Die Sonne speichern: Batteriespeicher für Fotovoltaik

Transkript

1 Die Sonne speichern: Batteriespeicher für Fotovoltaik Erste Erfahrungen Arno Poehlmann Lechwerke AG Seite 1

2 Stromversorgung früher: vom Großkraftwerk zum Kunden Quelle: Energieforschungszentrum Niedersachsen Lechwerke AG Seite 2

3 Stromversorgung morgen: Intelligente Netze Aktive Kunden Quelle: Energieforschungszentrum Niedersachsen Lechwerke AG Seite 3

4 Lechwerke AG Seite 4

5 Positive Effekte EEG am Beispiel der Photovoltaik: Die spezifischen Investitionskosten sind gewaltig gesunken derzeit unter 0,6 /Wp Quelle: ISE Fraunhofer Lechwerke AG Seite 5

6 Positive Effekte EEG am Beispiel der Photovoltaik: Die Anlagenzahl ist gewaltig gestiegen Anlagenzahl in Tausend 1281 Leistung in MWp Durchschnittliche Anlagengrösse kwp 26 Gesamterzeugung GWh Erzeugung je kwp 854 Lechwerke AG Seite 6

7 Positive Effekte EEG am Beispiel der Photovoltaik: Grid parity wurde erreicht Eigen erzeugter Strom ist wegen der Steuer- und Abgabenlasten des Stroms der öffentlichen Versorgung günstiger, als der aus dem Stromnetz. Bei heute gängigen Anlagenkosten von 1350 /kwp, kostet die selbst erzeugte Kilowattstunde weniger als 10 Ct Grafik: Prof. Volker Quaschnig Lechwerke AG Seite 7

8 Negative Effekte EEG am Beispiel der Photovoltaik: Hohe Belastung der Strompreise durch Umlagen Lechwerke AG Seite 8

9 Negative Effekte EEG am Beispiel der Photovoltaik: Weiterhin steigende Netznutzungsentgelte Übertragungsnetzbetreiber: Neue Höchstspannungsleitungen müssen gebaut werden Verteilnetzbetreiber: Erneuerbare Energien haben Einspeisevorrang und müssen in angemessener Zeit und bei kleinen Anlagen auf Kosten des Verteilnetzbetreibers angeschlossen werden Messstellenbetreiber: Eine Ausrüstung aller Kunden mit Smart Metern, ggfs. mit Datenanbindung kostet Milliarden Lechwerke AG Seite 9

10 Negative Effekte EEG am Beispiel der Photovoltaik: Hohe Belastung der Strompreise 30,00 19% Mehrwertsteuer 4,6436 Ct/kWh 25,00 Stromsteuer 2,05 Ct/kWh 20,00 Konzessionsabgabe 1,8 Ct/kWh 15,00 Strom-NEV-Umlage 0,33 Ct/kWh KWK-Umlage 0,13 Ct/kWh 14,48; 50% 7,60; 26% 10,00 Offshore-Haftungsumlage 0,25 Ct/kWh EEG-Umlage 5,28 Ct/kWh 7,00; 24% 5,00 Netznutzung 7 Ct/kWh 0,00 Strompreis 2013 Vertrieb 1,6 Ct/kWh Erzeugung 6 Ct/kWh Beschaffung/Vertrieb Reguliertes NNE Steuern und Abgaben Der Strompreis für Privatkunden beträgt 2013 ca. 29 Ct/kWh. Davon sind nahezu 3 Viertel staatlich reguliert. Quelle: Fraunhofer ISE Lechwerke AG Seite 10

