100% regionale Energie - ein flexibles zellulares Energiesystem von morgen - Regionalkonferenz "Energiezukunft gestalten! Gemeinsam!" 26.1. 2018 ...
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100% regionale Energie – ein flexibles zellulares Energiesystem von morgen Regionalkonferenz „Energiezukunft gestalten! Gemeinsam!“ 26.1. 2018 Alexander von Jagwitz B.A.U.M. Consult GmbH München
Inhalt Warum erneuerbare Energie? Paradigmenwechsel Zentrale Energieversorgung -> dezentrale Energieversorgung Elemente einer dezentralen Energieversorgung Geschäftsmodelle und Akteure in einer dezentralen Energieversorgung Umsetzung der Strategie mit den Stadtwerken Wunsiedel im GOFLEX Projekt 100% Regionale Energie 26.01.2018 2
Berater, die Hofnarren von heute
• Verbreiten unbequeme
Wahrheiten für die
Herrschenden
• Stehen unter dem Schutz
und der Fürsorge des
Hofes
• Haben „Narrenfreiheit“
• Sollten unterhaltsam sein
100% Regionale Energie 26.01.2018 3
Das B.A.U.M. Konzept
Konferenzen, Marketing
Kongresse
Forschung Dienstleistung Innovation days,
Workshops, Round tables
Unternehmensberatung
Nachhaltigkeit/Energie
Potenzialstudien,
Umsetzungskonzepte
Regionalberatung,
Integrierte
Klimaschutzkonzepte
Energiekonzepte
100% Regionale Energie 26.01.2018 4
Warum Erneuerbare Energie? 100% Regionale Energie 26.01.2018 5
Fossile Brennstoffe -> Klimawandel 100% Regionale Energie 26.01.2018 6
Das Versprechen der Atomkraft hat sich nicht erfüllt 100% Regionale Energie 26.01.2018 7
Fossile Brennstoffe werden importiert 100% Regionale Energie 26.01.2018 8
Ressourcenknappheit -> Ressourcenkriege
„Auch in Syrien geht es in erster Linie um Rohstoffe, vor allen Dingen um Erdgas. ..Wer
Europa aus dem Nahen Osten mit Erdgas beliefern will, kommt an Syrien nicht vorbei. Das
Land liegt wie ein Sperrriegel vor der Türkei und dem Mittelmeer. Große Erdgasvorräte in
der Region besitzen der Iran und Katar.“
Wirtschaftswoche 12.9.2015
"Erdöl ist zu wichtig, als dass man es den Arabern überlassen könnte"
Henry Kissinger
100% Regionale Energie 26.01.2018 9
Fossile Brennstoffe werden knapp 100% Regionale Energie 26.01.2018 10
Herausforderung Paradigmenwechsel
Wo wurde die Quarzarmbanduhr erfunden?
Schweiz Quelle: Wikipedia
Japan
100% Regionale Energie 26.01.2018 11Paradigmenwechsel EDV zentral ->
dezentral
"Ich denke, dass es weltweit einen Markt für vielleicht fünf
Computer gibt” Thomas Watson, IBM Chairman, 1943
"Es gibt keinen Grund, warum jeder
einen Computer zu Hause haben
sollte” Ken Olsen, Gründer von
Digital Equipment, 1977
„500 Dollar? Das ist das teuerste Telefon der Welt. Und es spricht Business-Nutzer
überhaupt nicht an, weil es keine Tastatur hat. Damit ist es keine besonders gute
Mail-Maschine“. Steve Ballmer, CEO Microsoftüber das iPhone, 2007
100% Regionale Energie 26.01.2018 12Paradigmenwechsel Energie 100% Regionale Energie 26.01.2018 13
Energieverbrauch in Deutschland
zentral
Dezentral/zentral
Weitestgehend
dezentral
100% Regionale Energie 26.01.2018 14Unsere zukünftigen Energieträger für die Stromerzeugung Sonne Wind Wasser Biomasse -> Die beiden größten Energieträger, Sonne und Wind, schwanken in der Verfügbarkeit und sind dezentral verfügbar. 100% Regionale Energie 26.01.2018 15
Heute: Energieerzeugung wird dem Verbrauch angepasst 100% Regionale Energie 26.01.2018 16
Morgen: Der Energieverbrauch wird der Energieerzeugung angepasst • Flexibilität wird eine entscheidende neue Funktion in dem System 100% Regionale Energie 26.01.2018 17
UBA/IWES Strommix 2050 (2010)
• Die Erzeugungs-
kapazitäten für
erneuerbare Energien
müssen noch massiv
ausgebaut werden.
