3. Mitteldeutsches Energiegespräch 26. September 2013 Erfurt Kraftakt Energiewende Kommunale Energieversorger im Wandel Prof. Dr. Thomas Bruckner Diana Bö5ger Kompetenzzentrum Öffentliche Wirtschaft, Infrastruktur und Daseinsvorsorge e.v. Forschungsstelle Kommunale Energiewirtschaft Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement - IIRM Universität Leipzig Prof. Dr. Thomas Bruckner 1
Eckpunkte des Energiekonzepts KWK Gas, Fern- und Nahwärme Aus fossilen Brennstoffen bereitgestellte kwh Aus fossilen Brennstoffen bereitgestellte Endenergie Quelle: Weiss, BMU, 2011 Prof. Dr. Thomas Bruckner 2
Sinkende Auslastung konventioneller Kraftwerke Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 3
Thesen Die folgenden Geschäftsmodelle sind Auslaufmodelle: Bereitstellung von Strom (kwh) aus Kernkraftwerken Bereitstellung von Strom (kwh) aus fossilen Energieträgern Bereitstellung von Raumwärme aus Öl und Gas (inkl. Fernwärme und Nahwärme, sofern diese nicht regenerativ bereitgestellt wird) Neue Geschäftsmodelle Nutzung der erneuerbaren Energien Maßnahmen zum Ausgleich der damit verbundenen Variabilität (räumlich und zeitlich è Flexibilitätsoptionen) Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz Prof. Dr. Thomas Bruckner 4
Neue Geschäftsmodelle: Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien Quelle: etonomy energy storage systems UG Prof. Dr. Thomas Bruckner 5
Zukünftiger Ausbau der erneuerbaren Energien Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 6
Historischer Ausbau der erneuerbaren Energien Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 7
EEG im Gegenwind Quelle: BDEW Prof. Dr. Thomas Bruckner 8
Neue Geschäftsmodelle: Flexibilitätsoptionen (Netzausbau, Speicher, Lastmanagement, ) Quelle: Vattenfall Europe Prof. Dr. Thomas Bruckner 9
Räumliche Variabilität der erneuerbaren Energien Kosten für den Ausbau des Übertragungsnetzes bis 2030 (ohne Verteilnetz und Offshore): 25 Mrd. Kosten für den Ausbau des Verteilnetzes bis 2030: 30-40 Mrd. Quelle: Ahmels, 2010; NEP 2012, Stand: August 2012; dena Verteilnetzstudie, 2012 Prof. Dr. Thomas Bruckner 10
Zeitliche Variabilität der Residuallast Referenz 40 % - Szenario 80 % - Szenario Quelle: VDE, Energiespeicher für die Energiewende, 2012 Prof. Dr. Thomas Bruckner 11
Entwicklung der Residuallast Nordregion Südregion Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 12
Ausgleich der Variabilität: Denkbare Optionen Ausgleich durch flexible fossil befeuerte Kraftwerke (zentrale Gasturbinen, dezentrale Back-up Technologien, ) Erzeugungsmanagement der EE (Abregelung) Speichereinsatz (Pumpspeicher, Batteriespeicher, Power to Heat, Druckluftspeicher, Power to Gas) Demand-Response - Maßnahmen (Lastmanagement) Ausbau der Verteilnetze Ausbau der Übertragungsnetze Europäisches Supergrid Prof. Dr. Thomas Bruckner 13
Erzeugungsmanagement Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 14
Wachsender Bedarf an flexiblen Kraftwerkskapazitäten Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 15
Vergleich der Optionen (Bedarf und Kosteneffizienz) Quelle: BET, Möglichkeiten zum Ausgleich fluktuierender Einspeisungen aus erneuerbaren Energien, 2013. Prof. Dr. Thomas Bruckner 16
Aktuelle und zukünftige Energielandschaft Quelle: BCG (2013), Trendstudie 2030+, S. 26. Prof. Dr. Thomas Bruckner 17
Smart Grids Quelle: European Smart Grids Technology Platform: Vision and Strategy for Europe s Electricity Networks of the Future, EC, 2006 Prof. Dr. Thomas Bruckner 18
