Eigenversorgung aus Sicht einer Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien
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- Jakob Mann
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1 Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt*: Eigenversorgung aus Sicht einer Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien Nds. Energietage Forum Eigenversorgung *) Präsentationsvorlagen: Gutachterteam Martin Faulstich Schmidt-Kanefendt, Szenariowerkstatt BUND Nds. 1
2 Eigenversorgung aus Sicht Vollversorgung mit EE Inhalt Herausforderungen 100 % EE-Szenario Niedersachsen Eigenversorgung Schwankungsausgleich 2
3 Herausforderungen Dekarbonisierung 2-Grad Ziel Aufnahmefähigkeit der Atmosphäre 210 Gt C Fossile Industriegesellschaft Fossile Reserven 800 Gt C 50% 80% 30% Fossile Ressourcen Gt C Quellen: Meinshausen et al. 2009, WBGU 2009, BGR 2011, Nature Eigene Berechnungen 3
4 Herausforderungen Zukünftige stromdominierte Infrastruktur Wind Strom Speicherung Sonne Wärme Wasser Verkehr Konversion Biomasse Grundstoffe 4
5 Eigenversorgung aus Sicht Vollversorgung mit EE Herausforderungen 100 % EE-Szenario Niedersachsen Eigenversorgung Schwankungsausgleich 5
6 100 % EE-Szenario Niedersachsen Szenarien zur Energieversorgung in Niedersachsen im Jahr Gutachten - M. Faulstich, H.-P. Beck, C. v. Haaren, J. Kuck, M. Rode, H.-H. Schmidt-Kanefendt, J. Ahmels, F. Dossola, J. z. Hingst, F. Kaiser, A. Kruse, C. Palmas, G. Römer, I. Ryspaeva, W. Siemers, J.-P. Springmann, C. Yilmaz 6
7 100 % EE-Szenario Niedersachsen Vollversorgung mit erneuerbaren Energien Fossile & Nukleare Energiequellen Sonstige Erneuerbare Energien Biomasse Photovoltaik Wind (on- & offshore) Treibhausgasemissionen * * Inklusive nichtenergetische Emissionen * 7
8 100 % EE-Szenario Niedersachsen Wesentliche Annahmen Wachstum: + 0,7% p.a. Degression: 12% bis 2050 Wirtschaft Bevölkerung Bedarf Heizwärme&Warmwasser - 66% Prozesswärme - 24% Stromanwendungen - 18% Mobile Anwendungen - 53% (88% Elektrotraktion) Onshore: 27 GW 182 TWh/a Bedarfsminderung: 47% von 340 auf 182 TWh Photovoltaik 128 GW Wind Offshore (54 GW in D) 7 GW Anteil Niedersachsen Photovoltaik 8
9 100 % EE-Szenario Niedersachsen Verminderung des Endenergieverbrauchs Stromanwendungen Verminderter Strombedarf Effizientere Verbraucher Gebäudewärmeanwendungen Weitgehende Gebäudesanierung Effizientere Warmwasserbereitung Prozesswärmeanwendungen Verminderter Prozesswärmebedarf Verlustarme, elektrische Beheizung Mobile Anwendungen Weitgehende Elektrifizierung Verminderter Kraftstoffbedarf 9
10 100 % EE-Szenario Niedersachsen Deckungsanteile der Energiequellen 10
11 100 % EE-Szenario Niedersachsen Vollversorgung von der Landesfläche Genutzte Energiequellen: Sonstige Flächen 13% (z.b. Binnengewässer) Siedlungsfläche 7% Waldfläche 25% Solarenergie (Dachflächen) Umgebungswärme (Wärmepumpe) Biobrennstoff (Holz) Windenergie Bodenfläche (BF): 4,761 Mio. ha Landwirtschaftsfläche 55% Windenergie Biobrennstoff (Biogas, Stroh) Solarenergie (Freiflächen) 11
12 Eigenversorgung aus Sicht Vollversorgung mit EE Herausforderungen 100 % EE-Szenario Niedersachsen Eigenversorgung Schwankungsausgleich 12
13 Eigenversorgung Definition nach 5 Nr. 12 EEG 2014: Unmittelbarer räumlicher Zusammenhang Stromerzeugung Stromverbrauch perspektivisch weiter gefasst: Energieerzeugung (E) und Energieverbrauch (V) auf der selben Grundstücksfläche Sonstige Flächen 13% (z.b. Binnengewässer) Siedlungsfläche 7% Waldfläche 25% V/E ~ 0 Solarenergie Umgebungswärme V/E ~ 0 Landwirtschaftsfläche 55% V/E ~ 0 13
