Eine gute I.D.E.E. das Förderkonzept für Erneuerbare Elektromobilität

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1 Eine gute I.D.E.E. das Förderkonzept für Erneuerbare Elektromobilität Tomi Engel Berlin

2 Ganzheitliche Strategie rechtssichere Kennzeichnung von E-Mobilen strikte E-Mobil-Recyclingvorschriften (WEEE Direktive?) Stand-by Verbrauchsregulierung (ECO-Design?) Regulierung des Ladelärms (ruhender Verkehr) mobile, fahrzeugseitige Schutzeinrichtungen (PRCD) Smart Grid Smart Car mobile Fahrstromzähler schadstoffbasierte Fahrstromsteuer öffentliche Stromstellen als regulierter Netzbestandteil netzfreundliche Ladeelektronik (die I.D.E.E. für EE-Mobile)

3 Ganzheitliche Strategie rechtssichere Kennzeichnung von E-Mobilen strikte E-Mobil-Recyclingvorschriften (WEEE Direktive?) Stand-by Verbrauchsregulierung (ECO-Design?) Regulierung des Ladelärms (ruhender Verkehr) mobile, fahrzeugseitige Schutzeinrichtungen (PRCD) Smart Grid Smart Car mobile Fahrstromzähler schadstoffbasierte Fahrstromsteuer öffentliche Stromstellen als regulierter Netzbestandteil netzfreundliche Ladeelektronik (die I.D.E.E. für EE-Mobile)

4 Elektroautos sind wie Energiesparlampen rechtssichere Kennzeichnung von E-Mobilen strikte E-Mobil-Recyclingvorschriften (WEEE Direktive?) Stand-by Verbrauchsregulierung (ECO-Design?) Regulierung des Ladelärms (ruhender Verkehr) mobile - fahrzeugseitige Schutzeinrichtungen (PRCD) Smart Grid Smart Car mobile Fahrstromzähler schadstoffbasierte Fahrstromsteuer öffentliche Stromstellen als normaler Netzbestandteil netzfreundliche Ladeelektronik (die I.D.E.E. für EE-Mobile)

5 Elektroautos sind wie Energiesparlampen Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Energiespartechnik Smart Grid Smart Car... die aktiv das Stromnetz ruiniert! heute

6 Energiespartechnik Smart Grid Smart Car... die aktiv das Stromnetz ruiniert! heute

7 Dezentrale Energiesysteme

8 Dezentrale Energiesysteme... sind dezentral

9 Dezentrale Energiesysteme... sind dezentral 100% EE? was sonst

10 Dezentrale Energiesysteme... sind dezentral 100% EE? was sonst aber wie?

11 EE-Erzeugung Anlagenbestand Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität kw(peak) 23 GW 29 GW 5 GW Quelle: - Stand Feb. 2012

12 EE-Erzeugung Zubau Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität kw(peak) + 6 GW/a + 1 GW/a Quelle: - Stand Feb. 2012

13 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Quelle: - Stand Feb. 2012

14 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität = Nieder- und Mittelspannung 30 % 70 % Quelle: - Stand Feb. 2012

15 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität = Nieder- und Mittelspannung 50 % 50 % Quelle: - Stand Feb. 2012

16 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität = Nieder- und Mittelspannung 13 % 87 % Quelle: - Stand Feb. 2012

17 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität = Nieder- und Mittelspannung 4 % 96 % Quelle: - Stand Feb. 2012

18 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Welche Bedeutung haben da Höchstspannungstrassen? Pumpspeicher? 96 % Quelle: - Stand Feb. 2012

19 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Welche Bedeutung hat da die Leipziger Strombörse? 96 % Quelle: - Stand Feb. 2012

20 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Welche Bedeutung haben da bundesweite Statistiken? 96 % Quelle: - Stand Feb. 2012

21 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Quelle: - Stand Feb Die BRD hat 18% EE Annahme: Biomasse-Verstromung folgt dem Wärmebedarf

22 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Quelle: - Stand Feb Die BRD hat 18% EE Berlin hat 1% EE Annahme: Biomasse-Verstromung folgt dem Wärmebedarf

