ENERGIESPEICHER EINE ENTSCHEIDENDE SÄULE DER ENERGIEWENDE

ENERGIESPEICHER EINE ENTSCHEIDENDE SÄULE DER ENERGIEWENDE BUNDESVERBAND ENERGIESPEICHER 2. Symposium Energiespeicher Staatliche Studienakademie Bautzen 19. März 2015 Helena Teschner, Referentin der Geschäftsführung BVES

2 Übersicht Vorstellung des BVES Aktueller Stand der Energiewende Energiespeicher als entscheidende Säule der Energiewende Definition Technologien Anwendungen Wirtschaftlichkeit Derzeitiger gesetzlicher Rahmen und erforderliche Anpassung Zusammenfassung

3 Der Der Bundesverband Energiespeicher (BVES) vertritt die Interessen von Unternehmen aus verschiedensten Branchen, die das gemeinsame Ziel der Entwicklung und Vermarktung von Energiespeichern in den Bereichen Strom, Wärme und Mobilität verfolgen. Energiewende = Stromwende + Wärmewende + Mobilitätswende Als technologieoffener Industrie-Verband vertritt der BVES die Interessen der Speicherbranche gegenüber Politik, Verwaltung, Wissenschaft und Öffentlichkeit und unterstützt seine Mitglieder mit gezielter Öffentlichkeitsarbeit. Lobbyverband

4 Branchenübergreifend aufgestellt: Unsere Mitglieder (Auszug)

5 Weltweit gut aufgestellt: Unsere Kooperationspartner

6 Aktueller Stand der Energiewende

7 Deutschlands Ziele der Energiewende CO 2 : - 40% bis 2020-80% bis 2050 Erneuerbare: 35% bis 2020 80% bis 2050 Maßnahmen: massiver Ausbau der Erneuerbaren und der Netze Probleme: Steigender Widerstand gegen den Netzausbau und gegen Windparks in der Nachbarschaft

8 Aktuelle Situation der Energiewende 27% des Energiebedarfs werden bereits aus erneuerbaren Quellen gedeckt, in manchen Regionen bis zu 80% oder sogar 100-120%. Das Netz kann die zunehmende Menge an fluktuierenden erneuerbaren Energien nicht mehr aufnehmen. Die Lösung sind bereits heute Speicher, die auf allen Ebenen flexibel, kostengünstig und dezentral Dienstleistungen zur Systemsicherheit bereitstellen.

9 Fähigkeiten von Speichern Stabilisierung des Energiesystems: Netzsicherheit, Netzentlastung Preisdämpfung am Strommarkt durch den Ausgleich von Überangebot und Knappheit Versorgungssicherheit: Alternative zu fossilen Rohstoffreserven, Reduzierung von Importabhängigkeit Effizienzsteigerung: Erhöhung des Nutzungsgrads von EE- Anlagen und Nutzung der Überschüsse Bindeglied zur Vernetzung verschiedener Energiesektoren: Wärme, Strom, Treibstoff Speicher sind bereits heute eine Säule der Versorgungssicherheit für Strom und Wärme.

10 Energiespeicher - Definition

11 Definition Energiespeicher Was ist ein Energiespeicher? Ein Energiespeicher kann Energie aufnehmen und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgeben. Der Speicherprozess besteht prinzipiell aus drei Schritten: Dem Laden, dem eigentlichen Speichern und dem Entladen. Nach dem Entladen kann ein Energiespeicher erneut geladen werden. Was wird gespeichert? Die Energieform (Elektrizität, Wärme, Kälte, mechanische Energie, chemische Energie), die ein Energiespeicher aufnimmt, wird in der Regel auch wieder abgegeben. Allerdings wird häufig die geladene Energieform zur Speicherung in eine andere umgewandelt (z.b. Pumpspeicherwerk, Batterie). Zum Entladen wird sie dann wieder in der ursprünglichen Form bereitgestellt, oder in manchen Ausprägungen auch in der Form der Speicherung bereitgestellt, z.b. Power-to-Gas oder Power-to-Heat.

12 Energiespeicher - Technologien

Technologien 13 Speicherung elektrischer Energie Super-conducting Magnetic Energy Storage (SMES) Super-Kondensatoren Speicherung elektro-chemischer Energie Lithium-Ionen Batterien Natrium-Sulfid Batterien (NaS-Cells) Blei-Säure Batterien Redox-Flow Batterien Speicherung mechanischer Energie Pumpspeicherwerke Druckluftspeicher(CAES) Schwungräder

Technologien Thermische Energiespeicher Speicherung sensibler Wärme 14 Speicherung latenter Wärme ZAE Bayern Warmwasser-Speicher Erdwärmesonden u.ä. (Underground Thermal Energy Storage, UTES) ZAE Bayern Thermo-chemische Energiespeicherung ZAE Bayern Makro- / Mikroverkapselte Phasen- Wechsel-Materialien (PCM), Slurries Adsorptions- (Zeolith) und Absorptions-Speicher (LiCl) Thermo-chemische Materialien (TCM)

