Sustainable Urban Infrastructure Intelligente Energieversorgung für Berlin Kooperationsprojekt von Siemens, Vattenfall, TU Berlin

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1 Sustainable Urban Infrastructure Intelligente Energieversorgung für Berlin 2037 Kooperationsprojekt von Siemens, Vattenfall, TU Berlin

2 Studie zeigt, wie Berlin mit regenerativem Strom versorgt werden kann und sich der Energieverbrauch von Gebäuden reduzieren lässt Zielstellungen Maximierung des Anteils an erneuerbaren Energien im Strombereich Betrachtung der Sektoren Wohn- und Bürogebäude, Verkehr sowie der Verteilnetze Verbesserung der Energieeffizienz Minimierung der CO 2 -Emission Vorgehensweise Erarbeitung von Szenarien Entwicklung eines Smart Grid-Modells mit variablen Stromtarifen zur verstärkten Nutzung erneuerbar Energien Steuerung variabler Verbraucher wie Kühlschränke Intelligentes, zeitlich gesteuertes Laden von Elektrofahrzeugen Analyse des Gebäudebestands für 6 unterschiedliche Gebiete Ermittlung des energetischen Verbesserungspotenzials und ddes CO 2 -Einsparpotentials ti Hochrechnung der Smart Grid- und Gebäudeergebnisse auf ganz Berlin Umsetzungskonzepte Micro-Grids und Virtuelle Kraftwerke als Zukunftsoption Seite 2 August 2011 Sustainable Urban Infrastucture; Kooperationsprojekt von Siemens, Vattenfall, TU Berlin

3 Methodik: Grundsätzlicher Ansatz 1. Schritt Tagesprognose Angebot 2. Schritt Tagesprognose Nachfrage Kraftwerke 3. Schritt Berechnung Preis 4. Schritt Preise an Verbraucher Direkte Verbraucher Photovoltaik Wind Preise Flexible Verbraucher Netz Berlin 6. Schritt 5. Schritt Tagesprognose Flexible Verbraucher Angebot reagieren Ergebnisse 7. Schritt Optimierung Seite 3 August 2011 Sustainable Urban Infrastucture; Kooperationsprojekt von Siemens, Vattenfall, TU Berlin

4 Integration erneuerbarer Energien durch gesteuertes Laden von Elektrofahrzeugen Intelligent geladene Elektrofahrzeuge Elektrofahrzeuge lassen sich mithilfe einer intelligenten Netzsteuerung vorrangig mit Wind- und Solarstrom versorgen. Durch Einsatz intelligent geladener E-Fahrzeuge sinkt der CO 2 -Ausstoß im Vergleich zu einem ungeregelten Laden um knapp 14 Prozent. Seite 4 August 2011 Sustainable Urban Infrastucture; Kooperationsprojekt von Siemens, Vattenfall, TU Berlin

5 Intelligente Steuerung von Elektrogeräten und Anlagen richtet Strombedarf an der Einspeisung regenerativer Energien aus Intelligente Steuerung von Elektrogeräten und Anlagen Gezieltes An- und dabschalten ermöglicht die Einspeisung größerer Mengen an Wind- und Sonnenenergie in das Stromnetz. Von Interesse sind u.a.: Kühlgeräte Klimaanlagen und Durch intelligentes Steuern lassen sich Netzschwankungen reduzieren; dies vermindert Netzbelastungen und stärkt die Nutzung regenerativen Stroms Seite 5 August 2011 Sustainable Urban Infrastucture; Kooperationsprojekt von Siemens, Vattenfall, TU Berlin

6 Virtuelle Kraftwerke entlasten die Verteilnetze Die Zusammenschaltung dezentraler Anlagen erlaubt den Betrieb virtueller Kraftwerke Dezentrale Anlagen helfen Netzschwankungen zu vermeiden in Verbindung mit kleinen lokalen Netzen, ermöglichen sie eine Entlastung der Verteilnetze Durch vielfältige Nutzungsmöglichkeiten wird ein Beitrag zur Versorgungs- g sicherheit geleistet. Seite 6 August 2011 Sustainable Urban Infrastucture; Kooperationsprojekt von Siemens, Vattenfall, TU Berlin

