Überlegung eines Energieversorgung zur Umsetzung Thüringer Klimagesetz und IEKS* 7. Regionale Energiekonferenz Südwestthüringen Dr. Matthias Sturm, Geschäftsbereichsleiter Unternehmensentwicklung, TEAG Thüringer Energie AG Suhl, 14. November 2018 * Integrierte Energie- und Klimaschutz-Strategie
Unser Versorgungsgebiet erstreckt sich über das ganze Bundesland Thüringen Stromnetz TEN* Gasnetz TEN* Straßenlichtnetze Glasfasernetz TNK* Wärmenetze TWS* *Tochtergesellschaften und unser Erzeugungspark 2
Thüringer Klimagesetz (ThürKlimaG)* und IEKS** setzen Maßstäbe und Ziele für weitere Energiewende in Thüringen Schwerpunkte ThürKlimaG Senkung Treibhausgase bis 2030/40/50 um -60/-70/-80% im Vgl. zu 1990 bilanzielle Abdeckung Gesamtenergiebedarf bis 2040 mit Erneuerbare Energien eigener Quellen öffentliche Fernwärmenetze sollen bis 2040 auf nahezu Klima-/CO2-Neutralität umgestellt sein Unterstützung des Aufbaus lokaler Wärmenetze auf Basis erneuerbarer Energien freiwillige Erstellung von Klimaschutzkonzepten und Wärmeanalysen auf Gemeindeebene unsere Position / Anmerkung dazu realistisch umsetzbar, da Bezug auf 1990 die in Thüringen bereits erreichten Ziele würdigt erfordert erheblich mehr Ausbau Wind und PV in Thüringen notwendig, als bisher geplant wirtschaftliche Rahmenbedingungen, wie Umlagen-Befreiung für Power to Heat sind zu schaffen Stadtwerke als mögliche Umsetzer mit besseren Förderbedingungen ausstatten ("KMU @EFRE") unbedingt Einbeziehung der Stadtwerke als Vor-Ort-Infrastrukturbetreiber gewährleisten 6 Rollen der Thüringer EVU mit Fokus auf die praktische Umsetzung von Maßnahmen * von der Landesregierung beschlossener Entwurf des Thüringer Klimagesetz, (Thür KlimaG) parallel dazu Erarbeitung eines Maßnahmenkataloges zur Umsetzung der Integrierten Energie- und Klimaschutzstrategie (IEKS) 3
Zur Umsetzung der bilanziellen EE-Eigenversorgung aus eigenen Quellen wäre ein gigantischer Erzeugungspark nötig Endenergiebedarf 2040: 35 TWh (heute: 50 TWh) PV Wind Quelle: Fichtner-Studie "Modellierung Thüringer Energieversorgung @100%EE ", 2017 4
Perspektivisch wird also ein weiterer deutlicher Zuwachs der Erneuerbaren notwendig sein Installierte Leistung Erneuerbarer Energien in Thüringen diskutierte Ausbauszenarien 4.500 4.000 MW 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 2002 2014 Verfünffachung! +2.000 MW maximale Netzlast 1.760 MW Ist 2014 2024 nochmals Verdopplung! +2.000 MW 1000 Plan* 1500 2400 9.000 8.000 7.000 6.000 5.000 4.000 3.000 Solar Wind Biomasse Neu: Szenario bei Verdreifachung der Windflächen Bisher: Planungsszenario gem. LEP** 2025 1500 2300 4700 1.000 500 0 1200 250 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 330 2024 2.000 1.000 0 1000 1200 2014 2400 Referenz Ambition Biomasse Wind PV Wasser * Referenzszenario gemäß Thüringer Landesentwicklungsprogramm LEP2025 5