11 Batteriespeicher erste Ergebnisse > Tests gemeinsam mit RWE Effizienz GmbH > Anlage 1: Kapazität 11,2 kwh WS 220V PV-Anlage 15,6 kw Anlage 2: Kapazität 16,8 kwh WS 220V PV-Anlage 18 kw Anlage 3: Kapazität 20,5 kwh DS 380V PV-Anlage 23 kw Haushalt und L/W-Wärmepumpe über eine gemeinsame Messung Positiv aus Kundensicht: > Keinerlei Störungen im Testzeitraum > Bis zu 80% Eigenversorgungsgrad im Haushalt realisierbar > Unterstützung durch die Bundesregierung durch KFW-Darlehen sowie Bezuschussung durch das BMU ab 1. Mai 2013 Lechwerke AG Seite 11

12 Die Batteriespeicher von prosol W/D kwh kw /kwh W Basic 4,4 2, W S 8,1 3, W M 11, W L 20, D XL 20, D XXL jeweils zzgl. MwSt Die oben angegebenen Preise sind Preise inkl. Einbau vor Mehrwertsteuer. Preisstand Anfang 2013 Wichtig: Neben der Batteriekapazität ist es auch wichtig, ob die Speicher einoder dreiphasig (W/D) arbeiten und welche maximale gleichzeitige Stromentnahme möglich ist. Lechwerke AG Seite 12

13 Was sagen Kunden zum Batteriespeicher? Wir sind am Batteriespeicher interessiert, wegen > Energie-Autarkie: Wir möchten mindestens soviel Strom erzeugen, als wir verbrauchen unechtes Plusenergiehaus Wir möchten (so gut wie) zu jeder Zeit unseren selbst erzeugten Strom nutzen, auch wenn die Sonne gerade nicht scheint echtes Plusstromhaus Wir möchten (wenn möglich) unsere gesamte Energie für Strom und Wärme selbst erzeugen. Mangels Gas- oder Ölquellen wandeln wir Strom mit einer Wärmepumpe in Wärme um echtes Plusenergiehaus > Angst vor nicht mehr bezahlbaren Energiepreisen > Gedanken an eine gute Rendite nicht an erster Stelle! Lechwerke AG Seite 13

14 Verbrauch: Haushaltsstrombedarf ohne Heizung aufgeteilt auf die Monate bei insgesamt 6000 kwh/jahr Lechwerke AG Seite 14

15 Verbrauch: Haushalts- und Wärmebedarf 6000 kwh/jahr Strom kwh/jahr Wärme Lechwerke AG Seite 15

16 Hier kommt die Wärmepumpe ins Spiel Diese macht aus 2600 kwh Strom und Wärme aus der Umwelt kwh Heizwärme Lechwerke AG Seite 16

17 Verbrauch: Haushalts- und Wärmebedarf 6000 kwh/jahr Strom kwh/jahr Strom für Wärmepumpe Lechwerke AG Seite 17

18 Verbrauch: Haushalts- und Wärmebedarf 6000 kwh/jahr Strom kwh/jahr Strom für Wärmepumpe Lechwerke AG Seite 18

19 Stromerzeugung: PV-Anlage 9100 kwh/jahr Lechwerke AG Seite 19

20 Stromerzeugung und Stromverbrauch 9100 kwh/a bzw kwh Jahr = Plusenergiehaus Lechwerke AG Seite 20

21 Saldo: Erzeugung aus PV Strom für Haushalt, Heizung +512 kwh/jahr = Plusenergiehaus, aber Lechwerke AG Seite 21

22 Ein Plusenergiehaus Niedrigenergiehaus Baujahr 2011 Wärmebedarf < 50 kwh/qm+a PV-Anlage 23 kw, ca kwh/jahr Luft-Wasser-Wärmepumpe Leistung 3,5 kw elektrisch Fußbodenheizung mit einer Speicherkapazität von ca. 25 kwh ++ Das echte Plusenergiehaus ++ Zusätzlicher Heizungspufferspeicher mit 1000l Inhalt Kapazität ca. 25 kwh Zusätzlicher Batteriespeicher mit einer Kapazität von 20,5 kwh Lechwerke AG Seite 22

