Energiewende Nordhessen Hessenforum / 100 % EE-Kongress

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1 Energiewende Nordhessen Hessenforum / 100 % EE-Kongress Dr. Thorsten Ebert, SUN Katharina Henke, Fraunhofer IWES Folie

2 Energiewende Nordhessen Szenarien für den Umbau der Stromversorgung auf eine dezentrale und erneuerbare Erzeugungsstruktur Gemeinschaftsstudie der Stadtwerke Union Nordhessen und des Fraunhofer IWES, Kassel Kassel, im September 2012 Folie

3 Folie

4 1 PROJEKTPARTNER Folie

5 1 Stadtwerke Union Nordhessen SUN Die SUN-Partner versorgen rund Menschen in der Region mit ca GWh Strom p. a. Die SUN-Partner beschäftigen ca Mitarbeiter. Folie

6 1 Fraunhofer IWES Fraunhofer ist die größte Organisation für angewandte Forschung in Europa mit 60 Instituten und Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Das Fraunhofer IWES ist das führende Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik. Das Fraunhofer IWES besitzt hohe Kompetenz im Bereich dezentraler und erneuerbarer Energieversorgung. Folie

7 2 FRAGESTELLUNG Folie

8 2 Zentrale Fragestellungen Ist eine weitgehend dezentrale Stromversorgung aus erneuerbaren Energien in Nordhessen möglich und sinnvoll? Wie hoch ist der EE-Anteil bereits und sind ausreichend weitere Potenziale vorhanden? Welcher Energiemix ist anzustreben? Wie können die Bürger mit einbezogen und die Region gestärkt werden? Folie

9 3 BESTANDSAUFNAHME Folie

10 3 Strukturdaten SUN-Region Einwohner km 2 Fläche GWh/a Strombedarf 590 MW Spitzenlast Folie

11 3 Anteil EE-Erzeugung 2010 Ca. 15 % EE-Anteil an der Stromversorgung Nordhessens Größter EE-Anteil durch PV und Wind Installierte EE-Leistung bei 63 % der Maximallast Folie

12 3 Regionale Ausgaben/Einnahmen aus EEG 2010 Regionale EEG-Einnahmen = 97 Mio. Gezahlte regionale EEG-Umlage = 75 Mio. PV erhält 63 % der regionalen EEG-Einnahmen. Folie

13 3 Zwischenfazit Heute werden bereits 15 % des Stromverbrauchs Nordhessens aus erneuerbaren Energien bereitgestellt. Die EEG-Vergütung der Region lag 2010 über der geleisteten EEG-Umlage, womit ein Wertschöpfungsüberschuss für die Region bestand. Folie

14 4 POTENZIALANALYSE Folie

15 4 Potenziale gesamt, genutzt, verbleibend Derzeit werden nur geringe Anteile der Potenziale genutzt. Es sind wesentlich größere Flächenpotenziale vorhanden. Folie

16 4 Potenziale im SUN-Gebiet Folie

17 4 Potenziale nach Gebietskörperschaften Stadt und Umland sind aufeinander angewiesen: Region kann mehr erzeugen als sie verbraucht. Stadt hat mehr Bedarf als Erzeugung und kann Überschussmengen aufnehmen. Folie

18 4 Zwischenfazit Die SUN-Region hat wesentlich mehr Flächenpotenzial als benötigt. Stadt und Umland sind aufeinander angewiesen. Folie

19 5 SZENARIEN Folie

20 5 Fünf Ausbau-Szenarien für 2025 Dem Ausgangsszenario werden vier weitere Szenarien gegenübergestellt. Bereitstellung von mindestens 80 % der Jahresenergie aus EE als Voraussetzung. Vergleich hinsichtlich energiewirtschaftlicher und ökonomischer Kriterien. Folie

21 5 Investitionskosten und vermiedene CO 2 -Emissionen Folie

22 5 Residuallast Stromverbrauch abzüglich regenerativer Energieerzeugung Negative Residuallast bedeutet Stromüberschuss. Positive Residuallast bedeutet zusätzlicher Strombedarf. Folie

23 5 Residuallasten und Überschüsse In allen Szenarien liegen die maximalen Strombezüge bei ca. 500 MW. In allen Szenarien sind die Leistungsüberschüsse größer als die Transportkapazität des Netzes (Netzausbau und Speicherbedarf!). Folie

24 5 Jahresdauerlinien der Residuallasten Rechnerisch bestehen während ca. 3 Monaten Erzeugungsüberschüsse. Mehr als 400 MW Unterdeckung entstehen nur für ca. 10 Tage. Im EEMax-Szenario entstehen Überschüsse für mehr als die Hälfte des Jahres. Folie

25 5 Selbstversorgungsanteil im Vergleich Die vier Grund- Szenarien weisen einen Selbstversorgungsanteil von ca. 60 % auf. Selbst im maximalen EE-Szenario liegt die Selbstversorgung bei nur 80 %. Folie

