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100%ige Versorgung aus Erneuerbaren Energien erreichen – ist das möglich?
Ein Erfahrungsbericht der Stadtwerke Wolfhagen.
Martin Rühl
Stadtwerke Wolfhagen GmbH
Kassel, 05. Februar 2015
1
Stadtwerke Wolfhagen GmbH
• Versorgung von 13.500 Wolfhager Bürgern mit Strom, Wasser
und Gas an 6.500 Abnahmestellen
• Versorgung von ca. 4.500 Fremdnetzkunden
mit Strom und teilweise Gas
Neu:
• Stromerzeugung aus eigenen lokalen EE-Kraftwerken
2
Stadtwerke Wolfhagen GmbH
• Kommunales Versorgungsunternehmen in Nordhessen
• 75% im Besitz der Stadt Wolfhagen +
25% im Besitz der BürgerEnergieGenossenschaft
Wolfhagen eG
3
MEILENSTEINE DES WOLFHAGER ENERGIEWEGS
4
2003 Entscheidung der Stadtverordneten zum Netzrückkauf
2006 Übernahme der Stromnetze für 11 Stadtteile vom Regionalversorger
2013 Gewinnung einer weiteren Konzession in einer Nachbargemeinde
Netzrückkauf
- Stadtteile Wolfhagens
5
Gewinn Wettbewerb des BMBF
„Energieeffiziente Stadt“
Entwicklung eines
Demand-Side-Management-Systems
Projekt-
Partner:
6
Stavo-Beschluss aus 2008
= bis 2015 Stromversorgung aus 100 % EE
Strom-Eigenerzeugung ?
JA !
Eigene
erneuerbare-
Kraftwerke
vor Ort ?
Beteiligung an
konventionellen
Stadtwerke-
Kraftwerken ?
7
Stavo-Beschluss aus 2008 - Umsetzung
Strom-Eigenerzeugung ?
JA !
Eigene
erneuerbare-Kraftwerke
vor Ort ?
Beteiligung an
konventionellen
Stadtwerke-Kraftwerken ?
Überlegungen
- kleiner Anteil
- weit weg / zentral
- Eigenständig,
selbstbestimmt
- Vor-Ort / dezentral
8
Betätigungsfelder nach der Liberalisierung
Status 2005
Vertrieb Netz Erzeugung
6.500
eigene Kunden
4.500
Abnahmestellen
1 BHKW
mit 1,5% Beitrag zur
Stromversorgung
9
Betätigungsfelder - Status 2015
Vertrieb Netz Erzeugung
+
4.500
Kunden im
Fremdnetz
+
2.500
Abnahmestellen
im Fremdnetz
+ 1 Solarpark,
1 Windpark,
EE-Bürger
Anlagen
= Eigenversorgun
g 100% p.a.
6.500
eigene Kunden
4.500
Abnahmestellen
1 BHKW
mit 1,5%
10
WOLFHAGER
EE-KRAFTWERKE
11
PV-Park - Leistungszahlen
Erzeugter Sonnenstrom
in unserer Solaranlage
in kWh
12
Technische Daten zum PV-Park
• Eigentümer: ½ Stadtwerke Wolfhagen + ½ BLG-Project
• Errichtung: an Bahntrasse
• Anschlussleistung: 5.000 kWp
• Module: 42.000 Stück (Viessmann)
• Wechselrichter: 212 Stück (SMA)
13
Windpark auf dem Rödeser Berg- Neuigkeiten und Leistungszahlen
• Ende 2014 ans Netz
14
4 Mühlen von Enercon, Typ E-101
Windkraftanlage:
Rotordurchmesser 101 m
Nabenhöhe 135 m
Flächenverbrauch Fundament 12 m
Fußballfeld:
105 m lang
68 m breit15
4 Mühlen von Enercon, Typ E-101
Leistung je Anlage 3 MW
Stromerzeugung gesamt ca. 28 Mio. kWh/a
Strombedarf von ca. 9.000 Drei-Personen-Haushalten
16
ZEITGLEICHE STROMBEDARFSDECKUNG AUS LOKALEN ERNEUERBAREN ENERGIEN
Herausforderungen
17
Entwicklung der EE-Erzeugung in Wolfhagen
(alle EE-Kraftwerke)
Ziel erreicht!
Autarkie im Jahresmittel.
