Industrie 4.0 und Energiesysteme der Zukunft. Dr. Udo Niehage München,

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1 Industrie 4.0 und Energiesysteme der Zukunft München, siemens.com

2 Das Energiesystem hat sich grundlegend verändert Gaslieferant Gaswerk Gastransport Gasverteilung Intelligente Gebäude Wind oder PV (privat) Energieveredelung (Gase, Flüssigkeiten, Chemie) Biomasse Offshore-Windpark Onshore-Windpark Speicher (Gas, Flüssigkeiten) Wasserkraftwerk Onshore- Wind Wärmespeicher KWK Fernwärme (-kälte) Speicher Microgrid Elektromobilität Diesel- Generator Netzleitstelle Große PV- Installation Transformator Fossiles Kraftwerk Umspannwerk Umspannwerk Gebäude, Rechenzentren, Nanogrid Strom Gas Kälte/Wärme Intelligente Stromzähler konventionelles Stromnetz Seite 2

3 Das Energiesystem hat sich grundlegend verändert Wirtschaftlichkeit, Effizienz Gaslieferant Gaswerk Energieveredelung (Gase, Flüssigkeiten, Chemie) Elektrifizierung, steigende Gastransport Nachfrage Biomasse Gasverteilung Marktliberalisierung Intelligente Gebäude Wind oder PV (privat) Offshore-Windpark Verfügbarkeit Onshore-Windpark Speicher (Gas, Flüssigkeiten) Wasserkraftwerk Onshore- Wind Wärmespeicher KWK Fernwärme (-kälte) Speicher Microgrid Atomausstieg Elektromobilität Diesel- Generator Digitalisierung Netzleitstelle Große PV- Installation Transformator Lokale Emissionen Fossiles Kraftwerk Umspannwerk Strom Gas Kälte/Wärme Neue Technologien Intelligente Stromzähler Einsparung Umspannwerk an CO 2 -Emissionen konventionelles Stromnetz Gebäude, Rechenzentren, Nanogrid Seite 3

4 Stromerzeugung durch neue Technologien wird wettbewerbsfähig Prognosen für den Zeitraum : Disruption durch Speicher? -40% Kosten ( ) PV: -45% selbst Dachinstallationen werden wettbewerbsfähig Wind Offshore: -43% Industrialisierung der Fertigung und Vereinfachung der Wertschöpfung Wind Onshore: -22% Verbesserung durch Volllastenstundenzahl und neue Standorte (Schwachwindturbinen) Fossile Brennstoffe mit steigenden Kosten: +32% Kohle, +12% Gas Seite 4 Quellen: IHS (2015), Bloomberg (2016)

5 Unser Lösungsansatz: Dezentrale Energiesysteme Ganzheitliches Energiekonzept: Kombination aus Stromerzeugung, Kraft-Wärme-Nutzung, Speicher, phys. Netze, Automatisierung und Digitalisierung für Energieeffizienz, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit Produkte Turbinen und Motoren (250 kw bis 66 MW) Transformatoren Schutztechnik Umspannwerke Systeme Onshore Wind PV-Systeme, Wechselrichter Energiespeicher FACTS u.dc Lösungen Virtuelle Kraftwerke Microgrids Netzleittechnik Finanzierung / neue Geschäftsmodelle Leasing Performance Contracting Peer to Peer Ausgewählte Elemente Dezentraler Energiesysteme Seite 5

6 Das Energiesystem hat sich grundlegend verändert Gaslieferant Gaswerk Gastransport Gasverteilung Intelligente Gebäude Wind oder PV (privat) Energieveredelung (Gase, Flüssigkeiten, Chemie) Biomasse Offshore-Windpark Onshore-Windpark Speicher (Gas, Flüssigkeiten) Wasserkraftwerk Onshore- Wind Wärmespeicher KWK Fernwärme (-kälte) Speicher Microgrid Elektromobilität Diesel- Generator Netzleitstelle Große PV- Installation Transformator Fossiles Kraftwerk Umspannwerk Umspannwerk Gebäude, Rechenzentren, Nanogrid Strom Gas Kälte/Wärme Intelligente Stromzähler konventionelles Stromnetz Seite 6

7 Elektrifizierung, Automatisierung und Digitalisierung wir verfügen über ein umfangreiches Lösungsangebot Siemens Software Elektrifizierung und Automatisierung automatisiert und digital vernetzt Siemens digitale Services MindSphere das cloudbasierte, offene IoT Betriebssystem Umfassende Konnektivität Offene Schnittstellen Data Analytics Künstliche Intelligenz Kundenspezifische Apps von Siemens und Drittanbietern Kostentransparenz Unabhängigkeit vom Cloud- Infrastruktur-Anbieter ganzheitliches IT-Sicherheitskonzept Seite 7

