111214 SK Energie im Dialog VA des Deutschen ......2011/12/14 · Das Energiekonzept der Bundesregierung ‐ Herausforderung an die Netzinfrastruktur. 14 De ember 2011 Berlin14. Dezember

Stephan Kohler

Das Energiekonzept der BundesregierungDas Energiekonzept der Bundesregierung ‐Herausforderung an die Netzinfrastruktur.14 De ember 2011 Berlin14. Dezember 2011, Berlin

E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T . 1

Die Gesellschafter der Deutschen Energie‐Agentur.

dena

Vertreten durch das Bundesministerium für Wirtschaft und

Bundesrepublik Deutschland KfW Bankengruppe

Alli SE

50 % 26 %

8 %Technologie

im Einvernehmen mit:

Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaftund Verbraucherschutz

Allianz SE

Deutsche Bank AG

8 %

8 %

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung DZ BANK AG 8 %

Stephan Kohler – VorsitzenderAndreas Jung

Geschäftsführung

2E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .

Andreas Jung

Die Kompetenz‐ und Handlungsfelder der dena.


Energiepolitische Rahmenbedingungen.


Weltweiter Energiebedarf (New Policies Scenario).Sonstige EE

Biomasse

W k ftWasserkraft

Kernkraft

Erdgasg

Erdöl

Kohle

New Policies Scenario: Der globale Energiebedarf erhöht sich von 2009 bis 2035 um 40 % Anstieg um durchschnittlich 1 3 % pro Jahr

5E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .Quelle: IEA, World Energy Outlook 2011

40 %, Anstieg um durchschnittlich 1,3 % pro Jahr.

(Current Policies Scenario: Erhöhung um 51 % von 2009 bis 2035, Anstieg um 1,6 % pro Jahr).

Globale Entwicklung der energiebedingten CO2‐Emissionen in den klimapolitischen Szenarienin den klimapolitischen Szenarien.

Reduktion der CO2-Emissionen im 450 Szenario durch:

Energieeffizienzsteigerungen und der Einsatz bestehender CO2-armer Technologien mittel- und langfristig wichtigste Faktoren für Emissionsreduktionen


mittel und langfristig wichtigste Faktoren für Emissionsreduktionen.

Flankierend weiterer technologischer Fortschritt notwendig.Quelle: IEA, World Energy Outlook 2011

Energie‐ und klimapolitische Ziele in der EU.

Gipfeltreffen der Staats- und Regierungschefs der EU am 08.03.2007.

Bis 2020 Reduktion des Primärenergieverbrauchs um 20 %.

Bis 2020 Steigerung des Anteils Erneuerbarer Energien auf 20 %.

Bis 2020 Reduktion des Treibhausgasausstoßes um 20 % gegenüber 1990.

EU-Richtlinie zum Ausbau der Erneuerbaren Energien (2009).

Ziel: 20 % Anteil Erneuerbare Energien am Endenergieverbrauch bis 2020.

D t hl d St i f 18 %Deutschland: Steigerung auf 18 %.

Energiegipfel der Staats- und Regierungschefs der EU am 04.02.2011.

Vollendung des Energiebinnenmarktes bis 2014Vollendung des Energiebinnenmarktes bis 2014.

Beschleunigter Ausbau der Energienetze und Kuppelstellen.

Keine verbindlichen Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz um 20 %


bis 2020 vereinbart.

Die energiepolitischen Ziele der Bundesregierung (I).

Mit ihrem Energiekonzept formuliert die Bundesregierung Leitlinien für eine bis 2050 reichende Gesamtstrategie, die den Weg in das Zeitalter der erneuerbaren Energien beschreibt.

Zentrale Zielsetzungen und Maßnahmen:

R d kti d T ibh i i bi 2020 40 % d bi 2050 80 %Reduktion der Treibhausgasemissionen bis 2020 um 40 % und bis 2050 um 80 % (ggü. 1990).Senkung des Primärenergieverbrauchs um 20 % bis 2020 und um 50 % bis 2050 (ggü 2008) sowie Ausschöpfung der Effizienzpotenziale in privaten Haushalten(ggü. 2008) sowie Ausschöpfung der Effizienzpotenziale in privaten Haushalten und im öffentlichen Bereich.Steigerung der Energieproduktivität um durchschnittlich 2,1 %.Red ktion des Wärmebedarfs m 20 % bis 2020 nd m 80 % bis 2050Reduktion des Wärmebedarfs um 20 % bis 2020 und um 80 % bis 2050.Verdopplung der energetischen Sanierungsrate auf 2 % zur Erreichung eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestands bis 2050.