Virtuelle Kraftwerke Quelle:Hanno Balzer, Vattenfall Europe Prof. Dr. Thomas Bruckner 19
Spannungsmanagement und Smart Grids Dr. Andreas Abart, Energie AG Oberösterreich: Prof. Dr. Thomas Bruckner 20
Neue Geschäftsmodelle: Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz Heizkraftwerk Mitte, Berlin, Quelle: Vattenfall Prof. Dr. Thomas Bruckner 21
Strompreissenkende Wirkung des Ausbaus der EE Prof. Dr. Thomas Bruckner 22
Energiepreisentwicklung in Deutschland Stromerzeugung [TWh] 160 140 120 100 Brennstoffpreise [ 2012 /MWh th ] Geothermie Biomasse, Biogase Photovoltaik Wind (offshore) Wind (onshore) Wasserkraft 80 60 40 20 0 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 35 Erdgas Steinkohle 30 25 20 15 10 5 0 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 EEX- Day ahead Spotpreis [ /MWh] 25 20 15 10 5 0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Preis für Emissionszertifikate [ 2012/t CO2] 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Quellen: EEX, BDEW, BMU, BAFA Prof. Dr. Thomas Bruckner 23
Finanzierungsprobleme der existierenden Kraftwerke Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 24
Das Marktdesign der Zukunft Übersicht der zentralen Koordinierungs- und Anreizmechanismen Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 25
Das Marktdesign der Zukunft Quelle: Enervis, BET, VKU: Ein zukunftsfähiges Energiemarktdesign für Deutschland, 2013 Prof. Dr. Thomas Bruckner 26
Zusammenfassung Optionen in der Wertschöpfungskette Quelle: Manfred Ackermann und Stefan Grützmacher, Der Strategische Spagat Stadtwerke in der neuen Energiewelt, 2012 Prof. Dr. Thomas Bruckner 27
Zwischen den Welten wird die Luft dünn Energiesysteme im Marktlebenszyklus Quelle: Manfred Ackermann und Stefan Grützmacher, Der Strategische Spagat Stadtwerke in der neuen Energiewelt, 2012 Prof. Dr. Thomas Bruckner 28
Prof. Dr. Thomas Bruckner Va>enfall Europe Professur für Energiemanagement und NachhalHgkeit InsHtut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement WirtschaLswissenschaLliche Fakultät Universität Leipzig bruckner@wifa.uni- leipzig.de h>p://www.uni- leipzig.de/energiemanagement/
Ausgleich der Fluktuationen Ausgleich durch (flexible) konventionelle Kraftwerke Quelle: Alstom Gedankenexperiment: Spitzenlast der BRD in Höhe von 80 GW wird durch Gasturbinen vollständig abgedeckt (nur Investition) è Gasturbinen -Umlage < 1 Cent/kWh Prof. Dr. Thomas Bruckner 30
Speicherbedarf (ohne Netzrestriktionen, nur BRD) Referenz 40% EE 80% EE Variante A: Flexibilität durch thermische Kraftwerke und EE-Abregelung, bestehende Pumpspeicher Variante B: Vollzubau von Kurzzeitspeichern Variante C: Vollzubau von Langzeitspeichern Notwendige Abregelung (Erzeugungsmanagement) der EE ohne Speicher: 21 TWh p.a. (5 %) Abregelung in Variante B (nur Kurzzeitspeicher): 11 TWh Mit Langzeitspeichern: keine Abregelung notwendig Quelle: Energiespeicher für die Energiewende, VDE, 2012 Prof. Dr. Thomas Bruckner 31
Road Maps für Smart Grids Quelle: BDEW-Roadmap, 2013
Evolution im Bereich der Smart Grids Dr. Andreas Abart, Energie AG Oberösterreich:
Spannungsmanagement und Smart Grids Dr. Andreas Abart, Energie AG Oberösterreich
Spannungsmanagement und Smart Grids Dr. Andreas Abart, Energie AG Oberösterreich:
Spannungsmanagement und Smart Grids Dr. Andreas Abart, Energie AG Oberösterreich:
Spannungsmanagement und Smart Grids Dr. Andreas Abart, Energie AG Oberösterreich