Smart Grid: Potenziale und Hürden der Realisierung

Smart Grid: Potenziale und Hürden der Realisierung FTTH Conference 2011, 24. August 2011 Dr. Suzanne Thoma, Leiterin Geschäftsbereich Netze, BKW FMB Energie AG Mitglied der Unternehmensleitung

Inhalt 1. Was meinen wir mit Smart Grid? 2. Treibende Faktoren 3. Potenziale 4. Hürden 5. Schlussfolgerungen BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 2

Definition eines «Smart Grids» Ein «Smart Grid» ist ein elektrisches System, das unter Einbezug von Mess- sowie meist digitaler Informations- und Kommunikationstechnologien den Austausch elektrischer Energie aus verschieden gearteten Quellen mit Konsumenten mit verschiedenen Bedarfscharakteristika sicherstellt. 1. Besserer Abgleich zwischen Stromerzeugung und verbrauch durch smarte Technologien 2. Netz muss Strom aufnehmen wenn dieser produziert wird und nach Möglichkeit den Verbrauch steuern BKW/FTTH Conference/RADAR Quelle: BFE Seite 3

Verhältnis Leistung und Arbeit MW 3,000 2,500 2,000 1,500 NEE (Wind Off-/Onshore, Photovoltaik) 3 TWh / 3000 MW! 1,000 500 0 Mühleberg 3 TWh / 370 MW 8-10x! t Das Stromnetz muss bei NEE im Extremfall eine 10 mal höhere Leistung zur Verfügung stellen als bei Mühleberg! BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 4

Bedeutung ICT Vom Zähler zu Smart Technology Klassischer Zähler Smart- Meter Smart- Grid Smart- Technology Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) spielen zunehmend zentrale Rolle! Zeit t Klassischer Zähler Smart Meter = Smart Grid = Smart Technology = Klassischer Zähler Smart Meter Smart Grid Energiezähler ohne Kommunikation + Bidirektional + Lastmanagement + Integration von NEE + Anwendungen hinter dem Zähler Messung und Steuerung von individuellen Lasten BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 5

Neue erneuerbare Energien Windparks in der Ostsee Desertec Zentral Auf-/Fallwindkraftwerke Gezeiten-/ Meeresströmungskraftwerke Dezentral Kleine Wind- und Sonnenparks Biomasse (Biogas, Ethanol, Holz) Kraft-Wärme-Kopplung Sonnenkollektoren Geothermie Übertragungsnetz Verteilnetz BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 6

Smart Technologies im Smart Grid Übertragungsnetze Software Smart Meters Smart Devices E-Autos Wärme-/ Kältespeicher Wasserkraftwerke Kohlekraftwerke Kernkraftwerke Photovoltaik Windparks Biomasse Andere Smart Grid bedeutet vor allem auch ein intelligentes Verteilnetz (statt lediglich Smart Meter Roll-Out). Quelle: Smart Grid Austria (www.smartgrids.at) Seite 7

Paradigmenwechsel 1. Zentrale Erzeugung dezentrale Erzeugung 2. Planbare Einspeisung volatile Einspeisung 3. Produktion folgt Verbrauch Verbrauch folgt Produktion 4. 5. 6. Statische Preise dynamische Preise (Strom und Netznutzung!) Geringe Lastspitzen hohe Lastspitzen zentraler Lastausgleich lokaler Lastausgleich Intelligente Netze zur kombinierten Bewirtschaftung von Verbrauchs- und Produktionsreserven und Speichern BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 8

Subsidiarität Heute Morgen Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch NE 1 NE 3 NE 5-7 Ausgleich im Übertragungsnetz Ausgleich auf betroffener Netzebene BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 9

Treibende Faktoren Gesetzgebung Dezentrale Stromversorgung Stromlücke Volatile Einspeisung Smart Grid Begrenzte Netz-/ Speicherkapazitäten Innovation Kundenanforderungen Versorgungssicherheit BKW/FTTH Conference/RADAR Anmerkung: NEE Neue Erneuerbare Energien Seite 11

