Erneuerbare Erzeugung (20%) und Verbrauch 2010 Deutschland Rot: Last 2010 Grün: wind + solar 2010
5 Erneuerbare Erzeugung (40%) und Verbrauch 2010 Deutschland Sind bei 40% Wind und Solar Speicher vertretbar? Wohl eher nicht (bei idealen Komplementärkraftwerken So können gerade unflexible Kohlekraftwerke Steigbügelhalter für frühe Speicher werden
6 Erneuerbare Erzeugung (60%) und Verbrauch 2010 Deutschland Bei 60%? Schon eher Oder ist Lückendeckung über schnelle Gaskraftwerke günstiger? Aber nicht, um noch die letzte kwh zu nutzen (Kritikpunkt an dena II- Netzstudie der vollständigen Integration)
7 Erneuerbare Erzeugung (80%) und Verbrauch 2010 Deutschland Bei 80%? zweifellos
8 Erneuerbare Erzeugung (100%) und Verbrauch 2010 Deutschland
9 Erneuerbare Erzeugung (120%) und Verbrauch 2010 Deutschland Wieso 120%? Rein erneuerbare Energieversorgungssysteme haben aus Effizienzgründen immer eine Überversorgung Je günstiger die erneuerbaren Technologien werden desto mehr lohnt Überproduktion im Vgl. zu Speicherung
10 Einer der meist gehörten Aussagen von Energiewende-Zweiflern: Ja, wenn das Energiespeicher-Problem gelöst wäre,
11 Benötigen wir heute (und in der Vergangenheit) keine Energiespeicher?
12 Unser Stromversorgungssystem ein Knochen? Erzeugung Übertragung, Verteilung Verbrauch
13 Unser Stromversorgungssystem ein Knochen? Pumpspeicher Erzeugung Übertragung, Verteilung Verbrauch
14 Unser Stromversorgungssystem ein Knochen? Kohleförderung Kohlelagerung Kohletransport Kohlehalde Pumpspeicher Erzeugung Übertragung, Verteilung Verbrauch
15 Unser Stromversorgungssystem ein Knochen? Kohleförderung Naturgasförderung Entschwefelung, CO 2 -Abtrennung Erdgasnetz Kohlelagerung Kohletransport Kohlehalde Pumpspeicher Erdgasspeicher Erzeugung Übertragung, Verteilung Verbrauch
16 Unser Stromversorgungssystem ein Knochen? Kohleförderung Naturgasförderung Entschwefelung, CO 2 -Abtrennung Erdgasnetz Kohlelagerung Kohletransport Kohlehalde Pumpspeicher Raffinerie Erdgasspeicher Ölspeicher Erzeugung Übertragung, Verteilung Verbrauch Erdölpipelines, Erdöltanker Erdölförderung
17 Unser Stromversorgungssystem ein Knochen? Kohleförderung Naturgasförderung Entschwefelung, CO 2 -Abtrennung Kohlelagerung Kohletransport Kohlehalde Pumpspeicher Erdgasnetz Erdgasspeicher Ölspeicher Raffinerie Erzeugung Ich habe Inkontinenz. Und das bei Jahren Halbwertszeit. Das zieht sich. Übertragung, Verteilung Verbrauch Erdölpipelines, Erdöltanker Erdölförderung Brennelementlagerung Lagerung Brennelementfertigung Uranerz Uran-235 Urananreicherung Quelle: stunksitzung.de
18 Unser Stromversorgungssystem ein Knochen? Kohleförderung Naturgasförderung Entschwefelung, CO 2 -Abtrennung Erdgasnetz Kohlelagerung Kohletransport Kohlehalde Pumpspeicher Raffinerie Erdgasspeicher Ölspeicher Erzeugung Übertragung, Verteilung Verbrauch Erdölpipelines, Erdöltanker Erdölförderung Brennelementlagerung Lagerung Brennelementfertigung Uranerz Uran-235 Urananreicherung
19 Kein Knochen Eine Schweinshaxe Verbrauch
