Energiezukunft für Städte und Gemeinden – 100% dezentral? · «Der Abschied vom Netz lohnt sich...

Energiezukunft für Städte und Gemeinden – 100% dezentral?Prof. Dr. Bettina Furrer, ZHAW & SCCER CREST, 26.01.2018

Inhalt.

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1 Trends und Herausforderungen der Energieversorgung

2 Modellierung von Transformationsprozessen im Energiesystem

3 Stromversorgungskonzepte

4 Verhaltensmuster

5 Energieversorgung – Quo vadis?

Bettina Furrer, 26.01.2018

Globale Trends im Energiesystem

Digitalisierung

Dezentralisierung

Dekarbonisierung

Quelle: WWF Deutschland 2016

Konvergenz der Systeme

3Bettina Furrer, 26.01.2018

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Stromversorgung− Ausgleich Produktionslücken− Speicherung− Netze− Digitalisierung

Städte / Gemeinden− Komplexität Systeme− Digitalisierung− Umwelt / Klimawandel− Demographie

Wärmeversorgung− Fern- / Nahwärme− Effizienz (techn., wirtsch.)− Rolle als Speicher− Dekarbonisierung

Entwicklung Energiesystem Schweiz

Bettina Furrer, 26.01.2018

Energieversorgung der Zukunft – ein Hybrid !

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Anbindung Kraftwerke

Räumliche Verteilung

Flexibilität Steuerung

Dezentral Verteilnetz Entsprechend Nachfrage

Verteilnetz Lokales Preissignal

ZentralÜbertragungs-

netz

am Standort günstigster

BedingungenÜbertragungs-

netzZentrales

Preissignal

Bettina Furrer, 26.01.2018

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Inhalt.

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1 Trends und Herausforderungen der Energieversorgung

2 Modellierung von Transformationsprozessen im Energiesystem

3 Stromversorgungskonzepte

4 Verhaltensmuster

5 Energieversorgung – Quo vadis?

Bettina Furrer, 26.01.2018

Modellierung von Transformationsprozessen in regionalen Energiesystemen

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Quelle: Ulli-Beer et al. (2017)

Bettina Furrer, 26.01.2018

Inhalt.

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1 Trends und Herausforderungen der Energieversorgung

2 Modellierung von Transformationsprozessen im Energiesystem

3 Stromversorgungskonzepte

4 Verhaltensmuster

5 Energieversorgung – Quo vadis?

Bettina Furrer, 26.01.2018

Entwicklung neuer StromversorgungskonzepteWechselwirkungen zwischen Dezentralisierung und Verteilnetz

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«Mehr und mehr Strombezüger werden künftig zu Prosumern.»

«Der Abschied vom Netz lohnt sich jeden Tag mehr. Dadurch kann Wettbewerb entstehen, wo bisher Monopole herrschten.»

Quersubventionierung ja, aber überschaubares Ausmass

Zielkonflikt zwischen Ausbau Solarstrom und effizienten Netz- / Speicherinfrastrukturen

Handlungsspielräume für alternative Tarife schaffen

Neue Ansätze auf regionaler und kantonaler Ebene liefern die notwendige Evidenz zu den Auswirkungen alternativer Tarifsysteme für die Gesetzgebung

Quelle: Kubli & Ulli-Beer (2016)

Bettina Furrer, 26.01.2018

Entwicklung neuer StromversorgungskonzepteGeschäftsmodelle mit Eigenverbrauchsgemeinschaften

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Dezentralisierung findet statt

Verbreitung von Prosumern / Eigenverbrauchsgemeinschaften unabhängig vom Verhalten von Energieversorgern

Geschäftsmodelle

− Selbstorganisation (Stromabnahme)

− Dachmiete (Strommarkt; Ökostrom)

− Dienstleistung (Messung; Abrechnung)

− Bonus (Teilübernahme Investition)

Wertschöpfungspotential abhängig vom Preis Überschussstrom

Quelle: Zapata et al. (submitted)

Bettina Furrer, 26.01.2018

Konvergenz der SystemeIntegration von Elektrofahrzeugen in Gebäudeenergiesystem

Bettina Furrer, 26.01.2018 11

00:00 02:30 05:00 07:30 10:00 12:30 15:00 17:30 20:00 22:30

EigenverbrauchEntladungEV Batterie

LadungEV Batterie

Netzbezug

bidirektionale Ladesäule

bidirektional ladbare E-Auto Flotte

Beispiel Eigenverbrauchs-optimierung

Beispiel Pilotregion Basel

Arealbetreibende

Flottenanbieter

EVU

• Optimierung PV-Eigenverbrauch• Zusammenarbeit Entwicklung nachhaltiger Mobilitätskonzepte• Systemdienstleistungen; Steigerung der lokalen Netzstabilität

Konvergenz der SystemeArealentwicklung «Smart Urban Isles»

12Bettina Furrer, 26.01.2018

SMART BUILDING

BIOCLIMATIC DESIGN

MINI-NETWORKSMANAGEMENT PLATFORM

Santa Cruz Tenerife (ES)Granada (ES)Amsterdam (NL)Iasi (RO)Winterthur (CH)Zurich (CH)Limassol (CY)ecoEnergyLand (AT)

Unabhängige smarte urbane Energie-Inseln (SUI) erforschen, implementieren, validieren.Technologie-Matrix

Nutzer-Mix

Inhalt.

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1 Trends und Herausforderungen der Energieversorgung

2 Modellierung von Transformationsprozessen im Energiesystem

3 Stromversorgungskonzepte

4 Verhaltensmuster

5 Energieversorgung – Quo vadis?

Bettina Furrer, 26.01.2018

Entwicklung neuer VerhaltensmusterGamification Ansätze

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Entwicklung neuer Verhaltensmuster Rolle von Städten

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• Städte zentrale Akteurinnen der Energiestrategie 2050− Vorbildrolle (z.B. energie-effiziente öffentliche Gebäude)− Förderung Energiesparen (z.B. über Kampagnen)

• Netzwerke Städte gezielt nutzen Interventionen effektiver • Win-Win bei intensiver Zusammenarbeit Städte & Forschende

Intervention «Bike4Car»: E-Bike testen• Ziel: Motivation, Erfahrungen, Verhaltensänderung• Resultate:

− Motivatoren «Ausprobieren» und «Gesundheit»− Langfristig nachweisbare, aber nicht radikale Verhaltensänderung

Quelle: Moser et al. (submitted)

Bettina Furrer, 26.01.2018

Inhalt.

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1 Trends und Herausforderungen der Energieversorgung

2 Modellierung von Transformationsprozessen im Energiesystem

3 Stromversorgungskonzepte

4 Verhaltensmuster

5 Energieversorgung – Quo vadis?

Bettina Furrer, 26.01.2018

Energieversorgung – quo vadis?

17Bettina Furrer, 26.01.2018

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produziert, lokal

ausbalanciert

Smart WorldDigital vernetzt,

automatisch,

komfortabel

Quelle: VSE (2016); www.energiewelten.ch

Herzlichen Dankfür Ihre Aufmerksamkeit.

18Title of presentation, author, DD.MM.YY

bettina.furrer@zhaw.ch