Herausforderungen beim Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Sachsen

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1 Herausforderungen beim Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Sachsen Fachtagung - Betriebsführung und Instandhaltung regenerativer Energieanlagen (BIREA) am in Leipzig Referent: Christian Micksch

2 Agenda Stromerzeugung in Sachsen Erneuerbare Energien in Sachsen - aktueller Stand - 33 % Szenario % Szenario - technische Umsetzung, Herausforderungen und Chancen Energieeffizienz die Schlüsseltechnologie für den Ausbau von erneuerbaren Energien

3 Aktueller Stand der Stromversorgung in Sachsen Entwicklung der Stromerzeugung nach Energieträgern Quelle: SAENA, Datenbasis: Energiebericht 2009

4 Aktueller Stand der Stromversorgung in Sachsen Hochrechnung zur zeitlichen Entwicklung der derzeit installierten Leistung im konventionellen Kraftwerkspark Quelle: SAENA, Datenbasis: Inbetriebnahmejahre sächsischer Kraftwerksanlagen

5 Aktueller Stand der Stromversorgung in Sachsen Ist-Erzeugung Juni 2010 Quelle: SAENA, Datenbasis: EnBW, Vattenfall und sächs. Stadtwerke, 50Hertz Transmission

6 Stand der erneuerbaren Energien in Sachsen * Prognose Saena Quelle: Bilddatenbank SAENA

7 Potentiale der erneuerbaren Stromerzeugung in Sachsen Technisches Potenzial 2010 Quellen: SAENA, LfLUG, IE Leipzig, Fraunhofer IWES

8 Erforderliche installierte Leistung für eine Stromversorgung mit EE in Sachsen - Wind

9 Erforderliche installierte Leistungen für eine Stromversorgung mit EE in Sachsen - Photovoltaik

10 Erforderliche installierte Leistungen für eine Stromversorgung mit EE in Sachsen - Biomasse

11 Installierte Leistung - Wasserkraft Quelle: SAENA, Datenbasis: Anlagenstammdaten 50Hertz Transmission GmbH

12 Methodik für eine Szenarienanalyse Ermittlung eines theoretischen sächsischen Anteils an der Gesamtlast im 50Hertz-Gebiet Ermittlung von normierten Einspeise-Profilen Last Einspeisung EE Residuallast Prognose der jeweiligen Stromproduktion dynamische Anpassung der Erdgas- Stromeinspeisung Speicherfahrweise, die Abweichungen vom 3- tägigen Mittelwert ausgleicht dynamische Anpassung der Braunkohle- Stromeinspeisung Ermittlung des durch konventionelle Anlagen zu deckenden Lastanteils Lastglättung mittels Speicherbewegung Defizit/ Überschuss Tilgung der Residuallast unter Berücksichtigung Importbedarf /Zuführung möglicher Leistungsstufen zu Langzeitspeicheranlagen

13 Szenarienauswertung 33% EE A (Profil 2009) 51,2 % 14 % Quelle: SAENA

14 Szenarienauswertung 33% EE A (Profil 2009) Quelle: SAENA

15 Auswirkungen auf konventionelle Kraftwerke im zukünftigen Stromversorgungssystem Verdrängung konventioneller Kraftwerke aus den jeweiligen Lastbändern häufigere Regelungsvorgänge, weniger Volllaststunden, Regelenergiebedarf steigt Wirkungsgradverluste im Falle der Regelung > erhöhte spezifische CO2-Emissionen Anstieg der Stromgestehungskosten konventioneller Erzeugungsanlagen Quelle: SAENA

16 Kosten des Ausbaus und der Anpassung der Energieinfrastruktur Parameter Einheit Braunkohle GuD Windpark Nennleistung MW_el spez. Investitionskosten /kw_el absolute Investition M Abschreibungsdauer a Zinssatz 10% 10% 10% jährliche Kapitalkosten M /a Volllast-Stunden h/a Stromerzeugung TWh_el/a 8 8 2,0 el. Nutzungsgrad 44% 58% 100% Brennstoff-Input TWh_f/a 18,2 13,8 2,0 spez. CO2-Emissionen t/mwh_f 0,39 0,19 0,00 (Brennstoff) absolute CO2-Emissionen Mt/a 7,1 2,6 0,0 spezifische CO2-Emissionen t/mwh_el 0,89 0,33 0,00 (Strom) Brennstoff-Preis /MWh_f CO2-Preis /t Kapitalkosten /MWh_el Brennstoffkosten /MWh_el CO2-Kosten /MWh_el Stromgestehungskosten /MWh_el Quelle: arrhenius Institut

