Förderung von PV-Anlagen mit integrierten Stromspeichern gehört ins EEG

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1 Förderung von PV-Anlagen mit integrierten Stromspeichern gehört ins EEG Diskussionsbeitrag des Solarenergie- Fördervereins Deutschland e.v. (SFV) Dipl.-Ing. Wolf von Fabeck (Geschäftsführer SFV) Unter Mitwirkung der Professoren. Eberhard Waffenschmidt (Elektrische Netze, FH Köln) Ingo Stadler (Erneuerbare Energie u.energiewirtschaft, FH Köln) Volker Quaschning (Regenerative Energiesysteme, HTW Berlin), sowie der Herren Michael Brodt u. Herrn Klaus Köln (UfE GmbH) und vieler ehrenamtlicher Mitstreiter 1

2 GW / a 7 6 7,4 7,5 Weiterer jährlicher PV-Zubau nach Planung der Bundesregierung 5 4 4,24 Nach BMU Leitstudie 2010 Tabelle 2, Seite 13 Auswertung und Grafik durch SFV 3 3, ,76 0,74 0,23 0,23 0,39 0, bisher 2

3 GW / a 7 6 7,4 7,5 Weiterer jährlicher PV-Zubau nach Planung der Bundesregierung 5 4 4,24 Nach BMU Leitstudie 2010 Tabelle 2, Seite 13 Auswertung und Grafik durch SFV 3 3, ,76 0,74 0,23 0,23 0,39 0, bisher 3

4 Leistung 40 GW Lastkurve Solar 2011 Solar 2011 Uhrzeit 4

5 Leistung 40 GW Lastkurve 10 GW Solar 2011 Solar 2011 Uhrzeit 5

6 Leistung 40 GW Lastkurve 10 GW Solar 2011 Solar 2011 Uhrzeit 6

7 Leistung 40 GW Lastkurve 10 GW Solar 2011 Solar 2011 Uhrzeit 7

8 Leistung 40 GW Lastkurve 10 GW Solar 2011 Solar 2011 Uhrzeit 8

9 Leistung 40 GW Lastkurve Konventionelle Leistung 10 GW Solar 2011 Solar 2011 Uhrzeit 9

10 Leistung 40 GW Lastkurve Konventionelle Leistung 10 GW Solar 2011 Solar 2011 Uhrzeit 10

11 Leistung 40 GW Lastkurve Konventionelle Leistung 10 GW Solar 2011 Solar 2011 Uhrzeit 11

12 Leistung 40 GW Lastkurve Konventionelle Leistung 10 GW Solar 2011 Solar 2011 Uhrzeit 12

13 Leistung 40 GW Lastkurve Konventionelle Leistung 10 GW Solar 2011 Solar 2011 Uhrzeit 13

14 Leistung 40 GW Vergangenheit: Solarenergie verringerte den Regelbedarf konventioneller Kraftwerke Lastkurve Konventionelle Leistung 10 GW Solar 2011 Solar 2011 Uhrzeit 14

15 Leistung Lastkurve 48 GW 40 GW 40 GW 40 GW Viel Sonne Uhrzeit 15

16 Kompatibilität ungepufferter PV mit dem derzeitigen Kraftwerkspark ist bald nicht mehr gegeben 16

17 Leistung Lastkurve Ca. 50 GW Was würde geschehen, wenn weitere ungepufferte PV-Anlagen hinzugebaut würden? Uhrzeit 17

18 Leistung Lastkurve Ca. 50 GW Was würde geschehen, wenn weitere ungepufferte PV-Anlagen hinzugebaut würden? Uhrzeit 18

19 Leistung Deckung der Residuallast Grundlastkraftwerke Mittellastkraftwerke Spitzenlastkraftwerke *) Reihenfolge aus didaktischen Gründen vertauscht 19

20 Leistung Deckung der Residuallast Grundlastkraftwerke jeweils ca. 70 % ihrer Leistung ist nicht abregelbar Mittellastkraftwerke abregelbar Spitzenlastkraftwerke 20

21 Leistung Deckung der Residuallast im Sommer *) Nicht abregelbare Kraftwerksleistung Grundlastkraftwerke jeweils ca. 70 % ihrer Leistung ist nicht abregelbar Abregelbare Kraftwerksleistung Mittellastkraftwerke abregelbar Spitzenlastkraftwerke *) Im Winter ist Zahl der Grundlastkraftwerke gleich. Aber erheblich mehr Mittel- und Spitzenlastkraftwerke sind im Einsatz. 21