18
Wolfhagen:EE-Kraftwerksleistung zur Nachfrage
0
5
10
15
20
Nachfrage PV WIND BIO
9
20
12
1
Bedarf Erzeugung
MW
19
BRD - bis 2050:EE-Kraftwerksleistung zur Nachfrage
0
20
40
60
80
100
Nachfrage PV WIND BIO
80
67
83
20
Bedarf Erzeugung
GW
Daten aus der Leitstudie des BMU20
EE-Kraftwerksleistung zur Nachfrage
Wolfhagen BRD
Daten aus der Leitstudie des BMU
21
Herausforderungen: Einbindung fluktuierender Einspeisungen
Phasen Übererzeugung
Wie kann man diesen Strom sinnvoll nutzen ?
Phasen Untererzeugung
Wie vermeiden?
Wie Versorgungssicherheit möglichst preisgünstig sicherstellen?
Welche Leistungen für Reservezwecke?
Anforderungen an Transportnetze reduzieren?
22
23
Einspeisungen und Entnahmen - Jahresübersicht
Entnahme
Einspeisung
24
Über- und Unterspeisung- Jahresübersicht
Überspeisung
Unterspeisung
25
Eigenversorgung gering
Entnahme
Einspeisung
EigenversorgungEntnahme
Einspeisung
Eigenversorgung
26
Eigenversorgung gering - 36%
Entnahme Einspeisung
EigenversorgungEntnahme 157.196 kWh
Einspeisung 63.342 kWh
Eigenversorgung 57.207 kWh
Unterspeisung 99.990 kWh
Überspeisung 6.136 kWh
27
Eigenversorgung gering - Vision
Entnahme
Einspeisung
EigenversorgungEntnahme
Einspeisung
Eigenversorgung
28
Eigenversorgung fast 100% - Wohin mit dem Strom?
Entnahme
Einspeisung
Eigenversorgung
29
Einspeisungen und Entnahmen - Monatsübersicht
Entnahme
Einspeisung
30
Einspeisungen und Entnahmen - Monatsübersicht - Vision
Entnahme
Einspeisung
31
Einspeisungen und Entnahmen - Tagesbetrachtung
Entnahme
Einspeisung
32
Einspeisungen und Entnahmen - Tagesbetrachtung
Entnahme
Einspeisung
33
Stromeinspeisung vs. –entnahme - Januar
Netzgebiet SWW
Entnahme 4.458 MWh
zeitgleicher
Eigenversorgungsgrad 48%
EE-Erzeugung
3.2922.149
1.142
Summe Überspeisung
vorgelagertes Netz –
Ergänzungslieferung
Strom
2.308
34
Stromeinspeisung vs. –entnahme - Juli
Netzgebiet SWW
Entnahme 4.458 MWh
zeitgleicher
Eigenversorgungsgrad 80%
EE-Erzeugung
5.8263.058
2.767
Summe Überspeisung
vorgelagertes Netz –
Ergänzungslieferung
Strom
749
35
Stromeinspeisung vs. –entnahme - Jahresbetrachtung
Netzgebiet SWW
Entnahme 48.039 MWh
zeitgleicher
Eigenversorgungsgrad 70%
EE-Erzeugung
54.754
33.557
21.196
Summe Überspeisung
vorgelagertes Netz –
Ergänzungslieferung
Strom
14.482
36
Stromeinspeisung vs. -entnahme
Werte: tatsächliche Erzeugungen und Verbrauch aus 2013 + Windprognosen vom IWES-Windmessmast37
Eigenversorgungsgrad SWW (Hochrechnung auf 2015 in kWh)
Werte: tatsächliche Erzeugungen und Verbrauch aus 2013 + Windprognosen vom IWES-Windmessmast
Monat Einspeisung Entnahme Unterspeisung Überspeisung Eigenversorgungsgrad
Jan 3.292.234 4.458.668 2.308.762 1.142.329 2.149.906 48%
Feb 2.600.104 4.012.319 2.023.399 611.184 1.988.920 50%
Mrz 3.661.584 4.244.723 1.965.909 1.382.770 2.278.814 54%
Apr 5.007.033 3.952.068 910.054 1.965.019 3.042.014 77%
Mai 4.705.800 3.762.247 928.318 1.871.871 2.833.929 75%
Jun 5.441.054 3.651.822 604.272 2.393.504 3.047.551 83%
Jul 5.825.905 3.807.844 749.025 2.767.085 3.058.819 80%
Aug 4.829.983 3.827.995 794.849 1.796.837 3.033.146 79%
Sep 4.274.767 3.699.994 912.290 1.487.063 2.787.704 75%
Okt 5.162.070 4.065.604 1.041.659 2.138.126 3.023.944 74%
Nov 4.338.901 4.266.637 1.273.261 1.345.525 2.993.375 70%
Dez 5.614.639 4.289.676 970.404 2.295.367 3.319.273 77%
SUMME 54.754.074 48.039.598 14.482.202 21.196.679 33.557.395 70%
38
JAHRESDAUERLINIE DER ZEITGLEICHEN
LOKALEN EE-ERZEUGUNG IM NETZ
DER STADTWERKE WOLFHAGEN
39
Geordnete Jahresdauerlinie der Entnahme aus dem Stromnetz der Stadtwerke Wolfhagen
40
Geordnete Jahresdauerlinie der Entnahmen und Überspeisungen im Stromnetz der Stadtwerke Wolfhagen
41
30% - Ergänzungsbedarf
aus vorgelagertem Netz
70% - zeitgleich abgedeckt aus
eigenen fluktuierenden EE
38% - Rückspeisung ins
vorgelagerte Netz
kW-Entnahmeleistung
Lokaler Eigenversorgungsgrad in Wolfhagen aus fluktuierenden EE
42
Fazit:
• Große Mengen des Strombedarfes können in dezentralen Systemen mit lokaler Erzeugung örtlich zeitgleich bereitgestellt werden.
