Die zukünftige Rolle von SmartGrids im Europäischen Stromnetz DI Thomas Rieder, MBA Salzburg Netz GmbH Leiter Elektrische Netze Stv. Geschäftsfeldleiter Netze
Multi Utility Unternehmen Salzburg AG Geschäftsfelder Energie Verkehr Kraftwerke, Handel sowie Vertrieb (Strom, Erdgas) Netzinfrastruktur Strom Gas Fernwärme Wasser Telekommunikation Kabel-TV Telefonie Interne t 2
Inhalt Herausforderungen warum Smart Grids / Super Grids? Smart Grids Modellregion Salzburg (SGMS) Erfahrungsbericht über Ziele und Nutzen von Smart Grids Die Nationale Technologieplattform Smart Grids Austria Eine Roadmap zur Umsetzung 3
1. Herausforderungen (warum) brauchen wir Smart Grids und / oder Super Grids?
Herausforderung: Energiepolitische Ziele und Trends in der Gesellschaft Ausbau Erneuerbare Energien Reduktion der CO2-Emissionen Steigerung Energieeffizienz bewirken einen Totalumbau des Energiesystems Verringerung der Abhängigkeit von fossiler Energie Miniaturisierung Elektromobilität Vernetzung Zunehmende Individualisierung verstärktes Umweltbewusstsein Klassische Struktur zentraler Erzeuger verteilt den Strom auf viele kleine Abnehmer wird auf den Kopf gestellt 5
Herausforderung: Angebot + Nachfrage zur Deckung bringen Erzeugung Speicher Verbrauch steuerba r: Heute: Pumpspeicher Fluktuierend: + Zukünftig auch geparkte E-Fahrzeuge (?) = Versorgungsqualität und Versorgungzuverlässigkeit muss entsprechen! 6
21.07 00:00 21.07 04:00 21.07 08:00 21.07 12:00 21.07 16:00 21.07 20:00 22.07 00:00 22.07 04:00 22.07 08:00 22.07 12:00 22.07 16:00 22.07 20:00 23.07 00:00 23.07 04:00 23.07 08:00 23.07 12:00 23.07 16:00 23.07 20:00 24.07 00:00 Netzlast in MW Leistungsangebot und -nachfrage Heute: Angebot Typische wird exakt Tageslastgänge nach der Nachfrage geregelt 600 500 400 300 Mittellast: z.b. Wasserkraft- Tagesspeicher Kohlekraftwerke Spitzenlast: z.b. Pumpspeicher, Gasturbinen prognostizierbare, weitgehend ungeregelte Nachfrage 200 100 Grundlast: z.b. Laufwasserkraftwerke trifft auf 0 regelbare Kraftwerke auf der Angebotsseite Angebot (Erzeugung) und Nachfrage (Verbrauch) im Stromnetz müssen sich zu jeder Zeit exakt decken! 7Seite 7 Smart Grids Modellregion Salzburg
Leistungsangebot und -nachfrage Zukunft Erneuerbaren Energien: mehr fluktuierendes, nicht geregeltes Angebot Beispiel Photovoltaik Sonniger Tag mit einzelnen Quellwolken: Bewölkter Tag: Wechselhafter Tag: 100% 15% Kurzfristige Schwankungen um Faktor >5! Beispiel Windenergie Tagesgang Einzelanlage Quelle: www.solarlog-home.de Summeneinspeisung in einem Netzgebiet über mehrere Tage Quelle: ISET Institut für Solare Energieversorgungstechnik e.v., Kassel 8Seite 8 Smart Grids Modellregion Salzburg
00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 MW Leistungsangebot und -nachfrage Zukunft Fluktuierendes Angebot ungeregelte Nachfrage 600? 500 400 300 200 100 Wie erfolgt der Ausgleich? 0 Smart Grids zum intelligenten Management und Ausgleich von Erzeugung, Verbrauch und Speicherung erforderlich! 9Seite 9 Smart Grids Modellregion Salzburg
Smart Grids intelligentes Management und Ausgleich Möglichkeiten zum Ausgleich der Leistungsbilanz 1. Verbrauch steuern Beispiele 2. Mehr Speicher ans Netz Heute: Pumpspeicher 3. Erzeugung regeln steuerbar Wärmepumpe + Pufferspeicher Kühlhaus / Gefriertruhen = + Zukünftig auch geparkte E-Fahrzeuge (?) fluktuierend Spülmaschine Demand Side Managment Nutzung virtueller Speicher gesteuertes Laden E-Fahrzeuge Vehicle to Grid Stationäre Akkus Rotationsspeicher, Regelung Erneuerbare Energie-Einspeiser, Lastanpassung 10
