Energiesysteme, Energiepreise, Energieakteure Status quo und Szenarien zukünftiger Entwicklungen

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1 Energiesysteme, Energiepreise, Energieakteure Status quo und Szenarien zukünftiger Entwicklungen Vortrag auf der Praxiskonferenz Energieversorgung in der Wohnungswirtschaft Berlin, den 29. Juli 2015 Prof. Dr. Uwe Leprich Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES)

2 Rahmenbedingungen: Globale, europäische und nationale Ziele und Entwicklungen 2 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

3 IEA 450 Szenario globale Orientierung Quelle: IEA [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

4 EE-Status global in 2014 Quelle: REN [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

5 EE-Zuwachs global in 2014 Quelle: REN [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

6 Die Entwicklung der Windenergie Quelle: REN [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

7 Die Entwicklung der Photovoltaik Quelle: REN [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

8 Ziele der EU bis 2020 (2030) - 40% 27% 27% Beschluss des Europäischen Rates im März 2007 Beschluss des Europäischen Rates im Oktober [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

9 Die europäischen Ziele für den Ausbau der Erneuerbaren Energien Quelle: EU Statistical Pocket [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

10 Quelle: EU Statistical Pocket 2014 EE-Entwicklung EU (Strom) 10 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

11 Nationale Teilziele Erster Fortschrittsbericht zur Energiewende Quelle: BMWi Dezember 2014, S [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

12 KWK-Ziel 2020 Koalitionsvertrag 2013, S.57: KWK-Gesetzentwurf [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

13 Abschätzung sektoraler Teilziele Quelle: Expertenkommission [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

14 EE-Entwicklung national (Strom) Quelle: AGEE [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

15 EE-Entwicklung national (Wärme) Quelle: AGEE [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

16 Energiewende als nationales Projekt Quelle: Die Welt [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

17 Energiewende und Systemtransformation 17 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

18 Kompass Leitstudie 2011 (Primärenergie) Effizienz: 48% weniger Energieverbrauch gegenüber 2010 Erneuerbare: rund die Hälfte des Energieverbrauchs in 2050 DLR/IWES/IFNE [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

19 Der Stromsektor ist besonders wichtig Quelle: UBA [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

20 Kompass Leitstudie 2011 (Strom) Quelle: DLR/IWES/IFNE [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

21 BMWi-Referenzprognose 2014 (Strom) 21 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

22 Annahmen des Netzentwicklungsplans 2014 Quelle:NEP [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

23 Das strompolitische Zieldreieck der Bundesregierung 40-45% Erneuerbare bis 2025 Schnittstelle Bioenergie 10% Reduktion bis % KWK bis [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

24 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien 24 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

25 Das künftige Stromsystem Fluktuierende Erneuerbare Energien Quelle: IZES [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

26 Perspektivisch wachsen Strom-, Wärmeund Verkehrssystem stärker zusammen Quelle: Sterner [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

27 Vernetzungen zwischen dem Strom- und dem Wärmesystem als Flexibilitätsoptionen 27 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

28 28 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin] Passivhäuser ante Portas?

29 29 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin] BMWi-Referenzprognose 2014 (Raumwärme)

30 30 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin] a) Kraft-Wärme-Kopplung

31 31 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin] KWK-Entwicklung

32 32 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin] KWK-Potenzialabschätzung

33 Von der Grundlast zur Residuallast 33 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

34 Die Rolle der KWK in der Energiewende: Flexibilitätsoption Quelle: Lücking [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

35 Kraft-Wärme-Kopplung in der Regenerativwirtschaft optimale Ergänzung oder Auslaufmodell? KWK als Gas-KWK flexibel dezentral vernetzt tendenziell strom-/marktorientiert ist systemisch gesehen eine optimale Ergänzung der fluktuierenden erneuerbaren Energien, solange wir nicht in die Zielgerade zum 100% EE-System einbiegen Ökonomisch ist sie ein Auslaufmodell, wenn auch mittelfristig die Kohlekraftwerke im System verbleiben sollen 35 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

36 36 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin] b) Nachtspeicherheizungen

