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1 Dr. Ricard Petranovic, Leiter Industrie- und Übertragungsnetze, Power Consulting, ABB AG, Energiewende und Industrie 4.0 Wie passt das zusammen? April 22, 2015 Slide 1

2 Energiewende Neue Energie für Deutschland April 22, 2015 Slide 2

3 Energiewende Ziele der Bundesregierung Quelle: Fortschritte für Deutschland. Halbzeitbilanz der Bundesregierung Entwicklung des Stromerzeugungsmix gemäß Energiekonzept 2010 Anteil am Bruttostromverbrauch in Prozent 100% 80% Erneuerbare Energien Fossile Brennstoffe Kernenergie 60% % 65 20% % April 22, 2015 Slide 3

4 Energiewende Zielkorridore für Erneuerbare gemäß EEG 2014 Quelle: BDEW. Erneuerbare Energien und das EEG: Zahlen, Fakten, Grafiken (2014). Stand: Ergänzt um Zielkorridor für Erneuerbare gemäß EEG 2014, Stand: Ergänzt um den Wert für 2014, Pressemeldung des BMWi vom Anteil des Stromes aus regenerativen Energiequellen* Quelle: Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BMWi) *bezogen auf den Brutto-Inlandsstromverbrauch 90% 80% 70% 60% 50% 60% 50% 45% 55% 65% 80% IST Energiekonzept EEG % 30% 23,7% 24,7% 27,8% 35% 40% 20% 17,1% 10% 0% April 22, 2015 Slide 4

5 Energiewende Die wesentlichen Veränderungen Verbrauchsferne Erzeugung in großen Einheiten Windenergie, insbesondere Offshore Wasserkraft (Speicher) Alpen, Skandinavien Sonnenenergie Südeuropa, Nordafrika Dezentrale Erzeugung in kleinen Einheiten Photovoltaik Kraft-Wärme-Kopplung Volatile, dargebotsabhängige Erzeugung Windenergie Sonnenenergie Technische Auswirkungen in allen Bereichen: Erzeugung, Übertragung, Verteilung und Anwendung, die letztlich zu einem grundlegend anderen Systemdesign führen werden. April 22, 2015 Slide 5

6 Energiewende Herausforderungen für industrielle Verbraucher April 22, 2015 Slide 6

7 Industrie ist größter Nettostromverbraucher Stromverbrauch nach Verbrauchergruppe Quelle: Statista 2015, Stromverbrauch nach Verbrauchergruppe in Deutschland im Jahr 2013 (vorläufige Angaben). Zugriff am Stromverbrauch nach Verbrauchergruppe in Prozent Im Jahr 2013 verbrauchte die deutsche Industrie 46 Prozent des gesamten Stroms. 24% 2% 2% 46% Stromverbrauch nach Verbrauchergruppe in Terawattstunden Im Jahr 2013 verbrauchte die deutsche Industrie rund 241 Terawattstunden Strom % 138 Industrie GHD Landwirtschaft Haushalte Verkehr Industrie GHD Landwirtschaft Haushalte Verkehr April 22, 2015 Slide 7

8 Herausforderungen für industrielle Verbraucher Volatile, dargebotsabhängige Erzeugung Quelle: Agora Energiewende, Agorameter Zugriff am April 22, 2015 Slide 8

9 Lösungen Energieeffizienz und Flexibilitätsoptionen Stromeffiziente Verbraucher und Prozesse Eigenerzeugung (KW, BHKW, Diesel, Solar, Wind, ) Energiespeicher Thermische Energie (Wärmespeicher, Fernwärmespeicher, ) Chemische Energie (anorganisch, organisch) Mechanische Energie (kinetisch, potentiell) Elektrische Energie Flexibilisierung des Verbrauchs (Lastverschiebung, abschaltbare Lasten) Produkt als Energiespeicher (Lagerung größerer Produktionsmengen) April 22, 2015 Slide 9

10 Energieeffizienz und Flexibilitätsoptionen Notwendige Untersuchungen Stromeffiziente Verbraucher Untersuchen des Netzes hinsichtlich Spannungsqualität und Oberschwingungen Auswahl eines geeigneten Umrichters Eigenerzeugung Schutzkonzept muss analysiert und evtl. angepasst werden (veränderte KS-Ströme) Inselnetzfähigkeit (Nachrüstung/Nachweis) Lastabwurf Lastverschiebung Identifizieren zulässiger Schaltzustände Maximaler Lastgradient (Netzbetreiber) April 22, 2015 Slide 10

