ROADMAP SPEICHER MITTEL- UND LANGFRISTIGER SPEICHERBEDARF

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1 ROADMAP SPEICHER MITTEL- UND LANGFRISTIGER SPEICHERBEDARF Annahmen und Szenarien Speicherbedarf Europa Speicherbedarf Deutschland Wesentliche Erkenntnisse Mareike Jentsch, Tim Drees Berlin, 11. Dezember 2014

2 Rechtliche Begleitung Projektstuktur Netze, Kraftwerke,... EE-Zeitreihen, KWK, flexible Verbraucher,... 47/26% (~2020) 69/38% (~2030) 82/88% (~2050) Marktwirtschaftliche Simulation Europäische Ausbauplanung Regelleistungsbedarf Marktpreise Import/Export-ZR, Ausbaustand Betriebswirtschaftliche Simulation Detaillierter Kraftwerkseinsatz DE mit iterativem Speicherzubau Rechtliche Analyse Speicherrecht und Ableitung rechtlicher Handlungsempfehlungen

3 Szenario B Szenario A Szenario C Szenarien und Sensitivitäten Variantensimulation EE-Anteil 45-50% EE-Anteil 26% EE-Anteil 69% EE-Anteil 37% EE-Anteil 88% EE-Anteil 82% Kurzfristig: Ausbau Wind Mittelfristig: Ausbau Netze & Erschließung von Flexibilitäten Langfristig: EE-Mix in DE und Europa (zzgl. Varianten) Basis der Szenarien Leitstudien 2010, 2011 und aktuelle Entwicklungen Wind Ausbau Netz e? Alternative F lex ibilitäten? Wind Netze Flexibilität Netze Flexibilität Netze Flexibilität Netze Flexibilität EE-Mix? Ausbau Netze? Alt. Flexibilitäten? CO 2 -Preis? PV Wind CSP Bio/ Geo CSP in Süd-EU Wind in Nord EU + Varianten

4 Stromerzeugung Marktsituation in Deutschland EE-Anteil: 45-50% Szenario Wind+ führt zu sinkender Erzeugung aus Gas Steigende Exportbilanz EE-Anteil: 69% Geringe Erzeugung auf Basis von Braun- und Steinkohle in allen Szenarien Höhere Austauschkapazitäten () führen zu leichter Steigerung der Erzeugung in Deutschland Geringere Erzeugung bei flexibleren Kraftwerken () Strukturelle Veränderung der Erzeugungssituation 700 TWh 600 a 500 EE Wind- KWK Biomasse Wind offshore Wasser Erdgas Braunkohle Last Wind + Sonstiges PV Wind onshore Oel Öl Steinkohle Kernenergie ~47% 26% 69% 37% 4

5 Engpasssituation in Deutschland Anspruchsvollere Übertragungsaufgabe durch veränderte Last-/Einspeisesituation Aber grundsätzlich entspannte Netzsituation bei Umsetzung des geplanten Netzausbaus nach NEP Exemplarischer Redispatch 69% EE-Anteil: 45-50% Lokal vereinzelt Engpässe sowie geringe Redispatchkosten von 60 Mio. /a Ein rein netzbedingter Ausbau von Speichern erscheint nicht sinnvoll EE-Anteil: 69% Vermehrtes Auftreten von Engpässen abhängig von bestehender Flexibilität sowie Ausbausituation Engpässe an Netzanschlusspunkten der Offshore- Parks sowie entlang der Nord-Süd-Trassen Leistungserhöhung Leistungserniedrigun g 5

6 Engpasssituation in Deutschland Anspruchsvollere Übertragungsaufgabe durch veränderte Last-/Einspeisesituation Aber grundsätzlich entspannte Netzsituation bei Umsetzung des geplanten Netzausbaus nach NEP EE-Anteil: 45-50% Lokal vereinzelt Engpässe sowie geringe Redispatchkosten von 60 Mio. /a Ein rein netzbedingter Ausbau von Speichern erscheint nicht sinnvoll Mrd. a TWh a EE-Anteil: 69% Vermehrtes Auftreten von Engpässen abhängig von bestehender Flexibilität sowie Ausbausituation Engpässe an Netzanschlusspunkten der Offshore- Parks sowie entlang der Nord-Süd-Trassen Zubau von Speichern zur räumlichen/zeitlichen Entkopplung der Einspeisung zu untersuchen 69% 37% 6

7 Fixkosten / Einsparungen Gesamtwirtschaftliche Bewertung Kosten-Nutzen-Bilanzierung Gegenüberstellung der Investitionskosten und Betriebskoten Berücksichtigung von zusätzlich integrierter Einspeisungen aus EE PSKW Wind + PSKW 45-50% 26% Kosten Einsparungen Fazit Wind- PSKW PTG PSKW PTG PSKW 69% 37% PTG PSKW PTG Potentiale deutlich von Flexibilitätsoptionen und Netzausbau abhängig Größter Nutzen durch höhere EE-Integration bei verzögertem Netzausbau Kosten überwiegen mögl. Nutzen in allen Szenarien Mittelfristig keine zusätzlichen Stromspeicher gesamtwirtschaftlich sinnvoll 7

