Energiezukunft für Städte und Gemeinden 100% dezentral? Prof. Dr. Bettina Furrer, ZHAW & SCCER CREST,

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1 Energiezukunft für Städte und Gemeinden 100% dezentral? Prof. Dr. Bettina Furrer, ZHAW & SCCER CREST,

2 Inhalt. 1 Trends und Herausforderungen der Energieversorgung 2 Modellierung von Transformationsprozessen im Energiesystem 3 Stromversorgungskonzepte 4 Verhaltensmuster 5 Energieversorgung Quo vadis? 2

3 Globale Trends im Energiesystem Dezentralisierung Konvergenz der Systeme Digitalisierung Dekarbonisierung Quelle: WWF Deutschland

4 Entwicklung Energiesystem Schweiz Stromversorgung Ausgleich Produktionslücken Speicherung Netze Digitalisierung Städte / Gemeinden Komplexität Systeme Digitalisierung Umwelt / Klimawandel Demographie Wärmeversorgung Fern- / Nahwärme Effizienz (techn., wirtsch.) Rolle als Speicher Dekarbonisierung 4

5 Energieversorgung der Zukunft ein Hybrid! Anbindung Kraftwerke Räumliche Verteilung Dezentral Verteilnetz Entsprechend Nachfrage Flexibilität Verteilnetz Steuerung Lokales Preissignal Zentral am Standort günstigster Bedingungen Übertragungsnetz Übertragungsnetz Zentrales Preissignal Quelle: Ökoinstitut 2015; Funcke

6 Inhalt. 1 Trends und Herausforderungen der Energieversorgung 2 Modellierung von Transformationsprozessen im Energiesystem 3 Stromversorgungskonzepte 4 Verhaltensmuster 5 Energieversorgung Quo vadis? 6

7 Modellierung von Transformationsprozessen in regionalen Energiesystemen Quelle: Ulli-Beer et al. (2017) 7

8 Inhalt. 1 Trends und Herausforderungen der Energieversorgung 2 Modellierung von Transformationsprozessen im Energiesystem 3 Stromversorgungskonzepte 4 Verhaltensmuster 5 Energieversorgung Quo vadis? 8

9 Entwicklung neuer Stromversorgungskonzepte Wechselwirkungen zwischen Dezentralisierung und Verteilnetz «Mehr und mehr Strombezüger werden künftig zu Prosumern.» «Der Abschied vom Netz lohnt sich jeden Tag mehr. Dadurch kann Wettbewerb entstehen, wo bisher Monopole herrschten.» Quersubventionierung ja, aber überschaubares Ausmass Zielkonflikt zwischen Ausbau Solarstrom und effizienten Netz- / Speicherinfrastrukturen Handlungsspielräume für alternative Tarife schaffen Neue Ansätze auf regionaler und kantonaler Ebene liefern die notwendige Evidenz zu den Auswirkungen alternativer Tarifsysteme für die Gesetzgebung Quelle: Kubli & Ulli-Beer (2016) 9

10 Entwicklung neuer Stromversorgungskonzepte Geschäftsmodelle mit Eigenverbrauchsgemeinschaften Dezentralisierung findet statt Verbreitung von Prosumern / Eigenverbrauchsgemeinschaften unabhängig vom Verhalten von Energieversorgern Geschäftsmodelle Selbstorganisation (Stromabnahme) Dachmiete (Strommarkt; Ökostrom) Dienstleistung (Messung; Abrechnung) Bonus (Teilübernahme Investition) Quelle: Zapata et al. (submitted) Wertschöpfungspotential abhängig vom Preis Überschussstrom 10

11 Konvergenz der Systeme Integration von Elektrofahrzeugen in Gebäudeenergiesystem Beispiel Pilotregion Basel EVU bidirektional ladbare E-Auto Flotte bidirektionale Ladesäule Arealbetreibende Beispiel Eigenverbrauchsoptimierung Ladung EV Batterie Flottenanbieter Netzbezug Eigenverbrauch Entladung EV Batterie 00:00 02:30 05:00 07:30 10:00 12:30 15:00 17:30 20:00 22:30 Optimierung PV-Eigenverbrauch Zusammenarbeit Entwicklung nachhaltiger Mobilitätskonzepte Systemdienstleistungen; Steigerung der lokalen Netzstabilität 11

12 Konvergenz der Systeme Arealentwicklung «Smart Urban Isles» Unabhängige smarte urbane Energie-Inseln (SUI) erforschen, implementieren, validieren. Technologie-Matrix BIOCLIMATIC DESIGN Nutzer-Mix MANAGEMENT PLATFORM SMART BUILDING MINI-NETWORKS Santa Cruz Tenerife (ES) Granada (ES) Amsterdam (NL) Iasi (RO) Winterthur (CH) Zurich (CH) Limassol (CY) ecoenergyland (AT) 12

13 Inhalt. 1 Trends und Herausforderungen der Energieversorgung 2 Modellierung von Transformationsprozessen im Energiesystem 3 Stromversorgungskonzepte 4 Verhaltensmuster 5 Energieversorgung Quo vadis? 13

14 Entwicklung neuer Verhaltensmuster Gamification Ansätze 14

15 Entwicklung neuer Verhaltensmuster Rolle von Städten Städte zentrale Akteurinnen der Energiestrategie 2050 Vorbildrolle (z.b. energie-effiziente öffentliche Gebäude) Förderung Energiesparen (z.b. über Kampagnen) Intervention «Bike4Car»: E-Bike testen Ziel: Motivation, Erfahrungen, Verhaltensänderung Resultate: Motivatoren «Ausprobieren» und «Gesundheit» Langfristig nachweisbare, aber nicht radikale Verhaltensänderung Quelle: Moser et al. (submitted) Netzwerke Städte gezielt nutzen Interventionen effektiver Win-Win bei intensiver Zusammenarbeit Städte & Forschende 15

16 Inhalt. 1 Trends und Herausforderungen der Energieversorgung 2 Modellierung von Transformationsprozessen im Energiesystem 3 Stromversorgungskonzepte 4 Verhaltensmuster 5 Energieversorgung Quo vadis? 16

17 Energieversorgung quo vadis? Trust World Trade World Local World Smart World Sicher, zuverlässig, Preiswert, jederzeit Einheimisch, selbst Digital vernetzt, bewährt verfügbar produziert, lokal automatisch, ausbalanciert komfortabel Quelle: VSE (2016); 17

18 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Title of presentation, author, DD.MM.YY 18