Die energiepolitischen Ziele der Bundesregierung (II).

Reduktion des Stromverbrauchs um 10 % bis 2020 und um 25 % bis 2050(ggü. 2008).Elektrofahrzeuge in Deutschland: 1 Million bis 2020, 5 Millionen bis 2030.Steigerung des Anteils der erneuerbaren Energien am Bruttoendenergieverbrauch auf 18 % bis 2020 und auf 60 % bis 2050.Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch: 35 % bis 2020 und 80 % bis 2050.ca. 30 % des Stromverbrauchs wird importiert.Beschleunigung des Ausbaus der Offshore-Windleistung auf 25 GW bis 2030 sowie Ausbau der Netzinfrastruktur (Nord-Süd-Trassen).

Novellierung 2011: Beschleunigung des Ausbaus der Netzinfrastruktur.Novellierung 2011 : Ausstieg aus der Kernenergienutzung in Deutschland bis 2022.


Endenergieverbrauch nach Sektoren in Deutschland 2010.

Gesamtverbrauch: 2.517 TWh

706 TWh28 1%

384 TWh //15,2%

I d t i28,1%

717 TWh //

Industrie

Verkehr

710 TWh //

717 TWh //28,5% Haushalte

Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD)710 TWh //

28,2%Dienstleistungen (GHD)


Quelle: Energiedaten, BMWi 08/2011

Wirtschaftliches Einsparpotenzial Endenergie.

Gesamtes Potenzial: 346,4 TWh (= ~ 14 % des Gesamtverbrauchs 2010).

98,4 TWh // 28 %109,5 TWh // 32 % Private Haushalte

40,6 TWh // 12%

97,9 TWh // 28%

GHD

Produzierendes Gewerbe

Transport und Verkehr


Quelle: Nationaler Energieeffizienz Aktionsplan vom 27.09.2007;Ergebnisse einer Studie der Prognos AG.

Zentrale Bedeutung des Gebäudebereichs –gEndenergieverbrauch in Deutschland.

Ca. 35 % des Endenergieverbrauchsgin Deutschland entfallen auf den

Gebäudebereich.


Entwicklung des Stromsystems.


Entwicklung der Stromnachfrage in Deutschland.

620

580

600

uch

[TW

h/a] Szenario "Konstante

Stromnachfrage"

540

560

trom

verb

rau

Szenario "Sinkende Stromnachfrage":

500

520

Bru

ttost Senkung des

Stromverbrauchs bis 2020 um 0,5% pro Jahr; bis 2030 um 0,3% pro Jahr

2005 2010 2015 2020 2025 2030

Bruttostromnachfrage inkl. Kraftwerkseigenverbrauch und Netzverluste

Quellen:Szenario Sinkende Stromnachfrage “: ewi / Prognos Energieszenarien für den Energiegipfel 2007 und BMU-Leitstudie 2007 (ab 2020)


Szenario „Sinkende Stromnachfrage : ewi / Prognos Energieszenarien für den Energiegipfel 2007 und BMU Leitstudie 2007 (ab 2020)Szenario „Konstante Stromnachfrage“: ewi / Prognos: Energiereport IV 2005, Ölpreisvariante

Stromerzeugung erneuerbarer Energien in Deutschland bis 2020.

Deckung des Bruttostromverbrauchs

zu 38,7 % aus EE.

160

200

240

in T

Wh

40

80

120

rom

erze

ugun

g

2010 2015 2020Geothermie 0,027 0,377 2Biomasse 33 42 49

0

40

Str

Photovoltaik 9 26 41Wind offshore 0,271 8 32Wind onshore 44 62 73Wasserkraft 18 19 20


Quelle: Nationaler Aktionsplan für erneuerbare Energien der Bundesregierung, 4. August 2010

Entwicklung der erneuerbaren Energien (EE) in der Stromversorgung in Deutschland.

160180200

g [GW]

Leitstudie 2010:Verdopplung der

20406080100120140

ierte Leistung

pp ginstallierten

Leistung von 2010 auf 2020.

