Koordinierungsstelle Erneuerbare Energien LYON,

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1 Die Sonne und das Netz - Herausforderungen der Energiewende Koordinierungsstelle Erneuerbare Energien LYON,

2 Agora Energiewende Anbindung an Europa Markus Steigenberger Nachfrage (Effizienz & Lastmgmt.) Infrastruktur (Netze und Speicher) Erzeugung (EE & resid. KW) Marktdesign Patrick Graichen Alexandra Langenheld Lars Waldmann Gesamthafte Optimierung Heiko Stubner Daniel Fürstenwerth 2

3 Energie- und Klimapolitische Ziele der Bundesregierung Minderung THG um % bis, 55% bis (Basis 199) Senkung Primärenergieverbrauch % bis Atomausstieg bis 22 (12,1 GW Leistung in 11) Anteil EE an der Bruttostromnachfrage 35% bis, 5% bis, 8% bis 5 Minderung Stromverbrauch % bis, 25% bis 5 (Basis 8) Energiekonzept September und Energiewende Juni 11 3

4 Die künftige Energieerzeugung > Energieversorgung weitgehend durch neue EE geprägt > Wetterbedingt fluktuierende Einspeisung > Räumliches und zeitliches Auseinanderfallen von Erzeugung und Bedarf > Chance: Wenn sie hier gelingt, ist eine Energiewende grundsätzlich überall auf der Welt möglich 4

5 Erneuerbare Energien Szenario B Netzentwicklungsplan Strom 12 Installierte Leistung 22 Wasserkraft 4,4 GW 4,7 GW Wind (Onshore) 27,1 GW 47,5 GW Wind (Offshore),1 GW 13, GW Photovoltaik 17,3 GW 54, GW Biomasse 6,3 GW 8,4 GW Andere EE, GW 2,2 GW Summe EE 55,3 GW 129,8 GW Nettostrombedarf 535,4 TWh 535,4 TWh Jahreshöchstlast 84, GW 84, GW 5

6 Beispiel 1: EE-Einspeisung und Nachfrage bei Durchzug eines Windgebiets (Anfang Februar) Leistung (GW) Erneuerbare Erzeugung und, 22, Meteo-Jahr 11, 5. Kalenderwoche Leistung (GW) Erneuerbare Erzeugung und, 22, Meteo-Jahr 11, 2. Kalenderwoche Biomasse Grundlast Biomasse Grundlast Biomasse wärmegeführt Biomasse Biogas flexibel Biogas flexibel Grundlast Biomasse Biomethan wärmegeführt flexibel Wasserkraft Biomethan flexibel Biogas flexibel Onshore-Wind Biomethan Wasserkraft flexibel Offshore-Wind Wasserkraft Onshore-Wind Photovoltaik Onshore-Wind Offshore-Wind konv. Kraftwerke Offshore-Wind Photovoltaik Photovoltaik ohne konv. Bahnstrom Kraftwerke und Arealnetze konv. Kraftwerke ohne ohne Bahnstrom Bahnstrom und und Arealnetze Areal Erneuerbare Erzeugung und S Mo Di Mi Do Fr Sa So Wochentag Mo Datenquellen: Di ENTSO-E, DWD, SODAMi Do Fr Sa So Wochentag Datenquellen: ENTSO-E, DWD, SODA Im Auftrag von Im Auftrag von 6

7 Beispiel 2: EE-Einspeisung und Nachfrage in einer sonnigen Frühlingswoche (Anfang April) Leistung (GW) Erneuerbare Erzeugung und, 22, Meteo-Jahr 11, 14. Kalenderwoche Leistung (GW) Erneuerbare Erzeugung und, 22, Meteo-Jahr 11, 2. Kalenderwoche Biomasse Grundlast Biomasse wärmegeführt Biomasse wärmegeführt Biogas flexibel Biomasse Biomethan Biogas flexibel Grundlast Biomasse wärmegeführt Wasserkraft Biomethan flexibel Biogas Onshore-Wind flexibel Biomethan Wasserkraft Offshore-Wind flexibel Wasserkraft Onshore-Wind Photovoltaik Onshore-Wind konv. Offshore-Wind Kraftwerke Offshore-Wind Photovoltaik Photovoltaik ohne konv. Bahnstrom Kraftwerke und Arealnetze konv. Kraftwerke ohne Bahnstrom und Arealnetze ohne Bahnstrom und Arealn Erneuerbare Erzeugung und S Mo Di Mi Do Fr Sa So Wochentag Mo Datenquellen: Di ENTSO-E, DWD, SODAMi Do Fr Sa So Wochentag Datenquellen: ENTSO-E, DWD, SODA Im Auftrag von Im Auftrag von 7