23 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Die BRD hat 18% EE Berlin hat 1% EE Der Kreis NEA hat 46% EE Annahme: Biomasse-Verstromung folgt dem Wärmebedarf Quelle: - Stand Feb. 2012

24 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Die BRD hat Quelle: - Stand Feb Berlin hat Der Kreis NEA hat 18% EE 1% EE >100% EE im regionalen Netz Annahme: Biomasse-Verstromung folgt dem Wärmebedarf

25 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Die BRD hat Berlin hat Der Kreis NEA hat 18% EE 1% EE >100% EE Quelle: - Stand Feb. 2012

26 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Solarstrom: >95 MW Biomasse: 15 MW Spitzenlast: ca. 50 MW Der Kreis NEA hat >100% EE ein Sommertag (in kw) mit absoluter Flaute Strombedarf Leistungsbedarf Quelle: - Stand Feb ein Jahr (in kwh)

27 EE-Erzeugungsleistung Hochrechnungen Studie EnergyMap BEE-Prognose dena-netzst. 1 BMU-Szen. A BMU-Szen. A UBA-Studie (Stand 2011) (Szenario 2020) (Szenario 2020) (Ziel 2020) (Ziel 2050) (Ziel 2050) Solarstrom 23 GW 39,5 GW 42 GW 52 GW 65 GW 120 GW Landwind 29 GW 45 GW 33 GW 36 GW 40 GW 60 GW Seewind 0 GW 10 GW 9 GW 10 GW 39 GW 45 GW Wasserkraft 5 GW 6,5 GW 5 GW 5 GW 5 GW 5 GW Biomasse 5 GW 9 GW 8 GW 9 GW 10 GW 23 GW Gase 0,5 GW Geothermie 0 GW 0,5 GW 0,3 GW 0,3 GW 4 GW 6 GW Summe 63 GW 111 GW 97 GW 112 GW 163 GW 259 GW Quelle: BEE Studie "Szenario 2020", UBA Studie "100% EE ", BMU "Leitsudie 2010"

28 EE-Erzeugungsleistung Hochrechnungen Studie EnergyMap BEE-Prognose dena-netzst. 1 BMU-Szen. A BMU-Szen. A UBA-Studie (Stand 2011) (Szenario 2020) (Szenario 2020) (Ziel 2020) (Ziel 2050) (Ziel 2050) Solarstrom 23 GW 39,5 GW 42 GW 52 GW 65 GW 120 GW Landwind 29 GW 45 GW 33 GW 36 GW 40 GW 60 GW Seewind 0 GW 10 GW 9 GW 10 GW 39 GW 45 GW Wasserkraft 5 GW 6,5 GW 5 GW 5 GW 5 GW 5 GW Biomasse 5 GW 9 GW 8 GW 9 GW 10 GW 23 GW Gase 0,5 GW Geothermie 0 GW 0,5 GW 0,3 GW 0,3 GW 4 GW 6 GW Summe 63 GW 111 GW 97 GW 112 GW 163 GW 259 GW Quelle: BEE Studie "Szenario 2020", UBA Studie "100% EE ", BMU "Leitsudie 2010"

29 EE-Erzeugungsleistung Hochrechnungen Studie EnergyMap BEE-Prognose dena-netzst. 1 BMU-Szen. A BMU-Szen. A UBA-Studie (Stand 2011) (Szenario 2020) (Szenario 2020) (Ziel 2020) (Ziel 2050) (Ziel 2050) 70 GW in 2020? Solarstrom 20 GW 39,5 GW 42 GW 52 GW 65 GW 120 GW Landwind 29 GW 45 GW 33 GW 36 GW 40 GW 60 GW Seewind 0 GW 10 GW 9 GW 10 GW 39 GW 45 GW Wasserkraft 5 GW 6,5 GW 5 GW 5 GW 5 GW 5 GW Biomasse 5 GW 9 GW 8 GW 9 GW 10 GW 23 GW Gase 0,5 GW Geothermie 0 GW 0,5 GW 0,3 GW 0,3 GW 4 GW 6 GW Summe 63 GW 111 GW 97 GW 112 GW 163 GW 259 GW Quelle: BEE Studie "Szenario 2020", UBA Studie "100% EE ", BMU "Leitsudie 2010"

