Prof. Dr.-Ing. Kai Hufendiek STRise/IER Universität Stuttgart 22. April 2017

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1 E-Navi - Wie müssen Strom, Wärme und Verkehr in einem zukünftigen Energiesystem zusammenspielen? Prof. Dr.-Ing. Kai Hufendiek STRise/IER Universität Stuttgart 22. April 2017 Bildquelle: Eyematrix/iStock/thinkstock

2 Gliederung Ziele der Transformation des Energiesystems Folgerungen für hohe Anteile n Energien Sektorkopplung und Nutzerintegration Das E-Navi Projekt E-Navi / Kai Hufendiek, STRise/IER Universität Stuttgart 2

3 Gliederung Ziele der Transformation des Energiesystems Folgerungen für hohe Anteile n Energien Sektorkopplung und Nutzerintegration Das E-Navi Projekt E-Navi / Kai Hufendiek, STRise/IER Universität Stuttgart 3

4 Ausgangspunkt: Politische Ziele Deutschland: 3 Ziele der Energiewende Energiewende Klimaschutz Energien Energieeffizienz In D: Bei gleichzeitigem Ausstieg aus der Kernenergienutzung E-Navi / Kai Hufendiek, STRise/IER Universität Stuttgart 4

5 Ausgangspunkt: Politische Ziele International: Ziel durch 3 Ziele der Energiewende COP 2015 (Paris) bekräftigt: Energiewende Energiewende Klimaschutz Klimaschutz Energien Energien Energieeffizienz Energieeffizienz In D: Bei gleichzeitigem Ausstieg In D: Bei gleichzeitigem Ausstieg aus der Kernenergienutzung aus der Kernenergienutzung E-Navi / Kai Hufendiek, STRise/IER Universität Stuttgart 5

6 Ausgangspunkt: Politische Ziele International: Ziel durch 3 Ziele der Energiewende Minderung Klimagasemissionen in % ggü COP 2015 (Paris) bekräftigt: 20% Energiewende Energiewende Klimaschutz 0% Klimaschutz Energien Energien Energieeffizienz Energieeffizienz In D: Bei gleichzeitigem Ausstieg In D: Bei gleichzeitigem Ausstieg aus der Kernenergienutzung aus der Kernenergienutzung -20% -40% Energieversorgung Wärme Verkehr Datenquelle: UNFCCC Report Wärmesektor ist bei Emissionsreduktion führend E-Navi / Kai Hufendiek, STRise/IER Universität Stuttgart

7 Ausgangspunkt: Politische Ziele International: Ziel durch 3 Ziele der Energiewende COP 2015 (Paris) bekräftigt: Klimaschutz Energiewende Energiewende Klimaschutz Energien Energien Energieeffizienz Energieeffizienz In D: Bei gleichzeitigem Ausstieg In D: Bei gleichzeitigem Ausstieg aus der Kernenergienutzung aus der Kernenergienutzung Entwicklung Anteil erneuerbare Energien in % E-Navi / Kai Hufendiek, STRise/IER Universität Stuttgart Bruttostromverbrauch Endenergieverbrauch für Wärme und Kälte Endenergieverbrauch Verkehr Datenquelle: BMWi AGEE-stat Stromsektor ist beim Anteil erneuerbare Energien Vorreiter

8 Gliederung Ziele der Transformation des Energiesystems Folgerungen für hohe Anteile n Energien Sektorkopplung und Nutzerintegration Das E-Navi Projekt E-Navi / Kai Hufendiek, STRise/IER Universität Stuttgart 8

9 Folgen hoher Anteile erneuerbarer Energien Hohe Schwankung des Dargebots Geringe Energiedichte des Angebots Hoher Bedarf an Flexibilität im System Verstärkte Dezentralität des Systems h/tag Residuallast bei 80% EE Jan Apr Jul Okt < > 60 GW el < -30 < -20 < -10 < 0 < 10 < 20 < 30 < 40 < 50 < 60 Leistungsdichte in W/m² Biomasse 0,2 0,5 Windpark ~ 5 Photovoltaik Steinkohle (Kraftwerk) ~ E-Navi / Kai Hufendiek, STRise/IER Universität Stuttgart 9

10 Gliederung Ziele der Transformation des Energiesystems Folgerungen für hohe Anteile n Energien Sektorkopplung und Nutzerintegration Das E-Navi Projekt E-Navi / Kai Hufendiek, STRise/IER Universität Stuttgart 10

11 Welche Flexibilitätsoptionen stehen zur Verfügung? Anhand des Beispiels Stromsystem einschließlich Sektorintegration Optionen für Gesamtsystem Transdisziplinäre Integration aller Stakeholder ENavi ENSURE P2X SynErgie DSI Demand Side Integration EE Energien E-Navi / Kai Hufendiek, STRise/IER Universität Stuttgart 11

12 Essentiell: Aktivierung der individuellen Akteure Umfassende Aktivierung der Flexibilität nur durch Integration von Anwendungsbereich/Kunden möglich Energiesystem Systembetrieb in der Energieversorgung Primärenergie Umwandlung Transport Verteilung Anwendung Gas Kohle Strom Öl/Gas Transport-/Verteilnetze Dezentrale Energiesysteme Industrie GHD Haushalte Logistik (Kohle, Öl, Biomasse) Wärme Mineralöl Kernenergie CO 2 Zunehmende Interdependenz Sonstige Transport/ Verkehr Integration des Anwendungsbereichs bedeutet Energiesystem muss stärker mit Energienutzern interagieren Verhalten und Präferenz der Energienutzer gewinnt erheblich an Bedeutung Sozialwissenschaftliche und transdisziplinäre Aspekte von Anfang an in Lösungsoptionen integrieren (E-Navi) E-Navi / Kai Hufendiek, STRise/IER Universität Stuttgart 12

13 Gliederung Ziele der Transformation des Energiesystems Folgerungen für hohe Anteile n Energien Sektorkopplung und Nutzerintegration Das E-Navi Projekt E-Navi / Kai Hufendiek, STRise/IER Universität Stuttgart 13

14 E-Navi: Gesamtheitliche Bearbeitung aller Dimensionen AP13 Modellregionen tsozial- Ökonomie t Steuerungsgruppe wissenschaften Evolution Ökologie t Integration AP 2 Technik AP 3 Ökonomie AP11 Bewertungskriterien AP 1 Roadsmap/Navigation AP 4 Recht/ Partizipation AP 5 Governance AP 8 Sektorintegration AP 9 Digitalisierung AP 10 Internationale Dimension AP 6 Verhalten AP 7 Umwelt AP 12 Transdisziplinärer Diskurs/Kompetenzteams Empirie Individuelle Outreaches APs Technologie t

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