Energiewende Nordhessen Studie Fraunhofer IWES SUN

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Energiewende Nordhessen

17. Kasseler Symposium Energie-Systemtechnik12.10.2012

Dr. Thorsten Ebert, SUN

Katharina Henke, Fraunhofer IWES

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Energiewende Nordhessen

Szenarien für den Umbau der Stromversorgung auf eine dezentrale und erneuerbare Erzeugungsstruktur

Gemeinschaftsstudie der Stadtwerke Union Nordhessen und des Fraunhofer IWES, Kassel

Kassel, im September 2012

SUN / IWES / ENERGIEWENDE IN NORDHESSEN


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1PROJEKTPARTNER


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Stadtwerke Union Nordhessen – SUN

• Die SUN-Partner versorgen rund 290.000 Menschen in der Region mit ca. 1.300 GWh Strom p. a.

• Die SUN-Partner beschäftigen ca. 1.300 Mitarbeiter.


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Fraunhofer IWES

• Fraunhofer ist die größte Organisation für angewandte Forschung in Europa mit 60 Instituten und 20.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern.

• Das Fraunhofer IWES ist das führende Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik.

• Das Fraunhofer IWES besitzt hohe Kompetenz im Bereich dezentraler und erneuerbarer Energieversorgung.


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2FRAGESTELLUNG


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Zentrale Fragestellungen

• Ist eine weitgehend dezentrale Stromversorgung aus erneuerbaren Energien in Nordhessen möglich und sinnvoll?

• Wie hoch ist der EE-Anteil bereits und sind ausreichend weitere Potenziale vorhanden?

• Welcher Energiemix ist anzustreben?

• Wie können die Bürger mit einbezogen und die Region gestärkt werden?


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3BESTANDSAUFNAHME


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Strukturdaten SUN-Region

• 730.000 Einwohner

• 4.000 km2 Fläche

• 3.700 GWh/a Strombedarf

• 590 MW Spitzenlast

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Anteil EE-Erzeugung 2010

• Ca. 15 % EE-Anteil an der Stromversorgung Nordhessens

• Größter EE-Anteil durch PV und Wind

• Installierte EE-Leistung bei 63 % der Maximallast

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Regionale Ausgaben/Einnahmen aus EEG 2010• Regionale EEG-Einnahmen = 97 Mio. €

• Gezahlte „regionale“ EEG-Umlage = 75 Mio. €

• PV erhält 63 % der regionalen EEG-Einnahmen.

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4POTENZIALANALYSE


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Potenziale gesamt, genutzt, verbleibend

• Derzeit werden nur geringe Anteile der Potenziale genutzt.

• Es sind wesentlich größere Flächenpotenziale vorhanden.


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Potenziale im SUN-Gebiet


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Potenziale nach Gebietskörperschaften

4Stadt und Umland sind aufeinander angewiesen:

• Region kann mehr erzeugen als sie verbraucht.

• Stadt hat mehr Bedarf als Erzeugung und kann Überschussmengen aufnehmen.


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5SZENARIEN


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Fünf Ausbau-Szenarien für 2025

• Dem Ausgangsszenario werden vier weitere Szenarien gegenübergestellt.

• Bereitstellung von mindestens 80 % der Jahresenergie aus EE als Voraussetzung.

• Vergleich hinsichtlich energiewirtschaftlicher und ökonomischer Kriterien.

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Residuallast5• Stromverbrauch abzüglich

regenerativer Energieerzeugung

• Negative Residuallast bedeutet Stromüberschuss.

• Positive Residuallast bedeutet zusätzlicher Strombedarf.


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Jahresdauerlinien der Residuallasten

• Rechnerisch bestehen während ca. 3 Monaten Erzeugungsüberschüsse.

• Mehr als 400 MW Unterdeckung entstehen nur für ca. 10 Tage.

• Im EEMax-Szenario entstehen Überschüsse für mehr als die Hälfte des Jahres.

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Selbstversorgungsanteil im Vergleich

• Die vier Grund-Szenarien weisen einen Selbstversorgungsanteil von ca. 60 % auf.

• Selbst im maximalen EE-Szenario liegt die Selbstversorgung bei nur 80 %.

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Abgeregelte Energie und entgangene Einnahmen

• Die Stromüberschüssemüssten aufgrund der Netzengpässe abgeregelt werden.

• Abzuregelnde Energie: ca. 96 GWh/a

• Entgangene Einnahmen: ca. 15 Mio. € p. a.

• Verringerung durch Netzausbau, flexible Lasten oderSpeicherung.

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Systemintegration erneuerbarer Energien

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Deckung der residualen Last mit einem Gaskraftwerk (400 MW)im Ausgangsszenario

• Jahresenergie des Gaskraftwerks:1.419.200 MWh

• Volllaststunden: 3.548 Std.

• Investitionsvolumen: ca. 400 Mio. €

• Selbstversorgungsanteil im Ausgangsszenario durch Gaskraftwerk: 99,5 %

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Glättung der residualen Last mit einem Pumpspeicherkraftwerk (ca. 400 MW)im Ausgangsszenario

• Stromerzeugung des PSW:355.000 MWh/a

• Investitionsvolumen: ca. 1,5 -2,0 Mio. € / MW

• Selbstversorgungsanteil im Ausgangsszenario durch PSW: 79 %

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6BÜRGERBETEILIGUNG / AKZEPTANZFORSCHUNG


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Bürgerbeteiligung und Akzeptanzforschung

• Formen der Bürgerbeteiligung:

• Direkte Partizipation über Bürgerbeteiligungsgesellschaft(Energiegenossenschaft oder Bürgerbeteiligungs-GmbH & Co. KG)

• Indirekte Partizipation über Klimasparbrief


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Direkte Beteiligung z. B. über Genossenschaft

• Bürger gründen eine Beteiligungsgesellschaftz. B. als Genossenschaft.

• Die Anlegerinteressen werden so in einer Gesellschaft gebündelt.

• Diese beteiligt sich an der Windpark GmbH & Co. KG und tritt neben weiteren Beteiligten in die Windparkgesellschaftein.

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7REGIONALE WERTSCHÖPFUNG


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Regionale Wertschöpfung7


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8FAZIT


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Zusammenfassung

• Eine dezentrale Energiewende ist auch in einer Region mit einem Oberzentrum mit industriell geprägter Struktur möglich.

• Auch in einem dezentralen Szenario ist ein überregionaler Netzausbau notwendig. Dessen Struktur wird sich aber stark von den derzeit propagierten Strukturen unterscheiden.

• Die regionalen Wertschöpfungspotenziale sind erheblich, können aber nur generiert werden, wenn die Anlagen auch im Eigentum regionaler Akteure sind (Kommunen, Bürgergenossenschaften, Stadtwerke, regionale Banken).


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9AUSBLICK


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Ausblick – die nächsten Schritte

• Vorliegende Studie soll in Zusammenarbeit zwischen SUN und Fraunhofer IWES vertieft werden.

• Nordhessen als Modellregion:

• Virtuelle Kraftwerke (VK) als zentrales Instrument der Energiewende (IKT-Infrastruktur für VK)

• Vermarktungsoptionen für erneuerbare Energien (planbare, strukturierte EE-Stromprodukte, regionale Vermarktung, Großhandelsmärkte)

• Ausbau und Betrieb der zukünftigen Netzinfrastruktur (regelbare Ortsnetztransformatoren, Unterstützung des Netzbetriebs durch Lastmanagement)


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