30 Physik vs. Zahlenspiele

31 Die Physik des Stromnetzes

32 Die zentralen Größen unseres Stromnetzes: 230 Volt und 50 Hertz

33 Aufgrund der physikalischen Gesetze gilt im Stromnetz in jeder Millisekunde: Angebot = Nachfrage

34 Angebot = Nachfrage f = 50 konstant Hz

35 Angebot = Nachfrage f = 50 Hz

36 Angebot < Nachfrage f < 50 Hz

37 Angebot > Nachfrage f > 50 Hz

38 Stromversorgung Angebot und Nachfrage 230 Beispiel: Stark vereinfachter Spannungsverlauf in einem Kabelstrang u [V] Einspeisung (z.b. Ortstransformator) Verbraucher Einspeisung (z.b. PV-Anlage) Einspeisung (z.b. BHKW)

39 Stromversorgung Angebot und Nachfrage 230 Beispiel: Stark vereinfachter Spannungsverlauf in einem Kabelstrang u [V] Einspeisung (z.b. Ortstransformator) Verbraucher Einspeisung (z.b. PV-Anlage) Einspeisung (z.b. BHKW)

40 Stromversorgung Angebot und Nachfrage 230 Beispiel: Stark vereinfachter Spannungsverlauf in einem Kabelstrang u [V] Einspeisung (z.b. Ortstransformator) Verbraucher Einspeisung (z.b. PV-Anlage) Einspeisung (z.b. BHKW) Spannung = lokales Gleichgewicht 50,1 Hz 50,0 Hz 49,9 Hz Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf in einer August-Woche Frequenz = globales Gleichgewicht

41 Stromversorgung Angebot und Nachfrage Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität 50,1 Hz 50,0 Hz 49,9 Hz Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf in einer August-Woche 260 V 230 V 200 V Quelle: Babelbee-Stromstelle

42 Stromversorgung Angebot und Nachfrage Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität 50,1 Hz 50,0 Hz 49,9 Hz Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf in einer August-Woche Lokaler Effekt der PV-Einspeisung in einem bayerischen Niederspannungsnetz 260 V 230 V 200 V Quelle: Babelbee-Stromstelle

43 Stromversorgung Angebot und Nachfrage Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität 50,1 Hz 50,0 Hz 49,9 Hz Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf an einem August-Tag 260 V 230 V 200 V Quelle: Babelbee-Stromstelle

44 Stromversorgung Angebot und Nachfrage Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität 50,1 Hz 50,0 Hz 49,9 Hz Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf an einem August-Tag 260 V 230 V 200 V Quelle: Babelbee-Stromstelle

45 Stromversorgung Angebot und Nachfrage Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität 50,1 Hz 50,0 Hz 49,9 Hz Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf an einem August-Tag Globaler Effekt des Stromhandels. "Zeitvariable Strompreise" destabiliseren fast zu jeder vollen Stunde das Netz! 260 V 230 V 200 V Quelle: Babelbee-Stromstelle

46 Stromversorgung Anpassung der Grenzen Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität 50,1 Hz 50,0 Hz 49,9 Hz Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf an einem August-Tag Netz hat zu viel Strom Netz hat zu wenig Strom 260 V 230 V 200 V Quelle: Babelbee-Stromstelle

47 Elektroautos sind wie Energiesparlampen Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Energiespartechnik Smart Grid Smart Car... die aktiv das Stromnetz ruiniert! heute

48 Elektroautos sind wie Energiesparlampen Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Energiespartechnik Smart Grid Smart Car... die aktiv das Stromnetz ruiniert! morgen stabilisieren!