20 Kein Knochen Eine Schweinshaxe Verbrauch Biogas
21 Kein Knochen Eine Schweinshaxe Verbrauch Biogas Kondensatoren Spulen
22 Kein Knochen Eine Schweinshaxe Verbrauch Biogas Kondensatoren Spulen
23 Kein Knochen Eine Schweinshaxe Verbrauch Biogas Schwungradspeicher Kondensatoren Spulen
24 Kein Knochen Eine Schweinshaxe Verbrauch Biogas Schwungradspeicher Kondensatoren Spulen
25 Kein Knochen Eine Schweinshaxe Druckluftspeicher Verbrauch Batterien Biogas Schwungradspeicher Kondensatoren Spulen
26 Kein Knochen Eine Schweinshaxe Druckluftspeicher Verbrauch Batterien Biogas Schwungradspeicher Kondensatoren Spulen
27 Kein Knochen Eine Schweinshaxe Druckluftspeicher Verbrauch Batterien Biogas Schwungradspeicher Kondensatoren Spulen
28 Große Vielfalt elektrochemischer Energiespeicher (Batterien) Bleibatterien
29 Große Vielfalt elektrochemischer Energiespeicher (Batterien) Bleibatterien Alkalische Batterien
30 Große Vielfalt elektrochemischer Energiespeicher (Batterien) Bleibatterien Alkalische Batterien Natrium-Schwefel Batterien
31 Große Vielfalt elektrochemischer Energiespeicher (Batterien) Bleibatterien Alkalische Batterien Natrium-Schwefel Batterien Redox-Flow Batterien
32 Große Vielfalt elektrochemischer Energiespeicher (Batterien) Bleibatterien Alkalische Batterien Natrium-Schwefel Batterien Redox-Flow Batterien Lithium Batterien
33 Kein Knochen Eine Schweinshaxe Druckluftspeicher Verbrauch Batterien Biogas Wasserstoffspeicher Schwungradspeicher Kondensatoren Spulen
34 Wind Hydro Biomass mport Electricity Gas H 2? Pumped Hydro Import Gas Storage District Heating Storage Heating
35 Wind Hydro Biomass Electricity Gas + Pumped Hydro Import 4 H 2 + CO2 CH 4 + H 2O Gas Storage District Heating Storage Heating
36 Kein Knochen Eine Schweinshaxe Druckluftspeicher Verbrauch Batterien Biogas Wasserstoffspeicher Schwungradspeicher Kondensatoren Spulen
37 Kein Knochen Eine Schweinshaxe Erzeugung
38 Unser Stromversorgungssystem ein Knochen Kohleförderung Naturgasförderung Entschwefelung, CO 2 -Abtrennung Erdgasnetz Kohlelagerung Kohletransport Kohlehalde Pumpspeicher Druckluftspeicher Raffinerie Erdgasspeicher Ölspeicher Erzeugung Übertragung, Verteilung Verbrauch Erdölpipelines, Erdöltanker Batterien Erdölförderung Lagerung Brennelementlagerung Brennelementfertigung Uranerz Uran-235 Urananreicherung Wasserstoffspeicher Schwungradspeicher Kondensatoren Spulen
39 Unser Stromversorgungssystem ein Knochen Kohleförderung Kohlelagerung Kohletransport Pumpspeicher Naturgasförderung Entschwefelung, CO 2 -Abtrennung Erdgasnetz Kohlehalde Druckluftspeicher Speicherheizungen Raffinerie Erdgasspeicher Ölspeicher Erzeugung Übertragung, Verteilung Verbrauch Erdölpipelines, Erdöltanker Batterien Erdölförderung Lagerung Brennelementlagerung Brennelementfertigung Uranerz Uran-235 Urananreicherung Wasserstoffspeicher Schwungradspeicher Kondensatoren Spulen