22 Leistung Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen? Lastkurve Ca. 50 GW Nicht abregelbare Kraftwerksleistung Ungepufferte PV-Leistung Abregelbare Kraftwerksleistung Uhrzeit 22

23 Leistung Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen? Lastkurve Ca. 50 GW Nicht abregelbare Kraftwerksleistung Ungepufferte PV-Leistung Abregelbare Kraftwerksleistung abgeregelt Uhrzeit 23

24 Leistung Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen? Lastkurve Ca. 50 GW Nicht abregelbare Kraftwerksleistung Ungepufferte PV-Leistung Uhrzeit 24

25 Leistung Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen? Lastkurve Ca. 50 GW Nicht abregelbare Kraftwerksleistung PV wird abgeregelt Ungepufferte PV-Leistung Uhrzeit 25

26 Leistung Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen? Lastkurve Ca. 50 GW Nicht abregelbare Kraftwerksleistung PV wird abgeregelt Ungepufferte PV-Leistung Uhrzeit 26

27 Leistung Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen? Lastkurve Ca. 50 GW Nicht abregelbare Kraftwerksleistung PV wird abgeregelt Ungepufferte PV-Leistung Uhrzeit 27

28 Lastkurve 28

29 Lastkurve 29

30 Lastkurve 30

31 Lastkurve 31

32 Lastkurve 32

33 Lastkurve 33

34 Lastkurve Ausschließlich für Grundlastkraftwerke 34

35 Maßnahme 1 Lastkurve Grundlastkraftwerke zurückdrängen 35

36 Maßnahme 1 Lastkurve Grundlastkraftwerke zurückdrängen 36

37 Maßnahme 1 Lastkurve Grundlastkraftwerke zurückdrängen 37

38 Maßnahme 1 Lastkurve Grundlastkraftwerke zurückdrängen 38

39 Grundlastkraftwerke Braunkohle oder Atom Hohe Investitionskosten - Brennstoff billig CO2-Ausstoß sehr hoch Schwer regelbar 39

40 Grundlastkraftwerke Braunkohle oder Atom Hohe Investitionskosten - Brennstoff billig CO2-Ausstoß sehr hoch Schwer regelbar Blockheizkraftwerke -> Strom und Wärme gleichzeitig Erdgas später EE-Methan (Brückentechnik im guten Sinn) CO2-Ausstoß geringer Leicht regelbar 40

41 Lastkurve Ausschließlich für Grundlastkraftwerke Mögliche Spielräume nutzen 41

42 1. Grundlastkraftwerke reduzieren 2. Spielräume nutzen

43 SFV - Vorschlag: Solareinspeisungsspitzen kappen, zwischenspeichern abends und nachts einspeisen. 43

44 Nur mit dem Bau von Pufferspeichern ist die zukünftige Abregelung der PV zu vermeiden. Aber: Stromwirtschaft baut keine Speicher. Der SFV schlägt vor: PV-Betreiber installieren die fehlenden Speicher selbst 44

45 Warum Integration in die PV-Anlage? Zahl der Pufferspeicher wächst dann im gleichen Tempo wie der Ausbau von PV-Anlagen 45

46 Warum Integration in die PV-Anlage? Zahl der Pufferspeicher wächst dann im gleichen Tempo wie der Ausbau von PV-Anlagen Motivation und Initiative für schnelle Umsetzung liegt bei den PV-Betreibern 46

47 Warum Integration in die PV-Anlage? Zahl der Pufferspeicher wächst dann im gleichen Tempo wie der Ausbau von PV-Anlagen Motivation und Initiative für schnelle Umsetzung liegt bei den PV-Betreibern Speicher benötigen Gleichstrom. PV-Anlage liefert Gleichstrom 47

48 Warum Integration in die PV-Anlage? Zahl der Pufferspeicher wächst dann im gleichen Tempo wie der Ausbau von PV-Anlagen Motivation und Initiative für schnelle Umsetzung liegt bei den PV-Betreibern Speicher benötigen Gleichstrom. PV-Anlage liefert Gleichstrom Kurze Leitungswege für Stromspitzen zwischen volatiler Quelle und Pufferspeicher 48

49 Warum Integration in die PV-Anlage? Zahl der Pufferspeicher wächst dann im gleichen Tempo wie der Ausbau von PV-Anlagen Motivation und Initiative für schnelle Umsetzung liegt bei den PV-Betreibern Speicher benötigen Gleichstrom. PV-Anlage liefert Gleichstrom Kurze Leitungswege für Stromspitzen zwischen volatiler Quelle und Pufferspeicher Autonome Regelmechanismen 49

