Erneuerbare Energien. Strom. Fernwärme. Erdgas. Elektromobilität/Energieeffizienz

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1 Ingo Sigert

2 Strom Fernwärme Erneuerbare Energien Erdgas Wasser Elektromobilität/Energieeffizienz

3 Aktuelles aus der Energiewirtschaft SWARM: Intelligente Photovoltaikspeicher für das Einfamilienhaus Innovative Sektorenkopplung mit KWK, Wärmespeicher und Power to heat Diskussion

4 Aktuelles aus der Energiewirtschaft SWARM: Intelligente Photovoltaikspeicher für das Einfamilienhaus Innovative Sektorenkopplung mit KWK, Wärmespeicher und Power to heat Diskussion

5 USA 16 % Indien 6 % Russland 5 % Japan 4 % Deutschland 2 % 10. Juli 2017 China 28 % Sonstige 39 %

6 2 C 1,5 C Anzahl der Jahre, in denen CO 2 bei aktuellem Niveau (40 Mrd. Tonnen/Jahr) emittiert werden kann, bis das globale CO 2 -Budget für die jeweiligen Klimapolitikziele aufgebraucht ist. Quelle: Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC), Berlin

7 Quelle: BR

8 Verkehr 30% Quelle: eigene Darstellung basierend auf Daten von BDEW, AGEB und UBA; Werte gerundet. Wärme 50% Strom 20%

9 Anteil Erneuerbarer Energien am Energieverbrauch 68% 32% 87% 13% 95% 5% Strom Wärme Verkehr Quelle: Umweltbundesamt konventionell erneuerbar

10 Emissionen der in die Zieldefinition einbezogenen Handlungsfelder Handlungsfeld (Mio. Tonnen CO 2 -Äquiv.) (Mio. Tonnen CO 2 -Äquiv.) (Mio. Tonnen CO 2 -Äquiv.) (Minderung gegenüber 1990) (Minderung gegenüber 2014) Energiewirtschaft % % Gebäude % % Verkehr % % Industrie % % Landwirtschaft % % Sonstige % 58 % Gesamt % % Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit sowie eigene Berechnungen.

11 Neuzulassungen Elektrofahrzeuge* (Deutschland) Neuzulassungen 2016 (Deutschland) = 0,8 % aller Neuzulassungen *incl. Plug-in-Hybridfahrzeuge zugelassene nicht-elektrische Fahrzeuge Datenquelle: KBA

12 VW Golf 1.4 TSI BlueMotion VW Golf 2.0 TDI BlueMotion VW e-golf 5,20 Liter 12,7 kwh 6,30 1,37 Liter /Liter 1,19 6,19 /Liter 0,29 3,68 /kwh 8,63 Benzin Diesel April 2017

13 New York: 5 th Avenue 1900 New York: 5 th Avenue 1913 New York: 5 th Avenue 1900 Wo ist das Auto? Wo ist die Pferdekutsche?

14 Quelle: BDEW

15 97 Prozent der erneuerbaren Energien werden von den Verteilnetzen aufgenommen. Da kann eine zentrale Lösung wie von den Übertragungsnetzbetreibern vorgeschlagen nicht richtig sein. Katherina Reiche Hauptgeschäftsführerin des Verbands kommunaler Unternehmen (VKU)

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18 Durchschnittliche Vergütung für neue Solaranlagen (ct/kwh) Kosten für Batteriespeicher ( /kwh) (Mittelwert verschiedener Prognosen) % * 2016* Quelle: Agora * mengengewichtete Ausschreibungsergebnisse Dezentrale Lösungen werden damit perspektivisch günstiger aber die Politik treibt ein zentrales System voran!

19 14 Anzahl der HGÜ-Leitungen in den verschiedenen Szenarien 13 Einsparung in Mio. pro Jahr aktuell EE EM&RD EE&EM&RD All aktuell EE EM&RD EE&EM&RD All EM EE Einspeisemanagement Erneuerbare Energien RD All Redispatch Alle in der Studie untersuchten Parameter zusammen Quelle: Grimm et al Dezentralität und zellulare Optimierung Auswirkungen auf den Netzausbaubedarf.