Vergleich: Energiespeicher-Technologien 15 Storage technology Storage Mechanism Power Capacity Storage Period Density Efficiency Lifetime Cost MW MWh time kwh/ton kwh/m 3 % # cycles $/kw $/kwh /kwhdelivered Lithium Ion (Li Ion) Sodium Sulfur (NAS) battery Lead Acid battery Redox/Flow battery Compressed air energy storage (CAES) Pumped hydro energy storage (PHES) Electrochemical Electrochemical Electrochemical Electrochemical < 1,7 < 22 day - month 84-160 190-375 0,89-0,98 1-60 7-450 day 99-150 156-255 0,75-0,86 2960-5440 1620-4500 1230-3770 620-2760 17-102 260-2560 210-920 9-55 0.1-30 < 30 day - month 22-34 25-65 0,65-0,85 160-1060 350-850 130-1100 21-102 < 7 < 10 day - month 18-28 21-34 0,72-0,85 Mechanical 2-300 14-2050 day - Mechanical 450-2500 8000-190000 day - month 0,27 at 100m Hydrogen Chemical varies varies indefinite 34000 2-7 at 20-80 bar 0,4-0,75 0,27 at 100m 0,63-0,85 2,7-160 at 1-700 bar 1510-2780 8620-17100 12800-33000 650-2730 120-1600 5-88 15-2050 30-100 2-35 540-2790 40-160 0,1-18 0,22-0,50 1 384-1408 - 25-64 Methane Chemical varies varies indefinite 16000 10 at 1 bar 0,24-0,42 1 - - 16-44 Sensible storage - Water Thermal < 10 < 100 hour - year 10-50 < 60 0,5-0,9 ~5000-0,1-13 0,01 Phase change materials (PCM) Thermochemical storage (TCS) Thermal < 10 < 10 hour - week 50-150 < 120 0,75-0,9 ~5000-13 - 65 1,3-6 Thermal < 1 < 10 hour - week 120-250 120-250 0,8-1 ~3500-10 - 130 1-5

16 Energiespeicher - Anwendungen

Energiespeicher für die Energiewende 17 Integration Erneuerbarer Energien Integration Erneuerbarer Elektrizität Netzstabilität Frequenzregelung Spannungshaltung Leistungsausgleich/SRL Netzausgleich (Energie) positive/negative Regelenergie Peak Shaving Eigenverbrauch, Inselbetrieb, Demand Side Integration Verschiebbare Last Sicherheit, Back-up Integration Solarer Wärme Solarthermische Kraftwerke Solare Prozesswärme Solarthermie für Heizung/ Warmwasser Steigerung der Energieeffizienz Industrielle Prozesse Abwärmenutzung Rekuperation mechanischer Energie Gebäude Heiz- und Kühlbedarf Tag/Nacht-Ausgleich Sommer/Winter-Ausgleich Elektrizitätserzeugung Fossile Kraftwerke Kraft-Wärme-Kopplung Mobilität Antrieb Heizung / Klimatisierung

Energiespeicher für die Energiewende 18 Integration Erneuerbarer Energien Integration Erneuerbarer Elektrizität Netzstabilität Frequenzregelung Spannungshaltung Leistungsausgleich/SRL Netzausgleich (Energie) positive/negative Regelenergie Peak Shaving Eigenverbrauch, Inselbetrieb, Demand Side Integration Verschiebbare Last Sicherheit, Back-up Integration Solarer Wärme Solarthermische Kraftwerke Solare Prozesswärme Solarthermie für Heizung/ Warmwasser Steigerung der Energieeffizienz Industrielle Prozesse Abwärmenutzung Rekuperation mechanischer Energie Gebäude Heiz- und Kühlbedarf Tag/Nacht-Ausgleich Sommer/Winter-Ausgleich Elektrizitätserzeugung Fossile Kraftwerke Kraft-Wärme-Kopplung Mobilität Antrieb Heizung / Klimatisierung EES TES EES/TES/CES

Das heißt 19 Wichtig: Die gesamte Effizienzkette muss berücksichtigt werden! Die benötigte Endenergie spielt bei der Wahl der Speichertechnologie eine Rolle! Das geeignetste Speicherverfahren sollte für die tatsächliche Anwendung identifiziert werden!

und wo im Netz? 20 Zentrale Speicher Pumpspeicher Wasserstofferzeugung Druckluftspeicher Dezentrale (große) Speicher Blei-Akkumulatoren NaS Batterien Redox-Flow Batterien Dezentrale (elektr.) Speicher Lithium-Ionen-Batterie Blei-Akkumulatoren NiMh-, NiCd Batterien Dezentrale (therm.) Speicher Wärmepumpen + Thermische Speicher KWK/KWKK + Thermische Speicher

21 Speicher lösen dezentral Probleme im Netz Solange unser Netz nicht perfekt ist, können dezentrale Speicher durch verschiedene Systemdienstleistungen wie Peak-Shaving Bereitstellung von Regelenergie Erhöhung des Eigenverbrauchs Umwandlung von Strom zu Wärme/Kälte zur Spannungs- und Frequenzhaltung beitragen und somit lokale Überlastungen vermeiden.

