Kraftakt Energiewende Kommunale Energieversorger im Wandel

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1 3. Mitteldeutsches Energiegespräch 26. September 2013 Erfurt Kraftakt Energiewende Kommunale Energieversorger im Wandel Prof. Dr. Thomas Bruckner Diana Bö5ger Kompetenzzentrum Öffentliche Wirtschaft, Infrastruktur und Daseinsvorsorge e.v. Forschungsstelle Kommunale Energiewirtschaft Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement - IIRM Universität Leipzig Prof. Dr. Thomas Bruckner 1

2 Eckpunkte des Energiekonzepts KWK Gas, Fern- und Nahwärme Aus fossilen Brennstoffen bereitgestellte kwh Aus fossilen Brennstoffen bereitgestellte Endenergie Quelle: Weiss, BMU, 2011 Prof. Dr. Thomas Bruckner 2

3 Sinkende Auslastung konventioneller Kraftwerke Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 3

4 Thesen Die folgenden Geschäftsmodelle sind Auslaufmodelle: Bereitstellung von Strom (kwh) aus Kernkraftwerken Bereitstellung von Strom (kwh) aus fossilen Energieträgern Bereitstellung von Raumwärme aus Öl und Gas (inkl. Fernwärme und Nahwärme, sofern diese nicht regenerativ bereitgestellt wird) Neue Geschäftsmodelle Nutzung der erneuerbaren Energien Maßnahmen zum Ausgleich der damit verbundenen Variabilität (räumlich und zeitlich è Flexibilitätsoptionen) Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz Prof. Dr. Thomas Bruckner 4

5 Neue Geschäftsmodelle: Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien Quelle: etonomy energy storage systems UG Prof. Dr. Thomas Bruckner 5

6 Zukünftiger Ausbau der erneuerbaren Energien Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 6

7 Historischer Ausbau der erneuerbaren Energien Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 7

8 EEG im Gegenwind Quelle: BDEW Prof. Dr. Thomas Bruckner 8

9 Neue Geschäftsmodelle: Flexibilitätsoptionen (Netzausbau, Speicher, Lastmanagement, ) Quelle: Vattenfall Europe Prof. Dr. Thomas Bruckner 9

10 Räumliche Variabilität der erneuerbaren Energien Kosten für den Ausbau des Übertragungsnetzes bis 2030 (ohne Verteilnetz und Offshore): 25 Mrd. Kosten für den Ausbau des Verteilnetzes bis 2030: Mrd. Quelle: Ahmels, 2010; NEP 2012, Stand: August 2012; dena Verteilnetzstudie, 2012 Prof. Dr. Thomas Bruckner 10

11 Zeitliche Variabilität der Residuallast Referenz 40 % - Szenario 80 % - Szenario Quelle: VDE, Energiespeicher für die Energiewende, 2012 Prof. Dr. Thomas Bruckner 11

12 Entwicklung der Residuallast Nordregion Südregion Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 12

13 Ausgleich der Variabilität: Denkbare Optionen Ausgleich durch flexible fossil befeuerte Kraftwerke (zentrale Gasturbinen, dezentrale Back-up Technologien, ) Erzeugungsmanagement der EE (Abregelung) Speichereinsatz (Pumpspeicher, Batteriespeicher, Power to Heat, Druckluftspeicher, Power to Gas) Demand-Response - Maßnahmen (Lastmanagement) Ausbau der Verteilnetze Ausbau der Übertragungsnetze Europäisches Supergrid Prof. Dr. Thomas Bruckner 13

14 Erzeugungsmanagement Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 14

15 Wachsender Bedarf an flexiblen Kraftwerkskapazitäten Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 15

16 Vergleich der Optionen (Bedarf und Kosteneffizienz) Quelle: BET, Möglichkeiten zum Ausgleich fluktuierender Einspeisungen aus erneuerbaren Energien, Prof. Dr. Thomas Bruckner 16

17 Aktuelle und zukünftige Energielandschaft Quelle: BCG (2013), Trendstudie 2030+, S. 26. Prof. Dr. Thomas Bruckner 17

18 Smart Grids Quelle: European Smart Grids Technology Platform: Vision and Strategy for Europe s Electricity Networks of the Future, EC, 2006 Prof. Dr. Thomas Bruckner 18