50 Warum Integration in die PV-Anlage? Zahl der Pufferspeicher wächst dann im gleichen Tempo wie der Ausbau von PV-Anlagen Motivation und Initiative für schnelle Umsetzung liegt bei den PV-Betreibern Speicher benötigen Gleichstrom. PV-Anlage liefert Gleichstrom Kurze Leitungswege für Stromspitzen zwischen volatiler Quelle und Pufferspeicher Autonome Regelmechanismen Modell auch für den Sonnengürtel der Erde 50

51 Herleitung von Einspeiseobergrenze und Speicherkapazität 51

52 Leistung Peakleistung 1,0 Peak Uhrzeit

53 Leistung Peakleistung 1,0 Peak 0,3 Uhrzeit

54 Leistung Peakleistung 1,0 Peak 0,3 Uhrzeit

55 Leistung Peakleistung 1,0 Peak 0,3 Einspeiseobergrenze = 0,3 Peak Uhrzeit

56 Leistung Peakleistung 1,0 Peak 3 kwh/kwp 0,3 Einspeiseobergrenze = 0,3 Peak 3 kwh/kwp Uhrzeit

57 Direkteinspeisung Einspeisung aus Speicher Leistung in kw / kwp An sonnigen Tagen Einspeisung = 0,3 peak Uhrzeit 57

58 Leistung Darstellung bei Voller Solareinstrahlung Lastkurve Konventionelle Leistung Konventionelle Leistung Stand heute Zubau 1 Stand heute Uhrzeit 58

59 Leistung Bei voller Solareinstrahlung Lastkurve Konventionelle Leistung Konventionelle Leistung Zubau 2 Stand heute Zubau 1 Stand heute Uhrzeit 59

60 Vergleich der Einspeiseleistungskurven bei Vervierfachung des PV-Zubaus ohne oder mit Pufferspeicher Leistung Lastkurve Lastkurve Zubau ohne Pufferspeicher Solarleistung heute Zubau mit Pufferspeicher Solarleistung heute Uhrzeit Entscheidend ist die Solarleistungskurve bei voller Sonneneinstrahlung. Bei Zubau mit Pufferspeichern ist ihr Abstand zur Lastkurve fast konstant. 60

61 Direkteinspeisung Einspeisung aus Speicher 0,3 Sonne unter 0,3 peak Leistung in kw / kwp 0,3 Sonne etwas über 0,3 peak Viel Sonne Einspeisung = 0,3 peak Uhrzeit 61

62 Leistung Viel Sonne Wenig Sonne Lastkurve Lastkurve Zubau mit Pufferspeicher Bisherige Solarleistung Mit Pufferspeicher Bisher Uhrzeit

63 Technische Umsetzung Einspeiseobergrenzregler Pufferbatterie Netzstabilisierungsregler 63

64 Solargenerator MPP-Regler zieht jederzeit maximale Leistung Wechselrichter Ein- speise- Zähler Öffentliches Netz 64

65 Solargenerator MPP-Regler zieht jederzeit maximale Leistung Überschuss Wechselrichter Batterie- Ladegerät Einspeise- Obergrenz- Regler 0,3 Peak Batteriemanagement Ein- speise- Batterie Öffentliches Netz Zähler 65

66 Solargenerator MPP-Regler zieht jederzeit maximale Leistung Wechselrichter Einspeise- Obergrenz- Regler 0,3 Peak Überschuss Haushalt Stromverbraucher Batterie- Ladegerät Verbrauchs Batteriemanagement Ein- speise- Batterie Zähler Öffentliches Netz Zähler 66

67 Solargenerator MPP-Regler zieht jederzeit maximale Leistung Wechselrichter Einspeise- Obergrenz- Regler 0,3 Peak Überschuss Haushalt Stromverbraucher + / - Korrektursignal Batterie- Ladegerät Verbrauchs Ein- speise- Netzstabili- sierungs- Regler Batteriemanagement Batterie Zähler Öffentliches Netz Zähler 67

68 Zur energieintensiven Industrie Hochspannungsnetz Zu den EE-Methan und EE-Methanol- Produktionsanlagen Solarstrom K-Strom Niederspannungsnetz Die solare Energie wird nicht nur um die Mittagszeit, sondern ganztägig geliefert und gelangt bis in das Hochspannungsnetz 68