11 Industrie 4.0 eröffnet neue Möglichkeiten April 22, 2015 Slide 11

12 Stromeffiziente Verbraucher und Prozesse Anwendungsbeispiel Quelle: Arbeitskreis Industrie 4.0, Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0. Abschlussbericht, April 2013 Anwendungsbeispiel 1: Reduktion des Energiebedarfs einer Karosseriebauanlage in produktionsfreien Zeiten. Heute Morgen Künftig werden Roboter in produktionsfreien Zeiten (auch bei kurzfristigen Stillständen) zunächst stillgesetzt (12% ), drehzahl- und damit bedarfsgeregelte Motoren anstelle von ungesteuerten Motoren eingesetzt. Mit Industrie 4.0 wird bei Neuanlagen Energieeffizienz konsequent eingeplant und angewandt. April 22, 2015 Slide 13

13 Das Bild kann nicht angezeigt werden. Dieser Computer verfügt möglicherweise über zu wenig Arbeitsspeicher, um das Bild zu öffnen, oder das Bild ist beschädigt. Starten Sie den Computer neu, und öffnen Sie dann erneut die Datei. Wenn weiterhin das rote x angezeigt wird, müssen Sie das Bild möglicherweise löschen und dann erneut einfügen. Flexibilisierung des Verbrauchs Anwendungsbeispiel Quelle: Wie Graphitöfen die Stromversorgung stabil halten: Lechwerke und SGL Group setzen Idee der energieflexiblen Fabrik um. https://www.lew.de Zugriff am Grafik: Regelleistung net Zugriff am Lastverschiebung als Flexibilitätsoption Teil der Produktion flexibel steuerbar Anbieten der flexiblen Produktionskapazität als Minutenreserve an der Auktionsbörse Bereithalten der Minutenreserve in einem Zeitfenster von 4 Stunden Bereitstellung innerhalb von 15 Minuten Nutzen Flexibilisierung des Stromverbrauchs Zusätzliche Erlöse durch Vermarktung negativer Regelleistung Industrie 4.0 ist Schlüssel für mehr Flexibilität bei gleicher Produktqualität. April 22, 2015 Slide 14

14 ABB gestaltet sowohl die Energiewende als auch Industrie 4.0 aktiv mit April 22, 2015 Slide 15

15 Optimierte Verbraucher und Prozesse Microgrids / Active Sites Randbedingungen und Herausforderungen Zuverlässige Stromversorgung, Umweltaspekte, wirtschaftliche Restriktionen Lösung Autarke, netzunabhängige Microgrids mit dezentraler Stromerzeugung, Speicherung, Lasten und Netz Optimierung von Erzeugungsanlagen, Energiespeichern, der standortweiten Überwachung und Steuerung sowie der Kommunikation mit dem Stromnetz April 22, 2015 Slide 16

16 Online-Überwachung kritischer Anlagen Asset Health Center Online Asset Management-Lösung Kombiniert Echtzeitwerte (technische Indikatoren) und profunde Produkt- und Diagnostik-Expertise Industrieunternehmen und Energieversorger können damit aktuelle Statusberichte und Analysen über ihre kritischen Assets erstellen und so die Betriebsführung optimieren Finanzielle Performance steigern Operativen Risiken im Blick behalten April 22, 2015 Slide 17

17 Virtuelle Kraftwerke Nutzung von Information und Integration Pooling dezentraler Anlagen Volatile Erzeugung wird kontrollier- und prognostizierbar Marktzugang zur Bereitstellung von Regelenergie für dezentrale Erzeugungsanlagen, verschiebbare Lasten und Speicher (thermisch/elektrisch) Intelligente Netzbetriebsführung Geringere Leitungsverluste, Betriebsmittelbelastung, Maßnahmen zur Senkung der vorgelagerten Netzkosten bzw. Netzausbaukosten April 22, 2015 Slide 18

18 Zusammenfassung und Fazit Durch die Energiewende wird die Stromversorgung vielfältiger, kleinteiliger, überwiegend dezentral und volatiler. Die Industrie muss sich den Veränderungen anpassen Steigerung der Energieeffizienz Flexibilisierung des Verbrauchs Eigenerzeugung Industrie 4.0 eröffnet neue Möglichkeiten Erhöhung von Ressourcenproduktivität und -effizienz Flexibilisierung von Produktionsprozessen Unter Berücksichtigung einer fundierten Planung Industrie 4.0 ist ein Baustein für das Gelingen der Energiewende. April 22, 2015 Slide 19

19 April 22, 2015 Slide 20

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