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BUNDESVERBAND ENERGIESPEICHER
Energy Storage Seminar Tokyo 17. September 2015
Heiko M. Stutzinger, Stv. Schatzmeister BVES
TRENDS IN DER DEUTSCHEN ENERGIESPEICHER-BRANCHE
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
Übersicht1. Vorstellung des BVES2. Strom-Erzeugungsstruktur und implementierte
Speichertechnologien3. German Energiewende – Status Quo4. Aktuelle Situation der Energiespeicher
Regulatorischer und politischer Rahmen Präqualifikationsanforderungen für Speichertechnologien
5. Aktuelle Rahmenbedingungen der Branche KfW-Programm Sicherheitsleitfaden für Lithium-Ionen Hausspeicher
6. Zusammenfassung
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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Der Bundesverband Energiespeicher (BVES) vertritt
die Interessen von Unternehmen aus verschiedensten
Branchen, die das gemeinsame Ziel der Entwicklung
und Vermarktung von Energiespeichern in den Bereichen Strom, Wärme und Mobilität
verfolgen.
Energiewende = Stromwende + Wärmewende + Mobilitätswende
Als technologieoffener Industrie-Verband vertritt der BVES die Interessen der Speicherbranche gegenüber Politik, Verwaltung, Wissenschaft und Öffentlichkeit und unterstützt seine Mitglieder mit gezielter Öffentlichkeitsarbeit.
Lobbyverband
Der Bundesverband Energiespeicher e.V.
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
Branchenübergreifend aufgestellt: Unsere Mitglieder (Auszug)
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
Weltweit gut aufgestellt: Unsere Kooperationspartner
Die Kernthesen des BVES bilden das Fundament unserer Kommunikation
THESE 1: Die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende ist nur mit Speichertechnologien möglich
THESE 2: Energiespeicher haben einen großen volkswirtschaftlichen Nutzen
THESE 3: Die Schaffung passender Marktbedingungen für Speicher ist dringend geboten
THESE 4: Eine Verzögerung politischer Entscheidungen gefährdet den Erfolg der Energiewende
664. Forderungen des BVES
Bundesverband Energiespeicher e.V.
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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2. Strom-Erzeugungsstruktur und implementierte Speichertechnologien
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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Strommix in Deutschland 2014
Quelle: ZSW, BDEW
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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Mix der Erneuerbaren in Deutschland 2014
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
Solange unser Netz nicht „perfekt“ ist, können dezentrale Speicher durch verschiedene Systemdienstleistungen wie
Peak-Shaving Bereitstellung von Regelenergie Erhöhung des Eigenverbrauchs Umwandlung von Strom zu Wärme/Kälte
zur Spannungs- und Frequenzhaltung beitragen und somit lokale Überlastungen vermeiden.
Speicher bieten…
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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WEMAG Batteriespeicher: 5 MWh-Batteriespeicher zum kurzfristigen Ausgleich von Netzschwankungen durch Sonnen- und Windenergie, kommerziell rentabel ab Inbetriebnahme durch Teilnahme am PrimärregelenergiemarktE.ON P2G-Anlage: 2MW Power-to-Gas Anlage von der E.ON zur Einspeisung von überschüssigem Windstrom ins ErdgasnetzMVV/ads-tec Strombank Batteriespeicher: 116 kWh Batteriespeicher als Quartierspeicher zur effizienten Nutzung von Strom aus lokaler Erzeugung („Ein Girokonto für erneuerbare Energie“)
Leuchtturmprojekte
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
3. German Energiewende – Status Quo
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
CO2: - 40% bis 2020- 80%
bis 2050
Erneuerbare: 35% bis 2020 80%
bis 2050
Maßnahmen: massiver Ausbau der
Erneuerbaren und der Netze
Probleme: Steigender Widerstand
gegen den Netzausbau und
gegen Windparks in der
Nachbarschaft
Deutschlands Ziele der Energiewende
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
Aktuelle Situation der Energiewende
29% des Energiebedarfs werden bereits aus erneuerbaren Quellen gedeckt, in manchen Regionen bis zu 80% oder sogar 100-120%.
Das Netz kann die zunehmende Menge an fluktuierenden erneuerbaren Energien nicht mehr aufnehmen.
Die Lösung sind bereits heute Speicher, die auf allen Ebenen flexibel, kostengünstig und dezentral Dienstleistungen zur Systemsicherheit bereitstellen.