69 Leistung Solarleistung Solar-Überschuss rund um die Uhr für EE-Methan und EE-Methanol Lastkurve Zubau mit Pufferspeicher Stand 2011 Stand 2011 Uhrzeit

70 Alternativen? Eigenverbrauch Demand Side Management Gaskraftwerke 70

71 Möglichkeiten der Abhilfe? - Eigenverbrauch? - Demand Side Management? - Bau von rasch regelbaren Gaskraftwerken (GuD)? 71

72 Leistung Eigenverbrauchs-Optimierung Lastkurve PV ohne Pufferspeicher Minderentnahme aus dem Netz Konventionelle Leistung Mindereinspeisung ins Netz Uhr 72

73 Leistung Demand Side Management Lastkurve Konventionelle Leistung Mehr Verbrauch Weniger Verbrauch PV ohne Pufferspeicher Uhr 73

74 Ablaufplan für die Energiewende Ziel: Bildung einer strategischen Reserve aus EE 74

75 Strategische Reserve: EE-Methan und EE-Methanol EE-Methanol in Tanks beim Verbraucher Dezentrale KWK- Anlagen EE-Methan im Gasnetz KWK u. GuD- Kraftwerke Ziel: EE-Strom für Wochen ohne Wind und Sonne

76 Vergleichmäßigte Überschüsse aus Sonne und Wind erzeugen aus CO2 und H2O EE-Methanol EE-Methan. EE-Methanol in Tanks beim Verbraucher Dezentrale KWK- Anlagen EE-Methan im Gasnetz KWK u. GuD- Kraftwerke Ziel: EE-Strom für Wochen ohne Wind und Sonne

77 Start Pufferspeicher für PV-Anlagen PV-Überschüsse auch nachts verfügbar Pufferspeicher für Windparks Wind-Überschüsse werden geglättet Grundlastkraftwerke stilllegen Überschüsse werden nicht mehr abgeregelt Vergleichmäßigte Überschüsse aus Sonne und Wind erzeugen aus CO2 und H2O EE-Methanol EE-Methan. EE-Methan im Gasnetz KWK u. GuD- Kraftwerke EE-Methanol in Tanks beim Verbraucher Dezentrale KWK- Anlagen Ziel: EE-Strom für Wochen ohne Wind und Sonne

78 Markteinführung von PV-Anlagen mit integrierten Stromspeichern im EEG Kompatibilität ungepufferter PV mit dem derzeitigen Kraftwerkspark zukünftig nicht mehr gegeben SFV-Vorschlag: PV-Betreiber sollen notwendige Pufferspeicher selbst installieren Einspeiseobergrenze und Speicherkapazität Technische Umsetzung: Speicherung, Netzstabilisierung Gesetzliche Bestimmungen zur Ergänzung des EEG Alternative Eigenverbrauch? Alternative - Demand Side Management? Ablaufplan bis zum Endziel Strategische Reserve für Wochen ohne Wind und Sonne beginnt mit PV-Pufferung 78

79 Gesetzliche Bestimmungen Zur Ergänzung des EEG (SFV-Vorschlag) 79

80 1. Reduzierung der Einspeiseleistung auf 30 Prozent der Peakleistung befreit von der Verpflichtung zur Teilnahme am Einspeisemanagement Absatz 1 Solarstromanlagen, deren Einspeisewirkleistung am Verknüpfungspunkt mit dem aufnahmepflichtigen Netz durch eine technische Einrichtung auf 30 Prozent der Peakleistung reduziert ist, werden von der Verpflichtung zur Teilnahme am Einspeisemanagement (nach 6 und 11 EEG 2012) befreit. Absatz 2 Die verpflichtende Reduzierung der Einspeiseleistung auf 0,3 der Peakleistung gilt für den gesamten aus diesen Anlagen in das Versorgungsnetz eingespeisten Strom einschließlich zwischengespeicherten Solarstroms. Absatz 3 Zusätzlich zum Zweck der Netzstabilisierung eingespeister Strom unterliegt nicht der Reduzierung nach den Abs.1 u. 2 80