14 Eigenversorgung Perspektiven* Wärmepumpe Siedlung Landwirtschaft Wald Gewässer Untergrund *) Am Beispiel 100 % EE-Szenario Niedersachsen mit 182 TWh/a Endenergieverbrauch 14
15 Eigenversorgung Photovoltaik auf Dachflächen in Niedersachsen 25-faches vom Status GWp 10 Eignungsflächen für solare Nutzung (Beispiel NRW) ,4 GWp.Status Potenzial hochgerechnet von: (2013) (ZGB) (NRW) (GDS) (OS) 100% Ziel (2050) PV auf Dachflächen Installierte Leistung Bruttostromerzeugung Niedersachs.- intern Niedersachs.- extern ZGB 2013: Zweckverb. Großraum Braunschweig NRW 2013: Nordrhein-Westfalen GDS 2016: Gemeinde Ganderkesee OS 2012: Landkreis Osnabrück Ansatz im 100 % EE-Szenario (Anteil Niedersachsen-intern): ha PV-Dachfläche 41 GWp PV installiert (17-fach) Ausbau jährl. ½ * Bestand TWh/a Bruttostromerzeugung 15
16 Eigenversorgung aus Sicht Vollversorgung mit EE Herausforderungen 100 % EE-Szenario Niedersachsen Eigenversorgung Schwankungsausgleich 16
17 Schwankungsausgleich Saisonal: Zentrale Gasspeicher Jahresgang Strom 100 % EE-Szenario Nds. (Verwendete Zeitreihen: Anlagenpark Deutschland 2012) Stromerzeugung Überschuss Stromverbrauch Mangel Saisonaler Ausgleich erfordert große Stromspeicherkapazität Elektrolyse Wasserstoff BHKW/GuD Langzeitspeicherung primär in Gaskavernen, da kostengünstig Wandlungseffizienz gering, aber Verluste moderat (geringe Zyklenzahl) 17
18 Schwankungsausgleich Untertägig: Dezentrale Batteriespeicher Typisches Haushaltsprofil (Quelle: SMA) Hohe Effizienz vorteilhaft bei großer Zyklenzahl Ergänzend für Kurzzeitspeicherung einsetzbar Entwicklungsstufen: 1. PV-Stromeinspeisung ohne Speicher 2. Speicher erhöht Eigenversorgungsanteil 3. Speicherintegration ins Smart Grid für untertägigen Ausgleich und Netzstabilität 18
19 Eigenversorgung aus Sicht Vollversorgung mit EE Fazit: Zielführende Entwicklung Weitgehende Nutzung der Dachflächen für Photovoltaik durch ambitionierten Ausbau (z. B. jährlich ½ * Bestand 2013) Ausbau Batteriespeicher begleitend zur Photovoltaik für erhöhten Eigenversorgungsanteil Optimierte Nutzung der Batteriespeicher über Smart Grid für Regelleistung und Systemdienstleistungen Ersatz der Heizkessel durch elektrische Wärmepumpen im Rahmen der energetischen Gebäudesanierung Setzung der wirtschaftspolitischen Rahmenbedingungen: Energiepreis Fossile E. höher als Erneuerbare E. + Speicher 19
20 Hans-Heinrich Schmidt-Kanefendt Ostfalia Hochschule: Fakultät Versorgungstechnik Regionale Energiekonzepte Salzdahlumer Straße 46/ Wolfenbüttel Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! 20
21 Literatur: (Faulstich 2016) Faulstich, Martin et al.: Szenarien zur Energieversorgung in Niedersachsen im Jahr Gutachten. Hannover: Niedersächsisches Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz. Verfügbar unter [Zugriff am ]: (GDS 2015) enthalten in Faulstich 2016, Anhang A. (NRW 2013) Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen: Potenzialstudie Erneuerbare Energien NRW, Teil 2 Solarenergie. LANUV-Fachbericht 40. Verfügbar unter [Zugriff am ]: i1%5bshowuid%5d=209&tx_commerce_pi1%5bcatuid%5d=4&chash=3e156c7a947ca079f4ae93b e8dc7219b (OS 2012) Landkreis Osnabrück: Solardachkataster. Verfügbar unter [Zugriff am ]: (ZGB 2013) Zweckverband Großraum Braunschweig: Regionales Energie- und Klimaschutzkonzept für den Großraum Braunschweig - REnKCO2. Verfügbar unter [Zugriff am ]: 21
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