Möglichkeiten einer weitgehend erneuerbaren Stromversorgung unter Einschluss des Verkehrssektors

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1 Fraunhofer IWES Energiesystemtechnik Norman Gerhardt Berlin, 12. November 214 Möglichkeiten einer weitgehend erneuerbaren Stromversorgung unter Einschluss des Verkehrssektors Öko-Institut Jahrestagung 214: Vorfahrt Klimaschutz Strategien für den Verkehr der Zukunft Workshop 2: Stiefkind Verkehr? Zukünftige Rolle der (Elektro-) Mobilität im Stromsektor

2 Fokus Stromsektor Langfristig Kopplung der Sektoren Strom-Wärme-Verkehr Mittelfristig Flexibilitätsanforderungen und Potenzial E-Mobilität Erkenntnisse aus drei Projekten Roadmap Speicher (Zuwendungsgeber BMWi, abgeschlossen) Medien/Pressemitteilungen/214/Roadmap_Speicher.html Interaktion EE-Strom-Wärme-Verkehr (Zuwendungsgeber BMWi, laufend) Analyse und Darstellung der Klimawirksamkeit der Elektromobilität in zukünftigen Stromversorgungsszenarien im Rahmen des Projektes INEES: Intelligente Netzanbindung von Elektrofahrzeugen zur Erbringung von Systemdienstleistungen (Zuwendungsgeber BMUB laufend)

3 Langfristige Entwicklung EE-Strom als zukünftige Primärenergiequelle (geringere Kosten, hohes technisches Potenzial und Effizienzgewinne durch Stromnutzung) Konsequenzen zur Erreichung der ambitionierten Klimaschutzziele: weitgehend klimaneutraler Gebäudebestand verbleibende Emissionen im Bereich Industrie (stoffliche Nutzung), Flug- und Schiffsverkehr, und im nichtenergetischen Bereich Hohe Anforderungen an Straßenverkehr zur THG-Einsparung und Notwendigkeit zur Elektrifizierung Heute Strom Wärme Verkehr Effizienz Effizienz Effizienz Wärmepumpen Power-to-Heat 25 Bedarf und Verbindung Strom Wärme Verkehr E-Mobilität Power-to-Gas

4 Langfristige Entwicklung Für ein EU-Klimaschutzziel von -8% THG muss Deutschland relativ mehr einsparen 9 In Deutschland hohes EE-Flächenpotenzial Aber aus Kostengründen wird Deutschland Nettoimporteuer von Strom Netzverluste Netto-Export Speicherverluste Wasserstofferzeugung Oberleitungs-Lkw E-Pkw Klimatisierung Installierte Leistung [GW] Sonstige GT GuD KWK Laufwasser Wind-Offshore Wind-Onshore PV - Freifläche PV - Dachanlagen Erzeugung / Verbrauch [TWh] 5 4 Sonstige GT GuD 3 KWK Laufwasser Wind-Offshore 2 Wind-Onshore PV - Freifläche PV - Dachanlagen 1 Wärmepumpen Power-to-Heat / Industrie-WP Power-to-Gas Herkömml. Verbrauch EE-Abregelung Müll-HWK, Klärgas GT GuD KWK Netto-Import Laufwasser Wind-Offshore Wind-Onshore PV AUT BEL CHE CZE DEU DNK ESP FIN FRA GBR HUN ITA LUX IRL NLD NOR POL PRT SVK SVN SWE Erzeugung Verbraucher

5 Flexibilitätsanforderungen Deutschland ist eingebunden in den europäischen Strommarkt hohes Ausgleichspotenzial (meteorologisch, Bestandsspeicher) Der zusätzliche Strom-Speicherbedarf ist sehr sensitiv von der Einbindung neuer Verbrauch (wie E-Mobilität) im Lastmanagement (DSM) abhängig Ergebnisse 25 Pro PV/Wind-Szenario C: GW Szenario C mit DSM ohne DSM H2-Kaverne 12h-Bleibatterie 1h-Bleibatterie 8h-Bleibatterie 6h-Bleibatterie 4h-Bleibatterie 2h-Bleibatterie AT BE CH CZ DE DK ES FI FR GB HU IT LU IE NL NO PL PT SK SI SE

6 Flexibilitätsanforderungen Kurz- und mittelfristig ist der Ausbau von Stromspeichern keine Voraussetzung für den weiteren Ausbau der dargebotsabhängigen erneuerbaren Energien, wenn eine Abregelung geringer Mengen von Erzeugungsspitzen akzeptiert wird. Der dynamische Zubau von Wind- und Solarenergie kann auch heute schon weiter voran getrieben werden. Elektromobilität kann kurz- mittelfristig in der Einführungsphase durch Laden am Hausanschluss in den Absatzmarkt und in das Stromversorgungssystem integriert werden Mittel- bis langfristig: hohe Anteil PV: öffentliche Ladeinfrastruktur wird notwendig für ein kostenoptimales flexibles Energieversorgungssystem Jährlich gemittelte Ladeleistung Tagesstunden

7 Potenzial E-Mobilität Flexibilitätspotenzial E-Mobilität BEV: Lastmanagement (DSM) Vermeidung von Stromspeichern PHEV / REEV: Lastmanagement (DSM) Vermeidung von Stromspeichern und Hybrid Vermeidung von neuen Spitzenlastkraftwerken (Hybrid kann in Zeiten sehr hoher Strompreise mit Kraftstoff fahren) Oberleitungs-LKW: Hybrid Vermeidung von neuen Spitzenlastkraftwerken

8 Wie kann das Gesamtsystem funktionieren 2 Wochen Beispiel NEP 235 Import Export Erzeugung und Strombedarf in Deutschland 235, Meteo-Jahr 211, 39./4. Kalenderwoche GW Erneuerbare Erzeugung GW 7 konventionelle Erzeugung Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo Di Mi Do Fr Sa So Wochentag Load Residual Load Residual Load - Import + Export Photovoltaics Wind Offshore Wind Onshore Biomass flexible Biomass Hydro PSW-Turbine Öl Gas GuD/GT Steinkohle BHKW Gas - KWK Steinkohle - KWK Braunkohle PtH PSW-Pump

9 Wie kann das Gesamtsystem funktionieren 2 Wochen Beispiel Roadmap Speicher DSM KWK PtH konventionelle Erzeugung Erzeugung und Strombedarf in Deutschland 25, Meteo-Jahr 211, 39./4. Kalenderwoche Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo Di Mi Do Fr Sa So Wochentag Erneuerbare Erzeugung GW Last Residuallast Residuallast - Import + Export Photovoltaik Wind Offshore Wind Onshore flexible Biomasse Biomasse Laufwasser BEV, PHEV Batteriespeicher PSW-Turbine Gas GuD/GT BHKW Gas - KWK Steinkohle - KWK Klimatisierung Wärmepumpen PtH PSW-Pumpe Batteriespeicher