17 Kosten des Ausbaus und der Anpassung der Energieinfrastruktur Parameter Einheit Braunkohle Nennleistung MW_el spez. Investition /kw_el absolute Investition M Abschreibungsdauer a Zinssatz 10% 10% 10% 10% 10% 10% 10% 10% jährliche Kapitalkosten M /a Volllaststunden h/a Stromerzeugung TWh_el/a el. Nutzungsgrad 44% 44% 44% 44% 44% 44% 44% 44% Brennstoff-Input TWh_f/a 2,3 4,5 6,8 9,1 11,4 13,6 15,9 18,2 spez. CO2-Emissionen (Brennstoff) t/mwh_f 0,39 0,39 0,39 0,39 0,39 0,39 0,39 0,39 absolute CO2-Emissionen Mt/a 0,9 1,8 2,7 3,5 4,4 5,3 6,2 7,1 spezifische CO2-Emissionen (Strom) t/mwh_el 0,89 0,89 0,89 0,89 0,89 0,89 0,89 0,89 Brennstoff-Preis /MWh_f CO2-Preis /t Kapitalkosten /MWh_el Brennstoffkosten /MWh_el CO2-Kosten /MWh_el Stromgestehungskosten /MWh_el Quelle: arrhenius Institut

18 Kosten des Ausbaus und der Anpassung der Energieinfrastruktur Anstieg der Stromgestehungskosten um 10 bis 15% Quelle: eigene Darstellung in Anlehnung an: arrhenius Institut

19 100 % Szenario mit Methan als Stromspeicher Speicherpotential deutsches Stromnetz: 0,04 TWhel Speicherpotential deutsches Erdgasnetz: 120 TWhel Quelle: Fraunhofer IWES

20 Szenarienauswertung 100% EE (mit Methanisierung und Kurzzeitspeicher) Quelle: SAENA

21 100% EE in Sachsen (Basis: Lastprofil 2009) Durch volatile Stromerzeuger entstehen sehr große Überschüsse und Defizite bei einem Lastprofil ohne smart demand 13 GWh 292 GWh 486 GWh 357 GWh 24 GWh 459 GWh 2. Juniwoche (Szenario 100% EE) Quelle: Saena

22 Szenarienauswertung 100% EE A Methanisierung Erzeugung und Verbrauch im Jahresverlauf PV Wind Kurzzeitspeicher Leistung Speicherpotential Anfangsstand Endstand MW MW 2000 MW MWh 1000 MWh 1066 MWh Methanisierung Inputleistung Outputleistung Anfangsladestand 3000 MW 3000 MW 1000 GWh Stromverbrauch zur Methanerzeugung: 6901 GWh Stromerzeugung aus Methanverbrauch: 2445 GWh Quelle: SAENA

23 Ergebnisse künftig werden alle Lastbänder durch EE-Einspeisung beeinflusst bereits 2020 werden teilweise große Stromüberschüsse auftreten aus dem EE Vorrang erfolgt eine rückläufige Entwicklung der Volllaststunden konventioneller Kraftwerke Erhöhung der Stromgestehungskosten Regelbarkeit der Braunkohlekraftwerke muss verbessert werden, derzeit nicht für starke und schnelle Lastschwankungen ausgelegt Hemmnis für den Ausbau der erneuerbaren Energien Ausbau der Speichertechnologien notwendig Vollversorgung durch regenerative Energieträger bei einem entsprechenden Lastmanagement und intelligenten Einsatz von Kurz- und Langzeitspeichern ist prinzipiell möglich Neue Märkte für EE entstehen Energieeffizienz dringend erforderlich, eine Schlüsseltechnologie für den Ausbau von EE!!

24 Einsparpotentiale durch Energieeffizienz Industrie und Gewerbe Strom: 10 bis 30 % Wärme: 20 bis 50 % Gebäude (Bauen und Sanieren) Heizenergie: bis zu 90 % bei Anwendung des Passivhausstandards bis zu 20 % durch Betriebsoptimierung energietechnischer Anlagen Straßenbeleuchtung Strom: 30 bis 50 % bei Einsatz von LED und Steuerung Innenbeleuchtung Strom: 40 bis 60 % bei Einsatz von neuen Leuchten mit optimierten Reflektoren, Tageslichtausnutzung IT-Geräte Strom: 30 bis 75 %

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Die Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH: Energieeffizienz - Unternehmen Energieeffizienz - Gebäude Energieeffizienz - Verkehr Energieeffizienz - Kommunen/Landkreise Zukunftsfähige Energieversorgung Projekte im schulischen Bereich Beratung Weiterbildung Öffentlichkeitsarbeit Tipp: Sprechen Sie uns an! Beratertelefon:

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