Power to everything Wie Strom zur Primärenergie auch für Wärme und Mobilität im Wohnungssektor wird

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1 Power to everything Wie Strom zur Primärenergie auch für Wärme und Mobilität im Wohnungssektor wird Prof. Dr.-Ing. Michael Sterner, FENES OTH Regensburg housewarming2016 Kompetenzzentrum Handwerkskammer Hamburg Elbcampus Hamburg 16. September 2016

2 Zeit zu handeln... Quelle: Mester, 2015 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 2

3 Inhalt 1) Grundidee der Sektorkopplung 2) Power-to-Heat als lukrative Alternative zur Solarthermie 3) Batteriespeicher als effiziente Tagesspeicher 4) Power-to-Gas als Sonnenverschieber Sommer Winter 5) Power-to-Gas als heimische Kraftstoffquelle 6) Praxis: Neubaugebiet mit 50 EFH + Autarkie 4 EFH Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 3

4 Definition Sektorkopplung & Energiespeicher Keine Sektorkopplung ohne Energiespeicher Quelle: Sterner et al, FENES OTH Regensburg, 2016 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 4

5 Sektorkopplung Erneuerbarer Strom wird zur Primärenergie Quelle: Sterner, Stadler, 2014 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 5

6 Was sind Energiespeicher? Wärmespeicher Pumpspeicher Kohlehalden Gasspeicher... viel mehr als Batterien! Source: Sterner, Stadler, 2014, add. pictures Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 6

7 Technologieklassen Energiespeicher Source: Sterner, Stadler, 2014 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 7

8 Für die Energiewende sind alle nötigen Speichertechnologien in Marktreife vorhanden Quelle: Sterner, Stadler, 2014 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 8

9 Gesamtbild: Wir brauchen Netze und Speicher Erzeugung Verteilung Speicherung zentral vs. dezentral Verbrauch Quelle: Sterner, Stadler, 2014 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 9

10 Fehlende Stromtrassen Netzengpässe Handel beschränkt Ballungszentrum Netzausbau mit Atomausstieg verbunden Verzögerte Planungen teure Gaskraftwerke Heimatenergie: Was vor Ort hergestellt wird, muss nicht transportiert werden Ungeplante Stromflüsse 2011 & 12: Ringfluss Ost-D. Polen CZ Bayern Möglichkeiten für mehr Akzeptanz: - Beteiligung + Information - Braunkohletrasse Kohleausstieg - Kombination mit vorhand. Infrastruktur - Erdverkabelung Quelle: Ahmels, 2011, NEP 2014, Stand 11/14, eigene Ergänzungen Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 10

11 Kombination mit Bahntrassen Schlankere Masten Bahnstrecke bei Lauf / Nürnberg 2x 15 kv Bahnstrom (links, rechts unten) und 2x 110 kv Stromtrasse (oben rechts) Vollwandmasten in den USA (Stahl, Beton) Quelle: Werner, 2013 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 11

12 Paradigma Netzausbau günstigste Option noch gültig? Verkabelung 1. Technisch schwierig 2. Gesellsch. besser akzeptiert? 3. Mehrkosten: + 15 Mrd. Weiter stockender Netzausbau: Mehrkosten Redispatch: 2016: ca. 2 Mrd. Speicher als Lösungsoption nicht aufschieben, sondern angehen! Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 12

13 Gegenüberstellung des geplanten Netzausbaus und der bis dato umgesetzten Trassenkilometer Quelle: Sterner et al FENES Working Paper, 2016; Datenbasis: BNetzA Monitoringberichte Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 13

14 Kosten für Redispatch nehmen exponentiell zu (Kraftwerke, Abregelung EEG 2015: 5 TWh = 500 Mio. ) + zzgl. Kosten für negative Strompreise / Import und Export etc. Zeit für die Alternative Sektorkopplung = Energiespeicher Quelle: Sterner et al FENES Working Paper, 2016; Datenbasis: BNetzA Monitoringberichte Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 14

15 Polit. Antwort: Nein, wir brauchen keinen Speicher, sondern Netze (EEG 2016) Wenn Netze nicht kommen, weniger EE ausbauen! Erzeugung Verteilung Speicherung X zentral vs. dezentral X Verbrauch Quelle: Sterner, Stadler, 2014 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 15