8 Beispiel Microgrid bedarfsspezifische Software unterstützt Betreiber und Verbraucher EnergyIP: Flexibles, skalierbares Meter Data Management Siemens Software und digitale Services Fault Detection: Probleme im Netz schnell, präzise lokalisieren und analysieren EnergyIP Fault Detection Demand Management Demand Management: Lastenspitzen, Angebot und Nachfrage im Netz optimal verteilen Energiehandel/ Blockchain Leak Detection Storage Energiehandel/Blockchain: Handel von Energie zwischen Prosumern Leak Detection: Nicht nur bei Energie sondern auch bspw. bei Wasser MindSphere Das cloudbasierte, offene IoT Betriebssystem Elektrische Systeme im Microgrid Storage: Fluktuation im Netz ausgleichen Seite 8

9 Beispiel Transportwesen Produktivität der angeschlossenen Systeme verbessern Siemens Software und digitale Services Railigent: Rolling Stock Asset Management höhere Verfügbarkeit und vorausschauende Instandhaltung Railigent Car Sharing Fleet Management Car Sharing: Autos nach Verfügbarkeit buchen und mit anderen Nutzern teilen Verkehrsmanagement intermodales Verkehrsmanagement Fleet Management: Instandhaltung, Nutzung und Betrieb von Flotten MindSphere Das cloudbasierte, offene IoT Betriebssystem Elektrische Systeme im Transportwesen Verkehrsmanagement: Verkehr auf der Straße oder Schiene effizient steuern intermodales Verkehrsmanagement: Verkehr über alle Verkehrsträger hinweg effizient steuern Seite 9

10 MindSphere bündelt Lösungen für den Betrieb von Infrastruktur Betriebssystem einer Stadt Siemens Software und digitale Services Railigent Car Sharing Fleet Management EnergyIP Fault Detection Demand Management Energiehandel/ Blockchain Leak Detection ecar Charging Storage intermodales Verkehrsmanagement Verkehrsmanagement MindSphere Das cloudbasierte, offene IoT Betriebssystem Elektrische Systeme im Microgrid und im Transportwesen ganzheitliches IT-Sicherheitskonzept Seite 10

11 Mehrwert für Kunden schaffen künstliche Intelligenz führt zu erhöhter Energieerzeugung Lösung 350 MW Windpark im US-Bundesstaat Washington mit 140 Turbinen wird effizienter dank künstlicher Intelligenz Ergebnis Anlage passt sich Witterungsbedingungen an, vermeidet Maximallast bis zu 5% mehr Energieerzeugung p.a. Seite 11

12 Mehrwert für Kunden schaffen Transparenz und Analyse von Daten optimiert die Nutzung von Netzen Lösung Smart Grid für Wachtendonk (NRW) mit Haushalten und 80% dezentraler Energieerzeugung, vor allem PV Ergebnis Stadtwerke Krefeld kann kostenintensiven Netzausbau vermeiden bzw. Netzkapazität um 35% steigern Seite 12

13 Mehrwert für Kunden schaffen Energieversorgung digital optimiert Lösung Greifswald: Nord Stream Pipeline Landestation vor Bau vollständig digital modelliert (digitaler Zwilling) Ergebnis 99% Verfügbarkeit der Turbine durch vorausgegangenes 3D-Modelling, vorausschauende Instandhaltung und Remote- Monitoring Seite 13

14 Innovationen bei Siemens Dekarbonisierung der Mobilität durch Elektrifizierung eferry: CO 2 -freier Schiffsverkehr ehighway: Elektrischer Lastverkehr eair: Hybrid-elektrisches Fliegen Norwegen: Weltweit erste vollelektrische Fähre 3 Batteriemodule, Antrieb von 2 Elektromotoren à 450 kw Demonstrationsprojekte in Schweden und Kalifornien Hybridlastwagen mit Stromversorgung über Oberleitungen bei bis zu 90 km/h Elektrischer Antrieb: >25% Treibstoff-, Emissionsund Lärmreduktion Kooperation zu hybridelektrischen Antrieben mit Airbus Seite 14

15 Innovationen bei Siemens ausgewählte Forschungsaktivitäten im Bereich Energie und Elektronik Hochtemperatur- Wärmepumpe Wasserstoff CO 2 tovalue Wärme/Heizen als größter Verbraucher von Endenergie (47%) 10kW-Pilotinstallation für Betrieb bei >140 C verfügbar, MW-Bereich geplant Weltgrößtes Elektrolysesystem in Mainz von Siemens Umwandlung von Überschussstrom in Wasserstoff (>6 MW), Wirkungsgrad von 60% Elektrolytischer Prozess: Nutzung von Elektrizität und CO 2 Umwandlung von CO 2 in Kohlenstoffverbindungen für die Industrie Seite 15

16 Digitalisierung unsere Stellung im Markt unterscheidet uns klar vom Wettbewerb Umfassendes Verständnis von unterschiedlichen Branchen und regionalen Märkten Starke installierte Basis an Systemen im Markt; teilweise bereits digital vernetzt Einzigartiges Digital-Portfolio: MindSphere, Software, Services, Sicherheit Vielzahl von Siemens-internen Beispielen als Belege Siemens-eigenes starkes Eco-System Seite 16