40 Unser Stromversorgungssystem ein Knochen Kohleförderung Kohlelagerung Kohletransport Pumpspeicher Kälteanwendungen Naturgasförderung Entschwefelung, CO 2 -Abtrennung Erdgasnetz Kohlehalde Druckluftspeicher Wärmeanwendungen Speicherheizungen Raffinerie Erdgasspeicher Ölspeicher Erzeugung Übertragung, Verteilung Verbrauch Umwälzpumpen Lüftungsanlagen Erdölpipelines, Erdöltanker Batterien Druckluft i. d. Industrie Erdölförderung Lagerung Brennelementlagerung Brennelementfertigung Uranerz Uran-235 Urananreicherung Wasserstoffspeicher Schwungradspeicher Kondensatoren Spulen
41 Unser Stromversorgungssystem ein Knochen Kohleförderung Kohlelagerung Kohletransport Pumpspeicher Kälteanwendungen Naturgasförderung Entschwefelung, CO 2 -Abtrennung Erdgasnetz Kohlehalde Druckluftspeicher Wärmeanwendungen Speicherheizungen Raffinerie Erdgasspeicher Ölspeicher Erzeugung Übertragung, Verteilung Verbrauch Umwälzpumpen Lüftungsanlagen Erdölpipelines, Erdöltanker Batterien Druckluft i. d. Industrie Erdölförderung Lagerung Brennelementlagerung Brennelementfertigung Uranerz Uran-235 Urananreicherung Wasserstoffspeicher Schwungradspeicher Kondensatoren Spulen KWK mit Wärmespeicherung
42 Unser Stromversorgungssystem ein Knochen Kohleförderung Kohlelagerung Kohletransport Pumpspeicher Kälteanwendungen Naturgasförderung Entschwefelung, CO 2 -Abtrennung Erdgasnetz Kohlehalde Druckluftspeicher Wärmeanwendungen Speicherheizungen Raffinerie Erdgasspeicher Ölspeicher Erzeugung Übertragung, Verteilung Verbrauch Umwälzpumpen Lüftungsanlagen Erdölpipelines, Erdöltanker Batterien Druckluft i. d. Industrie Erdölförderung Lagerung Brennelementlagerung Brennelementfertigung Uranerz Uran-235 Urananreicherung Wasserstoffspeicher Schwungradspeicher Kondensatoren Spulen KWK mit Wärmespeicherung Wärmepumpen mit Wärmespeicherung
43 Energiespeicherung keine neues Thema
44 Energiespeicherung heute in Deutschland 5,5 GW 33 GWh Die Einführung der Speicherheizung war ein frühes Smart Grid 40 GW / 320 GWh
45 Erneuerbare Erzeugung (120%) Abregelung Strategische Stromreserve Nichtelektrischer Verbrauch Verkehr Wärme Speicherung jeglicher Art Ohne Diskriminierung
46 Erneuerbare Erzeugung (120%)
47 Erneuerbare Erzeugung (120%), Kurzzeitbereich < 1 Tag Speicherheizung Pumpspeicher Druckluft E-Mobilität Batterien
48 Erneuerbare Erzeugung (120%), Kurzzeitbereich < 3 Tage Druckluft Batterien Speicherheizung
49 Erneuerbare Erzeugung (120%), Langzeitbereich > 5 Tage Wasserstoff Synthetisches Methan
50 Speicher für Netzengpässe? Sind Netzausbau und Energiespeicher Konkurrenten? FALSCH Energiespeicher vermeiden den teuren Netzausbau
51 Speicher für Netzengpässe? Sind Netzausbau und Energiespeicher Konkurrenten? Energiespeicher vermeiden den teuren Netzausbau
52 Fall Offshore-Windkraft Speicher für Netzengpässe? Relativ einfach: Wo noch kein Netz ist, muss eines hin, sonst bleibt der Strom wo er ist Da kann der Energiespeicher nicht weiterhelfen
53 Fall Onshore-Windkraft (dezentral) Speicher für Netzengpässe? Nicht ganz so einfach: Benötigt kein Netz, weil nah am Verbraucher? Aber: in einer begrenzten Region fallen Windspitzen zur gleichen Zeit an Quelle: hessen-energie