37 Lastprofil Wärmestrom Quelle: IZES [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

38 Erzeugungslastgänge Wind und PV Winter- Dunkelflauten 38 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

39 Auf einen Blick: Wärmelast und Wind-/PV- Dargebot klaffen auseinander Quelle: Arrhenius [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

40 Wer ist eigentlich auf die Idee gekommen, Nachtspeicherheizungen seien eine gute Speichermöglichkeit für überschüssigen Wind- und Solarstrom?? Nachtspeicherheizungen sind zuallererst immer noch dadurch charakterisiert, womit sie früher geworben haben: Kohle per Draht 40 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

41 41 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin] c) Elektrische Wärmepumpen

42 Verbreitung der Wärmepumpen Quelle: AGEE [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

43 Strom kommt sowieso ins Haus, nutz das aus!? Quelle: BDEW [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

44 Effizienz und Lastauswirkungen von Wärmepumpen bei niedrigen Außentemperaturen Es hat sich gezeigt, dass die Arbeitszahlen von Luftwärmepumpen gerade bei niedrigen Außentemperaturen weit unter den Jahresarbeitszahlen liegen können. Neben der Jahresarbeitszahl sollte bei einer energiewirtschaftlichen und ökologischen Bewertung von Wärmepumpen die Temperaturabhängigkeit der Lastanforderung (der jeweiligen Wärmepumpentypen) betrachtet werden. Gerade dieses Phänomenen der Thermosensibilität (d.h. der Stromlaststeigerung pro Kelvin sinkender Außentemperatur) sollte bei der aktuellen Diskussion über den Einsatz von Wärmepumpen zum Ausgleich der FEE stärker beachtet werden. 44 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

45 Thermosensibilität in Frankreich Quelle: RTE 2012, S32ff. Der französische Übertragungsnetzbetreiber RTE konstatiert seit Jahren eine steigende Stromnachfrage bei sinkenden Temperaturen. Dieser Wert steigt aktuell jährlich um rund 70 MW / K trotz stagnierender Installationszahlen von Stromdirektheizungen, jedoch bei einer zunehmenden Zahl v.a. von Luftwärmepumpen. 45 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

46 Wärmelastwirkungen in Süddeutschland 46 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

47 Daher: Vorsicht bei der weiteren Verbreitung elektrischer Wärmepumpen eine sorgfältige Analyse der Rückwirkungen auf die Strombereitstellung steht bislang aus! 47 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

48 48 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin] d) Power-to-heat

49 Stromüberschüsse aus FEE-Erzeugung? Selbst an lastschwachen sommerlichen Samstagen mit dem Ausnahmefall gleichzeitig hoher Einspeisung von Wind und PV in den frühen Nachmittagsstunden erreichen die EE nicht die öffentliche Netzlast In diesen Zeiträumen bestehen meistens nur geringe Heizwärmebedarfe. Graphik IZES auf Basis von Daten der EPEX 49 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

50 Ausfallarbeit durch Abregelung 0,40% 0,34% 0,44% Quelle: BNetzA [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

51 Können wir mit dem Strom in 2014 wirklich nichts anfangen? 51 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

52 Es spricht nichts gegen den Einsatz von regenerativem Überschussstrom in bivalenten Heizsystemen BHKW mit einem elektrischen Prozesserhitzer im Normalbetrieb Quelle: IZES/TSB [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

53 Power-to-gas? Zukunftsmusik! Probleme Direkte Nutzung von Wasserstoff benötigt neue Technologien Niedriger Wirkungsgrad: Strom zu Strom ca % (ohne Wärmeauskopplung) hohe Kosten 53 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

54 Zwischenfazit Strom-/Wärmesysteme Die Verwendung von Strom in Nachtspeicherheizungen ist nach wie vor klimapolitisch und energiewirtschaftlich unsinnig Die weitere Verbreitung von elektrischen Wärmepumpen ist im Hinblick auf ihre Lastwirksamkeit sorgfältig zu analysieren Regenerativer Überschussstrom ist aktuell noch ein Phantom, wird aber bei weiterem Ausbau der EE ein Faktor Die Verwendung von Strom im Niedertemperaturwärme-Bereich ist gleichwohl die ultima ratio und nur dann vertretbar, wenn dadurch keine Kapazitätseffekte im Stromsystem induziert werden Kraft-Wärme-Kopplung (Gas, Biomasse) und Solarthermie sind aktuell die Königsoptionen für eine nachhaltige NT-Wärmebereitstellung 54 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

