Stand der Energiewende in Hessen- Aktivitäten im Bereich Speichertechnologie

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1 Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz 8. Mittelhessisches Klimaschutzforum Stand der Energiewende in Hessen- Aktivitäten im Bereich Speichertechnologie Dr. Justus Brans Dipl. Umweltwiss. Dipl. Ing

2 Vortragsübersicht Stand der Energiewende in Hessen- Energiegipfel Ausbau der Erneuerbaren Energien- Speicherbedarf? Beispiele für energietechnologische Speicherprojekte

3 Die Energiewende ist ein vor Jahrzehnten eingeleiteter Erkenntnisprozess Club of Rome 1972: Studie: Die Grenzen des Wachstums erste Bestätigung durch Ölkrisen in den Siebzigern. Fachtagung des Bundesumweltministeriums 2002: Energiewende-Atomausstieg und Klimaschutz

4 Die Energiewende ist ein komplexer, langfristig angelegter Prozess zum Umbau des Energiesystems mit dem Ziel, zu einer bezahlbaren und versorgungssicheren Energieversorgung zu kommen, die bis zum Jahr 2050 überwiegend auf erneuerbaren Energien basieren soll Die konzeptionellen Grundlagen: Energiekonzept der Bundesregierung vom Fahrplan für die Energiewende vom Bericht der Plattform Erneuerbare Energien an die Bundeskanzlerin und die Ministerpräsidentinnen und Ministerpräsidenten der Länder vom

5 global oil peak - globales Ölfördermaximum bereits heute überschritten. 5

6 30 Ölzeitalter (Förderung in Milliarden Gb/a) Frage der zeitlichen Betrachtung!

7 Ressourcen.!! Vergleich der Alternativen und Abwägung der Umweltfolgen. 7

8 Das Umsetzungskonzept Die durch den Hessischen Energiegipfel empfohlenen Maßnahmen bilden die Grundlage für ein Umsetzungskonzept, das am auf der Landespressekonferenz vorgestellt wurde. 8

9 Der Hessische Energiegipfel Der Energiegipfel hat folgende Ziele definiert: Die Deckung des Endenergieverbrauchs in Hessen (Strom und Wärme) möglichst zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien bis zum Jahr 2050 Steigerung der Energieeffizienz und Realisierung deutlicher Energieeinsparungen Ausbau der Energieinfrastruktur zur Sicherstellung der jederzeitigen Verfügbarkeit so dezentral wie möglich und so zentral wie nötig Steigerung der gesellschaftlichen Akzeptanz der energiepolitisch notwendigen Schritte in der Zukunft 9

10 Der Hessische Energiegipfel Der Energiegipfel hat im Strombereich folgende Potenziale formuliert: Biomasse (Strom und Wärme) Windkraft * Photovoltaik Geothermie Wasserkraft 13,4 TWh/a 28 TWh/a 6 TWh/a 0,3-0,4 TWh/a 0,5 TWh/a * bei max. Ausnutzung von 2% der Landesfläche theoretisch möglich 10

11 HMUELV / HMWVL Maßgebliches energiepolitisches Ziel zur Windenergie Art. 1 1 Abs. 3 Energiezukunftsgesetz legt fest: (verabschiedet am ) Weiterhin erfolgt im Landesentwicklungsplan die Vorgabe, in den Regionalplänen Windvorrangflächen mit Ausschlusswirkung in einer Größenordnung von 2 Prozent der Landesfläche in substanziell geeigneten Gebieten festzulegen 11

12 Leitfaden Naturschutzbelange bei der Planung und Genehmigung von Windkraftanlagen (WKA) in Hessen (veröffentlicht am ) 2%-Regelung für Windenergie-Vorranggebiete mit Ausschlusswirkung Mindestabstände zu WKAsensiblen Nutzungen Naturschutzfachliche Regelungen für die Regionalplanung (Grundlage: landesweite Artgutachten): a) Erhalt der Schwerpunkträume WKA-sensibler Arten b) Vorrangige Nutzung konfliktarmer Bereiche Konkretisierung des vereinheitlichten Verwaltungshandelns im Naturschutzrecht beim Windenergie-Ausbau 12

13 Hessische Initiativen zur Ermittlung von Potenzialen Erneuerbarer Energien (1) Potenziale zur Stromerzeugung aus tiefer Geothermie in Hessen 3D-Modellierung der tiefengeothermischen Potenziale von Hessen Analyse der Wasserkraftnutzung in Hessen - Ermittlung des technischen Ausbaupotenzials

14 Hessische Initiativen zur Ermittlung von Potenzialen Erneuerbarer Energien (2) Solardachkataster Hessen Pilotprojekt 2011 Biomassepotenzialstudie Hessen Windressourcenkarte Hessen

15 Erkenntnisse Hessen besitzt erhebliche Potenziale bei den Erneuerbaren Energien, sowohl für die Strom- als auch für die Wärmeversorgung. Die Weichen für einen erheblichen Ausbau der Erneuerbaren Energien in Hessen sind gestellt Im Moment ist die Diskussion zur Energiewende fokussiert auf die Stromversorgung Schnittstellen zwischen der Stromversorgung und Wärmeversorgung und der Mobilität zeichnen sich deutlich ab. Eindimensionale Betrachtungen werden zunehmend ersetzt durch interdisziplinäre Ansätze Ohne eine deutliche Effizienzsteigerung werden die energiepolitischen Ziele nicht zu erreichen sein