• Die Prognosen für die
Zukunft stammen aus
unserem heutigen
Denkmodellen: Kraftwerke
werden durch Windparks
ersetzt
• Der heutige Ökostrom
(größtenteils basierend auf
Wasserkraft) spielt in
Zukunft nur eine kleine
Rolle
100% Regionale Energie 26.01.2018 18Paradigmen des heutigen Stromsystems: Stromsee und Kupferplatte • Strom ist überall und von jedem Anbieter in Europa verfügbar, • Die Netzkosten werden nach Verbrauch aufgeteilt auf alle Netznutzer 100% Regionale Energie 26.01.2018 19
Konsequenz der zentralen
Stromerzeugung: Neue
Überlandleitungen sind notwendig
Windenergie
Windenergie in Planung
Photovoltaik- / Bioenergieanlagen
Engpass
Übertragungsnetz
Verteilungsnetz
Ballungszentrum
Dena I: 850 km – Umgesetzt 80 km
Consentec + Dena nach EnLAG:
Zusätzlich 1150 km (insg. 2000 km)
2013
100% Regionale Energie 26.01.2018 20Ist das Paradigma der zentralen Energieerzeugung passend für die Erneuerbaren Energien? 100% Regionale Energie 26.01.2018 21
4 Übertragungsnetzbetreiber
managen heute das Netz
? Flexibilitäten werden über
den Regelenergiemarkt und
die EEX Spotmärkte
gehandelt.
900 Verteilnetzbetreiber
müssen lernen, ihr Netz
anders zu managen.
100% Regionale Energie 26.01.2018 22Die Netz(r)evolution 100% Regionale Energie 26.01.2018 23
Das zellulare Modell (E-Energy) 100% Regionale Energie 26.01.2018 24
GOFLEX: Das zellulare Energiesystem im
Modellversuch
Ebene 1
Wohnhäuser,
Bürogebäude, Inselmodus
Fabriken,
Microgrids
Ebene 2
Verteilnetze
Jede Zelle versucht, Energieerzeugung und Energieverbrauch selbst
auszugleichen durch ausreichend Flexibilität (z.B. durch Speicher).
Jede Zelle ist fähig (zumindest im Notbetrieb) sich selbst zu versorgen.
100% Regionale Energie 26.01.2018 25GOFLEX: Energie and Flexibilität sind zwei
verschiedene Produkte
Energie E=P*t in kWh
Flexibilität F=ΔP1(Δt);..; ΔPn(Δt) in kW*
*Δt= 15 min Intervall
100% Regionale Energie 26.01.2018 26Smart Grids sind der Schlüssel für dezentrale Energiesysteme Energieversorger werden Ihre IKT-Kompetenz erhöhen oder IKT-Firmen werden zu Energieversorgern. 100% Regionale Energie 26.01.2018 27
Ist Blockchain eine mögliche Antwort die Anfälligkeit von zentralen IT-Systemen? Nur noch die notwendigsten Daten werden über die Blockchain verteilt, die zentrale Intelligenz fällt weg. 100% Regionale Energie 26.01.2018 28
Sicherheit und Resilienz in dezentralen Systemen Versuchen Sie mal einen Vogelschwarm zu treffen! 100% Regionale Energie 26.01.2018 29
Das flexible Holare Netz:
Fehlereintritt
Höchstspannungsnetz
Niederspannungsnetz (0,4 kV)
220 und 380 kV
Messung
im Netz
(PMU)
Hochspannungsnetz
110 kV
Holon A
vollautomatisiert
vollautomatiisert
ONS BHKW
MS/NS
BHKW
offene
offener Trennstelle
Mittelspannungsnetz (z. B. 10 kV) Schalte
r
geschlossene Holon B
Trennstelle
100% Regionale Energie 26.01.2018 30Das flexible Holare Netz:
Umkonfiguartion
Höchstspannungsnetz
Niederspannungsnetz (0,4 kV)
220 und 380 kV
Messung
im Netz
(PMU)
Hochspannungsnetz
110 kV Holon C
vollautomatisiert
Holon
A Holon
vollautomatiisert
B
ONS BHKW
MS/NS
BHKW
offener
Mittelspannungsnetz (z. B. 10 kV) Schalter
100% Regionale Energie 26.01.2018 31Akteure und Geschäftsmodelle in einem dezentralen Strom-System 100% Regionale Energie 26.01.2018 32
Akteure, Geschäftsmodelle 100% Regionale Energie 26.01.2018 33
Akteure der dezentralen Energieversorgung: Prosumer Prosumer haben verschiedenste Gründe für die Entscheidung zu Selbstversorgung ! 100% Regionale Energie 26.01.2018 34
Geräte für den Prosumer-Markt 100% Regionale Energie 26.01.2018 35
Prosumer: Photovoltaik und Speicher
werden günstiger
... und die EEG-Verträge
laufen aus
100% Regionale Energie 26.01.2018 36Prosumer: Elektromobilität verbreitet sich 100% Regionale Energie 26.01.2018 37
Akteure der dezentralen
Energieversorgung: Microgrids
Mieterstrom
Business Parks als Microgrids
Industrie Prosumer Öffentliche Gebäude
100% Regionale Energie 26.01.2018 38Akteure der dezentralen Energie- versorgung: Regionalstrom über virtuelle (regionale) Kraftwerke 100% Regionale Energie 26.01.2018 39
Akteure der dezentralen Energie-
versorgung: Nachbarschaftsstrom
Wird heute in Wirklichkeit über einen Energiedienstleister
abgewickelt (Synonyme: Local Energy Community, Peer-to-Peer)
100% Regionale Energie 26.01.2018 40Dienstleistungen für Prosumer
und Microgrids
Handel mit Flexibilitäten Dienstleister
Energieausgleichsvertrag:
Abnahme Restmengen, Dienstleister
Unterstützung bei Unterversorgung
Dezentrale Energieversorgung mit
hoher Eigenverbrauchsrate
• PV/BHKW/Wärmepumpe
Dienstleister
• Batterie, E-Car, Thermische
Speicher
• Energiemanagement-System
100% Regionale Energie 26.01.2018 41Das GOFLEX Konzept: Regionaler
Strom- und Flexibilitätenhandel
VNB/ EVUs
ÜNB
GOFLEX Handels-
Platform- Plattform
betreiber
GOFLEX Aggregator
Aggregatoren
Plattform and
EMS
Microgrid-
Betreiber
EMS
EMS EMS EMS
Virtuelle
Kraftwerke
(Regionalstrom)
Private und Kommerzielle Prosumer 42Alternative: Flatrates für
Verbraucher und Prosumer?
