Die Energiewende und der Beitrag von Smart Home 04. September 2013 Dr. Oliver Weinmann Vattenfall Europe Innovation GmbH
Kernpunkte 1 Die Energiewende und ihre Herausforderungen 2 Smart Home als Beitrag zur Energiewende 3 Smarte Pilotprojekte 2 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04
Entwicklung der Erzeugungskapazität in Europa Fluktuierende Quellen Wind und Solar 3 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04 Quelle: VDMA
Prognose Regenerative Stromerzeugung in Deutschland Szenario 2011 A Regenerative Stromerzeugung [in TWh/a] Wasser Fotovoltaik Wind onshore Geothermie Wind offshore Europäischer Verbund Biomasse biog. Abfälle Gesamterzeugung 2012: 617 TWh 2012 4 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04
Integration fluktuierender Energie ist eine neue Herausforderung für die Übertragungsnetze (Systemstabilität) Netzlast, Windenergieprognose und Windenergieeinspeisung in Ost-Deutschland (01-30.06.2013, in MW) Prognose Wind Einspeisung Wind eingetretene Regelzonenlast 1 2 3 4 01.06. 08.06. 15.06. 22.06. 29.06. 1 Abweichung Prognose 2 Windstille 3 Gradient 4 Produktion > Last 5 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04 Quelle: 50Hertz Transmission
Die Prognosen zeigen starken Wachstum der erneuerbaren Energien Maßnahmen zur Integration sind erforderlich Projektion der installierten Kapazität 1) in Deutschland nach BMU 2009 Szenario 2) [in GW] Maßnahmen zur Integration Erneuerbarer Energien Energiespeicher Höhere Übertragungskapazitäten Ausbau der Erneuerbaren Energien Flexiblerer Verbrauch Flexiblere Erzeugung PV Wind Nuklear / thermische Erzeugung Geothermie Biomasse Wasserkraftwerke 1) Ohne Pumpspeicherung 2) BMU: Bundsministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit 6 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04
Smart Home ist mit hohen Erwartungen verbunden Erwartungen Energiewirtschaft Nutzer 1 Effizienzsteigerung Energie- Unternehmen 2 3 Flexibilisierung des Verbrauchs Integration dezentraler Erzeuger 5 6 Steigerung des Komforts Neue Unterhaltungsmöglichkeiten Technologie- Unternehmen 4 Verbesserung der Prognosequalität 7 Mehr Sicherheit / Gesundheitsvorsorge 7 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04
und mit großen Herausforderungen Umfeld, Geschäftsmodelle & Akteure Herausforderungen Regulatorisches Umfeld Geschäftsmodelle Smart Meters Virtuelle Kraftwerke Demand Response Smart: Smarte Geschäftsmodelle erfordern signifikante Infrastrukturinvestitionen Akteure Telekommunikationsanbieter Mieter Energiedienstleister Smart Home Facility Manager Eigentümer Verteilt: Große Anzahl Stakeholder verlangt Nutzenaufteilung Energielieferant Netzbetreiber Technologieanbieter Ambient Assisted Living E-Mobility / Car-Sharing Smart Grid Integration als Lösung für nachhaltige Geschäftsmodelle? 8 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04
Wohnung Gebäude System Die Integration zu einem dezentralen Energiemanagement erschließt energiewirtschaftliche und ökonomische Potenziale Dimensionen Dez. Energiemanagements Ebene SCHEMATISCH Effizienz Dimensionen des Dezentralen Energiemanagement: Optimierungsebenen (Dezentralität) Akteure (Management) Effizienzgewinne steigen mit Optimierungsumfang aufgrund von Portfolioeffekten Dezentrales Energiemanagement profitiert von Einbindung in übergeordnetes System (Stromnetz, Wärmenetz, Energiemarkt), bspw. durch Virtuelle Kraftwerke Mieter Wohnungswirtschaft Energiewirtschaft Akteure 9 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04
Integrationsstufen mit unterschiedlichen Herausforderungen Welchen Beitrag können Energiedienstleistungen bieten? Einzeloptimierung Gebäudeoptimierung System Nutzung von Flexibilitäten / Infrastruktur auf Systemlevel Baumarkt - Lösung Optimierung Energieverbrauch & -erzeugung Investor: Nutznießer: Mieter Mieter Investor: Nutznießer: Eigentümer Mieter! Investor: Mehrere Nutznießer: Mehrere! Herausforderungen Geringe Effizienzgewinne Begrenzte Möglichkeiten, Mehr(wert)-Dienste zu vernetzen Typ. Anbieter Baumarkt Technologieunternehmen Energieunternehmen Herausforderungen Nutzer-Investor Dilemma Rentabilität der Investition Komplexität der Lösungen Typ. Anbieter Technologieanbieter Energieunternehmen (Heizanlagen) Herausforderungen Regulatorische Rahmenbedingungen Fragmentierter Nutzen Typ. Anbieter Kooperationen Energieunternehmen Vattenfall: Fokus Smart Home 10 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04
