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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
4
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
14Bettina Furrer, 26.01.2018
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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Quelle: VSE (2016); www.energiewelten.ch