Geschätzter Stromverbrauch (Bandbreite)
+ Fixe Netzgebühr
- Vereinbarte Flexibilität
Strom Flatrate
100% Regionale Energie 26.01.2018 43Die Entwicklung dezentraler
Geschäftsmodelle
BM/Zeithorizont Heute In 10 Jahre In 20 Jahren
EEG-Einspeisung
X ? ?
Prosumer/Microgrid
Eigenverbrauchsmodell X X X
Regionalstrom X X X
Lokale Flexibilität wird am
Regelenergiemarkt und am
Spotmarkt gehandelt X ? ?
VNB kauft lokal
Netzdienstleistungen ein ? ? X
100% Regionale Energie 26.01.2018 44Überblick: Komponenten einer
dezentralen Energieversorgung
Lokales
Netzmanagement Lokaler Markt
Ladestation-
für Energie und
Betreiber
Flexibilität
Regionales
Energieversorgungs- Aggregatoren
management Community
Betreiber
Flexible Microgrids
Konsumenten
Prosumer
100% Regionale Energie 26.01.2018 45Neue Energiedienstleister für (regionale) Energy Communities 100% Regionale Energie 26.01.2018 46
Eindrücke von der Intersolar 2017 100% Regionale Energie 26.01.2018 47
Google sunroof (eon) 100% Regionale Energie 26.01.2018 48
Was machen die Stadtwerke?
„Die deutschen Stadtwerke
haben die besten Chancen in
einer dezentralen
Energiewelt, weil sie bereits
renommierte regionale
Gerard Reid,
Investor, Marken sind.“
Alexa Capita
100% Regionale Energie 26.01.2018 49Umsetzung einer dezentralen Strategie für die Stadtwerke Wunsiedel im GOFLEX Projekt 100% Regionale Energie 26.01.2018 50
SWW Wunsiedel: Diversifizierung der Geschäftsmodelle 100% Regionale Energie 26.01.2018 51
SWW Regionalstrom: Fichtelgebirgsstrom
5
7 8
10 6
3
4
2
3,0 (+7,8) MW Windkraft
1
11,3 MW Photovoltaik
9
Quelle: OpenStreetMap©SWW Aktive Kundenentwicklung
Kunde
Stromkunde Kunde
Regionalstrom,
Regionalstrom
der Flexibilitäten
anbietet
EEG- Prosument mit
Prosument mit
Prosument Eigenverbrauch,
Eigenverbrauch
der Flexibilitäten
anbietet
100% Regionale Energie 26.01.2018 53SWW entwickelt die Dienstleistungen
gemeinsam mit den Prosumern
Wir suchen:
20 freiwillige Prosumer für den
GOFLEX Modellversuch
6-8 freiwillige Prosumenter für
die Produktentwicklung mit
der SWW
(2 Workshops à 4 Stunden)
100% Regionale Energie 26.01.2018 54GOFLEX: Das zellulare System in Wunsiedel
InselmodusVorteile des zellularen Ansatzes zur Stromversorgung Erfordert weniger Übertragungsleitungen (und hat damit weniger Akzeptanzprobleme in der Bevölkerung) Erfordert weniger zentrale Energieerzeugung (weniger Windparks) Reduziert Netzverluste (heutige Verluste bei 6-7%). Das Geld für die Energieerzeugung wird local verdient. Ermutigt Stromkunden, sich aktiv an der Energieversorgung zu beteiligen Ist resilienter und erhöht die Versorgungssicherheit 100% Regionale Energie 26.01.2018 56
Appell an Politik und Regulierung CO2 Steuer auf fossile Energieträger erheben Geteiltes Netzentgelt einführen fixer Anteil: Gemeinschaftskosten variabler Anteil: Verteilnetz getrennt vom Übertragungsnetz) Speicher im Netz von Umlagen befreien. Smart Grids als Netzkosten anerkennen (Kosten Netzausbau vermeiden) Abruf von Flexibilitäten als Netzkosten anerkennen (Kosten Netzausbau und Blackouts vermeiden) 100% Regionale Energie 26.01.2018 57
Verfolgen Sie die weiteren Entwicklungen! 100% Regionale Energie 26.01.2018 58
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