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
4. Aktuelle Situation der Energiespeicher
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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Aktuelle Situation der Energiespeicher
Es gibt keine klaren gesetzlichen Rahmenbedingungen
Plan der Regierung: 1. Netzausbau2. Demand Side Management3. Energiespeicher(2050)
Es gibt immer mehr Projekte im regionalen Energiemarkt
Es gibt immer mehr PV Anlagen und kleine Hausspeicher
Energiewende bottom-up
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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Aktuelle Situation der Energiespeicher
Hindernisse
Energiespeicher werden als Letztverbraucher eingestuft und als solche mit doppelten Abgaben belastet
Stromspeicher sowie ihre Marktrolle sind nicht klar definiert
Die Aufgaben und Befugnisse der Netzbetreiber sind nicht eindeutig geklärt
Präqualifizierung
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) erstellen die „Regeln“, wer in ihrem Netz agieren darf
Speichern droht durch neue Präqualifizierungs-Kriterien Benachteiligung
Sonderregelungen für Batterien = Verstoß gegen Technologieneutralität
Konkrete Projekte werden verzögert/verhindert Bestehende Anlagen werden vom
Regelenergiemarkt ferngehalten Investitionsentscheidungen werden verschoben
oder Investitionen komplett verhindert
Aktuelle Situation der EnergiespeicherPräqualifizierung von Batteriespeichern für den Regelenergiemarkt
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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Strommarktdesign: Bundesregierung will Flexibilisierung
Flexiblisierungsoptionen sind insb. Netze, Demand Side Management und Speicher
Flexibilisierungsoptionen sollen nebeneinander und gleichwertig agieren
Dann: Level playing field herstellen und Rechtssicherheit schaffen
Derzeit: ÜNB ist gleichzeitig Regelgeber und Regelanwender
Aktuelle Situation der EnergiespeicherPräqualifizierung von Batteriespeichern für den Regelenergiemarkt
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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Bundesregierung will Flexibilisierung Klärung der Präqualifikations-Anforderungen =
aktueller Flaschenhals, Projekte in den Markt zu bringen Objektiv einheitliche Standards für alle Technologien
notwendig Überprüfbare, transparente, diskriminierungsfreie
Verfahren
Aktuelle Situation der EnergiespeicherTODOS
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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Zentrale politische Forderungen:
Faire Marktbedingungen für Speicher als Schlüsseltechnologie für ein dezentrales zukunftsfähiges Energiesystem
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
5. Aktuelle Rahmenbedingungen der Branche
Unterstützt Nutzung von stationären Batteriespeichersystemen in Verbindung mit PV-Anlage
Zinsgünstige Darlehen der KfW, Tilgungszuschüsse vom BMWi
Stand 30.06.2014: 1969 unterstützte Maßnahmen/Fördervolumen i.H.v. 33 Mio. €, (2013 gesamt: 2529 Maßnahmen/Fördervolumen i.H.v. 43 Mio.€)
Ziel: Programm soll die Markt- und Technologieentwicklung von Batteriespeichersystemen anregen – Bessere Integration von PV in Stromnetz
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Bundesverband Energiespeicher e.V. | Sitz: Berlin, Amtsgericht Charlottenburg VR 32260 B
KfW Förderprogramm - Erneuerbare Energien Speicher
Koppelung an 60% Einspeiseleistung, dynamisch Bsp. Sommerferien: Speicher geladen, 40%
Einspeisevergütung gehen verloren
Bindung an Zeitwertgarantie von 7 Jahren Danach trägt Kunde das Risiko und verliert auch ohne
funktionierenden Speicher 40% der Einspeisevergütung bis PV-Anlage abgeschrieben ist
Vergleich mit Garantieleistungen der Speicherhersteller!