20 Dr. G. Schmitz

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22 Höhe: 71 Meter Durchmesser: 26 Meter CO 2 -Einsparung: Tonnen/Jahr Fassungsvermögen: Liter Investition: 16 Mio. Euro Auszeichnung: Gestalter der Energiewende

23 Aktuelles aus der Energiewirtschaft SWARM: Intelligente Photovoltaikspeicher für das Einfamilienhaus Innovative Sektorenkopplung mit KWK, Wärmespeicher und Power to heat Diskussion

24 Erfüllung der eigentlichen Bedürfnisse Komfort in den individuellen Lebenswelten Energiewende mitgestalten Investitionen in eigene Erzeugungsanlagen auf regenerativer Basis Absicherung gegenüber der Strompreisentwicklung Weitgehende Nutzung von Strom aus eigener PV-Anlage Selbst erzeugten Strom verbrauchen, auch wenn die Sonne nicht scheint Ökonomische Überlegungen jedoch entscheidend

25 Entwicklung der installierten PV-Leistung Entwicklung der Systemkosten (Aufdachanlagen) Leistung [GW] Systemkosten [ /kwp] Jahr Jahr 2004: 1 GW 2014: 37 GW Enormer Zubau zwischen 2008 und 2012 Verlangsamung des Zubaus ab 2012 Erhebliche Kostenreduktion durch Skaleneffekte Abflachen parallel zu Verlangsamung des Zubaus Quellen: BMWI/

26 Nutzung Selbstverbrauch Frage: Wird der erzeugte Strom zu 100 % ins Netz eingespeist oder verbrauchen Sie einen Teil davon auch selbst? Erwägung Selbstverbrauch Frage: Überlegen Sie in Zukunft, einen Teil des erzeugten Stroms für Ihren eigenen Haushalt selbst zu verbrauchen? Ja, auch SV 43% 57% Nein, komplett eingespeist Weiteres Potential 10= ganz sicher auf SV umsteigen = ganz sicher nicht umsteigen 12% 3% 4% 9% 3% 8% 0% 0% 4% 0% 17% noch unentschlossen 41% Nutzung Selbstverbrauch nach Jahr der Installation (Anteil ja, auch SV ) 2000 bis % 7% 52% 88% 95% 95% Quelle: Kundenbefragung N-ERGIE, 2015

27 Selbstverbrauch Nutzung Stromspeicher Frage: Nutzen Sie einen Stromspeicher [ ]? Erwägung Stromspeicher Frage: Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, einen Speicher für Ihre PV-Anlage nachzurüsten? Ja, auch SV 93% nein 7% Potential 10= ganz sicher Speicher nachrüsten = ganz sicher nicht nachrüsten 2% 1% 1% 3% 11% 8% 10% 8% 9% 16% 15% noch unentschlossen 15% Quelle: Kundenbefragung N-ERGIE, 2015

28 Prognostizierte Entwicklung der Kosten für Li-Ionen-Batterien Verdoppelung von auf BSS in Deutschland Spezificher Kapazitätspreis [ /kwh] Li-Ionen-Zellen Li-Ionen-System MW-skale Jahr Li-Ionen-System Fahrzeug Li-Ionen-System PV-Speicher zwischen Juni 2014 und Juni % Preisdegression zwischen Juni 2014 und Juni 2015 Deutlich schnellere Kostenreduktion als prognostiziert Entwicklung durch vielfältige Anwendungsfelder getrieben (Stationäre Speicher, E-Mobilität, Laptop, etc.) Parität von PV-Speicher- Kombinationen und Privatkundenstrompreis vereinzelt bereits erreicht. Quelle: Verband der Elektrotechnik