Rolle 1: weitere Netzintegration der Erneuerbaren - Bsp. Thür. 110kV-Netz: Invest @TEAG 2018-20 rd. 45 Mio. EEG-Netzbaumaßnahmen im 110-kV-Netz bis 2021 6 Küllstedt Eisenach Wolkramshausen 5 Greusen 7 Bad Langensalza 2 4 Sömmerda 1 Altenfeld Vieselbach 3 Großschwabhausen Remptendorf Weida 1 2 3 4 5 6 7 110-kV-Leitung Vieselbach-Sömmerda: Leitungsverstärkung wegen Überlastung bei max. Einspeisung (im (n-1)-fall Belastung System 1: 127 %/ System 2: 143 %) 110-kV-Leitung Vieselbach-Erfurt/Ost: Leitungsverstärkung wg. bestehender Überlastung im (n-1)-fall mit bis zu 138 % UW Vieselbach: Anbindung der verstärkten Ltg. Vib-Sö & Entflechtung der Leitungsanbindung Langensalza zur EEG-Aufnahme UW Sömmerda: Erhöhung Trafokapazität und Ausbau zum Schaltknoten zur Verteilung der Einspeiserströme UW Greußen & UW Frössen: Erweiterung um einen 3. Trafo für dezentrale Einspeiser 110-kV Anschluss und UW Küllstedt: Verbesserung der Netzstabilität im westlichen Eichsfeld zur Einbindung von Einspeisern Perspektivisch: Verstärkung 110-kV-Leitung Bad Langensalza-Ebenheim (Überlastung bei max. Einspeisung) 6
Der perspektivische Netzausbauplan beschreibt alle 110-kV- Ausbaugebiete bis 2030 und deckt die Integration aller EE ab Potenzielle Engpassgebiete 110-kV-Netzausbauprojekte Engpassgebiete im Leitungsnetz werden durch farbige Ellipsen gekennzeichnet. Ausbauprojekte im Leitungsnetz der TEN erfolgen auf bereits bestehenden Trassen. 7
Rolle 2: Systemintegration aller "Player" und Wahrung der Systemstabilität des Flächenkraftwerks bei Anteil EE > 65% Flächenkraftwerk Kaskade Drittnutzer Mehrspartensystem Intelligente digitale standardisierte Leitsystemarchitektur "DSO 2.0" AEC-4 Fault Tolerant ISMS, ITSK, 27019 TR Skalierbarkeit Verarbeitung und Bereitstellung von Massendaten 8
2018 startet Rollout Smart Meter* Nutzung Lastgangdaten von Einspeisern und signifikanten Lasten zur Netzsteuerung Verteilung der imsys nach Energiemengen der Messpunkte im TEN-Gebiet dazu Aufbau eines eigenen Funknetzes zur Erreichbarkeit aller Messpunkte 20 Feldtest "Kellermessung" * Begriff bezeichnet Intelligente Mess-Systeme (imsys) mit automatischer Datenfernübertragung 9
Rolle 3: Als Thüringer Akteure am Ausbau der Erneuerbaren Energien stärker als bisher mitwirken Mit WKT* bisher in 5 Windparks aktiv, wir wollen weiter wachsen Unsere KOMSOLAR kann's mit und ohne Speicher *gemeinsam mit 13 Thüringer Stadtwerken Planung, Projektentwicklung Errichtung Betrieb (wirtsch./techn.) Instandhaltung Repowering 10
Die Wärmebereitstellung würde aus einem Mix aus KWK, Power to Heat und Erneuerbaren Quellen Hierzu mehr Wärmespeicher erforderlich Quelle: Fichtner-Studie "Modellierung Thüringer Energieversorgung @100%EE ", 2017 11
Rolle 4: mehr Verbraucher an ungenutzte EE-Wärmequellen anschließen Wir als Brückenbauer im Projekt und Betrieb 1 Biogasanlagen 2 Industrielle Abwärme 3 Solarthermie TEAG (Nah-) Wärmenetze Energiewirtschaftlicher Betrieb Übernahme wirtschaftliches Risikos Abnahmegarantie (Erzeuger) Versorgungssicherheit (Verbraucher) Erschließung ungenutzter Wärmequellen und Verteilung der Energie an (potenzielle) Nutzer, aber: oft nur mit Förderung wirtschaftlich Private Haushalte Öffentliche Hand Gewerbe Wärmequellen Wärmenutzer 12
Erste Pilotprojekte zur Umsetzung Low-Ex -Netze: gestartet: Beispiel: Kaltwasser-Wärmenetz in Neumühle/Elster Ablösung Heizöl-Wärmeversorgung durch Kaltwassernetz Daten/Energetische Situ: Gemeinde im Landkreis Greiz, 438 Einwohner Kommunale Einrichtungen (Kita, Bibliothek, SWA) Kleinteilige Wirtschaft Handwerk/Dienstleistung lokale Wasserkraft geringe Potenziale Solarenergie Biomasse ausgereizt kein Gasnetzzugang Wärme vorr. aus Heizöl 13