TWh Stromverbrauch Quo vadis? 70 2010 neues Rekordjahr für Schweizer Energie- und Stromverbrauch 60 50 40 30 20 10 0 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029 2031 2033 2035 2037 2039 2041 2043 2045 2047 2049 Laufw erk Speicherw erk konv. Thermische Kern CH bestehend Kern F bestehend Zubau neue Erneuerbare Bedarf Mittel Bedarf Hoch Bedarf Tief Darstellung Winterhalbjahr BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 12 Quellen: Bundesamt für Energie (BFE), Verband Schweizer Elektrizitätsunternehmen (VSE)

Potenziale: Smart Grid 1. Optimierte Nutzung der Infrastruktur: Glättung von Verbrauchsspitzen auf tieferen Netzebenen Nutzung von Produktionsspitzen Gezieltere Netzinvestitionen dank besserer Netzinformation 2. Verstärkte Nutzung neuer erneuerbarer Energien 3. Beitrag zur Umsetzung energiepolitischer Visionen 4. Langfristig: Neue Geschäftsfelder BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 14

Bei wem entsteht Nutzen durch Smart Grids? Gesellschaft 1. Nutzung NEE 2. Versorgungssicherheit 3. Optimaler (weniger) Leitungsausbau möglich EVU Grössere Kunden (KMU etc.) 1. Gezieltere Investitionen durch bessere Netzinformation und Lastmanagement 2. Regelenergiemarkt 3. Dynamische Netznutzungspreise 1. Massgeschneiderte Produkte / Dienstleistungen 2. Transparenter Verbrauch 3. Weitere Optimierung des Energieverbrauchs Endkunden 1. Massgeschneiderte Produkte / Dienstleistungen 2. Transparenter Verbrauch 3. Direkte Einflussmöglichkeit auf Stromverbrauch BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 15

Ansätze BKW Kooperation mit komplementären Partnern (BKW, IBM Schweiz, Swisscom, Post, Ittigen) zur Förderung der Entwicklung und Umsetzung von zukunftsweisenden Lösungen im Bereich der Energienutzung. Projekt ismart Ittigen Installation von Smart Meter und Eco-Feedback bei 200 Pilotkunden. Ersatz Rundsteueranlagen (RSA) durch modernes Demand Side Management System (DSM). Erkennen von Kundenbedürfnissen und Erprobung Businesscase Regelenergie. Verein Swiss Smart Grid Schweiz (VSSG) Ziel: Gemeinsames Vorgehen der Branche. Whitebook bis 2012. >50% aller CH-Messpunkte nehmen teil. Optionale Weiterführung in Infrastrukturkonsortium. Einbezug Szenario 30% neue erneuerbare Energien in der Schweiz bei Netzplanungsszenarien. BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 16

Den Kunden kennen! Welche Barrieren hindern Sie den Stromverbrauch auf andere Tageszeiten zu verlagern? Es gibt einfach gewisse Aktivitäten, die man nicht verschieben kann (z.b. Mittagessen kochen). Sonstige Gründe Ich habe eine Familie und bin nicht flexibel in meinem Tagesablauf. Ich wohne in einem Mehrfamilienhaus und kann bestimmte Geräte nicht nutzen, wenn der Strom günstiger ist. Ich bin nicht zu Hause, wenn der Strom günstiger ist. 0% 20% 40% 60% 80% 100% BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 17 Quelle: Befragung bei Feldversuch = ismart

Den Kunden ertüchtigen Wie möchten Sie unterstützt werden, um Strom dann verbrauchen zu können, wenn er günstig ist? Hinweise auf Geräte, bei denen es sich lohnt, sie dann zu nutzen, wenn der Strom günstig ist Ich möchte, dass meine Geräte automatisch dann laufen, wenn der Strom günstig ist. Hinweise auf Kosten, die ich durch das Nutzen von günstigem Strom vermeiden könnte. Ein Warnsignal, wenn der Strom teurer oder günstiger wird. 0% 20% 40% 60% 80% 100% BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 18 Quelle: Befragung bei Feldversuch = ismart

