BUNDESVERBAND ENERGIESPEICHER Energy Storage Seminar Tokyo 17. September 2015 Heiko M. Stutzinger,...

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


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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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Branchenübergreifend aufgestellt: Unsere Mitglieder (Auszug)

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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



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2. Strom-Erzeugungsstruktur und implementierte Speichertechnologien


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Strommix in Deutschland 2014

Quelle: ZSW, BDEW


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Mix der Erneuerbaren in Deutschland 2014

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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…


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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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3. German Energiewende – Status Quo

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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

http://energiaeoliana.files.wordpress.com/2009/12/wind-energy1.jpg

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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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4. Aktuelle Situation der Energiespeicher


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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


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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


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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


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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


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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


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Zentrale politische Forderungen:

Faire Marktbedingungen für Speicher als Schlüsseltechnologie für ein dezentrales zukunftsfähiges Energiesystem

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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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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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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)


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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!


Oranienburger Straße 1510178 Berlin Telefon: 030 – 54 610 630Fax: 030 – 54 610 639

www.bves.de

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Backup

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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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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

http://images.google.de/imgres?imgurl=http://farm3.static.flickr.com/2624/3704404831_8772fe3229.jpg&imgrefurl=http://www.flickr.com/photos/shanephelan/3704404831/&usg=__czcKIVM8XKMOhQCOKYvwG0NRfEw=&h=480&w=415&sz=39&hl=de&start=14&um=1&tbnid=Xmz-WsoK_wiUNM:&tbnh=129&tbnw=112&prev=/images?q=redox+Flow+Batteries&gbv=2&ndsp=20&hl=de&sa=N&um=1





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• 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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Energiespeicher - Anwendungen

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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


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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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…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

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