Systemfragen der Stromspeicherung ein Baustein der Energiewende
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1 ein Baustein der Energiewende Tomi Engel Mannheim
2 ein Baustein der Energiewende Tomi Engel Mannheim
3 Nahrung Strom Wärme Mobilität
4 Strom
5 EE-Erzeugung Anlagenbestand kw(peak) Quelle: - Stand Feb GW 29 GW 5 GW
6 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Quelle: - Stand Feb. 2012
7 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung = Nieder- und Mittelspannung Quelle: - Stand Feb % 70 %
8 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung = Nieder- und Mittelspannung Quelle: - Stand Feb % 50 %
9 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung = Nieder- und Mittelspannung Quelle: - Stand Feb % 87 %
10 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung = Nieder- und Mittelspannung Quelle: - Stand Feb % 96 %
11 Strukturaspekt... dezentrale Einspeisung Welche Bedeutung haben da Höchstspannungstrassen? 96 % Quelle: - Stand Feb. 2012
12 Strukturaspekt Netztopologie HöS HS NS/MS ca. 1-5 GW ca. 0,1-0,5 GW ca MW typische Übertragungsleistung je Leitungstrasse
13 Strukturaspekt Netztopologie = = Overlay ca GW HöS HS NS/MS ca. 1-5 GW ca. 0,1-0,5 GW ca MW typische Übertragungsleistung je Leitungstrasse
14 Strukturaspekt Netztopologie = = Overlay ca GW 100 GW PV! HöS HS NS/MS ca. 1-5 GW ca. 0,1-0,5 GW ca MW typische Übertragungsleistung je Leitungstrasse
15 Strukturaspekt Netztopologie = = Overlay ca GW HöS HS NS/MS Gas ca. 1-5 GW ca. 0,1-0,5 GW ca MW typische Übertragungsleistung je Leitungstrasse ca GW
16 Strukturaspekt Netztopologie die unteren Teile werden in Zukunft immer wichtiger! HöS HS NS/MS Gas ca. 1-5 GW ca. 0,1-0,5 GW ca MW typische Übertragungsleistung je Leitungstrasse ca GW
17 Lastausgleich
18 a : d : h : m : s Jahre/Monate Tage Stunden Minuten (Milli-)Sekunden Lastausgleich Sommer Winter Tag Nacht Flaute Sturm
19 a : d : h : m : s EE-Einspeisung und Last (Meteo-Jahr 2007, Dezember) Leistung (GW) Geothermie Laufwasser Onshore-Wind Photovoltaik Basislast Gesamtlast mit Lastmanagement Tag Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES
20 a : d : h : m : s EE-Einspeisung und Last (Meteo-Jahr 2007, Dezember) Leistung (GW) Geothermie Basislast Laufwasser Onshore-Wind Gesamtlast mit Lastmanagement Bedarf: ca. 14 TWh mit bis 50 GW Photovoltaik Tag Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES
21 a : d : h : m : s EE-Einspeisung und Last (Meteo-Jahr 2007, Dezember) Leistung (GW) Geothermie Basislast Biogas + Erdgasnetz + Blockheizkraftwerke Laufwasser Onshore-Wind Gesamtlast mit Lastmanagement Bedarf: ca. 14 TWh mit bis 50 GW Photovoltaik Tag
22 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW min. Residuallast: -60,7 GW Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES
23 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW kalte Winter Tag & Nacht kalte Winter -60 min. Residuallast: -60,7 GW Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES
24 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW CnHm CnHm Strom -60 min. Residuallast: -60,7 GW Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES
25 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW CnHm CnHm Strom -60 min. Residuallast: -60,7 GW Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat
26 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke CnHm
27 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke
28 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Brennstoff Es gilt 400 TWh Brennstoff von der Straße in den Keller zu verlagern!
29 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Brennstoff Es gilt 400 TWh Brennstoff von der Straße in den Keller zu verlagern!
30 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW CnHm CnHm Strom -60 min. Residuallast: -60,7 GW Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES
31 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW CnHm CnHm Strom -60 min. Residuallast: -60,7 GW Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat
32 Chemisch Strom Mechanisch
33 Akkus Cent/kWh (Speichernutzung) Grenzkosten äbhängig von Endkundenstrompreis. Wirtschaftlich ab Speicherkosten von maximal 15 Cent/kWh. Pumpspeicher 3-10 Cent/kWh (Speichernutzung) Grenzkosten äbhängig von Preisdifferenz zwischen Stromeinkauf und Verkauf
34 Akkus Cent/kWh (Speichernutzung) Pumpspeicher 3-10 Cent/kWh (Speichernutzung) "besser"... also sind Pumpspeicher um den Faktor 10 als Akkus. Ende der Debatte?