Erste Erkenntnisse aus Feldversuch Spass, Geschenk Motivation Interesse am Energieverbrauch 14% 57% 12% Nachhaltigkeit Unterstützung der BKW Geringes Interesse Grosses Interesse 20% 80% Welche Ziel möchte der Kunde erreichen? Eigene Ziele Benchmark Unwichtig 65% 17% 18% Beteiligte Kunden sind an einer aktiven Einflussnahme auf den eigenen Stromverbrauch interessiert und wünschen sich vom EVU entsprechend gesteuert zu werden. BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 19 Quelle: Befragung bei Feldversuch = ismart Motivation: nur die 3 wichtigsten aufgeführt

Kosten und offene Fragen zur Realisierung von Smart Grids Gesellschaft Kosten Basis Smart Grid würde schweizweit zwischen 1.7-2.5 Mrd. CHF kosten.*) Offene Fragen Volkswirtschaftlicher Nutzen eines flächendeckenden Rollouts EVU Verfügbarkeit von Investitionsmitteln für neue erneuerbare Energien, Netzausbau und Smart Grid Investitionsanreize Wer bezahlt? technische Standardisierung Grössere Kunden Smart Meter werden genutzt, wo sie sich durch hohes Stromsparpotential selbst finanzieren Wo bieten sich weitere grosse Optimierungspotentiale? Endkunden Smart Meter rentieren sich für 20-30% der Haushalte**) Nutzen für die restlichen 70-80% der Haushalte unklar Datenschutz BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 21 **) in Deutschland, gemäss Frontier Economics *) Quelle: Studie IBM/BKW, BFE Schlussbericht Smart Metering. Smart Meters flächendeckend, + SG Infrastruktur

Kosten eines Smart Grid Rollouts Investitionskosten Smart Grid (Grobschätzung für die gesamte Schweiz) Enthaltene Kosten: 1. Flächendeckender Rollout von Smart Metern 2. Zentrale Plattform für Datenkollektion und Steuerung von Verbrauchern Nicht enthaltene Kosten: Ca. 2 Mrd. CHF (ca. 500 CHF / Anschluss) 1. Investitionen für Telekommunikation 2. intelligentes Verteilnetz Kooperation Smart Grid (inkl. Smart Metering) Nutzen / Schlussfolgerung: 1. Wirtschaftlicher Nutzen unklar 2. Kooperation effizienter als Alleingang EVU Innovationsforum/ Smart Grid im Praxistest/Seite 22 / Studie IBM/BKW, BFE Schlussbericht Smart Metering.

Entwicklung des Netzes Next Steps zum Smart Grid Regulatorische Rahmenbedingungen Investitionsanreize Investitionssicherheit heute Smart Grid Politische Rahmenbedingungen Konsens Kosten-Nutzen Belastbare Planungsgrundlagen Klärung Datenschutz Investitionsfähigkeit der EVUs Technische Standards Einigung auf technische Standards Netz gestern t Business Case Gesellschaft EVU Kunde Forschung & Entwicklung Partnerschaften und Technologieentwicklung BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 24

Schlussfolgerungen Smart Grid: Beitrag zur neuen Energievisionen Technologische Basis vorhanden Volkswirtschaft: - Was kostet es? - Was bringt es? - In welchem Energieszenario? EVU: - Investitionsanreiz, Investitionsschutz, Investitionsmittel. - Business Case Rechtliche Rahmenbedingungen teilweise offen Smart Grid als grosses Infrastruktur Projekt: Wie weiter im Dialog der Akteure zu klären BKW/FTTH Conference/RADAR Seite 25