7 Vision: Berlin im Jahr 2037 Hoher Anteil erneuerbarer Energien und niedrige CO 2 Emissionen Der Anteil der CO 2 -freien Stromversorgung Berlins lässt sich im Effizienz-Szenario von heute 25% auf knapp 60% steigern: Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Ostdeutschland von heute 25% auf 37% Erhöhung der Nutzung erneuerbarer Energien innerhalb Berlins: Ausbau der regenerativen Erzeugung in Berlin von heute 1,6% auf zukünftig 9% Einsatz eines intelligentes Stromnetzes erhöht den Nutzungsanteil regenerativ erzeugtem Strom um 14%-Punkte Die strombedingten CO 2 -Emissionen verringern sich um 20% Seite 7 August 2011 Sustainable Urban Infrastucture; Kooperationsprojekt von Siemens, Vattenfall, TU Berlin

8 Vision 2037: Effiziente Gebäude mit Prosumern als Nutzer Seite 8 August 2011 Sustainable Urban Infrastucture; Kooperationsprojekt von Siemens, Vattenfall, TU Berlin

9 Effizienzverbesserung im Gebäudebereich Klimaziele der EU und Deutschlands erfordern Verbesserung der Gebäudeeffizienz i Trotz bereits umgesetzter Effizienzmaßnahmen bestehen weiterhin große Einsparpotentiale p bei Berliner Wohngebäuden. Metropolen wie Berlin haben bei der Gebäudesanierung Vorbildcharakter. Teilweise lange Amortisationszeiten beeinträchtigen die Umsetzung von Effizienzmaßnahmen. Sie erfordern finanzielle Anreize in Form staatlicher Fördergelder. Umsetzungsmodelle wie Energiespar-Contracting unterstützen das Erreichen der Einsparziele. Seite 9 August 2011 Sustainable Urban Infrastucture; Kooperationsprojekt von Siemens, Vattenfall, TU Berlin

10 Berlin schneidet im Gebäudebereich bereits gut ab, aber es bestehen weiterhin große Einsparpotentiale Reinickendorf: Märkisches Viertel Pankow: Prenzlauerberg Ost Pankow: Prenzlauerberg Süd Wilmersdorf: Fehrbelliner Platz Hellersdorf: Mahlsdorf Süd Tempelhof: Lichtenrade Durch energetische Sanierung lässt sich der Energiebedarf Berliner Gebäude um 45 bis 50 Prozent senken. Bis zu 3,8 Millionen Tonnen CO 2 lassen sich im Gebäudebereich einsparen; dies entspricht der Emission von 1,4 Millionen Tonnen Kohle. Gegenüber 2006 ist von einer Emissionsminderung um 55 Prozent auszugehen. Quelle Bilder: Euroluftbild.de Seite 10 August 2011 Sustainable Urban Infrastucture; Kooperationsprojekt von Siemens, Vattenfall, TU Berlin

11 Berlin als Schaufenster für Innovation Die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien erfordert neue technologische Lösungen, wie z.b. Smart Grids Die Herausforderungen in Bezug auf Effizienz und Ökologie sind nicht auf Berlin allein beschränkt Die im Rahmen der Studie erarbeiteten Lösungen lassen sich auf andere Metropolen übertragen Mit den Aussagen der Studie wird Berlin als Hauptstadt Deutschlands seiner Leuchtturmfunktion gerecht Seite 11 August 2011 Sustainable Urban Infrastucture; Kooperationsprojekt von Siemens, Vattenfall, TU Berlin

12 Die Kernergebnisse* im Überblick Die Versorgung Berlins mit 60% CO 2 -freiem Strom lässt sich bis 2037 realisieren Voraussetzung dafür ist allerdings die Implementierung eines Smart Grid. Denn allein dadurch erhöht sich der Anteil der CO 2 -freien Stromversorgung g um 14%-Punkte Die Strombedingten CO 2 -Emissionen gehen dadurch um 20% zurück Allein durch den Einsatz intelligent gesteuerter Elektrofahrzeuge sinken die CO 2 -Emissionen der Stromversorgung um 14% Im Gebäudebereich lässt sich der Energieeinsatz um weitere 45 bis 50% reduzieren Die CO 2 -Emissionen der Gebäude sinken damit um bis zu 55% *) Angaben gemäß Annahmen und Szenarien der Studie Seite 12 August 2011 Sustainable Urban Infrastucture; Kooperationsprojekt von Siemens, Vattenfall, TU Berlin