Energiedienstleistungen können einen Beitrag für die Wohnungswirtschaft leisten 1 Profitabilität sichern 2 Anreizproblematik lösen durch Kombination von Geschäftsmodellen mit Contracting-Modell für Eigentümer NPV SCHEMATISCH Energiedienstleister Contracting-Modell für Wärmeoptimierung (warmmietneutral) Infrastruktur Wärmeopt. Zusätzl. Einnahmen aus Demand Response / weitere Dienste steigern Profitabilität Wärmeoptimierung bietet größtes Kostensenkungspotenzial; Infrastruktur als Grundlage für weitere Geschäftsmodelle Demand Respon. Dienste Mieter Nutzen: Wohnkomfort Zugang zu weiteren Smart Home- Anwendungen Abkopplung von Energiepreissteigerungen Eigentümer Nutzen: Erfüllung gesetzl. Vorgaben ohne Anfangsinvestition Höhere Vermietbarkeit Erhaltung Gebäudezustand 11 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04
Projektsetup Zeitplan Projektüberblick Smart Energy HafenCity: Labor für zukünftige Energieversorgung Rathaus Hauptbahnhof HafenCity Projektdaten: Modell für nachhaltige, innovative Stadtentwicklung Breite Nutzungsmischung auf ca. 157 ha Fläche Ca. 12.000 Einwohner Ca. 45.000 Arbeitsplätze Investitionsvolumen >10 Mrd. EUR 1) Bei AOT 2) ACDC = Active Customer Demand Control 12 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04
Vattenfall unternimmt gemeinsam mit drei Partnern ein Smart Home- Pilotprojekt in Hamburg Smart Home - Pilotprojekt Dulsberg Flyer Teilnehmerinformation Smart Home-Pilotprojekt mit Heizungsautomatisierung und variablen Stromtarifen Kooperation zwischen HANSA Baugenossenschaft e.g. Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH Orga Systems GmbH Objekt in Hamburg-Dulsberg: 72 Wohneinheiten (>4.000 m² Wfl.) Baujahr 1924, wiedererrichtet 1951 Energetisch saniert Geplante Inbetriebnahme: Oktober 2013 13 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04
Das Pilotprojekt verfolgt dabei zwei Ziele 1 Heizungsautomatisierung 2 Variable Stromtarife Ziele Validierung des Einsparpotenziales durch Einzelraumtemperaturregelung Erprobung der Home Service Platform durch Vattenfall Ziele Akzeptanztest variabler Stromtarife bei Endkunden Ermittlung des Auswirkungen variabler Tarife auf Lastkurven Konzept Heizungssteuerung durch Programmierung von Heizprofilen für jeden Raum Verbrauchsreduktion durch Optimierung auf Wohnungsund Gebäudeebene (technisch / Verhalten) Konzept Einsatz von Smart Metern zur detaillierten Erfassung des Verbrauchs Nachgelagerte Tarifierung Nutzung der Home Service Platform zur Visualisierung der variablen Tarife, des Verbrauchs und der Kosten 14 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04
Fazit Die Integration der zunehmenden Erzeugung aus Erneuerbaren Energien stellt das Energiesystem vor große Herausforderungen Neben dem Ausbau der Übertragungskapazitäten und Speicher sowie der Flexibilisierung der Erzeugung ist die Flexibilisierung des Verbrauchs ein wesentlicher Baustein Smart Home kann hierfür einen Beitrag leisten, jedoch sind dafür die Herausforderungen der Investitionen und des verteilten Nutzens zu lösen Der alleinige Fokus auf die Reduktion des Stromverbrauchs des Einzelnen ist nicht zielführend, vielmehr ist eine Integration über Energiearten und über mehrere Nutzer hinweg zu verfolgen Die Erfahrung der Pilotprojekte zeigt, dass schon heute die dafür notwendige Technik grundsätzlich vorhanden ist - für eine praktische und wirtschaftliche Umsetzung sind noch viele technische und regulatorische Fragen zu klären und die Kosten müssen signifikant reduziert werden 15 Energiewende und Smart Home Dr. Oliver Weinmann 2013.09.04