22 Energiespeicher Wirtschaftlichkeit und Markt

Wirtschaftlichkeit 23 Die Wirtschaftlichkeit eines Energiespeichers hängt ab von Investitionskosten des Speichersystems Zahl der Speicherzyklen (pro Zeit) und damit der bereit gestellten Energie Preis der ersetzten Energie (Strom, Kraftstoff, Wärme, ) 10.000 /kwh 250 /kwh 100 /kwh ZAE Bayern 2,0 /kwh ZAE Bayern

Speicher sind sauber Tragen Energiespeicher zur Integration erneuerbarer Energien und zur Steigerung der Energieeffizienz bei, ist die von ihnen bereit gestellte Energie CO2-neutral. Steigende Preise der CO2-Zertifikate würden die Wirtschaftlichkeit von Energiespeichern unterstützen! z.b. Regelleistung Bundesverband Energiespeicher e.

25 Speicher sind marktreif Keine Subventionen, keine Markteinführung notwendig! Wenn rechtliche und ordnungspolitische Rahmenbedingungen klar sind, sind Speicher konkurrenzfähig! Japan: Eisspeicher zur Klimatisierung wg. hohem Strompreis in Peak-Stunden

Leuchtturmprojekte 26 WEMAG Batteriespeicher: 5 MWh-Batteriespeicher zum kurzfristigen Ausgleich von Netzschwankungen durch Sonnen- und Windenergie, kommerziell rentabel ab Inbetriebnahme durch Teilnahme am Primärregelenergiemarkt E.ON P2G-Anlage: 2MW Power-to-Gas Anlage von der E.ON zur Einspeisung von überschüssigem Windstrom ins Erdgasnetz MVV/ads-tec Strombank Batteriespeicher: 116 kwh Batteriespeicher als Quartierspeicher zur effizienten Nutzung von Strom aus lokaler Erzeugung ( Ein Girokonto für erneuerbare Energie )

27 Derzeitiger gesetzlicher Rahmen und erforderliche Anpassung

28 Aktuelle Situation der Energiespeicher Energiewende bottom-up Es gibt keine klaren gesetzlichen Rahmenbedingungen Plan der Regierung: 1. Netzausbau 2. Demand side management 3. Energiespeicher(2050) Es gibt immer mehr Projekte im regionalen Energiemarkt Es gibt immer mehr PV Anlagen und kleine Hausspeicher

29 Aktuelle Situation der Energiespeicher Hindernisse Energiespeicher werden als Letztverbraucher eingestuft und als solche mit doppelten Abgaben belastet Stromspeicher sowie ihre Marktrolle sind nicht klar definiert Die Aufgaben und Befugnisse der Netzbetreiber sind nicht eindeutig geklärt Präqualifizierung: Die ÜNB erstellen die Regeln, wer in ihrem Netz agieren darf Speichern droht durch neue Präqualifizierungs-Kriterien weitere Benachteiligung

30 Zentrale politische Forderungen: Faire Marktbedingungen für Speicher als Schlüsseltechnologie für ein dezentrales zukunftsfähiges Energiesystem

31 Zentrale politische Forderungen: Energiespeicher benötigen einen diskriminierungsfreien Zugang zu allen Marktsegmenten Energiespeicher benötigen marktorientierte und technologieneutrale Rahmenbedingungen, die Anreize für Investitionen in neue Technologien, Innovationen und Geschäftsmodelle setzen Es muss klare und transparente Regeln für die Präqualifizierung geben Die Marktrolle der Speicher muss klar definiert werden Die Abgabenlast für Energiespeicher muss klar und fair definiert werden (Reichweite von 118 Abs. 6 EnWG)

32 Zusammenfassung

33 Zusammenfassung Speicher sind markreif! Zahlreiche Technologien stehen zur Verfügung, weitere werden erforscht und entwickelt In unserem zukünftigen Energiesystem (Energiewende) ergeben sich zahlreiche Anwendungsbereiche für Energiespeicher Bei der Zuordnung von Speichertechnologien und Anwendungen sollte der Endenergiebedarf und die Effizienz des Gesamtsystems beachtet werden Geschäftsmodelle sollten auf der Basis der Möglichkeiten der Speichertechnologien in konkreten Anwendungen diskutiert werden (Bottom-up) Für einen wirtschaftlichen Betrieb von Energiespeichern müssen die ordnungspolitischen Rahmenbedingungen angepasst werden

34 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Mosse Palais Leipziger Platz 15 10117 Berlin BVES Büro Berlin BVMW Telefon: 030-533 2069 81 Fax: 030-533 2069 82 www.bves.de BVES Büro Berlin BVMW