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Bundesverband Energiespeicher e.V. | Sitz: Berlin, Amtsgericht Charlottenburg VR 32260 B
KfW Förderprogramm – mögliche Risiken
Standards: Sicherheitsleitfaden für Lithium-Ionen Hausspeicher
Verbände-Allianz:
+ CETECOM, KIT, TÜV Rheinland, VDE, ZVEI
Ziel: Verbesserung der Sicherheit beim Einsatz von Speichersystemen in Wohngebäuden
Empfehlung für die Branche für Herstellung und Betrieb von Batteriespeichersystemen auf Lithium-Ionen-Basis
Insgesamt 41 Schutzziele für ein „Eigensicheres Batteriespeichersystem“, selbst bei einem Fehler (z.B. in der Schutztechnik) darf kein unsicherer Zustand auftreten
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Bundesverband Energiespeicher e.V. | Sitz: Berlin, Amtsgericht Charlottenburg VR 32260 B
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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6. Zusammenfassung
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Speicher in DeutschlandSpeicher als Flexibilisierungsoption neben Netzausbau und Lastmanagement „angekommen“
Energiewende „bottom-up“ Durch steigenden EE-Ausbau und steigendem Widerstand ggü. Netzausbau immer mehr dezentrale Projekte• Regionale Speicher• Verbundprojekte / Quartierspeicher
Boom der Hausspeicher in Kombination mit Aufdach-PV ( KfW)• Vernetzung der Anwendungen im Haushalt
(Blockheizkraftwerke, Speicherheizung, Wärmepumpe)
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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Zentrale politische Forderungen des BVES
Diskriminierungsfreien Zugang für Speicher zu allen Marktsegmenten
Marktorientierte und technologieneutrale Rahmenbedingungen, die Anreize für Investitionen in neue Technologien, Innovationen und Geschäftsmodelle setzen
Klare und transparente Regeln für die Präqualifizierung einheitliche Standards, überprüfbare, transparente
und diskriminierungsfreie Verfahren Definition der Marktrolle von Speichern Festlegung der Abgabenlast für Energiespeicher
(Reichweite von § 118 Abs. 6 EnWG)
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Bundesverband Energiespeicher e.V.
Oranienburger Straße 1510178 Berlin Telefon: 030 – 54 610 630Fax: 030 – 54 610 639
www.bves.de
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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Backup
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
Stabilisierung des Energiesystems: Netzsicherheit, Netzentlastung
Preisdämpfung am Strommarkt durch den Ausgleich von Überangebot und Knappheit
Versorgungssicherheit: Alternative zu fossilen Rohstoffreserven, Reduzierung von Importabhängigkeit
Effizienzsteigerung: Erhöhung des Nutzungsgrads von EE-Anlagen und Nutzung der Überschüsse
Bindeglied zur Vernetzung verschiedener Energiesektoren: Wärme, Strom, Treibstoff
Speicher sind bereits heute eine Säule der Versorgungssicherheit für Strom und Wärme.
Fähigkeiten von Speichern
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Energiespeicher - Definition
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
Definition „Energiespeicher“Was ist ein Energiespeicher?Ein Energiespeicher kann Energie aufnehmen und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgeben. Der Speicherprozess besteht prinzipiell aus drei Schritten: Dem Laden, dem eigentlichen Speichern und dem Entladen. Nach dem Entladen kann ein Energiespeicher erneut geladen werden.Was wird gespeichert?Die Energieform (Elektrizität, Wärme, Kälte, mechanische Energie, chemische Energie), die ein Energiespeicher aufnimmt, wird in der Regel auch wieder abgegeben. Allerdings wird häufig die geladene Energieform zur Speicherung in eine andere umgewandelt (z.B. Pumpspeicherwerk, Batterie). Zum Entladen wird sie dann wieder in der ursprünglichen Form bereitgestellt, oder in manchen Ausprägungen auch in der Form der Speicherung bereitgestellt, z.B. Power-to-Gas oder Power-to-Heat.
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Energiespeicher - Technologien
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Technologien
• Speicherung elektro-chemischer Energie
• Speicherung mechanischer Energie
• Speicherung elektrischer Energie
• Super-conducting Magnetic Energy Storage (SMES)
• Super-Kondensatoren
• Lithium-Ionen Batterien• Natrium-Sulfid Batterien
(NaS-Cells)• Blei-Säure Batterien• Redox-Flow Batterien
• Pumpspeicherwerke• Druckluftspeicher(CAE
S)• Schwungräder
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
• Speicherung sensibler Wärme
• Speicherung latenter Wärme
• Thermo-chemische Energiespeicherung
• Warmwasser-Speicher• Erdwärmesonden u.Ä.