49 Stromversorgung Anpassung der Grenzen Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität 50,1 Hz 50,0 Hz 49,9 Hz Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf an einem August-Tag Netz hat zu viel Strom Netz hat zu wenig Strom 260 V 230 V 200 V Quelle: Babelbee-Stromstelle

50 Stromversorgung Anpassung der Grenzen Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität 50,1 Hz 50,0 Hz 49,9 Hz Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf an einem August-Tag Ladeleistung erhöhen Ladeleistung reduzieren 260 V 230 V 200 V Quelle: Babelbee-Stromstelle

51 Stromversorgung Angebot und Nachfrage Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität 50,1 Hz 50,0 Hz 49,9 Hz Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf an 2 Stunden im August Ladeleistung erhöhen Ladeleistung reduzieren 260 V 230 V 200 V Quelle: Babelbee-Stromstelle

52 Stromversorgung Angebot und Nachfrage Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität 50,1 Hz 50,0 Hz 49,9 Hz Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf an 2 Stunden im August Ladeleistung erhöhen Ladeleistung reduzieren 260 V 230 V 200 V Quelle: Babelbee-Stromstelle

53 Stromversorgung Angebot und Nachfrage Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität 50,1 Hz 50,0 Hz 49,9 Hz Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf an 2 Stunden im August Physik Markt Physik 260 V 230 V 200 V Quelle: Babelbee-Stromstelle

54 Dezentrale Energiesysteme

55 Dezentrale Energiesysteme

56 Dezentrale... Erneuerbare E-Mobile

57 Unsere I.D.E.E. ist die physikalische und technische Kopplung der Elektromobilität an die Erneuerbaren Energien (vor allem in den Niederspanungsnetzen)

58 Unsere I.D.E.E. ist die physikalische und technische Kopplung der Elektromobilität an die Erneuerbaren Energien (vor allem in den Niederspanungsnetzen)

59 Lernen vom EEG Refinanzierung über eine Marktumlage... schafft die Unabhängigkeit von Haushaltsdebatten. vermeidet "Stop-und-Go" Förderung und gibt damit der Industrie die notwendige Investitionssicherheit. Garantierter Mindestlohn für erbrachte Leistung... anstelle von pauschalen Vorabsubventionen Smart Grid Smart Car gibt den Akteuren Planungs- und Investitionssicherheit Technologieorientierte Ausgestaltung bei Wahrung der technologieneutraliät in den einzelnen Sparten Renditeerwartungen werden (sofort) geweckt kein Warten "auf die billigeren Produkte von Morgen" mobilisiert den Massenmarkt

60 Probleme der Elektromobilität Mehrkosten der Akkus sind real... und sinken nicht durch Forschung, sondern durch Massenproduktion. E-Mobile werden erst durch aktive Förderung zu einem Massenprodukt, da die Marktverzerrung zu Gunsten der Erdölmobilität zu groß ist. Netzfreundliche Fahrzeuge wird es nicht geben, denn... der Kunde versteht das nicht, braucht es nicht und fragt es nicht nach. Smart Grid Smart Car die Automobilhersteller müssen es nicht einbauen, weil das E-Auto ein Stromverbraucher ist. Netzbetreiber werden von sich aus dafür nicht zahlen, weil für sie die anfänglich sehr kleinen E-Autoflotten keine Bedeutung haben. Wir sollten aus dem "Wind-SDL-Bonus" und dem "PV 50,2 Hz Problem" lernen und den gleichen Fehler nicht ein drittes mal machen.

61 Unsere I.D.E.E. ist eine Innovationsförderung in Deutschland für Erneuerbare Elektromobilität "Das EEG auf Rädern"

62 Unsere I.D.E.E. ist Zeit (h) * Anschlussleistung (kw) * Fördersatz (Cent/h * kw) *

63 Der Faktor "Zeit" bindet die Autobesitzer aktiv ein und motiviert Sie dazu ihr Auto möglichst oft (immer) mit dem Netz zu verbinden. sich um (bedarfsgerechte) Infrastruktur zu kümmern, damit das Auto am Netz hängen kann. sich mit der Notwendigkeit von Netzintegration zu beschäftigen. garantiert, dass nur real erbrachte Leistung (=Aufwand) entlohnt wird. Stand-By Verbrauch? Ladelärm? Zeit (h) * Anschlussleistung (kw) * Fördersatz (Cent/h * kw) *

