Die Zukunft der Energieversorgung

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1 Die Zukunft der Energieversorgung Smart Home Day

2 Die Zukunft der Energieversorgung

3 Historischer Rückblick Energieversorgung in Darmstadt Erster Lehrstuhl für Elektrotechnik der Welt an der TH Darmstadt 1882 Erasmus Kittler 1963 (erster) Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgung Stromversorgung in Darmstadt begann 1888 mit der Centralstation für elektrische Beleuchtung : Gleichstromanlage für ca Lampen Versorgung des Staatstheaters 1897: erste elektr. Straßenbahn durch Darmstadt : Gründung der Hessischen Eisenbahn AG (HEAG) In der Folge Versorgung umliegender Städte und Gemeinden im Odenwald und an der Bergstraße: Groß-Umstadt, Heppenheim, Lindenfels, Reichelsheim,.

4 Die Energiewende setzt auf regenerative Energie unter den von der Ethikkommission definierten Bedingungen Die Abschaltung der Kernkraftwerke sowie der Ausbau der erneuerbaren Energiequellen erfolgt schnell aber wie sieht es mit den Forderungen der Ethikkommission aus? *) 2013: ca. 25 % bis 2020: + 1,4 % p.a. bis 2030: + 1,5 % p.a. bis 2050: + 1,5 % p.a. Transformationsgeschwindigkeit *) Bei deutlicher Energieeinsparung und deutlichem Import!

5 Verfügbare Leistung in MW Installierte Leistung in Megawatt Die Energiewende bewirkt ein Überangebot an (temporär) verfügbarer Kraftwerksleistung : Verfügbare konventionelle Kraftwerke 2016: 92,54 GW Die Summe aus verfügbarer konventioneller und installierter regenerativer Leistung übersteigt die zeitgleich nutzbare Leistung deutlich. Der Einsatz von Speichern wird unerlässlich. Die höchste Einspeiseleistung tritt im Verteilnetz auf (über 80% der Kapazität). 0

6 Aufbau des Energieversorgungsnetzes & Veränderungen Veränderte Einspeisung Windkraft Photovoltaik Kernenergie-Ausstieg Blockheizkraftwerke Biomasse Neue elektr. Verbraucher Elektrofahrzeuge Wärmepumpen Elektrische Speicher Höchstspannung 380/220 kv Hochspannung 110 kv Mittelspannung 10/20 kv Niederspannung 0,4 kv Großindustrie Großverbraucher Gewerbe Kleinverbraucher Gewerbe

7 Die Energiewende bewirkt ein Überangebot an (temporär) verfügbarer Kraftwerksleistung

8 Quelle: Amprion GmbH Die Erneuerbaren Energien drängen die konventionellen Kraftwerke aus dem Markt 70 /MWh /MWh Grenzkosten Steinkohle /MWh Grenzkosten Gas /MWh 20 Trendlinie 26 /MWh 10 Grenzkosten Braunkohle und Kernenergie /MWh Entwicklung Spot-Preis Day-ahead seit 2011 (monatlicher Durschnitt)

9 Stromproduktion und Börsenstrompreise Deutschland April 2017

10 Brutto-Stromerzeugung nach Energieträgern 2015 Brutto-Stromerzeugung 2015 in Deutschland: 651,8 Mrd. Kilowattstunden* - Anteile an der Brutto-Stromerzeugung in Prozent - Steinkohle 18,1% Erdgas 9,1% Heizöl, Pumpspeicher und Sonstige 4,8% Wind onshore 12,2% Erneuerbare 30,1% Wind offshore 1,3% Biomasse 6,8% Wasser 3,0% Braunkohle 23,8% Kernenergie 14,1% Quellen: BDEW, AG Energiebilanzen Stand: 01/2016 Photovoltaik 5,9% Siedlungsabfälle 0,9% Geothermie 0,02% * vorläufig

11 ..neue Technologien penetrieren in den etablierten Markt Power-to-heat (P2H) Kaltes Wasser Strom Heißwasser Wärmespeicher der N-ERGIE Nürnberg

12 ..neue Technologien penetrieren in den etablierten Markt Power-to-Gas (P2G) Protonen-Austausch-Membran (PEM): 60 m³ Wasserstoff pro Stunde (180 kw) Elektrische Leistung: 320 kw

13 Die Unabhängigkeit der Verbraucher nimmt zu Das Aktiv-Stadthaus der ABG in Frankfurt

14 Die Netze müssen der Veränderung folgen Smart Grid Netzkonzepte

15 Der Blick in die Zukunft 2016

16 Das Energiesystem der Zukunft ist modular gemäß dem Prinzip der technischen Subsidiarität aufgebaut Gebäude 25% Quartier / Dorf 20% Stadt / Umland 20% Deutschland 20% Europa 15%

17 Energiemanagement der Zukunft Flexible Kopplung der Medien Wärme Speicher Wärme Geothermie, Solarthermie, Müll Power to Heat (P2H) Heat to Power (H2P) Gas to Heat (G2H) Speicher Elektrische Energie Regenerative Energien Power to Gas (P2G) Gas to Power (G2P) Gas Speicher Gas Erdgas, Biomasse

18 Flexible Steuerung der Lasten und der Erzeugung Flexible Erzeugung Flexible Verbraucher Smart Home Energie Effizienz Neue Speicher E-Mobilität / Hausspeicher

19 Was passiert in der Zukunft? Gebäudeintegrierte Photovoltaik auf jedem Haus Batteriespeicher für Jedermann Abschaltung Kernkraftwerke Photovoltaik aus dem Drucker Wüstenstrom DESERTEC Energieeffizienz Permutationsreaktor 40 Mio. Elektroautos in Deutschland Kernfusionsreaktor Energiegenossenschaften Flatrate Tarife Elektrische Wärmepumpe für jedes Haus

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Ingo Jeromin Birkenweg Darmstadt Mail: ingo.jeromin@h-da.de