8 Beispiel 3: EE-Einspeisung und Nachfrage in einer Hochsommerwoche (Mitte August) Leistung (GW) Erneuerbare Erzeugung und, 22, Meteo-Jahr 11, 32. Kalenderwoche Leistung (GW) Erneuerbare Erzeugung und, 22, Meteo-Jahr 11, 2. Kalenderwoche Biomasse Grundlast Grundlast Biomasse wärmegeführt Biomasse wärmegeführt Biogas flexibel Biomasse Biomethan Biogas flexibel Grundlast Biomasse wärmegeführt Wasserkraft Biomethan flexibel Biogas Onshore-Wind flexibel Biomethan Wasserkraft Offshore-Wind flexibel Wasserkraft Onshore-Wind Photovoltaik Onshore-Wind konv. Offshore-Wind Kraftwerke Offshore-Wind Photovoltaik Photovoltaik ohne konv. Bahnstrom Kraftwerke und Arealnetze konv. Kraftwerke ohne Bahnstrom und Arealnetze ohne Bahnstrom und Areal Erneuerbare Erzeugung und S Mo Di Mi Do Fr Sa So Wochentag Mo Datenquellen: Di ENTSO-E, DWD, SODAMi Do Fr Sa So Wochentag Datenquellen: ENTSO-E, DWD, SODA Im Auftrag von Im Auftrag von 8

9 Beispiel 4: EE-Einspeisung und Nachfrage bei anhaltender Windflaute (Ende November) Leistung (GW) Erneuerbare Erzeugung und, 22, Meteo-Jahr 11, 46. Kalenderwoche Leistung (GW) Erneuerbare Erzeugung und, 22, Meteo-Jahr 11, 2. Kalenderwoche Biomasse Grundlast Biomasse Grundlast Biomasse wärmegeführt Biogas Biomasse flexibelwärmegeführt Biomasse Biomethan Biogas flexibel Grundlast Biomasse Wasserkraft wärmegeführt Biomethan flexibel Biogas Onshore-Wind flexibel Biomethan Wasserkraft Offshore-Wind flexibel Wasserkraft Photovoltaik Onshore-Wind Onshore-Wind konv. Offshore-Wind Kraftwerke Offshore-Wind Photovoltaik Photovoltaik ohne Bahnstrom und Arealnetze konv. Kraftwerke konv. Kraftwerke ohne Bahnstrom und Arealnetze ohne Bahnstrom und Areal Erneuerbare Erzeugung und S Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo Datenquellen: Di ENTSO-E, DWD, SODAMi Wochentag Do Fr Sa So Wochentag Datenquellen: ENTSO-E, DWD, SODA Im Auftrag von Im Auftrag von 9

10 Räumliche Verteilung von Last und Erzeugung im Stromnetz Leistungsbilanz 12 (MW) Leistungsbilanz 22 (MW) Leistungsbilanz zum Zeitpunkt höchster Netzbelastung in MW

11 Herausforderung Stromnetze Einheitliche Gridcodes und Kommandos Anforderungsprofil für VN Betreiber Übertragungsnetze (ÜN) und Verteilnetze (VN) aufeinander abstimmen Betriebsmittelüberwachung Netze intelligenter machen Automatische Steuerung Standardlastprofile anpassen Prognosefehler minimieren 11

12 Versorgungssicherheit Anzahl der Eingreif- und Gefährdungs Tage mit Maßnahmen gemäß EnWG Quelle: 5 Hertz August 12 12

13 Installed PV Capacity in Germany Currently installed volume: 31 GW Expected by 15: 45 5 GW PV Kapazität in GW (kummuliert) 5 Dec-9 Dec- Dec-11 Dec-12 Dec-13e Dec-14e Dec-15e 13

14 Kostensenkung durch: Skaleneffekte Neue Technologien für Komponenten und Produktion Investitionen für: F&E Produktionstechnik Quelle: Adapted from National Renewable Energy Laboratory

15 Globales Wachstum des PV-Marktes Quelle: EPIA / Global market outlook for photovoltaics until 14 / Policy-driven scenario

16 Ausgleichsoptionen für fluktuierende Erzeugung aus Wind und Sonne Lastmanagement Einspeisemanagement Flexibilisierung residualer Karftwerkspark Leitungsbau Sektoraler Ausgleich Import / Export Speicher 16

17 Agora Energiewende Rosenstraße Berlin T +49. () F +49. () agora-energiewende.de info@agora-energiewende.de Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!