64 Der Faktor "Anschlussleistung" Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität berücksichtigt, dass bei der E-Mobilität nicht die benötigten "kwh" das technische Problem sind, sondern die "kw" gemanaged werden müssen. motiviert die Autobesitzer sich dreiphasige Ladetechnik zu beschaffen, wodurch es mehr Planungssicherheit im Netz gibt. was durch symmentrische Belastung die Netzstabilität erhöht. womit schnelle Schwankungen im EE-Angebot einfacher durch die EE-Mobile aufgenommen werden können. Zeit (h) * Anschlussleistung (kw) * Fördersatz (Cent/h * kw) *

65 Der Faktor "Fördersatz" Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität gibt einen Anreiz netzfreundliche Technik zu entwickeln und zu kaufen. sollte nach dem Grad der technischen Komplexität gestaffelt sein. 1 Cent/h * kw für "An-Aus" gemäßt 49,8 bzw. 50,2 Hz Aspekt. +0,5 Cent/h * kw für dynamische Anpassung der Ladeleistung +0,5 Cent/h * kw für bidirektionalen Energiefluss Zeit (h) * Anschlussleistung (kw) * Fördersatz (Cent/h * kw) *

66 Rechenbeispiele für die Fördersätze Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Laden "Nachts an der heimischen Schukodose" 90 (Euro/a) = 24 (Cent/d) = 8 (h) * 3 (kw) * 1 (Cent/h * kw) *

67 Rechenbeispiele für die Fördersätze Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Laden "Nachts an der heimischen Schukodose" Aufbau einer Steckdose am Arbeitsplatz 180 (Euro/a) = 48 (Cent/d) = 16 (h) * 3 (kw) * 1 (Cent/h * kw) *

68 Rechenbeispiele für die Fördersätze Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Laden "Nachts an der heimischen Schukodose" Aufbau einer Steckdose am Arbeitsplatz dreiphasige Technik mit 11 kw 640 (Euro/a) = 176 (Cent/d) = 16 (h) * 11 (kw) * 1 (Cent/h * kw) *

69 Rechenbeispiele für die Fördersätze Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Laden "Nachts an der heimischen Schukodose" Aufbau einer Steckdose am Arbeitsplatz dreiphasige Technik mit 11 kw und bidirektionalem Energiefluss 1280 (Euro/a) = 352 (Cent/d) = 16 (h) * 11 (kw) * 2 (Cent/h * kw) *

70 Rechenbeispiele für die Fördersätze Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität mit 11 kw- Netzstabilisierungstechnik 1280 (Euro/a) = vs. 90 (Euro/a) Welches E-Auto würden Sie kaufen? mit 3 kw- Basistechnik

71 Förderung braucht eine eingebaute Degression damit es einen Anreiz gibt möglichst früh ein EE-Mobil zu kaufen weil die billigen Massenprodukte weniger Förderung brauchen als die teuren Kleinserien der Anfangsphase 1280 (Euro/a) = Baujahr 2013 verspricht Euro = 2022 verspricht Euro = 2023 verspricht 0 Euro =

72 Förderung nur für erbrachte Leistung Die Förderung ist eine zielgerichtete "Vergütung" und keine "Subvention". Ein Autobesitzer kann eine bestimme Förderung erzielen aber nur, wenn er netzfreundliche Technik kauft und sich netzfreundliche verhält (also, sein Auto mit dem Netz verbindet) Baujahr 2013 verspricht Euro =

73 Unsere I.D.E.E. ist Zeit (h) * Anschlussleistung (kw) * Fördersatz (Cent/h * kw) *

74 Unsere I.D.E.E. sollte durch eine Marktumlage (z.b. auf die Netzentgelte) refinanziert werden (weil mittel- und langfristig dadurch Probleme im Netzbetrieb vermieden bzw. reduziert werden können)

75 Unsere I.D.E.E. ist die physikalische und technische Kopplung der Elektromobilität an die Erneuerbaren Energien (vor allem in den Niederspanungsnetzen)

76 Tomi Engel