Erste Pilotprojekte zur Umsetzung Low-Ex -Netze: gestartet: Beispiel: Kaltwasser-Wärmenetz in Neumühle/Elster Techn./ökononische Parameter: Vorlauf 3-20 Grad / Rücklauf 1-17 Grad Wärmebedarf 2 GWh/Jahr 50% Förderung Wärmenetze 4.0 (Bund) Anschluss: 3.000 Wärmepreis: 7,5 ct/kwh 14
Auch Möglichkeiten perspektivischer Direkteinspeisung heutiger Biogas-Verstromer ins Erdgasnetz untersucht TEAG-Potentialanalyse Thüringen: Standortauswahl Zuschnitt auf Gasnetz der TEN Radius 5 km Radius 2 km Radius 1 km 200 Biogasanlagen mit 75 MW el entspricht 214 MW th (η der BHKW von 0,3) rd. 150 BGA in örtlicher Nähe des Gasnetzes der TEAG Aufbau lokaler Rohbiogasnetze in DP4 Jeweils eine zentrale Biogas- Aufbereitungsanlage (BGAA) 350 m³/h - 1.400 m³/h eine zentrale Bioerdgaseinspeiseanlage (BGEA) kurze Anschlussleitung in DP 16 15
Unsere Motivation & Zielstellung ist: Langfristige CO2- Neutralität in der leitungsgebundenen Wärmeversorgung Studien / Untersuchungen im Gasmarkt Energiesystemmodell mit Biogas und SNG Quelle: dena Broschüre Zukunft Biomethan, Perspektiven und Handlungsempfehlungen für die Rolle von Biomethan im zukünftigen Energiesystem, 03/2015 Vielzahl von Studien zu Biogas / Bioerdgas / PtG Fokus: Gas kann Grün CO 2 Minderungspotenziale der regenerativen Gasversorgung mit Sektorkoppl. Aktuell: von der Energieund Leistungsbilanz hin zu ökon. Analyse regenerativer Gasversorgung TEAG-Aktivitäten: Projekt Commit to Connect MA @H2Well Zusammenarbeit mit Thüringer Bauernverband 16
Voraussetzung: Biogasanlagen und Erdgasnetz* in örtlicher Nähe zueinander Biogaspotential regional unterschiedlich stark ausgeprägt Radius 5 km Radius 2 km Radius 1 km Ausgewählte Kriterien: I. Mindestleistung der Biogasanlage 150m³/h Rohbiogas (rd. 750kW th ) II. Max. Entfernung zum Erdgasnetz beträgt 5km III. Einspeisung alleinig in bestehende lokale Hochdrucksysteme *Untersuchung erfolgt alleinig am Netzgebiet der TEAG, Drittnetze nicht eruiert 17
Potentialanalyse und Machbarkeit Optimierung der Investitions- und Betriebskosten Standortauswahl / Trassierung Methodik Aufbau eines lokalen Hochdrucknetzes für Rohbiogas eine zentrale Biogasaufbereitungsanlage (BGAA) in der Dimensionierung 350m³/h, 700m³/h, 1.400m³/h eine zentrale Bioerdgaseinspeiseanlage (BGEA) kurze Anschlussleitung in regionales Transportsystem Ergebnis: rd. 80 Anlagen können mindestens 10 Prozent substituieren* *Untersuchung erfolgt alleinig am Netzgebiet der TEAG, Drittnetze nicht eruiert 18
Rolle 5: Umsetzung der Sektorenkopplung als ein Baustein zur Nutzung/Speicherung EE-Überschussleistung Gasnetz Biogas PV Windkraft Stromnetz liefert Strom bei dunkler Flaute Bezieht Strom bei EE-Überschuss KWK*-Anlage Wärmespeicher (5 Freibäder) Vorlauf Elektrokessel (PtH) Fernwärmenetz Rücklauf Bsp: Power to Heath als perspektivisch möglicher Umsetzungsbaustein von 8(5) ThürKlimaG * Kraft-Wärme-Kopplung 19
Rolle 6: Systemintegration Elektromobilität = ein Beitrag zur Erreichung der Klimaziele im Mobilitätssektor Unsere weiteren Aufgaben: Aufbau öffentliche Ladeinfrastruktur inkl. Netz- und Systemintegration (Weiter)Entwicklung von Elektromobilitätsangeboten + E-Auto + Technik für Laden @Home + Öko-Fahrstromtarif + PV-Anlage inkl. Stromspeicher + Smart-Home-Lösungen + Lösungen für Gewerbe, Industrie und Wohnungswirtschaft 32 Thüringer Kommunale EVU bauen gemeinsames Stromtankstellennetz in 2017: 170 Ladesäulen (s. Karte) bis 2020: 400 Ladesäulen 20