23 Display des Batteriespeichers: Lechwerke AG Seite 23

24 Die Zählerdaten sind im Internet verfügbar: Lechwerke AG Seite 24

25 Der Batteriespeicher lädt tagsüber, entlastet das Netz und gibt den eigenen Strom in der Nacht wieder ab Elektroauto Lechwerke AG Seite 25

26 Der Batteriespeicher lädt tagsüber, entlastet das Netz und gibt den eigenen Strom in der Nacht wieder ab Lechwerke AG Seite 26

27 Erste Erfahrungen HH mit Wärmepumpe (für 10 Monate!) Eigenerzeugunpumpe Wärme- Haus Netzein- Strom- Gesamtstrom- Nutzbarer Speicher- Speicher- Eigenstrom- Einspeise- kwh halt speisung bezug verbrauch Verbrauch verluste verluste deckungsgrad grad Mai ,38 245, ,82 407,82 358,67 49,15 13,7% 90,0% 88,1% Jun ,40 215, ,16 308,16 269,10 39,06 14,5% 89,9% 90,7% Jul ,66 232, ,45 345,45 300,29 45,16 15,0% 90,5% 89,2% Aug ,36 266, ,06 359,06 318,66 40,40 12,7% 89,6% 89,0% Sep ,19 313, ,71 488,71 422,34 66,37 15,7% 86,6% 79,2% Okt ,63 289, ,27 720,27 654,67 65,60 10,0% 63,5% 63,6% Nov ,41 301, ,58 855,58 799,51 56,07 7,0% 46,0% 39,9% Dez ,30 330, , , ,80 52,35 4,3% 20,1% 24,4% Jan ,40 283, , , ,60 46,30 3,7% 12,9% 15,8% Feb ,2 260, ,2% 8,9% 16,5% Summe , , ,1 7324,1 6836,64 487,46 7,1% 40,8% 80,7% Durchschnittlicher Strombezug aus dem Netz ca. 14 kwh je Tag für Haushalt, Wärme, Warmwasser und z.t. für das Elektroauto Eigenstromdeckungsgrad 41% erhebliche Unterschiede Sommer u. Winter Jeder Speicher hat Verluste: 7,1% des genutzten Verbrauchs waren Verluste Nur 19,3% der Erzeugung konnten selbst genutzt werden; 80,7% wurden nach wie vor eingespeist. Dadurch finanziert sich die PV-Anlage immer noch gut. Lechwerke AG Seite 27

28 Erste Erfahrungen Haushalt Anlage 1 (für 8 Monate!) Eigenerzeugung Netzein- Strom- Eigenstro- Einspeise- Monat Haushalt speisung bezug deckungsgrad grad Mai ,0% 79,9% Juni ,1% 80,1% Juli ,4% 79,5% August ,7% 79,7% September ,6% 83,6% Oktober ,6% 62,7% November ,7% 49,3% Dezember ,0% 44,1% Summe ,0% 76,0% Durchschnittlicher Strombezug aus dem Netz ca. 3,3 kwh je Tag für Haushalt, Eigenstromdeckungsgrad 80% erhebliche Unterschiede Sommer u. Winter Nur 24% der Erzeugung konnten selbst genutzt werden; 76% wurden nach wie vor eingespeist. Dadurch finanziert sich die PV-Anlage immer noch sehr gut. Lechwerke AG Seite 28

29 Ist der Batteriespeicher schon wirtschaftlich nutzbar? das kommt darauf an, wann die PV-Anlage in Betrieb gegangen ist: Für zwischen 2001 und 2008 errichtete PV-Anlagen ist die Investition heute wirtschaftlich nicht vertretbar, weil der Staat auf 20 Jahre eine gleichbleibend hohe Einspeisevergütung garantiert. Erst wenn diese ausläuft wird es interessant. In der Zeit zwischen 2009 und wurde für den Selbstverbrauch eine zusätzliche Vergütung bezahlt; die Summe aus vermiedenen Strombezug vom EVU und Zusatzvergütung liegt über der Vergütung für Einspeisung. Seit wurde die Vergütung des Selbstverbrauchs eingestellt. Die Strombezugskosten liegen über der Einspeisevergütung. Deswegen rechnet sich der Batteriespeicher nicht mehr so gut. Mit jeder Reduzierung der EEG-Vergütung wird der Batteriespeicher wirtschaftlicher. Lechwerke AG Seite 29