16 Umfrage: Welches sind aus Ihrer Sicht die wichtigsten Maßnahmen für den Erfolg der Energiewende in den kommenden 10 Jahren? Speicher ausbauen Stromnetze ausbauen C. Henseling, M. Evers-Wölk, B. Oertel, M. Opielka, and C. Kahlisch, Ausbau der Stromnetze im Rahmen der Energiewende, Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB), Berlin, Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 16

17 Inhalt 1) Grundidee der Sektorkopplung 2) Power-to-Heat als lukrative Alternative zur Solarthermie 3) Batteriespeicher als effiziente Tagesspeicher 4) Power-to-Gas als Sonnenverschieber Sommer Winter 5) Power-to-Gas als heimische Kraftstoffquelle 6) Praxis: Neubaugebiet mit 50 EFH + Autarkie 4 EFH Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 17

18 Power-to-Heat Technologien - Übersicht Zentral Dezentral Solarthermie = Solaranlage Warmwasser (+ Heizg.) Photothermie = PV Warmwasser (+ Heizung) Quelle: Sterner, Stadler, 2014 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 18

19 Wärmespeicher über Power-to-Heat und KWK als kostengünstige Flexibilität (Strom Wärme) Flexibilisierung der KWK - Betrieb Fernwärmenetz über Speicher ohne HKW an Sommerwochenenden Flexibilisierung Stromnachfrage - Einsatz von 2 x 25 MW PtH Elektro- Heizkesseln - Direkte Anbindung Generator keine Netzdurchleitungsgeb. - Neg. SRL und MR über Pooling Invest - 17 Mio., 3 4 Mio. gefördert Zeitliche und räumliche Begrenzung: Saisonale Verfügbarkeit / Wärmesenken Quelle: N-Ergie 2015 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 19

20 Praxisbetrieb zentraler Wärmespeicher Nürnberg Quelle: N-Ergie 2015 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 20

21 Power-to-Heat Heizstab vs. Wärmepumpe - Sehr einfache Technologie - Leicht nachrüstbar - Kostengünstig - Flexibel, stufenlos - max. 100 % Wirkungsgrad (1 kwh Strom 3-4 kwh) Quelle: Sterner, Stadler, Höchste Effizienz (13-4) - Maxim. CO 2 -Einsparungen mit EE-Strom - Höherer Preis - Bautechnischer Aufwand - Fixe Betriebszustände Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 21

22 Solarthermie vs. Photothermie Solarthermie = Solaranlage Warmwasser (+ Heizung) Photothermie = PV + PtH Warmwasser (+ Heizung) + - Etablierte Kombi mit Erdgas - Wärme direkt genutzt - wenn Wärmesenke vorhanden sehr effizient - - Stagnationsverluste - Energieüberschuss im Sommer - Wartungsanfälligkeit Quelle: Sterner, Stadler, 2014 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 22

23 Solarthermie vs. Photothermie Solarenergie 3-fach nutzbar: - Strom (Eigenverbrauch + Einspeisung) - Wärme - E-mobilität - großer Gesamtnutzungsgrad Quelle: Sterner, Stadler, Rechtliche Anpassungen nötig Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 23

24 Solare Warmwassererzeugung Allgemein Solare Warmwassererzeugung immer besser als konventionelle, fossile Erzeugung (da deren Teillastwirkungsgrad bei < 50 % liegt) Solar- vs. Photothermie Photothermie (PV + PtH) bietet drei Wege, die Energie zu verwenden, die Solarthermie nur einen Mit PV + PtH kann somit jede kwh genutzt werden, bei Solarthermie bleibt gerade im Sommer viel Energie ungenutzt. Trotz höherer Effizienz ist der Ertrag bei der Solarthermie geringer. Dies wirkt sich auf die Wirtschaftlichkeit aus. Passender Stromverbrauch (am Tag) verbessert PV + PtH weiter Quelle: Sterner, Stadler, 2014 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 24