16 Warum Speicher?

17 Ausbau der Erneuerbaren Energien (August 2012) Spitzenlast 30 GW Wind 30 GW Solar 4,5 GW Wasser 3 GW Biogas Installierte konventionelle Leistung Grundlast 17

18 Folgen des Ausbaus der EE Netzausbau zur Verteilung Lastmanagement Speicher zu zeitlichen Verschiebung

19 ABER Die Speicherung von elektrischer Energie wird bis 2022 in größerem Maße (Langzeitspeicher) nicht erforderlich sein. Unter der Voraussetzung, dass der erforderliche Netzausbau auf allen Ebenen erfolgreich verläuft, ist bei den prognostizierten Ausbauszenarien davon auszugehen, dass bis 2022 deutlich über 95 %des erzeugten EE Stroms eingespeist und zeitnah verbraucht werden kann. Gleichwohl ist man gerade bei diesem Technologiebereich auf einen langen Entwicklungsvorlauf angewiesen. Hier gilt es in besonderem Maße, dass die Unterstützung von Speichertechnologieprojekten noch intensiviert werden muss.

20 Beispiele für hessische Förderaktivitäten im Bereich Langzeitspeicherung Strom Potenzialerhebung der Pumpspeicherpotenziale Power-to-Gas: - Entwicklung dynamischer Elektrolyseure - Einspeisung von Wasserstoff ins Erdgasnetz - Methanisierung von Wasserstoff - Wasserstoff und Mobilität (Mitglied bei der CEP) Integration von batterieelektrischen Großspeichern in das Stromnetz

21 Wärmeversorgung- Beispiel Solarthermie

22 Förderung von Eisspeicherprojekten Die Technologie nutzt die Tatsache, dass Wasser beim Gefrieren die gleiche Energiemenge freisetzt wie beim Erwärmen von null auf 80 Grad Celsius notwendig wäre. Vorteile: Keine Bohrungen- Grundwasserschutz Geringere Wärmeverluste, da niedrigeres Temperaturniveau Nachteil: Zusätzlicher Strombedarf für Wärmeversorgung (primärenergetischer Vorteil muss nachgewiesen werden für eine Förderung)

23 Prognose des Marktes für Speichertechnologien - Beispiel batterieelektrische Hausspeicher

24 Ausbau der PV in Hessen Biblis Blöcke A + B MW Ausbau PV in Hessen (Stand 12/2012-) ca MW , Bis Vergütungen bei 52 GW Gesamtleistung wegfallen, wird in Hessen über ,5 % des Strombedarfs durch PV-Strom gedeckt werden. Anzahl , , , , , ,00 Achtung: Erhebung der Daten bis Juli Für das Jahr 2012 wurden Werte extrapoliert Anzahl Leistung [MW ] kumullierte Leistung [MW]

25 Entwicklung PV Preis

26 Stromgestehungskosten PV 0,26 0,16 Q3 LCOE levelized cost of energy Entwicklung der Stromgestehungskosten für kleine PV-Dachanlagen und der Strompreise (EuPD Research 2011) und eigene Ergänzungen

27 Energieversorgung der Privathaushalte in der Zukunft Die Wärmeversorgung wird zunehmend über den Energieträger Strom erfolgen (Wärmepumpen und auch Stromdirektheizung!) 27

28 Folgen der PV- Stromgestehungskostenentwicklung für den Privatkunden? 2020 werden die Stromgestehungskosten für Aufdachanlagen unter 12 Cent/kWh gefallen sein Der Strompreis für Privatkunden wird über 30 Cent/kWh betragen Einspeisevergütung EEG wird in Abhängigkeit vom Ausbau stark zurückgehen. Da ein Markt für dezentrale Speicher gesehen wird, wachsen Produktionskapazitäten für elektrochemische Speicher mit der Folge stetig sinkender Preise. Der Eigenverbrauch ist bereits heute interessant, um Strombezugskosten zu reduzieren 28

29 Elektrochemische Speicher? - Preise heute und Prognosen Aber: Bezugsniveau: 800 bis Euro je kwh Output HEUTE! McKinsey prognostiziert in einer kürzlich erschienenen Studie Kosten von rund 160 /kwh im Jahr

30 Und? Ab 2017 wird sich das elektrochemische Speichern von Strom aus PV- Anlagen im Wohngebäudebereich rechnen?! Es gibt bereits entsprechende Speichersysteme am Markt Das Verteilnetz könnte entlastet werden. Prognosen zur Stromversorgungsinfrastruktur werden dann immer komplexer. 30

31 Zusammenfassung Die Speicherung von Energie ist in der Zukunft der zentrale Baustein in einem Energieversorgungssystem Bereits in wenigen Jahren wird Stromspeicherung ein interessantes Geschäftsmodell sein können Die Energievektoren Wärme und Strom sind nicht isoliert, sondern systemisch zu bewerten. Die Mobilität wird erheblichen Einfluss auf die energietechnologischen Entwicklungen haben (z.b. Batterie, Wasserstoff, etc.) Die großtechnologische Energiespeicherung (Strom und Wärme) muss bereits heute erprobt werden, um entsprechende Lernkurven zu gewährleisten und um mit den gewonnenen Erkenntnissen administrative Hemmnisse abzubauen (z.b. Einspeisung H2 in das Gasnetz!) Die Energietechnologieförderung im HMUELV hat im Bereich Speichertechnologien einen Schwerpunkt gesetzt Danke für die Aufmerksamkeit