30 Preisentwicklung PV und Haushaltstrompreis für eine Anlage, die am in Betrieb geht Strompreis Ct/kWh 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 EEG-1/2013 Haushalt 2% Haushalt 4% Haushalt 6% 20,00 10,00 0,00 Lechwerke AG Seite 30

31 Batteriespeicher erste Ergebnisse Sommer Winter Problematisch aus Sicht des Netzbetreibers: Sommer: In den kurzen Sommernächten verbrauchen Haushalte kaum Energie. Der Speicher ist am Ende der Nacht noch gut gefüllt und kann deswegen Lastspitzen kaum aufnehmen. Winter: Bewölkung und Schnee lassen die Stromproduktion aus PV auf Null absinken. Der Speicher läuft leer. Der Kunde belastet das Netz in vollem Umfang. Netzspitze steigt, Stromabsatz sinkt Lechwerke AG Seite 31

32 Batteriespeicher erste Ergebnisse Schnee PV-Erzeugung Sommer ca kwh/monat PV-Erzeugung Winter ca. 300 kwh/monat Sicht des Kunden: Wirtschaftlichkeit: Bei heutigen Investitionskosten und Strompreisen für Einspeisung und Bezug rechnen sich Speicher trotz Förderung noch nicht, aber wohl bald. Wunsch nach Autarkie und Altersvorsorge: Deswegen, wegen der Förderung und bei sinkenden Investitionskosten wird die Nachfrage steigen. Lechwerke AG Seite 32

33 Wer steuert die Beladung des Batteriespeichers? 70%-Abriegelung Lechwerke AG Seite 33

34 Neu Staatliche Förderung Vorläufig nur für neue PV-Anlagen < 30 kw peak mit Batteriespeicher Zuschuss abhängig von PV peak - Leistung sowie den Kosten des Batteriespeichers, 30%, maximal jedoch 660 /kw p KFW-Darlehen mit 100% Auszahlung und einer Laufzeit von bis zu 20 Jahren Händler garantiert den Ersatz des Zeitwerts bei Batteriedefekt < 7 Jahre Maximale Leistungsabgabe in das Netz 60% der PV peak -Leistung Batteriespeicher muss dem Netz dienlich sein Schnittstellen zum Netzbetreiber Einbindung in Energiemanagement Lechwerke AG Seite 34

35 Zukunftsaussichten 3 Faktoren entscheiden über die Durchsetzung des Batteriespeichers: 1. Wie werden sich die Energiepreise für Strombezug, aber auch für Heizöl und Erdgas entwickeln? Stärkere Preissteigerungen erhöhen die Wirtschaftlichkeit 2. Wie wird sich das EEG entwickeln? 3. Wie werden sich die Investitionskosten für Batteriespeicher entwickeln? Eine Mc Kinsey Studie geht im Zeitraum bis 2020 von stark fallenden Batteriepreisen aus. Heute kostet ein kleiner Speicher komplett montiert zwischen 2000 und 3500 /kwh könnten das 1000 /kwh sein. Lechwerke AG Seite 35