35 Akkus Massenprodukte werden mit der Zeit immer billiger. Pumpspeicher Einzelstücke werden mit der Zeit immer teurer.
36 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Auto - USV" "Haus - USV" "Regio - USV" Pumpspeicher
37 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Auto - USV" Leistung 0,2 kw Reaktionszeit max. 1 sec Netzanschluss Niederspannung "Haus - USV" "Regio - USV" Pumpspeicher 3-10 kw kw 1 GW max. 1 sec max. 1 sec 60 bis 120 sec Niederspannung Mittel-/Hochspannung Hoch-/Höchstspannung
38 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Auto - USV" Leistung 0,2 kw Speicherkapazität 0,5 kwh Flächenverbrauch faktisch 0 qm "Haus - USV" "Regio - USV" Pumpspeicher 3-10 kw kw 1 GW 5-15 kwh kwh 5-10 GWh faktisch 0 qm 160 qm qm
39 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Auto - USV" * 50 Mio Autos = Leistung "Haus - USV" * 10 Mio Haushalte = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = x 50 Mio. x GW GW 10 GW 10 GW Speicherkapazität 25 GWh GWh 60 GWh 50 GWh Flächenverbrauch faktisch 0 qm faktisch 0 qm qm qm
40 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Auto - USV" * 50 Mio Autos = "Haus - USV" * 10 Mio Haushalte = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = Leistung 10 GW GW 10 GW GW Speicherkapazität 25 GWh GWh 60 GWh GWh Flächenverbrauch faktisch 0 qm faktisch 0 qm qm qm
41 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen Leistung 3-10 kw Speicherkapazität kwh Verfügbarkeit "Elektromobil" 50 Mio. Autos * 50 Mio Autos = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = 10 GW 10 GW 60 GWh 50 GWh 100 % 100 %
42 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" 50 Mio. Autos * 50 Mio Autos = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = Leistung 3-10 kw GW 10 GW 10 GW Speicherkapazität kwh GWh 60 GWh 50 GWh Verfügbarkeit 100 % 100 % 100 %
43 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" * 50 Mio Autos = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = Leistung 3-10 kw GW 10 GW 10 GW Speicherkapazität kwh GWh 60 GWh 50 GWh Verfügbarkeit 100% % (??) 100 % 100 %
44 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" * 50 Mio Autos = "Regio - USV" * Standorte = Pumpspeicher * 10 Standorte = Leistung 3-10 kw GW 10 GW 10 GW Speicherkapazität kwh GWh 60 GWh 50 GWh Verfügbarkeit 20% % 100 % 100 %
45 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen Leistung 3-10 kw GW 10 GW 10 GW Speicherkapazität kwh "Elektromobil" * 50 Mio Autos = "Regio - USV" Pumpspeicher * 10 Standorte = GWh 60 GWh 50 GWh min GWh * Standorte = Unser täglicher Stromverbrauch liegt derzeit bei 50 GWh GWh
46 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen Leistung 3-10 kw Speicherkapazität kwh Haben unsere Pumpspeicher "Elektromobil" wirklich "Regio - USV" * 50 Mio Autos = GW * Standorte = eine Systemrelevanz? 10 GW Pumpspeicher * 10 Standorte = 10 GW GWh 60 GWh 50 GWh Unser täglicher Stromverbrauch liegt derzeit bei 50 GWh GWh
47 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen Leistung 3-10 kw GW 10 GW 10 GW Speicherkapazität kwh "Elektromobil" * 50 Mio Autos = "Regio - USV" Pumpspeicher * 10 Standorte = GWh 60 GWh 50 GWh min GWh * Standorte = Unser täglicher Stromverbrauch liegt derzeit bei GWh
48 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" "Regio - USV" Pumpspeicher Euro Euro Euro Stromspeicher Stromspeicher Stromspeicher
49 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" "Regio - USV" Pumpspeicher Euro Euro Euro Stromspeicher Stromspeicher Stromspeicher + Lastverlagerung dezentral dezentral zentral
50 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" "Regio - USV" Pumpspeicher Euro Euro Euro Stromspeicher Stromspeicher Stromspeicher + "eh scho' da" + Lastverlagerung NS bis MS NS bis MS HöS
51 Akkus zur Netzstützung - Größenordnungen "Elektromobil" "Regio - USV" Pumpspeicher Euro Euro Euro Stromspeicher Stromspeicher Stromspeicher Null Cent weil + Lastverlagerung "eh scho'da" dezentral dezentral zentral
52 Chemisch Strom Mechanisch
53 Chemisch Strom Mechanisch
54 a : d : h : m : s Residuallast mit allen Verbrauchern und Lastmanagement, nach PSW (Meteo-Jahr 2009) Überschüsse: -78,5 TWh Residuallast (GW) max. Residuallast: 57,3 GW CnHm CnHm Akku -60 min. Residuallast: -60,7 GW Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat Quelle: UBA Studie "100% EE " - FhG IWES
55 Nahrung Strom Wärme Mobilität
56 Merke! Elektromobile passen optimal zu Erneuerbaren Energien!
57 Merke! Massenprodukte (PV + BHKW + EV) werden immer stärker unser Energiesystem prägen."
58 Merke! Erzeugung und Speicherung werden auch zukünftig die räumliche Nähe suchen."
59 Tomi Engel
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