25 Power-to-Heat Hemmnisse und Fazit Hemmnisse Große Anlagen: guter Anreiz im EEG zur Flex. von KWK-Must-run Kleine, dez. Anlagen im Gebäudebereich: Anteilige EEG-Umlage bei PV-Anlagen über 10 kw auf den Eigenverbrauch (2,5 ct), auch bei Nutzung von Strom für Wärme Umsatzsteuer auf Eigenverbrauch Verdrängung von Öl und Gas wird steuerrechtlich gewertet wie Stromverdrängung auf Eigenverbrauch fällt Umsatzsteuer von Strom an: Strompreis netto: 25 ct/kwh -> 4,75 ct/kwh derzeitiger Ölpreis: 5 ct/kwh Fazit Erhöhung von PV-Eigenverbrauch und Autarkie über Power-to-Heat kostengünstiger als mit Batteriespeichern Photothermie ist wirtschaftlicher als Solarthermie, aber PV-Anlagen mit Eigenverbrauch und EEG-Einspeisung (noch) unterlegen PtH mit Luftwärmepumpen für WW sind Heizstäben überlegen Quelle: Sterner, Stadler, 2014 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 25

26 Inhalt 1) Grundidee der Sektorkopplung 2) Power-to-Heat als lukrative Alternative zur Solarthermie 3) Batteriespeicher als effiziente Tagesspeicher 4) Power-to-Gas als Sonnenverschieber Sommer Winter 5) Power-to-Gas als heimische Kraftstoffquelle 6) Praxis: Neubaugebiet mit 50 EFH + Autarkie 4 EFH Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 26

27 Batteriekraftwerke für Netzstabilisierung & Kraftwerksflexibilität Speicher der Stadtwerke WEMAG & Younicos AG ca. 300 MW PRL in Planung / im Bau / in Betrieb Quelle: Younicos AG, 2014 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 27

28 Hausbatteriesysteme Im Verbund netzdienlich Preise fallen heute + in Zukunft Sonnen eco 4.5 mit 4,5 kwh Tesla Power Wall mit 7 kwh Quelle: Sonnenbatterie & Tesla, 2015 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 28

29 Solarstrom kostet 1/3 vom normalen Strom Entwicklung EEG-Vergütung für Solarstrom und Strompreis Stromspeicher vorsehen PV lohnt sich immer Strompreis [ct/kwh] PV-EEG-Vergütung [ct/kwh] Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 29

30 Hausbatteriesysteme Rasante Entwicklung wichtig: netzdienliches Verhalten! Quelle: Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 30

31 Hausbatteriesysteme Lithium setzt sich durch Quelle: Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 31

32 Hausbatteriesysteme Anschaffungsgründe: Weiche Faktoren überwiegen! Wegfall EEG Absicherung steigende Strompreise Eigener Beitrag zur Energiewende Sichere Geldanlage Absicherung gegen Stromausfälle Interesse an der Technologie Quelle: Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 32

33 Grenzen der Bestrebung nach Autarkie Mehr Batterie Mehr Autarkie - Sommersonne Winterloch % Autarkie extrem teuer - gilt für Strom und Wärme Quelle: Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 33

34 Vereinfachte Auslegung Batteriegröße = Stromverbrauch zw. 18:00 08:00 Uhr 1. Bestimmung anhand Stromverbrauch - Größe PV-Anlage Dachfläche S/O/W - Jährl. Stromverbrauch bekannt 12 Stromverbrauch am zwischen 18 und 8 Uhr in kwh Jahresenergieverbrauch eines Haushaltes in kwh/a 2. Verfeinerung anhand Stromprofils - noch genauer (Verhalten, Ausstattung) - Messungen hilfreich Quelle: Eigene Darstellung & Quaschning, 2016 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 34

35 Inhalt 1) Grundidee der Sektorkopplung 2) Power-to-Heat als lukrative Alternative zur Solarthermie 3) Batteriespeicher als effiziente Tagesspeicher 4) Power-to-Gas als Sonnenverschieber Sommer Winter 5) Power-to-Gas als heimische Kraftstoffquelle 6) Praxis: Neubaugebiet mit 50 EFH + Autarkie 4 EFH Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 35