Wind und PV sind

2008 2009 2010 2015 2020 2025 2030 2040 2050

EU‐Stromverbund 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6 3,6 6,6 15,0 21,0

Photovoltaik 6,0 9,8 18,3 38,4 51,8 57,4 63,0 65,0 65,0

020

Install

tragende Säulen.

, , , , , , , , ,

Wind Onshore 23,9 25,7 27,5 33,7 35,8 36,8 37,8 39,9 40,0

Wind Offshore 0,1 0,2 3,0 10,0 17,5 25,0 36,5 39,3

Erdwärme 0,0 0,0 0,0 0,1 0,3 0,7 1,0 2,2 3,7

BiBiomasse 5,4 5,9 6,3 7,7 8,9 9,4 9,9 10,6 10,6

Wasserkraft 4,4 4,4 4,4 4,5 4,7 4,8 4,9 5,1 5,2

Summe 39,7 45,8 56,7 87,4 112,0 130,1 148,3 174,3 184,8

16E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .Quelle: BMU Leitszenario (2010)

Erwartungen und Zielsetzungen der Bundesländer für die Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien im Jahr 2020

installierte Leistung [GW]

Volllast-stunden [h]

erzeugte Arbeit [TWh]

Abfrage der Informationen bei:

Ministerien der Bundesländer

Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien im Jahr 2020.

Biomasse 8,8 5.544 48,9Geothermie 0,6 5.550 3,1Photovoltaik 47,0 849 39,9W k ft 4 7 4 746 22 5

Leistung [GW] stunden [h] Arbeit [TWh]ÜNB

Internetrecherche

Unter Verwendung der ermittelten Wasserkraft 4,7 4.746 22,5Wind - onshore 68,5 2.113 144,8 - offshore 17,0 3.252 55,3

Unter Verwendung der ermittelten EE-Ausbauzahlen und den Vollaststunden aus der BMU-Leitstudie 2010

Summe 146,6 314,4erzeugen die EE in 2020 eine Arbeit von 314,4 TWh.

Bezogen auf die Entwicklung der Bruttostromnachfrage bedeutet dies einen Anteil von:

57,5 % (bei Lastreduktion* um 10 %, Ziel der Bundesregierung)

56,2 % (bei Lastreduktion* um 8 %, BMU Leistudie 2010)


56,2 % (bei Lastreduktion um 8 %, BMU Leistudie 2010)

51,7 % (bei konstanter* Stromnachfrage)

* Ausgangswert ist Bruttostromnachfrage 2008: 608 TWh

dena‐Annahmen zur Entwicklung der KWK in Deutschland.

35.000 140

20 000

25.000

30.000

stun

g M

W

Mini und Mikro KWK < 50 KW

Biomasse 80

100

120

ung

in T

Wh

10.000

15.000

20.000

stal

liert

e Le

is Biomasse

Mittlere und Kleine KWK >50KW <20 MW

Große KWK >20 MW40

60

80

trom

erze

ugu

0

5.000

2005 2010 2015 2020 2025 2030

Ins Große KWK 20 MW

0

20

2005 2010 2015 2020 2025 2030

St

Weiterhin hohe Bedeutung großer KWK Anlagen (> 20 MW)

Vor dem Hintergrund der aktuellen Markteinführungs- bzw. Marktausbaustrategien ist bei den Mini und Mikro KWK eine Prognose über 2020 hinaus derzeit nicht


gmöglich.

Kraftwerksstandorte in Deutschland.

Bestehende fossile oder nukleare Energie-

k ität

Der Ausbau erneuerbarer Energien (vor allem der Wind-Energie) führt zu regionaler erzeugungskapazitäten

befinden sich vor allem nahe der Lastzentren im

Westen und Süden D t hl d

g ) gVerlagerung der Erzeugungs-Kapazitäten in den Norden

Deutschlands. Dieser Trend wird sich durch Deutschlands. die bereits geplanten Offshore

Anlagen noch verstärken.

Bestehende Übertragungsnetze stoßen vor allem auf Nord-Süd-und Ost-West-Trassen an ihre

Kapazitätsgrenze, wenn erneuerbare Energien

effizient integriert werden


effizient integriert werden sollen.

Quelle: UBA, 2009

Entwicklung der verfügbaren gesicherten Leistung

80 000

90.000 Noch benötigte gesicherte Leistung

im Szenario „Sinkende Stromnachfrage“.