• Ein ausgewogener Mix an Fotovoltaik und Windenergie ergänzen sich dabei in ihrem saisonalen Angebot.
43
Fazit:
• Die bedarfsgesteuerte Einbindung der Stromerzeugung aus Biomasse wird zukünftig den lokalen Eigenversorgungsgrad erhöhen.
• Strommengen, die in dieser Form örtlich erzeugt werden, müssen nicht über weite Strecken transportiert werden. Dies spart Kosten für Leitungsbau und minimiert die Eingriffe für Transportnetze.
44
NÄCHSTE SCHRITTE IN WOLFHAGEN
45
• Flexibilisierung der Nachfrage in Haushalt, Industrie und Gewerbe durch ökonomische Anreize
Kernthema: BMBF- Projekt Demand-Side-Management im Haushalt
• Bedarfsgesteuerte Integration und Optimierung der Biomasse
46
• Weiterentwicklung von sinnvollen örtlichen Anwendungen zur Nutzung der überschüssigen Strommengen (Power to heat, power to gas or liquid)
• Integration von Stromspeichern
• Ausbau von konventionellen örtlichen Ergänzungs-und Reservestromerzeugern möglichst in KWK
47
• Weitere Kooperation in der SUN
– zur Diversifizierung der EE-Erzeugung in der Region
– zum Ausbau regionaler Back-up Erzeugungskapazitäten
48
3,2 MW – Spitzen-BHKW für Dunkelflaute (800h/p.a.)
2 MW – Batteriespeiche entladen + DSM
3,5 MW – Batteriespeicher beladen
3 MW – von externem Kraftwerk aus vorgelagertem Netz
Schritte auf dem Weg zu einem erhöhten Eigenversorgungsgrad im Netz der Stadtwerke Wolfhagen bis 2025
49
Angestrebter Eigenversorgungsgrad im Netz der Stadtwerke Wolfhagen in 2025
10% aus
vorgel. Netz
90% aus lokalen EE
50
Ziel
Erhöhung des Eigenversorgungsgrades auf 90 % bei gleichzeitiger lokaler Leistungsabdeckung von mindestens 50 % der Netzlast.
51
AUSBLICK
52
Gesetzliche Regelungen in der Zukunft
• Grünstrom – Marktmodell
• EEG 2016
• Neue Energiemarktordnung
werden die Weichen stellen, ob unsere Energieversorgung zukünftig mehr zentral oder dezentral und Bürgernäher gestaltet wird.
53
Rechtliche Entwicklungen zur Energiewende
54
Grüner Strom
aus Wolfhagen
für Wolfhagen ?
Warum beliefern die Stadtwerke Wolfhagen ihre Kunden weiterhin mit österreichischem Wasserkraftstrom?Trotz 100 % aus eigenen EEG-Anlagen und Vor-Ort Erzeugung?
55
Stromfluss - physikalisch
56
Stromfluss - physikalisch
57
Stromfluss - physikalisch
58
Stromfluss - physikalisch
59
Stromfluss - physikalisch
60
Stromfluss - bilanziell
61
Stromfluss - bilanziell
62
Stromfluss - bilanziell
63
Stromfluss - bilanziell
64
Stromfluss - bilanziell
65
Stromfluss - bilanziell
66
Stromfluss - bilanziell
67
Stromfluss - bilanziell
68
69
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.
Stadtwerke Wolfhagen GmbHSiemensstraße 10
34466 Wolfhagen
0 56 92 – 99 63 411
www.stadtwerke-wolfhagen.de
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