Smart Grids sind der Enabler für Erreichung der Energiepolitischen Ziele Auszug aus einem Vortrag von Fabrizio Barbaso, Stellvertretender Generaldirektor Energie, Europäische Kommission (GEODE Autumn Seminar, 04.11.2010 in Brüssel) Smart Grids spielen eine zentrale Rolle in der EU Energiepolitik und tragen wesentlich zur Erreichung der Ziel in allen drei Säulen der EU-Energiepolitik bei 1. Dekarbonisierung / Nachhaltigkeit (20-20-20 Ziele und langfristiges Ziel -80% CO2 bis 2050) 2. Sicherstellung der Versorgungssicherheit 3. Marktentwicklung und Wettbewerbsfähigkeit 11
Auszug ausgewählter Folien aus dem Vortrag Bedeutung der Übertragungsnetze für die Versorgungssicherheit und den weiteren Kraftwerksausbau DI Dr. Heinz Kaupa Vorstandsdirektor, Baurat h.c. Austrian Power Grid AG OGE - Fachtagung 14.+15. Oktober 2010 12 AUSTRIAN POWER GRID AG 12
Meiningen Obermooweiler Bürs Pradella Memmingen Leupolz Westtirol 5 0 10 20 30 40 50 km Zell am Ziller Altheim Simbach Soverzene Salzach Lienz Kaprun Pleinting Pirach St. Peter Salzach-Neu Pongau Hausruck Aschach Weißenbach Pyhrn Wallsee Hessenberg Ybbsfeld Podlog Dürnrohr Südburgenland Kainachtal Maribor Slavetice Ternitz Ziele und Entwicklungen 2020 Wesentliche Entwicklungen der Netze: - Onshore - Offshore wind park bis 2015 - Offshore wind park cluster bis 2015 - Lastfluss - Engpass APG Power Grid Control Laut EWIS (European Wind Integration Study der European Transmission System Operators for Electricity ENTSO-E) wird bis 2015 wird mit einer Verdoppelung der installierten Windkraftleistung von derzeit rd. 70 GW auf ca. 184 GW gerechnet, bis 2020 sind es 200 GW. Europaweit dürften rd. 7000 km Netzverstärkungs- und rd. 35.000 km Netzausbaumaßnahmen bis 2020 erforderlich sein. (ENTSO TYNDP, dem Ten Years Network Development Plan) APG Masterplan / Projekte 2010-2020 Investitionskosten von rd. 25-28 Mrd. APG-Masterplanprojekte bis 2020 1. Salzburgleitung 1 (Salzach neu St. Peter) 2. Salzburgleitung 2 (Tauern Salzach neu) 3. Auflage 2. System nach Ungarn und Integration von Windenergie im Burgenland 4. Netzverstärkung zur Anbindung der Windenergie und Abdeckung von Verbrauchssteigerungen in NÖ 6 5. Netzverstärkung im Raum Kärnten 6. Netzverstärkung nach Deutschland 7. Umstellung der Donauschiene auf 380 kv 8. Verstärkung Westtirol Zell am Ziller D CH 8 I TAUERN Neben den Masterplanprojekten ist zur Gewährleistung des sicheren Netzbetriebes die Installation des Phasenschieber Lienz 2011/2012 geplant 1 2 5 7 ERNSTHOFEN Oststeiermark SLO WIEN SÜDOST CZ 4 Malta OBER- SIELACH Bisamberg Kledering Sarasdorf SK 3 H Inbetriebnahme Mitte 2009 Gemäß Masterplan der APG ist bis 2020 der Neubau bzw. die Leistungserhöhung von rund 550 km Höchstspannungsleitungen erforderlich. Investitionskosten inkl. regionaler Ausbauten von rd. 1,3 1,5 Mrd. 13 AUSTRIAN POWER GRID AG