60.000

70.000

80.000

[MW

]

Gesicherte Leistung durch zusätzliche erwarteten KWK-Ausbau

10.587 MW

40.000

50.000

erte

Lei

stun

g [

Gesicherte Leistung durch regenerative Energien (inkl. Biomasse-KWK, ohne Wasserkraft)Gesicherte Leistung durch

l t K ft k K t i B

20.000

30.000

Ges

ich geplante Kraftwerke Kategorie B

(inkl. KWK)

Gesicherte Leistung durch Kraftwerke Kategorie A (inkl. KWK)

0

10.000

2005 2010 2015 2020 2025 2030

)

Gesicherte Leistung bestehende thermischer Kraftwerke ( >20 MW, inkl. Wasserkraft und Pumpspeicher und inkl. KWK)


Offshore‐Windenergie in Deutschland.

Strategie der Bundesregierung: 25.000 MW installierte Offshore-Leistung bis 2030g g g g

Offshore-Windparks in Betrieb: alpha ventus (60 MW), Baltic 1 (48,3 MW)

Offshore-Windparks im Bau: BARD Offshore 1 (400 MW), Trianel Borkum West II (400 MW)


Offshore-Windparks genehmigt: > 25

Einspeisungen von Wind und Photovoltaik in Deutschland (01 03 12 04 2011)(01.03.‐12.04.2011).

30.000

20.000

25.000

g in

MW

10.000

15.000

spei

sele

istu

ng

5.000

Ein

0

02.0

3.20

1103

.03.

2011

04.0

3.20

1105

.03.

2011

06.0

3.20

1107

.03.

2011

08.0

3.20

1109

.03.

2011

10.0

3.20

1111

.03.

2011

12.0

3.20

1113

.03.

2011

14.0

3.20

1115

.03.

2011

16.0

3.20

1117

.03.

2011

18.0

3.20

1119

.03.

2011

20.0

3.20

1121

.03.

2011

22.0

3.20

1123

.03.

2011

24.0

3.20

1125

.03.

2011

26.0

3.20

1127

.03.

2011

28.0

3.20

1129

.03.

2011

30.0

3.20

1131

.03.

2011

01.0

4.20

1102

.04.

2011

03.0

4.20

1104

.04.

2011

05.0

4.20

1106

.04.

2011

07.0

4.20

1108

.04.

2011

09.0

4.20

1110

.04.

2011

11.0

4.20

1112

.04.

2011

22E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .Quellen: ÜNB, BDEW 2011

Wind Photovoltaik Wind & Photovoltaik

EE: Asynchrones Verhalten von Angebot und N hf f d S i h d Fl ibili äNachfrage erfordert Speicher und Flexibilität.

23E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .Quelle: BDEW

Ausbaubedarf auf Übertragungs‐ und Verteilnetzebenezur Integration der EE in das Stromnetzzur Integration der EE in das Stromnetz.


dena‐Netzstudie II: Zielsetzung.

Untersuchung geeigneter Systemlösungen für das Stromversorgungssystem in g g y

Deutschland bis 2020/2025:

Vollständige Integration der Stromerzeugung aus erneuerbarer Energienaus erneuerbarer Energien.

Vollständige Lastdeckung in Verbindung mit einem marktgetriebenen Einsatz des

konventionellen Kraftwerksparkskonventionellen Kraftwerksparks.

Berücksichtigung der Anforderungen des europäischen Stromhandels.

Veröffentlichung im November 2010.


dena‐Netzstudie II. Ziel: Systemoptimierung.

UmweltverträglichkeitGesellschaftliche Akzeptanz

Freileitungs-monitoring

Hochtemperatur-leiterseile

100% Integration

Verfügbarkeit & Wirtschaftlichkeit

InnovativeÜbertragungstechnologien

Systemsicherheit imStromübertragungsnetz

gerneuerbarer Energien

39 % Anteil erneuerbarer

Energien bis 2020

Lösungsalternativen und

NetzausbaubedarfEuropäischer Stromhandel

Marktgetriebener Einsatz konv. Kraftwerke

Energiespeicher

Flexibilisierungs-optionen

Spannungsstützung &Kurzschlussleistung

Systemdienstleistungen


Demand SideManagement

Inselnetzfähigkeit &Netzwiederaufbau

Netzausbaubedarf der Hauptszenarien (Trassen) und NetzkostenvergleichNetzkostenvergleich .

