Seilschaft der Energiewende
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- Mathias Kramer
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1 BEITRAG DER SEKTORKOPPLUNG ZUM GELINGEN DER ENERGIEWENDE Energiedialog Bayern, Dr. Frank Sensfuß, Fraunhofer ISI Seilschaft der Energiewende? Erneuerbare Landwirtschaft Verkehr Industrie Gebäude
2 Struktur des Vortrages Projektfamilie Langfristszenarien Ausgangslage & Knappheiten der Energiewende Sektorale Dekarbonisierung (Beispiel Basisszenario) Flexibilität in Strom, Wärme und Verkehr E Brennstoffe unter der Lupe Fazit Seite 2
3 Einleitung: Projektfamilie Langfristszenarien (Auftraggeber BMW i) Wichtig: Es gibt kein Leitszenario, Erkenntnisse entstehen aus Vergleich der Szenarien Referenzszenario Restriktionsarmes Szenario Basisszenario Geringerer Ü-Netzausbau Regionale Verteilung EE EE-Technologiemix Extremwetterszenarien 95% Szenarien Seite 3 Projektpartner Szenario Lösungsraum
4 Einleitung: Projektfamilie Langfristszenarien Modellverbund Energienachfrage Netze Lastgänge Umwelt bilanz Strom Erneuerbare Systemischer Blick auf das gesamte Energiesystem Kostenminimierung Seite 4
5 Struktur des Vortrages Projektfamilie Langfristszenarien Ausgangslage & Knappheiten der Energiewende Sektorale Dekarbonisierung (Beispiel Basisszenario) Flexibilität in Strom, Wärme und Verkehr E Brennstoffe unter der Lupe Fazit Seite 5
6 THG-Emissionen in CO 2 e Mt Korridor für Treibhausgasemissionen in Deutschland % 95% Seite 6
7 Was ist knapp im Rahmen der Energiewende? Biomasse Emissionsbudget Flächen Finanzen Akzeptanz Diese zentralen Faktoren interagieren sehr stark! Seite 7
8 Konkurrenzsituation der Sektorkopplung Biomasse EE-Wärme Strom Wasserstoff EE-Methan Erdgas (Öl) + CO 2 -Preis Erdgasreferenz ist wichtiger Faktor Daumenregel: 100 /t CO2 Preisaufschlag 2 cent/kwh Stromnutzung nur vorteilhaft bei niedrigem Emissionsfaktor Seite 8
9 Struktur des Vortrages Projektfamilie Langfristszenarien Ausgangslage & Knappheiten der Energiewende Sektorale Dekarbonisierung (Beispiel Basisszenario) Flexibilität in Strom, Wärme und Verkehr E Brennstoffe unter der Lupe Fazit Seite 9
10 Stromerzeugung in TWh Erzeugungsmix im Basisszenario in Europa (ohne Deutschland) Biomasse Solar Wind Andere Erdgas Kohle Kernenergie Seite 10
11 Stromerzeugung in TWh Erzeugungsmix im Basisszenario in Deutschland Ex-/Importe Andere Biomasse Photovoltaik Wind Erdgas Kohle Kernenergie Seite 11
12 Ergebnisse Restriktionsarmes Szenario Potentialausnutzung W indenergie 2050 Seite 12
13 Endenergie in TWh Dekarbonisierung des Verkehrssektors Gesteigerte Effizienz Einsatz von Strom & Bioenergieträgern Strom Bio Energieträger Fossile Energieträger Herausfordernde Jahr Bereiche: Luftverkehr, Schifffahrt, Schwerlastverkehr Seite 13 Quelle: (ISI et al.): BMWi-Langfristszenarien 2017, Basisszenario
14 Dekarbonisierungsstrategie Industrie Herausforderungen: Hochtemperaturprozesse, Prozesse mit Kohlenstoffbedarf bzw. -emissionen Seite 14 Effizienz Erneuerbare Neue Stromanwendungen