19 Virtuelle Kraftwerke Quelle:Hanno Balzer, Vattenfall Europe Prof. Dr. Thomas Bruckner 19

20 Spannungsmanagement und Smart Grids Dr. Andreas Abart, Energie AG Oberösterreich: Prof. Dr. Thomas Bruckner 20

21 Neue Geschäftsmodelle: Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz Heizkraftwerk Mitte, Berlin, Quelle: Vattenfall Prof. Dr. Thomas Bruckner 21

22 Strompreissenkende Wirkung des Ausbaus der EE Prof. Dr. Thomas Bruckner 22

23 Energiepreisentwicklung in Deutschland Stromerzeugung [TWh] Brennstoffpreise [ 2012 /MWh th ] Geothermie Biomasse, Biogase Photovoltaik Wind (offshore) Wind (onshore) Wasserkraft Erdgas Steinkohle EEX- Day ahead Spotpreis [ /MWh] Preis für Emissionszertifikate [ 2012/t CO2] Quellen: EEX, BDEW, BMU, BAFA Prof. Dr. Thomas Bruckner 23

24 Finanzierungsprobleme der existierenden Kraftwerke Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 24

25 Das Marktdesign der Zukunft Übersicht der zentralen Koordinierungs- und Anreizmechanismen Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 25

26 Das Marktdesign der Zukunft Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 26

27 Zusammenfassung Optionen in der Wertschöpfungskette Quelle: Manfred Ackermann und Stefan Grützmacher, Der Strategische Spagat Stadtwerke in der neuen Energiewelt, 2012 Prof. Dr. Thomas Bruckner 27

28 Zwischen den Welten wird die Luft dünn Energiesysteme im Marktlebenszyklus Quelle: Manfred Ackermann und Stefan Grützmacher, Der Strategische Spagat Stadtwerke in der neuen Energiewelt, 2012 Prof. Dr. Thomas Bruckner 28

29 Prof. Dr. Thomas Bruckner Va>enfall Europe Professur für Energiemanagement und NachhalHgkeit InsHtut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement WirtschaLswissenschaLliche Fakultät Universität Leipzig leipzig.de h>p:// leipzig.de/energiemanagement/

30 Ausgleich der Fluktuationen Ausgleich durch (flexible) konventionelle Kraftwerke Quelle: Alstom Gedankenexperiment: Spitzenlast der BRD in Höhe von 80 GW wird durch Gasturbinen vollständig abgedeckt (nur Investition) è Gasturbinen -Umlage < 1 Cent/kWh Prof. Dr. Thomas Bruckner 30

31 Speicherbedarf (ohne Netzrestriktionen, nur BRD) Referenz 40% EE 80% EE Variante A: Flexibilität durch thermische Kraftwerke und EE-Abregelung, bestehende Pumpspeicher Variante B: Vollzubau von Kurzzeitspeichern Variante C: Vollzubau von Langzeitspeichern Notwendige Abregelung (Erzeugungsmanagement) der EE ohne Speicher: 21 TWh p.a. (5 %) Abregelung in Variante B (nur Kurzzeitspeicher): 11 TWh Mit Langzeitspeichern: keine Abregelung notwendig Quelle: Energiespeicher für die Energiewende, VDE, 2012 Prof. Dr. Thomas Bruckner 31

32 Road Maps für Smart Grids Quelle: BDEW-Roadmap, 2013

33 Evolution im Bereich der Smart Grids Dr. Andreas Abart, Energie AG Oberösterreich:

34 Spannungsmanagement und Smart Grids Dr. Andreas Abart, Energie AG Oberösterreich

35 Spannungsmanagement und Smart Grids Dr. Andreas Abart, Energie AG Oberösterreich:

36 Spannungsmanagement und Smart Grids Dr. Andreas Abart, Energie AG Oberösterreich:

37 Spannungsmanagement und Smart Grids Dr. Andreas Abart, Energie AG Oberösterreich

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