9000

TAL-UmbauNetzausbaubedarf Jährliche Netzkosten im Jahr 2020

7000

8000

e (k

m)

FLM-MaßnahmenAC Zubau

5000

6000

eile

itung

slän

ge

3000

4000

80-k

V-D

oppe

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1000

2000

3

27E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .Quelle: dena-Netzstudie II, 2010

0BAS 000 BAS 050 BAS 100 FLM 000 FLM 050 FLM 100 TAL 000 TAL 050 TAL 100

Netzausbau: Insbesondere Nord‐Süd‐Trassen notwendig.

28E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .Quelle: BDEW 2011

Integration der erneuerbaren Energien in das Stromnetz –Veränderungen auf der EinspeiseebeneVeränderungen auf der Einspeiseebene.

Veränderung der Erzeugungsstruktur:

Bisher: Stromproduktion in großen100%

e

g Bisher: Stromproduktion in großen konventionellen Kraftwerken und Einspeisung auf der Übertragungsnetzebene.

Zukünftig: Stetig steigender Anteil der EE98%

99%

netzebene

ttoleistung

Zukünftig: Stetig steigender Anteil der EE. Diese speisen fast ausschließlich auf Verteilnetzebene ein.

Systemintegration EE:95%

96%

97%

uf Verteiln

senen Net

Systemintegration EE:

Ausgleich der fluktuierenden Erzeugung EE ist aus Gründen der Netzstabilität notwendig.

S l Bi Wi d93%

94%

95%

nteil der a

ngeschlos s

Die Verteilnetzebene muss neue Aufgaben übernehmen, zunehmender Ausbaubedarf.

Analysebedarf, ob die geltende Anreizregulie-

Solar Biomasse Wind

100,0% 99,6% 95,6%

A a


rungsverordnung (ARegV) Ausbauinvestitionen in auskömmlicher Weise ermöglicht.

Quelle: BNetza - Monitoringbericht (2009/2010).

dena‐Verteilnetzstudie: zentrale Zielsetzungen.Analyse der aktuellen Netzsituation auf Verteilnetzebene unter Berücksichtigung von realen Netzdaten und EE-Ausbauplanungen.

B ti d t di N t d N t b fBestimmungen des notwendigen Netzaus- und Netzumbau auf Verteilnetzebene in Folge des Umbaus des Stromversorgungs-systemsfür 2015, 2020 und Ausblick 2030:

Analyse realer Teilnetze in ausgewählten Untersuchungsregionen.

Bestimmung des Anpassungsbedarfs für ganz Deutschland.

Ermittlung von Innovationspotenzialen durch Lastmanagement und SpeicherErmittlung von Innovationspotenzialen durch Lastmanagement und Speicher.

Abschätzung des Investitionsbedarfs auf Verteilnetzebene und Abgleich mit bestehenden regulatorischen Rahmenbedingungen.

Diskussion der zukünftigen Rolle der Verteilnetze:

im Rahmen der Systemführung.


zur Bereitstellung von Systemdienstleistungen.

Vorgehensweise und Arbeitspakete zur Studienerstellung.

AP 2: Datenerhebung zur Darstellung der Verteilnetzebenen.• Darstellung der Netz-, Erzeugungs- und Laststruktur heute

• Prognose der des Ausbaus der erneuerbaren Energien und der KWK Kapazitäten auf den• Prognose der des Ausbaus der erneuerbaren Energien und der KWK-Kapazitäten auf den verschiedenen Verteilnetzebenen, für die Jahre 2015/ 2020 / 2030

AP 3: Def. der Untersuchungsregionen und der wesentlichen Untersuchungsfragen.D fi i i 6 U h i fü d illi N h f B i• Definition von 6 Untersuchungsregionen für detaillierte Netzuntersuchungen auf Basis

von Realdaten• Festlegung weiterer wesentlicher Untersuchungsfragen

AP 4: Analyse der definierten Untersuchungsregionen.• Ermittlung von Netzausbau-, Netzumbau- und Innovationsbedarf in den

Untersuchungsregionen bis zum Jahr 2015/ 2020 / 2030.• Ermittlung von Innovationsstrategien für einen effizienten NetzbetriebErmittlung von Innovationsstrategien für einen effizienten Netzbetrieb

AP 5: Transfer der Ergebnisse der Untersuchungsregionen auf das gesamte deutsche Verteilnetz sowie Erarbeitung von Handlungsempfehlungen.

