Biogas unverzichtbar? Anpassungsstrategien

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1 Biogas unverzichtbar? Anpassungsstrategien Quelle: U. Holzhammer, privat Dr. B. Krautkremer, Fraunhofer IWES, Kassel, 12. Sächsische Biogastagung Übersicht Aktuelle Situation Was benötigt das Energiesystem? Was kann Bioenergie (Biogas) leisten, was traut sich die Branche zu? Systemdienstleistungen der Bioenergie Anpassungsstrategien Ausblick / Schlussfolgerung 1

2 Was leistet Bioenergie heute? (Leistung vs. Arbeit) Bioenergie 62%! 1 PJ =,28 TWh, 1 TWh = 3,6 PJ Sektorenkopplung im Energiesystem Multitalent Bioenergie: Fluch oder Segen? Europa STROMNETZ STROM H2 Elektrolyse Speicher Sp. GASNETZ Elektromobilität VERKEHR Motor Wasser Geothermie Wärmepumpe / PtH WÄRME Kessel WÄRMENETZ Solar Speicher KWK, Gaskraftwerk THG-Emissionen und Klimaziele Wind PtG (CH4) Elektrolyse Speicher KWK Biomasse Die Kopplung der Sektoren und deren Netze ist eine zentrale Aufgabe, die derzeit jedoch nicht hinreichend vom EEG tangiert wird. 2

3 Der gesetzgeberische Prozess Steigerung der EE-Beiträge Chance zur Systemgestaltung Kohlestrom verdrängen Gegensteuern zu Fehlentwicklungen Bioenergie/Biogasförderung auf der Zerreißprobe EEG-Umlagekosten Fördersystematik Energie- wirtschaftliche Anforderung Bioenergieförderung Bestandsschutz Nachhaltige Bioenergienutzung und Regionen mit hoher Nutzungskonkurrenz und hohen Preisen 3

4 Stromerzeugung erneuerbare Energien, TWh/a Systemdienstleister Bioenergie Landwirtschaftliche Ökonomie Langfristige, stabile Einnahmen bzw. Absatzmärkte Erweiterte Wertschöpfung Neue Geschäftsfelder Wahrung des Mengengerüstes Maximale Systemdienlichkeit Nutzung der spezifischen Eigenschaften Korrekte Bewertung Neue Aufgaben Bioenergie Verbesserte Umweltbilanz etablierter Stoffströme (Gülle!) Aufnahme von Stoffen des gesamtlandwirtschaftlichen Ökologisierungsprozesses nnahmen bzw. Absatzmärkte Energiesystem Landwirtschaftliche Ökologie 7 Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien nach den BMU-Leitszenarien Szenario 211 A Wasser Fotovoltaik Wind Onshore Geothermie Wind Offshore Europäischer Verbund Biomasse, biog. Abfälle SZEN11/ STR-23; [Quelle: BMU Leitstudie 211] 4

5 Minimale Residuallast: GW Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) 4-4 Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) Überschüsse: TWh -1 4 Minimale Residuallast: GW Jan Feb Mar Apr -2 May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Überschüsse: TWh -1 Minimale Residuallast: GW Jan Feb Mar Apr -2 May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Überschüsse: TWh -1 Minimale Residuallast: GW Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) -12 Überschüsse: TWh -1 Minimale Residuallast: GW Minimale Residuallast: GW Minimale Residuallast: GW Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) 4-4 Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) Überschüsse: TWh -1 4 Minimale Residuallast: GW Jan Feb Mar Apr -2 May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Überschüsse: TWh -1 Minimale Residuallast: GW Jan Feb Mar Apr -2 May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Überschüsse: TWh -1 Minimale Residuallast: GW Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) -12 Überschüsse: TWh -1 Minimale Residuallast: GW Minimale Residuallast: GW Minimale Residuallast: GW Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) 4-4 Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) Überschüsse: TWh -1 4 Minimale Residuallast: GW Jan Feb Mar Apr -2 May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Überschüsse: TWh -1 Minimale Residuallast: GW Jan Feb Mar Apr -2 May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Überschüsse: TWh -1 Minimale Residuallast: GW Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) -12 Überschüsse: TWh Minimale Residuallast: GW Minimale Residuallast: GW Ausgleichsenergiebedarf ohne e-mobility, Wärmepumpen und Klimaanlagen (Meteo-Jahr 27) 6 Inst. el. Leistung aus Bioenergie, Deutschland 214*: 8,8 GW / 49,1 TWh Biogas (215)**: 4,1 GW / 27,9 TWh Residuallast ohne E-Mobilität, Wärmepumpen und Klimatisierung (Meteo-Jahr 27) * BMWI AG StatEE, ** Fachverband Biogas 21-1 Minimale Residuallast: GW -12 Residuallast = Last EE-Einspeisung 9 Szenarienentwicklung X% EE-Anteil EE-Anteil heute Szenario 1 Szenario 2 Szenario n 1 5