8 Langfristiger Speicherbedarf Annahmen und Szenarien Besonderheiten: größere Unsicherheiten mehr Gestaltungsfreiraum Keine Berücksichtigung von Netzengpässen innerhalb der Marktgebiete NTC = TYNDP 2030 Bestandskraftwerke weitgehend vom Netz EE-Anteil am Bruttostromverbrauch: Deutschland 88% / Europa: 82% Szenario B + Varianten Szenario C EE-Anteil DE 88 % EE-Anteil EU 82 % Wind gesamt 97,0 GW 97,0 GW Wind onshore 65 GW 65 GW Wind offshore 32 GW 32 GW Photovoltaik 67,2 GW 101,8 GW Laufwasser 5,2 GW 5,2 GW Biomasse 9,7 GW 5,8 GW Geothermie 3,0 GW 0 GW

9 Langfristiger Speicherbedarf in Europa GW GW Szenario B mit DSM ohne DSM H2-Kaverne 12h-Bleibatterie 10h-Bleibatterie 8h-Bleibatterie 6h-Bleibatterie 4h-Bleibatterie 2h-Bleibatterie AT BE CH CZ DE DK ES FI FR GB HU IT LU IE NL NO PL PT SK SI SE Szenario C mit DSM ohne DSM H2-Kaverne 12h-Bleibatterie 10h-Bleibatterie 8h-Bleibatterie 6h-Bleibatterie 4h-Bleibatterie 2h-Bleibatterie DSM als entscheidende Einflussgröße Geringe EE- Abregelungen in Deutschland (3-6 TWh), jedoch in Großbritannien und Irland teils erheblich Zentrale Lage Deutschlands im Netzverbund, umfassender europ. Austausch AT BE CH CZ DE DK ES FI FR GB HU IT LU IE NL NO PL PT SK SI SE Im PV-dominierten Szenario deutlich höherer Speicherbedarf

10 Basis NTC2050=2030 Hohe CO2-Kost en Speicherzub. nur in D kein DSM 50% DSM Basis kein DSM GW Langfristiger Speicherbedarf in Deutschland Flexibilitäten Deutschland Szenario B: bestehende Flexibilitäten weitgehend ausreichend Reduktion von DSM führt zu Speicherbedarf 10 0 Austauschkapazitäten nach TYNDP 2030 reichen für 88%- Szenario weitgehend aus Szenario B Szenario C Elektrolyseur 12h-Bleibatt erie 10h-Bleibatt erie 8h-Bleibat terie 6h-Bleibat terie 4h-Bleibat terie 2h-Bleibat terie GT-Erdgas GuD-Erdgas NTC-Zubau DSM-Abruf Szenario C: verminderte Flexibilität auf Erzeugungsseite bedingt Speicherausbau trotz DSM

11 Wesentliche Erkenntnisse Kurz- und mittelfristig sind neue Stromspeicher nicht zwingend erforderlich für den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien Starke Abhängigkeit von Durchdringung mit alternativen Flexibilitäten DSM Flexibilität der Erzeugungsseite Europäische Vernetzung Speicher können/werden bei Systemdienstleistungen und bei der Systemsicherheit eine Rolle spielen Bei konsequentem Verfolgen der europäischen Klimaschutzziele ist langfristig eine große Bedeutung von Stromspeichern absehbar, daher: Technologien erforschen und entwickeln Lernkurven durchschreiten Bedarf kontinuierlich erforschen, Modelle weiterentwickeln, Abhängigkeiten untersuchen Unsicherheit EE-Ausbau DSM- Erschließung Kostenentwicklung Netzausbau Europa 28% EE 90% EE

12 Wesentliche Erkenntnisse Kurz- und mittelfristig sind neue Stromspeicher nicht zwingend erforderlich für den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien Starke Abhängigkeit von Durchdringung mit alternativen Flexibilitäten DSM Flexibilität der Erzeugungsseite Europäische Vernetzung Speicher können/werden bei Systemdienstleistungen und bei der Systemsicherheit eine Rolle spielen Bei konsequentem Verfolgen der europäischen Klimaschutzziele ist langfristig eine große Bedeutung von Stromspeichern absehbar, daher: Technologien erforschen und entwickeln Lernkurven durchschreiten Bedarf kontinuierlich erforschen, Modelle weiterentwickeln, Abhängigkeiten untersuchen Weitere Aspekte die Rückwirkungen auf das Gesamtsystem und den zukünftigen Speicherbedarf haben: Berücksichtigung weiterer Sektoren Vorgabe von THG-Minderungszielen Unsicherheit EE-Ausbau DSM- Erschließung Kostenentwicklung Netzausbau Europa 28% EE 90% EE

13 BMWi Projekt Roadmap Speicher Beitrag im Rahmen eines geförderten Forschungsprojektes Roadmap Speicher für das Bundeswirtschaftsministerium (BMWi), Förderkennzeichen A-C 13