• Übertrag der für die Untersuchungsregionen ermittelten Ergebnisse auf Deutschland


• Übertrag der für die Untersuchungsregionen ermittelten Ergebnisse auf Deutschland.• Analyse des regulatorischen Änderungsbedarfs und Ausarbeitung von Empfehlungen.

Projektpartner und Untersuchungsregionen.

Projektpartner:1. Vattenfall Europe Distrib. Berlin GmbHp

2. WEMAG Netz GmbH3. E.ON Edis AG

4. EWE Netz GmbH5 Städtische Werke Magdeburg GmbH

32

4

1

1FC

5. Städtische Werke Magdeburg GmbH6. envia Verteilnetz GmbH

7. Netzgesellschaft mbH Chemnitz8. Rheinische NETZgesellschaft mbH

6

8

5

G9. Rhein- Ruhr Verteilnetz GmbH

10. NRM Netzdienste Rhein-Main GmbH11. ESWE Netz GmbH12. EON Netz GmbH

9

8

1110

712

B D13. N- ERGIE Netz GmbH

14. EnBW Regional AG15. E.ON Bayern AG

16 LEW Verteilnetz GmbH

1514

16

13

AE


16. LEW Verteilnetz GmbH17. Thüga AG (ohne eigenes Netzgebiet)

Methodik bei der Bearbeitung der Fallstudien.2. Ist - Analyse der

Fallstudien-Netzgebiete.3. Identifikation des

Aus- und Umbaubedarfs.4. Skalierung der

Ergebnisse.1. Definition von

6 Fallstudien.

DA

E

C

110 kV

30 kV

20 kV

110 kV

30 kV

20 kV

DA

E

C

B10 kV

0,4 kV

10 kV

0,4 kVBNetzgrößen variieren.

Beispiele•Urbane Region.

• Windstarke Region.S i h R i

• Datenaufnahme der regional spezifischen Verteilnetzdaten•Analyse der einzelnen Netzebenen

A d U b i l ti fü di J h 2015 2020 d 2030

• regionale Ergebnissewerden auf Deutschland

h h h t

Auf eine reale Datenbasis aufbauend werden über eine systematische

• Sonnenreiche Region.• Ländliche Region.• Laststarke Region.

• Aus- und Umbausimulation für die Jahre 2015, 2020 und 2030• Kostenmäßige Bewertung

hochgerechnet.


Auf eine reale Datenbasis aufbauend, werden über eine systematische Herangehensweise praxisnahe Lösungen identifiziert.

Potenzial von Flexibilisierungsoptionen.

Wirkung einer zukünftig verbesserten Prognosegüte der Windstromeinspeisung.

Demand-Side-Management (DSM): Potenziale und ihre Marktintegration.

M kt t i b Ei t S i hMarktgetriebener Einsatz von Speichern zur Netzentlastung.


Demand‐Side‐Management (DSM).

Zeitliche Steuerung der Nachfrage (Lastverschiebung, Lastreduktion/ Lasterhöhung).g)

Ziel: Anpassung der Nachfrage an die Erzeugung aus erneuerbaren Energien.

Nutzen:

Glättung der Residuallastkurve im Tagesverlauf (gleichmäßige Kraftwerksauslastung).g)

Bereitstellung von Regelenergie, Bilanzkreisausgleich (Netzstabilisierung).

R d i d J h hö h tl t (d d h iReduzierung der Jahreshöchstlast (dadurch geringere gesicherte Leistung nötig).


Anpassung der Residuallast durch DSM.

Zeitliche Anpassung des Verbrauchs

Reduktiondes Verbrauchs zu SpitzenlastzeitenReduktion des Verbrauchs zu Spitzenlastzeiten

Erhöhung des Verbrauchs zu Schwachlastzeiten

Anpassung des Verbrauchs an die Einspeisung aus erneuerbaren Energien.

Günstige Stromversorgung durch Kraftwerke mit hohen Volllaststunden.


Aber: Bei Erhöhung des Verbrauchs Gefahr von absoluter Verbrauchssteigerung.