36 Gasspeicher sind ausreichend vorhanden Die Infrastruktur zum Energietransport ebenfalls Transportkapazität: km Gasleitungen vorhanden! Speicherkapazität: ca. 337 TWh Gasspeicher = 337 Mrd. kwh = ca. 70 Mrd. Hausbatteriespeicher Pumpspeicher (vereinfacht) = ca x alle deutschen Pumpspeicher Batterien (42 Mio. Kfz (Theorie) 66 GW Gaskraftwerke 3 Monate Versorgung sichern H 2 : 2 % möglich, perspekt. 10 %, verbrauchsabh. begrenzt Methan: 100 % bereits heute unbegrenzt möglich Quelle: FENES, Energy Brainpool, 2015 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 36

37 Wie speichert die Natur Energie über lange Zeiträume? IWES, 2010 Chem. Energie (fossil, bio) Effizienz: ca. 1% Energiespeicherung Kernprozess: 1) Spalten von Wasser 2) H 2 reagiert mit CO 2 Quelle: Sterner, 2009 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 37

38 Power-to-Gas Das Original Energiespeicherung durch Kopplung von Strom- und Gasnetz Technische Nachbildung der Photosynthese Quelle: Quelle: Sterner, Sterner, Specht Specht et al, 2010 et al, 2010 Sterner, M. (2009): Bioenergy and renewable power methane in integrated 100% renewable energy systems. Limiting global warming by transforming energy systems. Kassel University, Dissertation. Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 38

39 Bei hohen EE-Anteilen große Überschüsse trotz Netzausbau PtG + Gaskraft notwendig 50 % der Haushalte erreichbar Residuallast nach allen Verbrauchern und Lastmanagement und PSW (Meteo-Jahr 2007) Defizite: 62 TWh Überschüsse: TWh 20 Residuallast (GW) Pumpspeicher Norwegen (Theorie) 42 Mio. E-KFZ (Theorie) Kapazität und Leistung Pumpspeicher heute -100 Überschüsse: TWh Defizite: 62.1 TWh Minimale Residuallast: GW Maximale Residuallast 54.1 GW Kapazität und Leistung Gasspeicher heute -120 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Monat Gasspeicher können am Kostengünstigsten saisonal Energie verschieben Fraunhofer IWES 2010 Defizite (Last > EE-Einspeisung) Überschüsse (EE-Einspeisung > Last) Quelle: IWES-Berechnungen für UBA Energieziel 100% Strom aus EE Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 39

40 Power-to-Gas volkswirtschaftlich sinnvoll, aber betriebswirtschaftlich derzeit nicht darstellbar Quelle: DVGW, 2013, Bildquellen: Audi AG, E-ON AG, Viessmann Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 40

41 Effizienzsprünge und Kostensenkungen zu erwarten Technologische Innovationen + Marktentwicklung sind Treiber Nötig: Anschubfinanzierung, damit sich ein Markt etablieren kann Quelle: Sterner et al, Windgas 2.0 Studie für Greenpeace Energy Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 41

42 Windgas-Wasserstoff aus Ausgangsstoff für einen Großteil industriell genutzter Rohstoffe Quelle: Sterner, Bauer et al, 2016 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 42

43 Speicherausbau Status Quo: neue Speicher in Deutschland FENES, 2016 FENES-Datenbank: dynamische Entwicklung Quelle: Sterner et al FENES Working Paper, 2016; Datenbasis: FENES-Datenbank Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 43

44 Inhalt 1) Grundidee der Sektorkopplung 2) Power-to-Heat als lukrative Alternative zur Solarthermie 3) Batteriespeicher als effiziente Tagesspeicher 4) Power-to-Gas als Sonnenverschieber Sommer Winter 5) Power-to-Gas als heimische Kraftstoffquelle 6) Praxis: Neubaugebiet mit 50 EFH + Autarkie 4 EFH Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 44

45 Welche Leistung liegt ständig an den deutschen Tankstellen an? 170 Mio l Sprit/ Tag = 64 GW! Irene kontrolliert gerade einen Leistungsfluss von 16 MW: Energieinhalt Benzin: 9 kwh/l = 32 MJ/l Durchflussmenge: 0,5 l/s Quelle: C. Hoffmann - Siemens, 2011 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 45

