Speicherungsbedarf für eine regenerative Strom-Vollversorgung in Österreich Ergebnisse aus S4MG

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1 Speicherungsbedarf für eine regenerative Strom-Vollversorgung in Österreich Ergebnisse aus S4MG WEC-Workshop: Die Energiewende Wandel der Infrastrukturen für die nachhaltige Energieversorgung Martin BOXLEITNER TU Wien, Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe

2 Agenda Einleitung Motivation und Fragestellung von Super-4-Micro-Grid Zentrale Fragestellung dieses Beitrags Methodik Annahmen Datengrundlage Szenarien Speicheroptimierung Ergebnisse Zusammenfassung und Empfehlungen Seite 2

3 Einleitung Zentrale Fragestellung im Projekt Super-4-Micro-Grid : Ist eine regenerative Vollversorgung Österreichs mit Strom aus Wasserkraft, Windkraft und Photovoltaik auf Basis der inländischen Potenziale möglich, und wenn ja, wie? Seite 3

4 Einleitung Weiterführende Fragestellungen: Auswirkungen auf das Übertragungsnetz siehe Chochole, M.: Bedarf und Möglichkeiten für ein Super-Grid in Österreich Notwendiger Speicher für eine regenerative Strom- Vollversorgung Österreichs Minimale Speicherkapazitäten (Energieinhalt) Minimale Speicherleistungen (Pumpen, Turbinen) Seite 4

5 Methodik Annahmen Österreich = Insel keine Transite, kein Import/Export Energie- und Leistungsautarkie Regenerative Quellen Wasserkraft (keine Laufwasserkraft: Dargebot = Erzeugung) Windkraft Photovoltaik Keine Überdimensionierung Speichertechnologie Pumpspeicher als technologischer Maßstab Seite 5

6 Methodik Datengrundlage Zeitreihen Meteorologische Daten (ZAMG) Last 15 Jahre ( ), stündliche Auflösung, Stationsbasis Konversionsmodelle Elektrische Erzeugung Regionalisierung 8 homogene Regionen E-Control, 2007 & 2008, stündliche Auflösung Potenzialflächen für regenerative Energien Regionale Potenzialflächen und Erzeugungszeitreihen (Pump-)Speicher-Potenziale Seite 6

7 Methodik Szenarien Grün: Potenzialfläche ausreichend Gelb: Erhöhung der Potenzialfläche um Faktor 1,5 Rot: Erhöhung der Potenzialfläche um Faktor 4,3 Seite 7

8 Methodik Speicher-Optimierung Optimierungsziele Minimale Speicherkapazität ( -1 ) oder Minimale Pumpleistung ( -2 ) Nebenbedingungen Energetische Bedarfsdeckung inkl. Verluste über den Betrachtungszeitraum (15 Jahre) Keine regionalen Potenzialüberschreitungen bei Windkraft und Photovoltaik Variablen Regionale Erzeugungsanteile von Windkraft und PV Suche des optimalen Erzeugungsmix Seite 8

9 Ergebnisse Seite 9

10 Turbinieren Pumpen Ergebnisse Jahresdauerlinien der Speicherleistung Seite 10

11 Ergebnisse 3,2 TWh* * Quelle: E-Control: Energieinhalt von Großspeichern; Reversibler Anteil: 0,14 TWh (eigene Erhebung) Szenario MZ-1 Seite 11

12 Ergebnisse Seite 12

13 Zusammenfassung und Empfehlungen Zusammenfassung: Bedarf an Pumpleistung: Notwendige reversible Speicherkapazitäten: x 100 (mindestens) vorhanden / benötigt Für die Speicherbewirtschaftung wären mehrjährige Betrachtungszeiträume notwendig. Seite 13

14 Zusammenfassung und Empfehlungen Stromverbrauch als Schlüssel zu einer regenerativen Energieversorgung Je geringer der Verbrauch, desto geringere Anteile volatiler Erzeugung notwendig geringere Anteile an schlechten Standorten müssen ausgebaut werden geringere Leistungen an Wind und Photovoltaik müssen installiert werden geringere Speicherleistung ist notwendig Wasserkraftausbau Je höher der Wasserkraftanteil, desto siehe oben Seite 14

15 Zusammenfassung und Empfehlungen Eine leistungsautarke Vollversorgung Österreichs mit regenerativem Strom ist aus Sicht der regenerativen, inländischen Potenziale möglich! Speicher mit inländischen Potenzialen und heutigen Technologien nicht möglich! Abhilfen: alternative Speichertechnologien (F&E) verteilte, dezentrale Speicher Netze: siehe nächster Beitrag Seite 15

16 Speicherungsbedarf für eine regenerative Strom-Vollversorgung in Österreich Ergebnisse aus S4MG Dipl.-Ing. Martin BOXLEITNER Technische Universität Wien Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe Tel.: +43 (0) Web: ww.ea.tuwien.ac.at Das Projekt Super-4-Micro-Grid wurde aus den Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms NEUE ENERGIEN 2020 durchgeführt.