Ausblick 2050 Bis 2050 wird die Stromversorgung gegenüber 2010 wesentlich verändert sein. In der europäischen Diskussion wird von einem erheblichen Anteil erneuerbarer Energie, 374 434 GW bis 2020 (TYNDP der ENTSO-E), an der Stromversorgung der EU ausgegangen (allein in Österreich ein Windpotential bis zu 3,5 GW). Global 2000, Greenpeace, WWF und andere halten eine 100% Stromerzeugung aus Erneuerbaren für möglich und belegen das durch Studien. Dabei wird aber von effizienteren Stromspeichern ausgegangen, die derzeit noch nicht verfügbar sind. Smart Grid Industriegruppen gehen von wesentlichen Windanteilen im Norden und Westen und Solarerzeugung im Süden aus. Das bedeutet leistungsstarke, aber verbrauchsferne Erzeugungen. Smart Grids sollen die lokale Einbindung Erneuerbarer und eine Anpassung des Verbrauches an die Erzeugung ermöglichen. Es sind noch viele Fragen offen. AUSTRIAN POWER GRID AG 14
Ausblick 2050 (Österreich 2030-2050) (Basis AUER, HAAS-TU Wien, 2010) Arbeit Leistung +87% Ein 80%-iger Anteil erneuerbarer Energie an der österreichischen Stromversorgung bedeutet massive Investitionen in die Netze. AUSTRIAN POWER GRID AG 15
Ausblick 2050 Herausforderungen für 2050: Ein hoher Anteil Erneuerbarer (Wind, Solar) an verbrauchsfernen Standorten erfordert Energietransport zu Abnahmezentren und enorme Speichermöglichkeiten in Norwegen und in den Alpen. Ohne ein Overlay -Netz, sog. Super Grid und neuen Backup Kraftwerken ist ein hoher Anteil Erneuerbarer nicht denkbar. Der Bau solcher Netze wird Forschung, hohe Innovationskraft, bessere Kommunikation und große Mittel sowie politische Entschlossenheit erfordern. Innovative moderne Maste Österreichs Politik sollte sich schon jetzt mit den Chancen als Batterie für eine europäische Stromversorgung Erzeugung auseinandersetzen und damit die Möglichkeiten der Alpen auch wirtschaftlich nutzen. Die Erfüllung europäischer energierelevanter Ziele erfordert eine entschlossene Energiepolitik. Ohne Netzausbau wird dies nicht Markt Netz möglich sein und nur die Versorgungssicherheit gefährden. CSE 16 AUSTRIAN POWER GRID AG Versorgungssicherheit für 450 Mio. Menschen im europäischen Synchronnetz
2. Smart Grids Modellregion Salzburg (SGMS) www.smartgridssalzburg.at
Zeitachse Projekt ElectroDrive Zusammenführung der Themenfelder und Anwendungen in der SGMS Smart Grids Projekte der Salzburg AG im Zeitverlauf Smart Grids - Themenfelder: Aktive Verteilnetze Neue Technologien Intelligente Strategien... bereits abgeschlossen... in Bearbeitung... Projektanträge in Bearbeitung BAVIS DG-Demo Smart LV DG-Demo Valid DG- Demonetz ZUQDE ISOLVES: PSSA-M Smart Web Grid Smart Synergy Projekt Smart Metering Elektro- Mobilität Vehicle to Grid Strategies / Interfaces Building / Consumer to Grid Last-/ Demand-Side- Mgmt Mustergebäude HiT Smart Grids Modellregion Salzburg Umsetzen eines Gesamtkonzeptes Zusammenführen der Themenfelder / Einzelanwendungen Smart Heat Networks DG / Virtuelle Kraftwerke DISPOWER Brennstoffzellen Heizgerät BHKW- Netz 2000 2005 2010 2015 Vision komfortable, intelligente, ressourcenschonende und integrierte Infrastruktur = Smart Grids Modellregion Salzburg 18
Smart Grids Modellregion Salzburg Technik und Kundenlösungen als Fokus Forschung und Entwicklung der Technik Aktive Verteilnetze Komponenten einer dezentralen Einspeisung Smart Infrastructure Salzburg Dezent. Erzeugung / virtuelles Kraftwerk Last-/ Demand- Side-Management Integrationsmodell für Mobilität mit Elektrofahrzeugen Analyse: Kundenakzeptanz Kundenreaktion Forschung und Analyse der Kundenintegration und -akzeptanz Die Vision der Smart Infrastructure Salzburg wird von den beiden Dimensionen Forschung und Entwicklung der Technik und Forschung und Analyse der Kundenintegration und -akzeptanz aufgespannt. 19