54 Fall Onshore-Windkraft (dezentral) Speicher für Netzengpässe? Nicht ganz so einfach: Benötigt kein Netz, weil nah am Verbraucher? Aber: in einer begrenzten Region fallen Windspitzen zur gleichen Zeit an Quelle: hessen-energie
55 Fall Onshore-Windkraft (dezentral) Speicher für Netzengpässe? Nicht ganz so einfach: Benötigt kein Netz, weil nah am Verbraucher? Aber: in einer begrenzten Region fallen Windspitzen zur gleichen Zeit an Quelle: hessen-energie
56 Fall Onshore-Windkraft (dezentral) Speicher für Netzengpässe? Nicht ganz so einfach: Benötigt kein Netz, weil nah am Verbraucher? Aber: in einer begrenzten Region fallen Windspitzen zur gleichen Zeit an Passt nicht mehr durchs Netz Quelle: hessen-energie
57 Fall Onshore-Windkraft (dezentral) Speicher für Netzengpässe? Nicht ganz so einfach: Benötigt kein Netz, weil nah am Verbraucher? Aber: in einer begrenzten Region fallen Windspitzen zur gleichen Zeit an Passt nicht mehr durchs Netz Große Batterie dazu Quelle: hessen-energie
58 Fall Onshore-Windkraft (dezentral) Speicher für Netzengpässe? Nicht ganz so einfach: Benötigt kein Netz, weil nah am Verbraucher? Aber: in einer begrenzten Region fallen Windspitzen zur gleichen Zeit an X Passt nicht mehr durchs Netz Große Batterie dazu Quelle: hessen-energie
59 Fall Onshore-Windkraft (dezentral) Speicher für Netzengpässe? Nicht ganz so einfach: Benötigt kein Netz, weil nah am Verbraucher? Aber: in einer begrenzten Region fallen Windspitzen zur gleichen Zeit an Strom wird hier oder anderswo im Netz benötigt X Passt nicht mehr durchs Netz Große Batterie dazu Quelle: hessen-energie
60 Fall Onshore-Windkraft (dezentral) Speicher für Netzengpässe? Nicht ganz so einfach: Benötigt kein Netz, weil nah am Verbraucher? Aber: in einer begrenzten Region fallen Windspitzen zur gleichen Zeit an Strom wird hier oder anderswo im Netz benötigt X Passt nicht mehr durchs Netz Große Batterie dazu Quelle: hessen-energie
61 Fall Onshore-Windkraft (dezentral) Speicher für Netzengpässe? Nicht ganz so einfach: Benötigt kein Netz, weil nah am Verbraucher? Aber: in einer begrenzten Region fallen Windspitzen zur gleichen Zeit an Strom wird hier oder anderswo im Netz benötigt X Passt nicht mehr durchs Netz Große Batterie dazu Quelle: hessen-energie Dann braucht eben auch dezentrale Windkraft Netzausbau
62 Fall Onshore-Windkraft (dezentral) Speicher für Netzengpässe? Nicht ganz so einfach: Benötigt kein Netz, weil nah am Verbraucher? Aber: in einer begrenzten Region fallen Windspitzen zur gleichen Zeit an Sondern Elektroautos und Demand Side Management Nicht die Batterie Quelle: hessen-energie Dann braucht eben auch dezentrale Windkraft Netzausbau
63 Speicher für Netzengpässe? Netze schaffen den Ausgleich, wenn Ort von Erzeugung und Verbrauch nicht übereinstimmen Sind Netzausbau und Energiespeicher Konkurrenten? NEIN Energiespeicher schaffen den Ausgleich, wenn Zeit von Erzeugung und Verbrauch nicht übereinstimmen
64 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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