46 E-mobilität kommt - nur eine Frage der Zeit Tesla Vorstellung Modell 3 Start: Klimawandel! Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 46

47 Wind- und Solarkraftstoffe entschärfen Tank-Teller-Konflikt Hektarertrag für regenerativen Kraftstoff in t Benzin-Äquivalente Größter Vorteil von Windkraftstoff: kombinierte Energie- und Landwirtschaft Quelle: IWES 2011, FNR 2011, DESTATIS 2011 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 47

48 Inhalt 1) Grundidee der Sektorkopplung 2) Power-to-Heat als lukrative Alternative zur Solarthermie 3) Batteriespeicher als effiziente Tagesspeicher 4) Power-to-Gas als Sonnenverschieber Sommer Winter 5) Power-to-Gas als heimische Kraftstoffquelle 6) Praxis: Neubaugebiet mit 50 EFH + Autarkie 4 EFH Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 48

49 Vorgaben EEWärmeG: mit erneuerbaren Energien heizen Mögliche Varianten ohne bauliche Maßnahmen Quelle: Eigene Darstellung Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 49

50 Erdwärmepumpe und Pellets günstigste Lösung Energiekosten mit Förderung qm / KfW Nahwärme strukturell nicht rentabel Wartung Heizung Abschreibung abzgl. Förderung Betriebskosten Heizung (Brennstoff/Strom) Desto höher KfW Standard, desto besser Grundgebühren Strom+Wärme Gastherme+ Solarthermie Biogas + Solarthermie Luft Wärmepumpe Erdwärme Wärmepumpe Pellets Nahwärme Pellets Nahwärme BHKW Quelle: Eigene Berechnung Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 50

51 Erdwärmepumpe günstigste Lösung Ergebnisse CO 2 -Emissionen CO2-Emissionen in kg/a Ökostrom für Bilanz der Wärmepumpen entscheidend! 0 Gastherme+ Solarthermie Biogas + Solarthermie Luft-WP + Strom-Mix Luft-WP + Ökostrom Erdwärme-WP + Ökostrom Pellets Nahwärme Pellets Nahwärme BHKW Quelle: Eigene Berechnung Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 51

52 Wärmepumpen mit Ökostrom und Pellets am Besten Ergebnisse Kosten und CO 2 -Emissionen im Vergleich 6000 Kosten in /a pro Haushalt [ZELLBEREICH] [ZELLBEREICH] [ZELLBEREICH] [ZELLBEREICH] [ZELLBEREICH] Ökologisch und ökonomisch nicht vertretbar [ZELLBEREICH] [ZELLBEREICH] 2000 [ZELLBEREICH] CO2-Emissionen in kg/a Quelle: Eigene Darstellung Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 52

53 Autarkie mit PV alleine möglich? Brennstofffreies Heizen Photothermie mit Batterie- und Wärmespeicher 4 Häuser Eigenverbrauchsanteil 60% 19% 14% 2% 5% Direktverbrauch Strom Batterieladung Direktverbrauch Wärme Pufferspeicherladung Netzeinspeisung Autarkiegrad für Strom 20% 46% 34% Direktverbrauch Strom Batterieentladung Netzbezug für Strom Autarkiegrad für Wärme 15% 52% 33% Direktverbrauch Wärme Pufferspeicherentladung Netzbezug für Wärme Fazit Profile (Strom- und Wärmeverbrauch) entscheidend für Autarkiegrad Stromautarkie mit großer PV-Anlage und riesigem Stromspeicher machbar, aber derzeit unwirtschaftlich ähnlich für Wärmeautarkie Kompromiss für Lücken: Ökostrom für Wärmepumpe aus dem Netz Quelle: Eigene Darstellung Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 53

54 100 % Autarkie Strom & Wärme = 12 % Mehrkosten? Nur in der Schweiz möglich... Quelle: Eigene Darstellung Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 54

55 Mehr davon? Oktober Würzburg mit StS Baake, BMWi 28. November Regensburg Quelle: Eigene Darstellung Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 55