6 Energiemenge [TWh] (TWh) Leistung Performance [GW] (GW) Maßnahmen im erneuerbaren Energiesystem - Ausgleichsbedarf nach Lastmanagement und PSW bei 1%EE 6 Residuallast nach allen Verbrauchern und Lastmanagement und PSW (Meteo-Jahr 29) Aufgabe von PtG Überschüsse: TWh Defizite: 82.6 TWh Minimale Residuallast: -6.7 GW Maximale Residuallast: 57.3 GW -12 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec FhG IWES 11 Kapazität und Leistung Gasspeicher heute 42 Mio. E-KFZ Idealfall Kapazität und Leistung Pumpspeicher heute BMU Studie 211: beginnend in 23 werden bedeutende Stromüberschüsse für die Langzeitspeicherung erwartet Stundenausgleich stündlicher Ausgleich Tagesausgleich täglicher Ausgleich Wochenausgleich wöchentlicher Ausgleich sausgleich monatlicher Ausgleich Jahresausgleich jährlicher Ausgleich Heute: Flexibilisierung vor Ort verstromender Biogasanlagen! 12 6

7 Qualitative Veränderung auf der Outputseite 13 Der Vergleich: Der BiogasPark im Jahr 23 Die Biogasbranche traut sich (FvB) VS. Aktuelle Regelung der Bundesregierung (BR) 7,9 GWel 7 Mwel 3,5 TWhel 4,4 TWhel 7

8 Mögliche Systemdienstleistungen durch Bioenergie, Projekte Regelleistungsbereitstellung Lokale Spannungsstützung Blindleistungsbereitstellung in der Fläche Hilfestellung beim Netzwiederaufbau Notstromfunktion Vermeidung von Netzausbau NetzKraft Regio:VK Qualitative Veränderung auf der Inputseite 16 8

9 Systemdienstleistung außerhalb des Energiesystems Denkansätze: Nutzung von Rest- und Abfallstoffen Bioenergie als integraler Bestandteil der Landwirtschaft Systemansatz vs. Isolierte Lösung Gezielte Entwicklung vs. Mengengerüste Verbesserung der Nachhaltigkeit der gesamten Landwirtschaft Im Zuge der Verbesserung der Nachhaltigkeit der Landwirtschaft kann die Bioenergie helfen, Stoffströme jenseits der Nahrungsmittel sinnvoll zu verwerten. Sie wird so zur Lösung und nicht zur Konkurrenz. Zusammenfassung Bioenergie spielt eine wichtige Rolle in allen Sektoren (Strom, Wärme, Verkehr) und leistet derzeit den größten Anteil aller EE! Ein Teil der benötigten Flexibilität im Stromsektor könnte durch die flexible Strombereitstellung mittels Biomasse-KWK-Anlagen (hoher Nutzungsgrad!) realisiert werden. Ohne einen flexiblen BiogasPark sind relevante zusätzliche Kapazitäten nötig (EE- und konv. Kraftwerke) Es gibt eine Vielzahl von Systemdienstleistungen, die durch Bioenergie übernommen werden können. Es gilt die Bioenergie dahingehend zu entwickeln. (Qualitative Outputentwicklung) Das derzeitig genutztes Biomassepotenzial ausreichend für solche Aufgaben! (Energiemenge) Die Bioenergie als integraler Bestandteil der Landwirtschaft kann unverzichtbare Aufgaben übernehmen und die Nachhaltigkeit verbessern, sie wird dann vom Problem zur Lösung. (Qualitative Inputentwicklung). Die Bioenergie kann auch zur Stabilisierung der landwirtschaftlichen Ökonomie wertvolle Beiträge leisten. Diese Entwicklungen bedürfen einer Investitionssicherheit. Eine gezielte Förderung muss alle Systemdienstleistungsaspekte adressieren und die Kosten verursachergerecht zuordnen. 9

10 Kontaktinformation Dr.-Ing. Bernd Krautkremer Abteilungsleiter Bioenergie-Systemtechnik Bereich: Energieverfahrenstechnik Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES Königstor 59, Kassel Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Hessisches Biogasforschungszentrum HBFZ, Bad Hersfeld 1