36 Batteriespeicher, PV-Anlage, Haushalt und Wärmepumpe Ein Traum für viele Kunden? Das kann aber nur dann erreicht werden, wenn alle Märkte gemeinsam entwickelt werden; die bisherige Aufmerksamkeit galt dem Strommarkt Heute werden Plusenergiehäuser gebaut, die nur noch 20 Kilowattstunden Wärme je Quadratmeter und Jahr benötigen. Bei einem 150qm-Haus nach KfW40-Standard und eingebauter Wärmepumpe verbraucht die Heizung noch etwa 2000 Kilowattstunden Strom; das ist die Hälfte des sonstigen Haushaltverbrauchs. Nach dem heutigen Recht, kann die Wärmepumpe nicht auf das PV-Angebot auf dem Hausdach zurück greifen. Selbstverbrauch geht nur entweder für den Haushalt oder für die Wärmepumpe. Diese Regelung entspricht nicht mehr dem heutigen Zeitgeist. Deshalb sollten lastvariable Strompreise zur Regelung von Angebot und Nachfrage eingeführt werden. Das scheitert jedoch an den hohen Abgaben und Steuern im Strompreis. Diese sind unabhängig von Angebot und Nachfrage jeweils in gleicher Höhe fällig und verhindern eine Preisdifferenzierung. Lastvariable Tarife mit deutlichen Preisunterschieden in Abhängigkeit vom Markt würden die Netze stabilisieren. Lechwerke AG Seite 36

37 Heutige Stromtarife? Haushalt EVU PV-Anlage Batteriespeicher Haushalt Heizung/Warmwasser EVU Beide Anlagen sind vollkommen getrennt! Wärmepumpe Pufferspeicher für Heizung Warmwasser Lechwerke AG Seite 37

38 Was muss ein neuer Stromtarif können? Er soll beruhigend auf die volatilen Märkte einwirken und helfen, Angebot und Nachfrage auszugleichen Er muss die Nutzung von Energie aus der Eigenerzeugung (PV) oder aus dem Batteriespeicher erlauben Er muss marktfähig gegenüber anderen Heizungssystemen sein Die Pufferung von Wasser zur Heizung und zur Warmwasserbereitung wird sehr wichtig: Ein Heizungspufferspeicher mit 30 Grad Temperaturdifferenz und 500 Litern kann etwa 17,5 Kilowattstunden Energie speichern Eine Fußbodenheizung mit etwa 3 Grad Temperaturdifferenz kann etwa 25 kwh speichern Ein Warmwasserspeicher mit 400 Litern und 45 Grad Temperaturdifferenz kann etwa 21 Kilowattstunden speichern Ein Batteriespeicher speichert 5 bis 10 kwh Strom; allerdings kann er im Sommer nur etwa 2 kwh aufnehmen, weil nachts nicht mehr verbraucht wird Der Kunde sollte durch die Steuerung möglichst wenig gestört werden Lechwerke AG Seite 38

39 Was muss ein neuer Stromtarif können? PV-Anlage Haushalt Haushalt, Wärmepumpe/Warmwasserbereitung, PV und Batteriespeicher über einen gemeinsamen Zähler EVU Batteriespeicher Wärmepumpe Pufferspeicher für Heizung Warmwasser Lechwerke AG Seite 39

40 Meine Wünsche an die Politik: 1. Denken Sie immer an den Gesamtenergieverbrauch in den Bereichen Wärme, Mobilität und Strom. Es macht keinen Sinn, Strom einzusparen wenn dadurch wertvolle fossile Brennstoffe verfeuert werden müssen. Eine Gesamtenergiebilanz entscheidet über das Gelingen der Energiewende in Deutschland. 2. Strom kann heute an jedem Standort aus Erneuerbaren Energien oder aus Kraft- Wärme-Kopplung erzeugt werden. Unterstützen Sie die Möglichkeiten, die sich künftig aus einer Kombination von dezentraler und zentraler Energieversorgung ergeben. 3. Wirksame lastvariable Strompreise in Abhängigkeit von Angebot und Nachfrage sind heute wegen der hohen Steuer- und Abgabenanteile (Ct/kWh) nicht möglich. Lassen Sie auch das smartgrid und die sich daraus ergebenden Steuermöglichkeiten im Netz durch sinnvolle Steuer- und Abgabenbelastungen und -entlastungen zu einem Erfolg werden. Lechwerke AG Seite 40

41 VIELEN DANK FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT. Lechwerke AG Seite 41