29 Anteil Erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch in Deutschland 100% 90% 80% Bisherige Entwicklung Ziel der Bundesregierung* 80% 70% 65% 60% 58% 50% 50% 43% 40% 35% 30% 23% 26% 20% 15% 17% 12% 4% 5% 7% 8% 9% 10% 0% * Energiekonzept der Bundesregierung 2010 bzw. Mittelwert Ausbaukorridor gem. Koalitionsvertrag 2013 Quelle: BDEW

30 Tägliche Produktion Solar und Wind in Deutschland (2015) TWh 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Maximale tägliche Stromproduktion aus Solar und Wind ( ): Minimale tägliche Stromproduktion aus Solar und Wind ( ): Mittlerer täglicher Stromverbrauch in Deutschland: MWh MWh MWh Quelle: Fraunhofer ISE, AGEB

31 Quelle: Swissgrid, 2010

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33 Quelle: FAU

34 Kooperation bei Entwicklung und Erprobung einer Innovation bis zur Markreife Caterva entwickelt verteiltes Energiespeichersystem Bis zu 20 kw / 21 kwh Lithium-Ionen Akku Steuerungssoftware N-ERGIE löst energiewirtschaftliche Komplexität Energierecht, Energiesteuern etc. Leitstellenbetrieb etc. Teststellung im Netzgebiet der N-ERGIE Installation bei Probanden mit PV-Anlage (ab IBS 2009) Aufbau eines 1 MW Speicherverbundes zum Funktionsnachweis der Primärregeleistungserbringung vor ÜNB

35 Abschluss Feldversuch Installation der Energiespeichersysteme Präqualifikationsverfahren vor allen ÜNB Laufender Betrieb Betrieb der Energiespeichersysteme Steuerung des Speicherverbunds Teilnahme am Primärregelleistungsmarkt Wissenschaftliche Begleitung durch die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Studie zur Akzeptanz: Lehrstuhl für Wirtschaftstheorie, Prof. Dr. Grimm Nutzenanalyse Privathaushalte: Lehrstuhl für Informatik 7, Prof. Dr. German Nutzenanalyse Verteil- und Übertragungsnetz: Lehrstuhl für Elektrische Energiesysteme, Prof. Dr. Luther

36 N-ERGIE und Caterva erhalten Bayerischen Energiepreis Kategorie Energieverteilung und -speicherung Projekt gefördert durch BayInvent

37 Aktuelles aus der Energiewirtschaft SWARM: Intelligente Photovoltaikspeicher für das Einfamilienhaus Innovative Sektorenkopplung mit KWK, Wärmespeicher und Power to heat Diskussion

38 GuD-HKW Sandreuth 1,3 Mrd. kwh jährliche Wärmeabgabe 900 MW Anschlussleistung versorgte Gebäude 320 km Fernwärmeleitungen 90% der Wärme über KWK aus Sandreuth 10% der Wärme aus Heizwerken Muggenhof, Maxfeld und Langwasser

39 CO 2 -Einsparung: Tonnen/Jahr

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41 Obere Zone Grad C Verbindende Rohrleitung Obere Zone Grad C Isoliertes Zwischendach Obere Düse Speichertemperatur: 113 C Speicher Gesamtvolumen: ca m³ Speichergesamthöhe: ca. 70 m Untere Zone 113 Grad C Speicherdurchmesser: Speicherkapazität: Max. Beladeleistung: ca. 26 m ca MWh 94 MW Untere Zone 60 Grad C Untere Düse Speicher beladen Speicher entladen

42 2 Elektroden-Heizkesseln mit 2 x 25 MW elektrisch Direkte Anbindung an Generatorausleitung der Gasturbinen keine Netznutzungsentgelte negative Sekundär- und Minutenregelleistung Poolbildung mit anderen Energieversorgern angedacht

43 Aktuelles aus der Energiewirtschaft SWARM: Intelligente Photovoltaikspeicher für das Einfamilienhaus Innovative Sektorenkopplung mit KWK, Wärmespeicher und Power to heat Diskussion

44 Ingo Sigert N-ERGIE Aktiengesellschaft Strategische Unternehmensentwicklung Am Plärrer Nürnberg