Positionspapier zur Rolle von Speichern im Kontext der Energiewende

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1 Positionspapier zur Rolle von Speichern im Kontext der Energiewende Berlin, Juni 2013

2 Inhalt 1 Flexibilitätsanforderungen 3 2 Bewertung der möglichen Speichertechnologien 4 3 Empfehlungen 6 50HERTZ-POSITIONSPAPIER ZUR ROLLE VON SPEICHERN IM KONTEXT DER ENERGIEWENDE 2

3 Flexibilitätsanforderungen Durch den zunehmenden Anteil an Strom aus erneuerbaren Energien und abnehmende konventionelle Kraftwerkskapazitäten steigen die Flexibilitätsanforderungen an Markt und Netz: 50Hertz beobachtet dabei insbesondere, dass kurzfristig ein erhöhter Bedarf an Enpassmanagement entsteht. Dieser wird jedoch mit dem angestoßenen Netzausbau schrittweise immer weiter zurückgehen. Mittel- und langfristig erwarten wir durch die steigende Volatilität der Stromerzeugung zudem einen Anstieg der Bedarfsmenge an Regelleistung. Auch bei den lokalen Systemdienstleistungen erwarten wir zukünftig wachsende Bedarfe. So müssen mittel- bis langfristig die Blind- und Kurzschlussleistungen der konventionellen Kraftwerke ersetzt werden. Zudem müssen langfristig auch neue Lösungen für die Schwarzstartfähigkeit und den Netzwiederaufbau gefunden werden. Darüber hinaus wird auch der Bedarf an kurzzeitigem sowie saisonalem Fluktuationsausgleich zunehmen. Dabei ist aus Sicht von 50Hertz vor allem der saisonale Fluktuationsausgleich die wesentliche Herausforderung. Die Möglichkeit der Verschiebung von größeren Mengen von Energie über längere Zeithorizonte (z.b. in Zeit mit kaum Einspeisung durch Wind- und PV-Anlagen) ist bei zunehmendem Anteil an volatiler Erzeugung zur Sicherung der Versorgungssicherheit notwendig. 50HERTZ-POSITIONSPAPIER ZUR ROLLE VON SPEICHERN IM KONTEXT DER ENERGIEWENDE 3