15 Struktur des Vortrages Projektfamilie Langfristszenarien Ausgangslage & Knappheiten der Energiewende Sektorale Dekarbonisierung (Beispiel Basisszenario) Flexibilität in Strom, Wärme und Verkehr E-Brennstoffe unter der Lupe Fazit Seite 15
16 W interwoche Basisszenario KW 2 Flexibilität im Stromsektor Netz als zentrale Flexibilitätsoption Wärme, E-Mobility Seite 16 Quelle: (ISI et al.): BMWi-Langfristszenarien 2017, Basisszenario
17 MWh W interwoche Basisszenario KW 2 Flexibilität im Wärmesektor Heizkessel deckt Spitzen Starke Windeinspeisung P2H, Speicher werden geladen KWK schaltet ab Starke Windeinspeisung KWK nicht im Betrieb (EE-Überschuss) Typnetz: FWG, Region DE_3 Seite 17 Quelle: (ISI et al.): BMWi-Langfristszenarien 2017, Basisszenario
18 Emobility Systemausgleich durch Ladesteuerung, ausgewählte Sommerwoche Emobility nimmt insbesondere PV Spitzen auf Seite 18 Quelle: (ISI et al.): BMWi-Langfristszenarien 2017, Basisszenario
19 Struktur des Vortrages Projektfamilie Langfristszenarien Ausgangslage & Knappheiten der Energiewende Sektorale Dekarbonisierung (Beispiel Basisszenario) Flexibilität in Strom, Wärme und Verkehr E-Brennstoffe unter der Lupe Fazit Seite 19
20 E-Brennstoffe unter der Lupe I/II W irkungsmechanismen Wasser Fossile Brennstoffe Luft Umwandlung Biomasse CO 2 Kohlenstoff Strom Umwandlung Wasserstoff Umwandlung E-Methan E-Treibstoffe Seite 20
21 E-Brennstoffe unter der Lupe II/II Luftzerlegung als zentraler Baustein Luftzerlegung ist aus heutiger Sicht die einzige Lösung für große Mengen an E-Brennstoffen Herausforderung: Konzentration, Energieniveau Kostenschätzungen ca. 30 /t bis /t CO2 Fall 1: Luftzerlegung bleibt teuer: Dann werden E-Brennstoffe eine teure Ressource Seite 21
22 E-Brennstoffe unter der Lupe III/III Luftzerlegung als zentraler Baustein Fall 2: Luftzerlegung wird billig: E-Brennstoffe sind teurer als Stromdirektnutzung, aber bezahlbar ABER: Billige Luftzerlegung ist ein Gamechanger für den Klimaschutz Der Abscheidungspreis für CO 2 wirkt ökonomisch wie eine Preisobergrenze für CO 2 Die Szenariowelten einer starken Dekarbonisierung ändern sich ggf. dramatisch Seite 22
23 Struktur des Vortrages Projektfamilie Langfristszenarien Ausgangslage & Knappheiten der Energiewende Sektorale Dekarbonisierung (Beispiel Basisszenario) Flexibilität in Strom, Wärme und Verkehr E-Brennstoffe unter der Lupe Fazit Seite 23
24 Fazit I/II Günstige Erneuerbare Energien im Stromsektor und die Knappheiten der Energiewende verstärken die Sektorkopplung Eine effiziente Sektorkopplung mit konformen Preissignalen erleichtert die Energiewende Biomasse EE Wärme Netze für Strom und Wärme schaffen strategische Flexibilität E-Brennstoffe Strom Seite 24
25 Fazit II/II Ausrüstung für die Seilschaft der Energiewende Energieeffizienz Wind & PV Flexibilität Biomasse Starke Netze Wärme & Strom E-Fuels erst ab 7500m und nur in begrenztem Umfang Gute Koordination Seite 25
26 ? Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! Landwirtschaft Industrie Gebäude Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Verkehr Kontakt: Dr. Frank Sensfuß Erneuerbare Seite 26
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