Umfang der Projekte in der Modellregion Salzburg bereits abgeschlossene und laufende Projekte der Smart Grids Modellregion Salzburg : Gesamtprojektskosten: 7,9 Mio davon Fördervolumen: 4,6 Mio Projektbündel 2010. Errichtung von Leuchttürmen in der Modellregion Salzburg (Neue Energien 2020, 4. Ausschreibung) Gesamtprojektskosten: 7,5 Mio davon Fördervolumen: 3,1 Mio Start 1. Quartal 2011 bei der Ausschreibung Modellregion Elektromobilität im Dezember 2009 prämiertes Projekt ElectroDrive Salzburg : Gesamtprojektskosten: 25,0 Mio davon Fördervolumen: 1,9 Mio powered by: Hinweis: alle Kostenangaben für Gesamtprojekte und alle Projektpartner www.klimafonds.gv.at 20
Ziele der Smart Grids Modellregion Salzburg Zusammenführen der Fragestellungen aus den Teilprojekten in der Modellregion Umsetzung des integrierten Gesamtsystems in realen Netzbereichen mit aktuellen Problemstellungen und Kundenwünschen Umsetzung von Leuchtturmprojekten, bei denen dies als Gesamtheit ersichtlich wird 21
22 3. Die Nationale Technologieplattform Smart Grids Austria Eine Roadmap zur Umsetzung
Smart Grids Austria Ziele www.smartgrids.at Bündelung der Kräfte Synergien nutzen International sichtbare Kompetenz durch Leuchturmprojekte NTP soll zeigen, wie Barrieren überwunden werden können 23
NTP Smart Grids Austria Mitglieder (Stand Mai 2011) Industrie Netzbetreiber, Energiewirtschaft F&E Partner 24 aktive Kooperationsplattform & gemeinsame internationale Interessensvertretung Gemeinsame Vision, Definitionen zu SG; Nutzen, Darstellung und Bausteine zum Thema Öffentlichkeitsarbeit 24
Smart Grids Austria Struktur BMVIT BMWFJ Regulator KLIEN ÖVE Arbeitsgruppen Use Cases Businessmodelle Smart Grids Austria Koordinationsteam: DI Lugmaier, DI Strebl, DI Brunner Dr. Bernhardt, Dr. Tauschek Beirat Wichtige Stakeholder als beratendes Gremium AG Smart Grid im ÖVE Umsetzung / Modellregionen Daten Standardisierung und Normierung Rahmenbedingungen Industrieplattform SG Vorsitzender: DI Lugmaier im FEEI Dr. Bernhardt SG Plattform der E- Wirtschaft Vorsitzender: DI Strebl in Österr. Energie DI Tauschek SG Forschungs - akteure in AT Vorsitzender: DI Brunner (AIT) 25 25
Smart Grids D-A-CH D A nähere Informationen: www.smartgrids-dach.eu CH www.e-energy.de www.ikt-em.de 26
F&E- Roadmap Smart Grids Austria Download unter www.smartgrids.at Ausgangssituation in Ö und Nutzen Anforderungen an die Umsetzung Impelemtierungsstrategie 27
Themenfelder Technisch: Intelligente Management-Systeme mit Kommunikation vom Erzeuger bis Verbraucher Verteilte Erzeuger Wirtschaftlich: Neue Marktmodelle & Anreizsysteme Markt Kommunikations-Infrastruktur Speicher Zentrale Erzeuger Stromnetz Legistisch: Anpassung der Rahmenbedingungen Verbraucher Kunde & Markt / Regulierung Systembetrieb und Management Kommunikations- und Informationsinfrastruktur Intelligente Komponenten Quelle: Nationale Technologieplattform Smart Grids Austria F&E Implementierungsstrategie Gliederung zeitlich: Kurz- (2010 2012), mittel- (2013-2015), langfristig (2016 2020), über 2020 hinaus Trennung nach Forschung, experimentelle Entwicklung und Demonstrationen Gewichtete Fokussierung entlang der vier Smart Grid Themenbereiche Abschätzung Kostenrahmen 28
Fragen und Diskussion Kontakt Dipl.-Ing. Thomas Rieder, MBA Stv. Geschäftsfeldleiter Netze Leiter Elektrische Netze Salzburg Netz GmbH Bayerhamerstraße 16 5020 Salzburg Tel.: 0662 / 8884-2208 thomas.rieder@salzburgnetz.at www.salzburgnetz.at www.salzburg-ag.at 29