56 Kontakt Prof. Dr.-Ing. Michael Sterner Forschungsstelle Energienetze und Energiespeicher (FENES) Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg + 49 (0) michael.sterner a oth-regensburg.de Vielen Dank Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 56

57 Wir brauchen Wärme / Kälte, Strom, Mobilität 1. Schritt: wenig verbrauchen Energieeffizienz 2. Schritt: ökologisch / ökon. bereitstellen Erneuerbare Quelle: Eigene Darstellung Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 57

58 Energiewirtschaftliches Viereck 4. Dimension: gesellschaftliche Akzeptanz fast nur auf regionaler Ebene erreichbar Dezentraler Ansatz mit Speicher zielführend Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 58

59 Netzstrukturen der Zukunft? 1 Option: Zellularer Ansatz dezentral mit Speichern Vernetzte Energiezellen Weitgehende Autarkie Ziel: Ausgleich von Erzeugung und Last auf der niedrigsten möglichen Ebene Problem bei der Wurzel packen Speicher als eine Option zulassen! Quelle: VDE, 2015 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 59

60 Regionale Stromvermarktung 1. Schritt in gute Richtung Quelle: Nordgröön GmbH, 2016 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 60

61 Vom Ende her denken + Wege öffnen Windgas ist eine Schlüsseltechnologie für den Klimaschutz... ermöglicht einen höheren EE-Anteil im Stromsystem... einzige Speichertechnologie in Deutschland, die räumlich und zeitlich ausgleichen kann und genügend Speicherkapazitäten aufweist... ermöglicht Dekarbonisierung von Verkehr und Chemie... senkt die Kosten Technik bereit zum Markteintritt Exportschlager! Netze und Speicher statt erst Netze, dann Speicher Explodierende Kosten im Redispatch -> Markt funktioniert nicht Redundanz schaffen & Lösungsraum erweitern: Netze und Speicher Gemeinsamer Ausbau und Planung Netze und Speicher Nötige Rahmenbedingungen setzen CO 2 adäquat bepreisen Heimische Nutzung über regionale Märkte zulassen Speicher und dezentrale Ansätze gleichwertig zulassen langfristig eine Gesetzgebung für Strom Wärme-Gas Barrieren zwischen den Sektoren abbauen (eine Endverbraucherabgabe) Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 61

62 Windgas: Aufbruch ist da - Unser Impuls erreicht die Welt! Quelle: FENES Datenbank, 2016 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 62

63 Bestimmung des Eigenverbrauchsanteils = + = : direktverbrauchte Energie : Energie zum Beladen der Batterie : eingespeister PV-Strom : Netzeinspeisung Quelle: V. Quaschning, J. Weniger: Dezentrale Solarstromspeicher für die Energiewende TESLA Powerwall, PV 8 kw p und 4000 kwh/a Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 63

64 Bestimmung des Autarkiegrads = + = : direktverbrauchte Energie : Energie beim Entladen der Batterie : Jahresverbrauch : Netzbezug Quelle: V. Quaschning, J. Weniger: Dezentrale Solarstromspeicher für die Energiewende TESLA Powerwall, PV 8 kw p und 4000 kwh/a Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 64

65 Gasspeicher halten die Energie viel länger als alle anderen Vorteil für Langzeitspeicher 100% 80% Selbstenladung in % 60% 40% 20% 0% PSW (0,10 %/d) Druckluftspeicher (0,75 %/d) Wärmespeicher (0,80 %/d) Power-to-Gas (0,003 %/d) Batteriespeicher (0,15 %/d) Verweilldauer der gespeicherten Energie im Speicher in h Quelle: Sterner, Eckert, BMBF, 2016 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 65

66 Vergleich der Speicherkosten (für 1 kwh nach Zyklendauer): Pumpspeicher in Konkurrenz zu Batteriespeichern Power-to-Gas günstigster Langzeitspeicher Quelle: Thema, Sterner, Greenpeace Energy, 2015 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 66

67 Stromsystem mit Power-to-Gas günstiger als ohne Erdgas vs. Windgas - Annahmen: voller Netzausbau D + EU, 100 /t CO 2 Quelle: FENES, Energy Brainpool, 2015 Prof. Dr. Sterner, OTHR, S. 67