8. Energie-Gipfel im Kanton Aarau, Spreitenbach, 13. September 2012 Prof. Dr.-Ing. Jochen Kreusel Technologische Voraussetzungen für die Energiewende 13.09.2012 EnergiegipfelAarau_20120913.ppt GF-SG 1 Energiepolitischer Rahmen in Europa Drei ambitionierte Ziele für das Jahr 2020 Kampf gegen den Klimawandel Renewable Energy Directive der EU Zeithorizont: 2020 Knappe Ressourcen konventioneller Energieträger 20% mehr Energieeffizienz 20% Erneuerbare Energien 20% weniger CO 2 -Emissionen Wachsender Energiebedarf 13.09.2012 EnergiegipfelAarau_20120913.ppt GF-SG 2 1
Energieeffizienz 13.09.2012 EnergiegipfelAarau_20120913.ppt GF-SG 3 Effizienzsteigerungspotentiale entlang der gesamten Wertschöpfungskette Stromerzeugung Stromübertragung und -verteilung Industrie Gebäude Energieverluste ABB-Lösungen können Energieverluste um 20 bis 30 % reduzieren 13.09.2012 EnergiegipfelAarau_20120913.ppt GF-SG 4 2
Beispiele für Effizienzsteigerung Antriebe mit elektronischer Drehzahlregelung Bis zu 70% weniger Energiekosten Investitionen amortisieren sich innerhalb weniger Monate Beispiel: Drehzahlregelung einer Pumpenanlage, 100% Pumpenleistung erfordern bei Drosselregelung bis zu 285% Einspeiseleistung mit elektronischer Drehzahlregelung bis zu 160% Einspeiseleistung Verluste können auf ein Drittel reduziert werden 13.09.2012 EnergiegipfelAarau_20120913.ppt GF-SG 5 Beispiele für Effizienzsteigerung Intelligente Gebäudesystemtechnik Gebäudebereich: 40% des Endenergieverbrauchs (DE) und ein Drittel der CO 2 -Emissionen Yas Hotel in Abu Dhabi i-bus KNX Gebäudesystemtechnik von ABB Steuerung der Beleuchtung, Klimaanlage, Jalousien Höchste Energieeffizienz Plus-Energie-Haus Komplett mit intelligenter Gebäudesystemtechnik von ABB Modellhaus produziert doppelt so viel Energie wie es benötigt 13.09.2012 EnergiegipfelAarau_20120913.ppt GF-SG 6 3
Beispiele für Effizienzsteigerung Rechenzentren Rechenzentren Verbrauchen 2% des weltweit erzeugten Stroms Benötigen 80 Mio. MWh Energie pro Jahr = 1,5 x Energieverbrauch von New York Gleichstrom-Rechenzentren Energieeinsparung bis zu 15% Reduktion der Infrastruktur-Kosten ABB-Portfolio Energiemanagement Motoren und Antriebe für Lüftungssysteme, Klimaanlagen DCIM-Lösung (Data Center Infrastructure Management) 13.09.2012 EnergiegipfelAarau_20120913.ppt GF-SG 7 Erneuerbare Energien 13.09.2012 EnergiegipfelAarau_20120913.ppt GF-SG 8 4
VDE-Analyse des deutschen Energiekonzepts Entwicklung der installierten Leistung Leistung (GW) 160 140 120 100 80 60 40 20 0 2010 2020 2030 2040 2050 Jahr Erhöhung auf Energiekonzept andere Brennstoffe Geothermie Photovoltaik Biomasse Wind offshore Wind onshore Lauf- und Speicherwasser Lastspitze 2010 Mindestlast 2010 farbig: Referenzszenario weiß: geschätzte Ergänzung bei inländischer Deckung der Differenz erneuerbarer Energien 13.09.2012 EnergiegipfelAarau_20120913.ppt GF-SG 9 Grundlegende Veränderung des smixes Grundlegende Veränderungen im System Standortferne in großen Einheiten Windenergie, insbesondere offshore Wasserkraft Alpen, Skandinavien Dezentrale in kleinen Einheiten Photovoltaik Kraft-Wärme-Kopplung Volatile Windenergie Sonnenenergie Auswirkungen in allen Bereichen:, Übertragung, Verteilung und Anwendung, die letztlich zu einem grundlegend anderen Systemdesign führen werden. 13.09.2012 EnergiegipfelAarau_20120913.ppt GF-SG 10 5
Umgestaltung des ssektors Technische Auswirkungen Treiber Lastferne Dezentrale konv. FACTS Ferntransporte Overlay-Netz/ HGÜ Verteilung Stabilisierung mit FACTS Automatisierung Kommunikation Spannungsregelung Steuerung virt. KW 1 Übertragung Betriebsführung Anwendung Volatile Neue Verbraucher Teillastfähigkeit Flexibilität überregionaler Ausgleich dezentrale Overlay-Netz/ HGÜ Speicher Großspeicher Ladeinfrastruktur Lastmgmt. virt. KW 1 Lastbeeinflussung Speicher Lastbeeinflussung 13.09.2012 EnergiegipfelAarau_20120913.ppt GF-SG 11 1 virt. KW: virtuelle Kraftwerke Zusammenfassung 13.09.2012 EnergiegipfelAarau_20120913.ppt GF-SG 12 6
Technologische Voraussetzungen der Energiewende Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Steigerung der Energieeffizienz und erneuerbare Energiequellen sind die Hauptsäulen der Energiepolitik in Europa Energieeffizienz bietet große Potentiale (nicht nur in der elektrischen Energie) Nutzung setzt individuelles Handeln voraus Rahmenbedingungen offenbar noch nicht ausreichend Erneuerbare Energien Insbesondere Dezentralität und Volatilität erfordern grundlegend neues Systemdesign Speicher und Flexibilisierung des Verbrauchs werden an Bedeutung gewinnen Sektorale Maßnahmen ohne Beachtung des Systemkontexts bergen Risiko von Fehlanreizen 13.09.2012 EnergiegipfelAarau_20120913.ppt GF-SG 13 7