Flexibilisierungsoption: Demand‐Side‐Management.Technisches Potenzial

Wirtschaftliches Potenzial Nutzbarmachung durch geänderte Rahmenbedingungen (Modell)

37E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .Quelle: dena-Netzstudie II, 2010

Flexibilisierungsoption: Einsatz von Speichern.

Ausgleichsfunktion im Stromerzeugungssystem:Stromspeicherung zu Schwachlastzeiten.A i h d E i äh d H hl t it (V b h it )Ausspeicherung der Energie während Hochlastzeiten (Verbrauchsspitzen).

Bereitstellung von Systemdienstleistungen:Regel nd Reser eenergie m k r fristigen A sgleich on Ab eich ngenRegel- und Reserveenergie zum kurzfristigen Ausgleich von Abweichungen zwischen Stromerzeugung und Last.ggf. Bereitstellung von Blindleistung.

f A l i h N t äggf. Ausgleich von Netzengpässen (Redispatch).

Lastverlagerung /Lastverlagerung / Reduzierung von Verbrauchsspitzen:

Nutzung nachfrageseitiger Energiespeicher. B i B i h d Kält D kl ft


z.B. im Bereich der Kälte-, Druckluft-und Wärmeversorgung.

Arten und Potenziale von Speichertechnologien.

Technologien:

Ch i h S i hPotentiale in Deutschland:

Chemische Speicher:z. B. Wasserstoff.

Elektrochemische Speicher: B Akk l t

Speicherseen für ca. 76 GWh vorhanden, Zubau begrenzt möglich (aktuell ca. 22 GWh).

Untergrundspeicher für Druckluft-/ z. B. Akkumulatoren.

Elektrische Speicher:z. B. Supraleitende Spulen.

Wasserstoffspeicherung ca. 19 Mrd. m3, Speicherkataster ab 2011 geplant.

1 Mio. Elektrofahrzeuge (2020) / theoretischer Thermische Speicher:z. B. Warmwasserspeicher.

Kinetische Energiespeicher:

Batteriespeicher für die Kurzzeitspeicherung reduziert sich unter Einbezug von Einschränkungen von 20-30 GWh auf 2-4 GWh. Erweiterung abhängig von der Entwicklung derKinetische Energiespeicher:

z. B. Schwungräder.

Pumpspeicherkraftwerke.

D kl ft i h it/ h

Erweiterung abhängig von der Entwicklung der Elektromobilität.

Weitere Energiespeicher-


Druckluftspeicher mit/ohne Kompressionswärmenutzung.

Weitere Energiespeicher-kapazitäten werden benötigt.

Power to Gas: Schnittstellen und Interaktion zwischen

Verbraucher

Elektrizitäts‐ und Erdgasnetz.

Stromnetz Erdgasnetz

GuD-/BH-Kraftwerke

Wind

Solar GasspeicherH2

Elektrolyse


Biomasse BiomethanCH4

Quellen: vgl. Sterner (2010), Specht et. al. (2010)

Fazit.


Herausforderung für zukunftsfähige Energiesysteme: S f d SSystemtransformation und Systemoptimierung.

Die Steigerung der Energieeffizienz in allen Bereichen ist die zentrale G füGrundlage für eine nachhaltige Energieversorgung.

Herausforderung: effiziente Integration erneuerbarer EnergienFlexibilisierung: Einsatz von Lastmanagement und EnergiespeichernFlexibilisierung: Einsatz von Lastmanagement und Energiespeichern.Modernisierung und Ausbau der Kapazitäten auf Übertragungs- und Verteilnetzebene sowie Ausbau der Grenzkuppelkapazitäten.

K bi ti t l d d t l EKombination zentraler und dezentraler Erzeugung:Bereitstellung ausreichender gesicherter Leistung durch fossile Kraftwerke.Effiziente Verzahnung dezentraler KWK und Stromerzeugung aus EE.Schaffung intelligenter Netze („Smart Grids“) zur effizienten Kommunikation von Erzeugern und Nachfragern.

Integrierte Betrachtung von Übertragungsnetzen und Strommärkten für


g g g geine optimierte Integration der erneuerbaren Energien.

Effizienz entscheidet.Vielen DankVielen Dank.

www.dena.deb2b d d


b2b.dena.de

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111214 SK Energie im Dialog VA des Deutschen ......2011/12/14 · Das Energiekonzept der Bundesregierung ‐ Herausforderung an die Netzinfrastruktur. 14 De ember 2011 Berlin14. Dezember