(Underground Thermal Energy Storage, UTES)
• Makro- / Mikro-verkapselte Phasen- Wechsel-Materialien (PCM), Slurries
• Adsorptions- (Zeolith) und Absorptions-Speicher (LiCl)
• Thermo-chemische Materialien (TCM)
Thermische Energiespeicher
© ZAE Bayern
© ZAE Bayern
© ZAE Bayern
Technologien
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Storage technology
Storage Mechanism
Power Capacity Storage Period Density Efficiency Lifetime Cost
MW MWh time kWh/ton kWh/m3 % # cycles $/kW $/kWh ¢/kWh-delivered
Lithium Ion(Li Ion)
Electro-chemical < 1,7 < 22 day - month 84 - 160 190 - 375 0,89 - 0,98 2960 -
54401230 - 3770
620 - 2760 17 - 102
Sodium Sulfur (NAS) battery
Electro-chemical 1 - 60 7 - 450 day 99 - 150 156 - 255 0,75 - 0,86 1620 -
4500260 - 2560 210 - 920 9 - 55
Lead Acidbattery
Electro-chemical 0.1 - 30 < 30 day - month 22 - 34 25 - 65 0,65 - 0,85 160 -
1060 350 - 850 130 - 1100 21 - 102
Redox/Flow battery Electro-chemical < 7 < 10 day - month 18 - 28 21 - 34 0,72 - 0,85 1510 -
2780650 - 2730
120 - 1600 5 - 88
Compressed air energy storage (CAES)
Mechanical 2 - 300 14 - 2050 day -2 - 7 at
20 - 80 bar0,4 - 0,75 8620 -
17100 15 - 2050 30 - 100 2 - 35
Pumped hydro energy storage (PHES)
Mechanical 450 - 2500
8000 - 190000 day - month 0,27 at
100m 0,27 at 100m 0,63 - 0,85 12800 - 33000
540 - 2790 40 - 160 0,1 - 18
Hydrogen Chemical varies varies indefinite 34000 2,7 - 160 at 1 - 700 bar 0,22 - 0,50 1 384 -
1408 - 25 - 64
Methane Chemical varies varies indefinite 16000 10 at 1 bar 0,24 - 0,42 1 - - 16 - 44Sensiblestorage - Water
Thermal < 10 < 100 hour - year 10 - 50 < 60 0,5 -0,9 ~5000 - 0,1- 13 0,01
Phase change materials (PCM) Thermal < 10 < 10 hour - week 50 - 150 < 120 0,75 - 0,9 ~5000 - 13 - 65 1,3 - 6
Thermochemical storage (TCS) Thermal < 1 < 10 hour - week 120 -250 120 - 250 0,8 - 1 ~3500 - 10 - 130 1 - 5
Vergleich: Energiespeicher-Technologien
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
Energiespeicher - Anwendungen
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
Integration Erneuerbarer Energien
Steigerung der EnergieeffizienzIntegration Erneuerbarer
Elektrizität• Netzstabilität
- Frequenzregelung- Spannungshaltung- Leistungsausgleich/SRL
• Netzausgleich (Energie)- positive/negative Regelenergie- Peak Shaving- Eigenverbrauch, Inselbetrieb,…
• Demand Side Integration- Verschiebbare Last
• Sicherheit, Back-up…
Integration Solarer Wärme• Solarthermische Kraftwerke• Solare Prozesswärme• Solarthermie für Heizung/
Warmwasser…
Industrielle Prozesse• Abwärmenutzung• Rekuperation mechanischer Energie
Gebäude• Heiz- und Kühlbedarf
- Tag/Nacht-Ausgleich- Sommer/Winter-Ausgleich
Elektrizitätserzeugung• Fossile Kraftwerke• Kraft-Wärme-Kopplung• …
Mobilität •Antrieb•Heizung / Klimatisierung
Energiespeicher für die Energiewende
EES – TES – EES/TES/CES
Bundesverband Energiespeicher e.V.
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Wichtig:
• Die gesamte Effizienzkette muss berücksichtigt werden!
• Die benötigte Endenergie spielt bei der Wahl der Speichertechnologie eine Rolle!
• Das geeignetste Speicherverfahren sollte für die tatsächliche Anwendung identifiziert werden!
Das heißt…
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Bundesverband Energiespeicher e.V.
…und wo im Netz?
Zentrale Speicher• Pumpspeicher• Wasserstofferzeugung• Druckluftspeicher
Dezentrale (große) Speicher• Blei-Akkumulatoren• NaS Batterien• Redox-Flow Batterien
Dezentrale (elektr.) Speicher• Lithium-Ionen-Batterie• Blei-Akkumulatoren• NiMh-, NiCd Batterien
Dezentrale (therm.) Speicher• Wärmepumpen + Thermische Speicher• KWK/KWKK + Thermische Speicher