Stephan Kohler Power to Gas mehr als ein Energiespeicher. Systemlösung für eine erfolgreiche Energiewende. Parlamentarischer Abend, Berlin, 19. Februar 2014 1
Inhalt Die energiepolitischen Ziele der Bundesregierung Energiewende in Deutschland: Der Koalitionsvertrag der Bundesregierung Die Strategieplattform Power to Gas Handlungsbedarf und Fazit 2
Die energiepolitischen Ziele der Bundesregierung. Mit ihrem Energiekonzept formuliert die Bundesregierung Leitlinien für eine bis zum Jahr 2050 reichende Gesamtstrategie. Zentrale Zielsetzungen hierbei: Reduktion der Treibhausgasemissionen bis 2020 um 40 %, bis 2050 um 80 % (Basis: 1990). Senkung des Primärenergieverbrauchs um 20 % bis 2020 und um 50 % bis 2050 (Basis: 2008). Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttoendenergieverbrauch auf 18 % bis 2020 und auf 60 % bis 2050. Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch mindestens 35 % bis 2020 und 80 % bis 2050. 3
installierte Leistung [GW] Erwartete Entwicklung der erneuerbaren Energien für die Stromversorgung in Deutschland. 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Referenz 2012 (Leit-)Szenario B - 2024 andere EE 0,8 1,5 2,3 Biomasse 5,7 8,7 9,2 Photovoltaik 33,1 56 59,5 Wind (offshore) 0,3 12,7 25,3 Wind (onshore) 31 55 72 Wasserkraft 4,4 4,7 5 Szenario B - 2034 Summe 75,3 GW 138,6 GW 173,3 GW Jahreshöchstlast andere EE Biomasse Photovoltaik Wind (offshore) Wind (onshore) Wasserkraft Hohe installierte Leistung von Technologien mit geringen Betriebsstunden. Quelle: Genehmigter Szenariorahmen der Bundesnetzagentur (2013) NEP Strom 2014 Szenario B. 4
Vergleich NEP 2014 mit EEG-Eckpunktepapier: installierte Leistung EE in 2024. Energieträger [in GW] Wind Onshore Wind Offshore Aktueller Stand 31.12.2013* NEP 2014: Szenario A 2024* NEP 2014: Szenario B 2024* Eckpunktepapier zur EEG- Reform 2024** 33,7 49,0 55,0 61,2 + 6,2 0,9 11,5 12,7 9,9-2,8 Photovoltaik 35,7 54,8 56,0 63,2 + 7,2 Biomasse 5,7 8,3 8,7 6,8-1,9 Summe 76,0 123,6 132,4 141,1 + 8,7 Differenz EEG- Eckpunktepapier zu NEP 2014 Szenario B für 2024 *Wind Onshore/Offshore: DEWI, Photovoltaik: BSW Solar, Biomasse: eigene Recherche. **Genehmigungsdokument zum Szenariorahmen des NEP 2014, BNetzA 2013: http://www.netzausbau.de/shareddocs/downloads/de/iii/szenariorahmen/genehmigungszenariorahmeniii.pdf;jsessionid=9a939a64f750f8175245fc73846022e8? blob=publicationfile *** Eckpunktepapier zur EEG-Reform, BMWi, 29. Januar 2014: http://www.bmwi.de/bmwi/redaktion/pdf/e/eeg-reform-eckpunkte,property=pdf,bereich=bmwi2012,sprache=de,rwb=true.pdf Werte für 2024: Offshore-Wind: 6,5 GW in 2020, 2030: 15 GW Wert 2024 mit Annahme linearer Ausbau zwischen 2020 und 2030. Für Wind Onshore, Photovoltaik und Biomasse : jährlicher Zubau nach Ausbaukorridor gemäß EEG-Eckpunktepapier, Ausgangspunkt für Extrapolation: aktueller Stand 2013. 5
Installierte Leistung, gesicherte Leistung und Last (2024) in Verbindung mit Szenario B des NEP Strom 2014 für das Jahr 2024. Sonstige Erneuerbare 138,6 139,3 Nicht einsetzbare Leistung Revisionen Ausfälle Reserve für System-DL Keine verbleibende Leistungsreserve! Wasserkraft Sonstige Erdgas Steinkohle Braunkohle 4,7 15,5 13,8 8,1 28,2 24,2 25,8 22,2 15,4 14,1 1,9 84 30 Höchstlast Schwachlast installierte Leistung gesicherte Leistung Last 223,6 GW 84,3 GW Quellen: Szenario B aus dem Szenariorahmen für den NEP Strom 2014; dena Netzstudie I; eigene Berechnungen 6
Anwendungsfelder und Arten von Stromspeichern Eignung der Speicherarten je Einsatzgebiet. Pumpspeicherwerke, Druckluftspeicher Wasserstoffanwendungen (Power to Gas) Batteriesysteme Hohe Kapazität (> 10 MW) --- Deckung der Spitzenlast --- Bereitstellung von Regelleistung ggf. Bereitstellung von Blindleistung Redispatch/ Netzentlastung --- Verbesserung der Spannungsqualität --- --- 7
Die innovative Systemlösung Power to Gas eine mehrbereichsübergreifende Technologie. gleichrangige Bedeutung der Erzeugungspfade gleichrangige Bedeutung der Nutzungspfade 8
Koalitionsvertrag der Bundesregierung. Energie Energiepolitische Zielsetzung: Gleichrangigkeit der Ziele des energiepolitischen Dreiecks aus Klima- und Umweltverträglichkeit, Versorgungssicherheit, Bezahlbarkeit Erneuerbare Energien: kosteneffizienter Ausbau Speicher: Bedarf an Langzeitspeichern bei hohem Anteil an EE zum Ausgleich saisonaler Schwankungen Technologieneutrale Gestaltung der Rahmenbedingungen Überprüfung der Letztverbraucher-Pflichten der Speicher Langzeitspeicher Power to Gas: Weiterentwicklung und Optimierung zur Marktreife und Fortführung des Forschungsprogramms 9