26 5 Maximale Netzlast und abgeregelte Energie im Ausgangsszenario Folie

27 5 Abgeregelte Energie und entgangene Einnahmen Die Stromüberschüsse müssten aufgrund der Netzengpässe abgeregelt werden. Abzuregelnde Energie: ca. 96 GWh/a Entgangene Einnahmen: ca. 15 Mio. p. a. Verringerung durch Netzausbau, flexible Lasten oder Speicherung. Folie

28 5 Systemintegration erneuerbarer Energien Folie

29 5 Deckung der residualen Last mit deutschlandweiten Strommix 2025 im Ausgangsszenario Folie

30 5 Deckung der residualen Last mit einem Gaskraftwerk (400 MW) im Ausgangsszenario Jahresenergie des Gaskraftwerks: MWh Volllaststunden: Std. Investitionsvolumen: ca. 400 Mio. Selbstversorgungsanteil im Ausgangsszenario durch Gaskraftwerk: 99,5 % Folie

31 5 Glättung der residualen Last mit einem Pumpspeicherkraftwerk (ca. 400 MW) im Ausgangsszenario Stromerzeugung des PSW: MWh/a Investitionsvolumen: ca. 1,5-2,0 Mio. / MW Selbstversorgungsanteil im Ausgangsszenario durch PSW: 79 % Folie

32 5 Zwischenfazit Mit Bereitstellung von 80 % der Jahresenergie aus EE liegt der Selbstversorgungsanteil bei ca. 60 % (ohne Speicher). Der maximale Selbstversorgungsanteil liegt bei 80 %. Ohne Speicher und ohne Netzausbau entgehen der Region Energiemengen durch die Abregelung der Stromüberschüsse in Höhe von ca. 96 GWh/a (Ausgangsszenario). Flexible Erzeugung (Gas, PSW) erscheint in einer Größenordnung von 400 MW sinnvoll. Folie

33 6 BÜRGERBETEILIGUNG / AKZEPTANZFORSCHUNG Folie

34 6 Bürgerbeteiligung und Akzeptanzforschung Formen der Bürgerbeteiligung: Direkte Partizipation über Bürgerbeteiligungsgesellschaft (Energiegenossenschaft oder Bürgerbeteiligungs-GmbH & Co. KG Indirekte Partizipation über Klimasparbrief Folie

35 6 Direkte Beteiligung z. B. über Genossenschaft Bürger gründen eine Beteiligungsgesellschaft z. B. als Genossenschaft. Die Anlegerinteressen werden so in einer Gesellschaft gebündelt. Diese beteiligt sich an der Windpark GmbH & Co. KG und tritt neben weiteren Beteiligten in die Windparkgesellschaft ein. Folie

36 6 Indirekte Beteiligung über Klimasparbrief SUN oder Städtische Werke AG verhandeln mit einer regionalen Bank über die Auflage eines Klimasparbriefs. Die Bank bietet den Klimasparbrief interessierten Anlegern an. SUN oder Städtische Werke AG verpflichten sich im Gegenzug, die von der Bank eingesammelte Summe für EE-Projekte zu verwenden (Zweckbindung). Folie

37 Akzeptanzforschung 6 Partizipationsebenen und Entscheidungsbeteiligung vgl. Rau, Schweizer-Ries & Hildebrand, 2012 Folie

38 7 REGIONALE WERTSCHÖPFUNG Folie

39 7 Regionale Wertschöpfung Folie

40 7 Zwischenfazit Die regionalen Wertschöpfungspotenziale übersteigen schon jetzt die durch die steigende EEG-Vergütung entstehenden Kosten. Es bestehen erheblich weitere Potenziale, die Wertschöpfung in die Region zurückzuholen. Folie

41 8 FAZIT Folie

42 8 Zusammenfassung Eine dezentrale Energiewende ist auch in einer Region mit einem Oberzentrum mit industriell geprägter Struktur möglich. Auch in einem dezentralen Szenario ist ein überregionaler Netzausbau notwendig. Dessen Struktur wird sich aber stark von den derzeit propagierten Strukturen unterscheiden. Die regionalen Wertschöpfungspotenziale sind erheblich, können aber nur generiert werden, wenn die Anlagen auch im Eigentum regionaler Akteure sind (Kommunen, Bürgergenossenschaften, Stadtwerke, regionale Banken). Folie

43 9 AUSBLICK Folie

44 9 Ausblick die nächsten Schritte Vorliegende Studie soll in Zusammenarbeit zwischen SUN und Fraunhofer IWES vertieft werden. Nordhessen als Modellregion: Virtuelle Kraftwerke (VK) als zentrales Instrument der Energiewende (IKT-Infrastruktur für VK) Vermarktungsoptionen für erneuerbare Energien (planbare, strukturierte EE-Stromprodukte, regionale Vermarktung, Großhandelsmärkte) Ausbau und Betrieb der zukünftigen Netzinfrastruktur (regelbare Ortsnetztransformatoren, Unterstützung des Netzbetriebs durch Lastmanagement) Folie

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