4 Bewertung der möglichen Speichertechnologien Die verschiedenen genannten Flexibilitätserfordernisse können theoretisch durch den Einsatz von Speichern erfüllt werden. Dabei müssen sich diese jedoch im Wettbewerb mit anderen Flexibilitätsoptionen (Lastmanagement, Gasturbinen etc.) beweisen. Damit spielt vor allem die Frage der Wirtschaftlichkeit eine zentrale Rolle. Als Übertragungsnetzbetreiber beobachten wir die verschiedenen Technologien sehr intensiv und bewerten sie zudem nach ihrem Potenzial zum systemstabilisierenden Einsatz: Die Technologie Power-to-Gas bietet insbesondere hohe Kapazitäten für den saisonalen Fluktuationsausgleich. Das Gasnetz weist große Speicherpotenziale auf. In Verbindung mit der Rückverstromung in Gaskraftwerke wird ein saisonaler Fluktuationsausgleich ermöglicht. Auch für das Engpassmanagement, den kurzfristigen Fluktuationsausgleich und negative Regelleistung kann die Technologie eingesetzt werden. Eine Wirtschaftlichkeit der Technologie ist jedoch auf absehbare Zeit nicht ausreichend gegeben. Einen großen Beitrag zu Systemstabilisierung können zentrale Speicher in Deutschland und damit vor allem Pumpspeicherkraftwerke (PSW) leisten. PSW können insbesondere lokale Systemdienstleistungen und Regelleistung bereitstellen und auch für Engpassmanagement und kurzfristigen Fluktuationsausgleich genutzt werden. Zum saisonalen Ausgleich stehen sie allerdings nicht bereit. Das Ausbaupotenzial für neue Pumpspeicherkraftwerke ist in Deutschland zudem begrenzt. Derzeit werden kaum neue PSW errichtet, was neben Akzeptanzproblemen vor allem auch daran liegt, dass der Betrieb im aktuellen Strommarkt nicht wirtschaftlich ist. Darüber hinaus gibt es in Skandinavien und in den Alpen hohe Kapazitäten an bereits bestehenden zentralen direkten und indirekten Wasserkraftspeichern. Diese könnten vor allem für einen saisonalen Fluktuationsausgleich stärker genutzt werden. Zudem können die dort vorhandenen Speicher Systemdienstleistungen wie Blindleistung bereitstellen. Sie bieten wiederum wenig Potenzial für Engpassmanagement und die Bereitstellung von Regelleistung. Entscheidend ist, dass diese Speicherpotenziale im Vergleich kostengünstig erschlossen werden können. Die Prognos AG Studie Bedeutung der internationalen Wasserkraft- Speicherung für die Energiewende" sieht beispielsweise ein wirtschaftliches Neubaupotenzial von 7 bis 12 GW für Interkonnektoren von Deutschland nach Skandinavien. Eine weitere Technologie, die als Flexibilitätsoption eingesetzt werden kann, ist Power-to-Heat. Durch Anlagen zur Umwandlung von überschüssigen elektrischen Energien in Wärme kann kurzfristig Abhilfe bei Netzengpässen geschaffen werden. Damit kann die Technologie insbesondere beim Engpassmanagement eine Rolle spielen. Auch kann sie einen kurzfristigen Fluktuationsausgleich leisten und negative Regelleistungen bereitstellen. Allerdings ist die Technologie derzeit aufgrund des rechtlichen Rahmens kaum wirtschaftlich zu betreiben. 50HERTZ-POSITIONSPAPIER ZUR ROLLE VON SPEICHERN IM KONTEXT DER ENERGIEWENDE 4

5 Andere zentrale Großspeichertechnologien (Druckluftspeicher, zentrale Batteriespeicher) bieten ähnliche Potenziale wie PSWs. Sie sind jedoch mit den gleichen wirtschaftlichen Problemen behaftet bei teilweise noch hohem Forschungsund Entwicklungsbedarf. Dezentrale Speichertechnologien, welche zur Erhöhung des Eigenverbrauchs eingesetzt werden, bergen durch die nicht gegebene Vorhersehbarkeit ihres Einsatzes Risiken für die Systemstabilität. Erreichen beispielsweise eine große Zahl von Kleinspeichern an einem sonnigen Tag ihre maximale Ladekapazität annähernd zeitgleich und speisen viele Haushalte dadurch die von ihnen erzeugte Energie plötzlich in das Netz ein, ist die Versorgungsicherheit unter Umständen bedroht. Die Netzbetreiber können diesen Moment nicht prognostizieren und müssen ohne Vorwarnung kurzfristig handeln. Hinzu kommt, dass die lokale Ausregelung fluktuierender Einspeisung über dezentrale Speicher deutlich aufwendiger ist als die weiträumige Saldierung der teilweise gegenläufigen Abweichungen, wie sie im Netzregelverbund vorgenommen wird. 50HERTZ-POSITIONSPAPIER ZUR ROLLE VON SPEICHERN IM KONTEXT DER ENERGIEWENDE 5