55 55 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin] Instrumente und Akteure

56 56 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin] EE-Stromerzeugung

57 KWK-Stromerzeugung Quelle: VKU [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

58 Strommarkt Akteure Direktvermarkter Bilanzkreisverantwortliche Vertriebe Smarte Netzbetreiber Aggregatoren 58 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

59 Zwischenfazit Instrumente und Akteure Es gibt kein Königsinstrument für die Umsetzung der Energiewende und der Systemtransformation, sondern eine Vielzahl von einzelnen Instrumenten, die zusammen wirken müssen Energiewende und Systemtransformation sind geprägt von Akteursvielfalt; die Geschäftsmodelle aller Akteure sind abhängig von den rechtlichen Rahmenbedingungen Das stärkere Zusammenwachsen von Strom- und Wärmesektor bietet Chancen für vielfältige neue Aktivitäten und Geschäftsmodelle; auch diese hängen von der Gestaltung der Rahmenbedingungen ab Sich auf den Strom- und den Wärmemarkt zu verlassen und zu meinen, diese würden die Energiewende allein voranbringen, verwechselt Markt mit Sektor und reale Welt mit grüner Wiese 59 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

60 Energiewende und Preisentwicklungen 60 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

61 Der Aufreger: die EEG-Umlage Quelle: ISE [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

62 Preisentwicklungen im Vergleich Quelle: BMWi [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

63 Der HH-Strompreis im Detail Quelle: BDEW 2015; BNetzA [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

64 Quelle: Da.V.i.D. GmbH, Oktober 2014 Jahresfuture Base an der EEX 64 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

65 Quelle: Energiekosten der Haushalte 65 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

66 Quelle: Warenkorb der Haushalte 66 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

67 Wie geht es weiter mit den Strompreisen? Die Prognose der Regierungsgutachter 67 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

68 68 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin] Wie geht es weiter mit den Brennstoffpreisen?

69 Zwischenfazit Preisentwicklungen Die Bedeutung der Strompreise für die Verbraucher wird erheblich überschätzt; Benzin und Heizkosten haben eine viel höhere Bedeutung für sie Die Entwicklung der Strompreise in den letzten Jahren ist vergleichbar mit der der anderen Energieträger; es hat hier keine Sonderentwicklung gegeben Die Regierungsgutachter sehen in den nächsten Jahrzehnten keine dramatischen Preisanstiege (real) der Strom- und der Brennstoffkosten Die offiziellen Annahmen zum Ausbau der Stromnetze in Deutschland (Netzentwicklungsplan) sehen nur beim CO 2 -Zertifkatepreis einen erheblichen und beim Erdöl einen spürbaren Preisanstieg bis 2033; die Kohlepreise werden als konstant eingeschätzt 69 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

70 Gesamtfazit Der Ausbau der Erneuerbaren Energien prägt global, auf EU-Ebene und national die Transformation der Energiesysteme Das künftige Stromsystem auf nationaler Ebene wird geprägt von den fluktuierenden erneuerbaren Energien Wind und Solar Durch die notwendigen flankierenden Flexibilitätsoptionen wachsen das Strom- und das Wärmesystem immer stärker zusammen Allerdings sind insbesondere die Rückwirkungen einer stärkeren Verbreitung von Stromwärme auf das Stromsystem sehr sorgfältig zu analysieren Die Akteurslandschaft wird deutlich bunter und mittelständischer Die absehbaren Preisentwicklungen sind sowohl für den Strom- als auch für den Wärmesektor undramatisch 70 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

71 Für die Wohnungswirtschaft bedeutet dies: Entscheidungen im Bereich der Wärmesysteme gesamtsystemisch analysieren Im Bereich der Stromversorgung eigene Akteursrolle erwägen und Chancen nutzen Lokale und regionale Netzwerke für Kooperationen stabilisieren und erweitern 71 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

72 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES) Altenkesselerstr. 17, Gebäude A Saarbrücken Tel Fax Homepage 72 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin]

73 73 [Leprich, 29. Juli 2015, Berlin] Die IZES ggmbh