Koalitionsvertrag der Bundesregierung (II). Verkehr Weiterentwicklung der Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie Förderung der technologieoffenen Entwicklung neuer Antriebe und Kraftstoffe bzw. Energieträger Forschung Ausrichtung der Energieforschung auf die Energiewende Thematisch übergreifende und systemorientierte Forschungsansätze Beschleunigung des Innovationsprozesses bis hin zur Markteinführung 10
Die Strategieplattform Power to Gas. 11
Die dena-strategieplattform Power to Gas kooperatives Zusammenwirken für Innovation. 12
Zielsetzungen der dena-strategieplattform Power to Gas. Agenda Setting durch fortlaufende Presse- und Öffentlichkeitsarbeit Entwicklung und Kommunikation von Positionspapieren und einer Roadmap Power to Gas Entwicklung und Kommunikation von Handlungsempfehlungen im Hinblick auf die energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen Auswertung und Analyse zentraler Erkenntnisse aus Pilotund Demonstrationsprojekten Branchenübergreifender Austauschprozess zwischen Industrie, Energiewirtschaft, Wissenschaft & Forschung und Verbänden Systematische Analyse von Erkenntnissen der Anwendungsforschung und Technologieentwicklung Wirtschaftliche und großtechnische Nutzbarmachung der Systemlösung Power to Gas www.powertogas.info 13
Aktuelle Power to Gas - Projekte in Deutschland. Status der Power to Gas Projekte*: 10 Anlagen in Betrieb, ca. 15 Anlagen in Bau oder Planung Anlagenleistungen von unter 100 kw bis 6 MW. Gesamte installierte Leistung: ca. 20 MW. Ausschließlich Forschungs- und Demonstrationsprojekte. Herausforderung: Überführung in eine großtechnisch verfügbare und wirtschaftlich nutzbare Technologie. Ziele: Lern- und Skaleneffekte durch Markteinführung und Großserientechnik. Power to Gas-Anlagen mit einer Anlagenleistung von insgesamt 1.000 MW bis zum Jahr 2022 *der dena bekannte Projekte und deren aktueller Planungsstand [Februar 2014]. 14
Perspektive: Power to Gas. Zentrale Perspektive: Power to Gas ist unter den derzeitigen Rahmenbedingungen eine teure Option der Energiespeicherung, jedoch ist eine Markteinführung jetzt erforderlich, damit die Technologie zur Verfügung steht, wenn im Energiesystem Langzeitspeicher für Strom benötigt werden. Ziel: Markteinführung Power to Gas Erster Nutzungspfad, für den sich ein Geschäftsmodell entwickeln kann: erneuerbarer Kraftstoff für die Mobilität. Mittelfristig: stoffliche Nutzung in der Industrie sowie Einsatz im Wärmemarkt. Erst langfristig wird Power to Gas als Stromspeichertechnologie (Rückverstromung) benötigt. 15
Handlungsbedarf. (I) Aktueller Rechtsrahmen erlaubt keinen wirtschaftlichen Betrieb von Power to Gas-Anlagen Letztverbraucherabgaben 12 EEG zur Härtefallregelung : setzt keine Anreize zur Energiespeicherung Definition Energiespeicher Für Energiespeicher ist eine Klarstellung im Energiewirtschaftsrecht erforderlich: Energiespeicher sind keine Letztverbraucher EEG-Systematik ( 12 EEG, Härtefallregelung ) Die Vergütung von abgeregeltem Strom gibt keine Anreize, überschüssigen Strom aus erneuerbaren Quellen zu speichern. Dieser Ansatz ist volkswirtschaftlich nicht vertretbar und bedarf daher einer dringenden Änderung. 16
Handlungsbedarf (II). Wasserstoff und Methan im Verkehrssektor Die klimapolitischen Zielstellungen in der Mobilität sind nicht ohne den Einsatz erneuerbarer Kraftstoffe zu erreichen (10% CO 2 -Minderung bis 2020). Wasserstoff und Methan besitzen ein hohes spezifisches Treibhausgasminderungspotential. Derzeit ist in Deutschland Wasserstoff und Methan, erzeugt mit erneuerbarem Strom, nicht auf die Biokraftstoffquote/ Treibhausgasminderungsquote anrechenbar. Erneuerbare Energien Richtlinie (2009/28/EG): Die Novellierung sieht eine Anrechenbarkeit von erneuerbarem Wasserstoff und Methan vor, mit dem Vierfachen des Energiegehaltes. Dieser Ansatz ist in deutsches Recht umzusetzen. 17
Fazit. Für alle Erzeugungs- und Verbrauchsbereiche (Strom, Wärme, Mobilität) bestehen ambitionierte energiepolitische Zielsetzungen. Power to Gas ist technologisch heute einsatzfähig Power to Gas ist ein bedeutender Lösungsansatz zur Systemintegration regenerativer Stromerzeugung unter den Maßgaben des energiepolitischen Zieldreiecks. Power to Gas nutzt vorhandene Infrastrukturen. Dies gilt für Methan, trifft aber auch für Wasserstoff bei geringen Konzentrationen zu. Lösungsstrategien im Verkehrssektor sind eine bedeutende Brücke zur Markteinführung für Power to Gas. Über Skaleneffekte wird Power to Gas in relevantem Maßstab zur Verfügung stehen, wenn langfristig Stromspeicher gebraucht werden. 18
Vielen Dank. 19