81 2. Speicherbereitstellungsvergütung Absatz 1 Für die Integration eines Pufferspeichers in eine auf 0,3 der Peakleistung leistungsreduzierte PV-Anlage wird eine jährliche Speicherbereitstellungsvergütung durch den regelverantwortlichen Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) gezahlt. Absatz 2 Die Laufzeit der Speicherbereitstellungsvergütung beträgt 20 volle Kalenderjahre gerechnet vom Zeitpunkt der Speicherinstallation an. Zusätzlich wird vor Beginn des ersten vollen Kalenderjahres für jeden vollen Monat nach dem 28.Februar je ein Zehntel der in Absatz 3 genannten Speicherbereitstellungsvergütung gezahlt. Absatz 3 Die Speicherbereitstellungsvergütung beträgt jährlich 80 Euro für eine Speicherkapazität von 1 kwh. Eine nachträgliche Erweiterung des Speichers in Schritten von 1 kwh ist zulässig und wird ebenfalls nach Absatz 2 berechnet. Der Anlagenbetreiber darf maximal 3 kwh Speicherkapazität pro installierter kwp- Peakleistung geltend machen. Absatz 4 Der Anlagenbetreiber muss dazu einmalig in jedem Sommerhalbjahr die Leistung seines Batteriesatzes messtechnisch nachweisen. (Dazu reicht ein im im verplombten Teil der Leitung zwischen Einspeisezähler und Hausanschlusskasten angebrachter Maximum-Stromzähler, der nur die nächtlichen Ströme vom Zähler in den Hausanschlusskasten erfasst und der am 28. Februar automatisch auf Null zurückgesetzt wird. 81

82 3. Stabilisierungsbonus bei aktiver Teilnahme an der Netzstabilisierung Absatz 1 Die Integration einer Einrichtung zur autonomen Stabilisierung der lokalen Netzspannung sowie zur autonomen Beteiligung an der Frequenzstabilisierung in eine batteriegepufferte PV-Anlage wird mit einem jährlichen Stabilisierungsbonus von 10 Euro pro kwp installierter PV-Leistung durch den aufnahmepflichtigen Verteilnetzbetreiber vergütet. Absatz 2 Die Laufzeit des Stabilisierungsbonus beträgt 20 volle Kalenderjahre gerechnet vom Zeitpunkt der Installation der Stabilisierungseinrichtung an. Zusätzlich wird vor Beginn des ersten vollen Kalenderjahres für jeden vollen Monat nach dem 28.Februar je ein Zehntel des in Absatz 1 genannten Stabilisierungsbonus gezahlt. 82

83 4. Freiwilliger Speichereinsatz vor dem Verpflichtungstermin wird belohnt ( Sprinterbonus ) Absatz 1 Die Speicherbereitstellungsvergütung wird auch für PV- Anlagen mit einem Inbetriebnahmedatum vor dem gewährt, wenn die Reduzierung der Einspeiseleistung auf 0,3 der Peakleistung und der Einsatz der Speicherbatterie vor diesem Datum vorgenommen wurde. Die jährliche Speicherbereitstellungsvergütung erhöht sich dann um 50 Cent/kWp für jeden vollen Monat vorgezogenen Speichereinsatz. Absatz 2 Der Stabilisierungsbonus wird auch für PV-Anlagen mit einem Inbetriebnahmedatum vor dem gewährt, wenn eine Speicherbatterie sowie eine Einrichtung zur autonomen Stabilisierung der lokalen Netzspannung sowie zur autonomen Beteiligung an der Frequenzstabilisierung installiert wurden. 83

84 5. Degression der Speicherbereitstellungsvergütung Für jedes volle Kalenderjahr, welches das Inbetriebnahmedatum später als der liegt, vermindert sich die jährliche Speicherbereitstellungsvergütung technologieabhängig für die gesamte Vergütungsdauer um 5 bis 15 Prozent. 84

85 6. Eigenverbrauch oder Eigenvermarktung Eigenverbrauch des Solarstroms ist zulässig, wird aber nicht zusätzlich vergütet 85

86 7. Integration von Pufferspeichern in PV-Anlagen befreit Netzbetreiber nicht von ihrer Verantwortung für eigene Stromspeicherung 9 (1) EEG: Netzbetreiber sind auf Verlangen der Einspeisewilligen verpflichtet, unverzüglich ihre Netze entspechend dem Stand der Technik zu optimieren, zu verstärken und auszubauen oder Stromspeicher zu integrieren, um die Abnahme, Übertragung und Verteilung des Stroms aus Erneuerbaren Energien oder Grubengas sicherzustellen. Ferner 3 Nr. 7 EEG: "Netz" (ist) die Gesamtheit der miteinander verbundenen technischen Einrichtungen zur Abnahme, Übertragung, Verteilung und Speicherung von Elektrizität für die allgemeine Versorgung. Nachträgliche Einfügung in rot. 86

87 Diskussionsbeitrag - wird laufend aktualisiert Jeweils aktuellste Fassung: 87