6 Empfehlungen Auf Basis der vorangestellten Bewertungen der verfügbaren Speicheroptionen möchte 50Hertz vier Empfehlungen für eine zukünftige effiziente Nutzung von Speichern einbringen: 1. Power-to-Heat zur Netzstabilisierung ermöglichen 50Hertz möchte anregen, den Einsatz von Power-to-Heat kurzfristig im Rahmen des Engpassmanagements zu ermöglichen. Der Einsatz ist jedoch derzeit noch nicht wirtschaftlich, da durch den Letztverbraucherstatus der Anlagen diese voll abgabepflichtig sind (Netzentgelte, EEG-Umlage, Stromsteuer etc.), auch wenn sie einem systemstabilisierenden Einsatzzweck dienen, wie Redispatch oder negativer Regelleistung. Daher könnte über eine Ausnahmeregelung bei solchen Einsätzen nachgedacht werden. Auch eine Anpassung des Primärenergiefaktors der erzeugten Wärme bei Nutzung von überschüssigem Strom kann diskutiert werden. Denn es erscheint fragwürdig, dass Stromüberschuss vernichtet oder durch Abregelung der EE- Anlagen vermieden werden muss, wenn er für andere Zwecke genutzt werden könnte. 2. Bestandsspeicher am Markt erhalten (ggfs. mit ÜNB-Unterstützung) Wie beschrieben droht bei den bestehenden Pumpspeicherkraftwerken in Deutschland durch den fehlenden Deckungsbeitrag der Verkauf oder möglicherweise auch die Stilllegung. Dabei können diese Speicher systemstabilisierend eingesetzt werden. U.a. ist die Einbindung in Redispatchmaßnahmen beim Engpassmanagement auch noch ausbaufähig. Darum sollten die bestehenden PSWs in Deutschland unbedingt im System gehalten werden. 3. Nutzung der Speicherkapazitäten und Skandinavien / Alpen durch Interkonnektoren Zudem sollten der Ausbau der Interkonnektoren nach Skandinavien und in die Alpen forciert werden. Langfristig ist für einen saisonalen Fluktuationsausgleich die Nutzung von Speichern in diesen Ländern die einzige Alternative zu einem umfassenden Ausbau von Power-to-Gas- Kapazitäten in Deutschland. Der Bau von Interkonnektoren ist aber deutlich kostengünstiger und kann zeitnäher erfolgen. 4. Anreize für einzelne Speicher kritisch überprüfen Die technologische Entwicklung wird in den kommenden Jahren weitere Effizienzschritte bringen, die heute noch nicht absehbar sind. Darum sollte insbesondere die Erforschung und Erprobung der Technologien gefördert werden. Zudem sollten gleiche, faire Bedingungen für alle Technologien geschaffen werden. Dazu gehört unter anderem, dass die aktuelle Bevorzugung einzelner Speicher, vor allem der dezentralen Speicher, überprüft werden sollten. So wäre es eher sinnvoll, alle Technlogien gleichermaßen von den Abgaben zu befreien oder aber Ausnahmen für einzelne aufzuheben. Zudem müssen Maßnahmen getroffen werden, um die Sichtbarkeit der dezentralen Anlagen und ihrer Fahrweise für die Netzbetreiber sichtbar zu machen. 50HERTZ-POSITIONSPAPIER ZUR ROLLE VON SPEICHERN IM KONTEXT DER ENERGIEWENDE 6

7 50Hertz Transmission GmbH, kurz 50Hertz 50Hertz sorgt mit rund 850 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern für den Betrieb und den Ausbau des Übertragungsnetzes. Darüber hinaus ist das Unternehmen für die Führung des elektrischen Gesamtsystems auf den Gebieten der Bundesländer Berlin, Brandenburg, Hamburg, Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen verantwortlich. Als Übertragungsnetzbetreiber im Herzen Europas steht 50Hertz für die sichere Integration der erneuerbaren Energien, die Entwicklung des europäischen Strommarktes und den Erhalt eines hohen Versorgungssicherheitsstandards. Anteilseigner sind seit 2010 der belgische Netzbetreiber Elia (60 Prozent) sowie der australische Infrastrukturfonds IFM (40 Prozent). Als europäischer Übertragungsnetzbetreiber ist 50Hertz Teil der Elia Gruppe und Mitglied im europäischen Verband ENTSO-E. 50HERTZ-POSITIONSPAPIER ZUR ROLLE VON SPEICHERN IM KONTEXT DER ENERGIEWENDE 7

8 50Hertz Transmission GmbH Eichenstraße 3A Berlin Deutschland Tel. +49 (30) Fax +49 (30)