Elektrische Speicher im Energiesystem der Zukunft

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1 10. Österreichische Photovoltaik Tagung Elektrische im Energiesystem der Zukunft DI (FH) Sterrer Roland, MSc Laxenburg, am 19. Oktober 2012

2 Elektrische im Energiesystem der Zukunft: Unumstritten ist, dass je höher der Anteil fluktuierender erneuerbarer Energiequellen ist, umso mehr kapazitäten müssen im E- Netz integriert werden. Der wissenschaftliche Diskurs über die erforderlichen kapazitäten ist derzeit voll im Gange. (VDE- Studie, Juni 2012) Eine Versorgung mit elektrischer Energie aus überwiegend erneuerbarer Energiequellen ohne wird weder wirtschaftlich sinnvoll noch technisch möglich sein. Energiespeicher nehmen im Energieversorgungssystem der Zukunft somit eine Schlüsselstellung ein. 2

3 Elektrische im Energiesystem der Zukunft: Die Integration von erneuerbaren Energie muss zukünftig durch folgende Optimierung und Anpassungen des bestehenden Stromversorgungssystem unterstützt werden: Netz: Netzoptimierung Erzeugung: Flexible konventionelle Kraftwerke Systemverantwortung für Erneuerbare Netzausbau : Kurz- & Langzeitspeicher zentrale & dezentrale stationäre & mobile Verbraucher: Lastmanagement (z.b. DSM) Smart Grid 3

4 Einsatzgebiete von systemen: Last- und Erzeugungs- Management (Spitzenreduktion, Vermeidung von Engpässen und Überbelastungen) Netzsicherheit (Stabilität, Bereitstellung von Regelleistung, ) Versorgungssicherheit (Spannungsqualität) 4

5 Möglichkeiten zur Stabilisierung des Übertragungs- und Verteilernetzes: 380 kv Übertragungsnetz Netzausbau DSM 110 kv/220 kv kv Verteilungsnetz Vehicle-to-Grid 400 V 5

6 Möglichkeiten der ung bei der Erzeugung von elektrischer Energie: stetige Primärenergie Sekundär- Energie Endenergie Nutzenergie Kohle Erdöl Erdgas Uran Biomasse Wasserkraft Umwandlungs- Lagerung, ung elektrische Energie Transport- Umwandlungs- Wärme fluktuierende erneuerbare Primärenergie Solarstrahlung Windkraft Umwandlungs- elektrische Energie Transport- elektrische Energie mech. Arbeit Licht - und Umwandlungs- 6

7 Einsatzbereiche elektrischer Energiespeicher: Sekunden Minuten Stunden Tag / Monate Kondensatoren Flow-Batterien Batterien Schwungmassenspeicher Supraleitende Spulen Wasserstoff / Methan (Power-to-Gas) Druckluftspeicher Pumpspeicher elektrochemische mechanische elektrische 1 kw 10 kw 1 MW 10 MW 100 MW 100 kw 1000 MW Quelle: Neubarth, Jürgen: Integration erneuerbarer Energien in das Stromversorgungssystem, in Energiewirtschaftliche Tagesfragen 8/2011 7

8 Dezentrale in Verteilnetzen: Prioritär ist grundsätzlich die Erhöhung der Energieeffizienz, erst danach sollen Maßnahmen zur Erhöhung des Eigenverbrauches durch Lastverschiebung und ung umgesetzt werden (z.b. Energiemanagementsystem). Eine dezentrale, also erzeugungs- bzw. und verbrauchernahe ung hat den wesentlichen Vorteil von niedrigen Transport- n sowie Vermeidung/Reduzierung des Netzausbaus. Aufgrund steigender Strompreise werden dezentrale PV-- Systeme in Privathaushalten aus betriebswirtschaftlicher Sicht des Einzelnen zunehmend interessanter. Jedoch ist der volkswirtschaftliche Nutzen von dezentralen n zur Erhöhung des Eigenverbrauches umstritten; gezielte Regelungen sind erforderlich, um damit auch eine Entlastung in Verteilnetzen zu erreichen (Systemdienstleistungen). 8

9 Offene Fragen? Wird sich die ung zukünftig auf Technologien für zentrale Großspeicher fokussieren (Power-to-Gas, Pumpspeicher, Druckluftspeicher)? Welche kapazitäten sind erforderlich, um den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energie zu ermöglichen? Wer betreibt den? Netzbetreiber dürfen rein rechtlich keine betreiben, juristisch ist die ung der Erzeugung gleichgestellt. Die Wirtschaftlichkeit von n ist derzeit noch kaum darstellbar und marktgetriebene Modelle, also Geschäftsmodelle die z.b. auf Preisunterschiede des Stroms an der Börse basieren, sind nur begrenzt geeignet. Welche Anreizsysteme sollen zukünftig für Integration von n im Netz sorgen? Ökologische Aspekte (Life Cycle Analysis - LCA, Nachhaltigkeitsperformance) 9

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