Italiens Energieversorgung mit Schwerpunkt Wasserkraft und ...
Die Zukunft der Energieversorgung - openHAB Foundation
20
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin © 2017 Hochschule Darmstadt www.h-da.de Die Zukunft der Energieversorgung Smart Home Day Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Transcript of Die Zukunft der Energieversorgung - openHAB Foundation
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
© 2017 Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Die Zukunft der Energieversorgung
Smart Home Day
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
fb eit© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Die Zukunft der Energieversorgung
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Erster Lehrstuhl für Elektrotechnik der Welt an der TH Darmstadt
1882 Erasmus Kittler
1963 (erster) Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgung
Stromversorgung in Darmstadt begann 1888 mit der „Centralstation
für elektrische Beleuchtung“: • Gleichstromanlage für ca. 7.500 Lampen
• Versorgung des Staatstheaters
1897: erste elektr. Straßenbahn durch Darmstadt
15.04.1912: Gründung der Hessischen Eisenbahn AG (HEAG)
In der Folge Versorgung umliegender Städte und Gemeinden im
Odenwald und an der Bergstraße:
Groß-Umstadt, Heppenheim, Lindenfels, Reichelsheim, …. fb eit© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Historischer Rückblick –Energieversorgung in Darmstadt
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Die Energiewende setzt auf regenerative Energie unter den von der Ethikkommission definierten Bedingungen
*) Bei deutlicher Energieeinsparung und deutlichem Import!
*)
… aber wie sieht es mit den Forderungen
der Ethikkommission aus?
Die Abschaltung der
Kernkraftwerke sowie der Ausbau
der erneuerbaren Energiequellen
erfolgt schnell …
2013: ca. 25 %
bis 2020: + 1,4 % p.a.
bis 2030: + 1,5 % p.a.
bis 2050: + 1,5 % p.a.
Transforma-
tionsgeschwin-
digkeit
fb eit© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Die Energiewende bewirkt ein Überangebot an (temporär) verfügbarer Kraftwerksleistung
20 000
0
40 000
60 000
80 000Verfügbare konventionelle Kraftwerke
2016: 92,54 GW
Ve
rfü
gb
are
Leis
tung
in
MW
Die Summe aus verfüg-barer konventioneller und installierter regenerativer Leistung übersteigt die zeitgleich nutzbare Leistung deutlich. Der Einsatz von Speichern wird unerlässlich.Die höchste Einspeiseleistung tritt im Verteilnetz auf (über 80% der Kapazität).
17.27020.508
23.92327.855
31.48634.661
42.540
51.609
62.161
72.949
78.839
85.402
92.995
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
100000
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Insta
llie
rte
Le
istu
ng
in
Me
ga
wa
tt2016: 103.140
fb eit© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Aufbau des
Energieversorgungs-
netzes &
Veränderungen
• Windkraft
• Photovoltaik
• Kernenergie-Ausstieg
• Elektrofahrzeuge
• Wärmepumpen
Veränderte Einspeisung
Neue elektr. Verbraucher
• Blockheizkraftwerke
• Biomasse
Elektrische Speicher
Höchstspannung
380/220 kV
Hochspannung
110 kV
Mittelspannung
10/20 kV
Niederspannung
0,4 kV
Großindustrie
Großverbraucher
Gewerbe
Kleinverbraucher
Gewerbe
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Die Energiewende bewirkt ein Überangebot an (temporär) verfügbarer Kraftwerksleistung
fb eit© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
0
10
20
30
40
50
60
70
2011 2012 2013 2014 2015 2016
€/MWh
51€/MWh
Trendlinie
Grenzkosten Gas ≈ 45-55€/MWh
Grenzkosten Steinkohle ≈ 25-35€/MWh
Grenzkosten Braunkohle und Kernenergie ≈20-25€/MWh
26€/MWh
Qu
ell
e:
Am
pri
on
Gm
bH
Entwicklung Spot-Preis Day-ahead seit 2011 (monatlicher Durschnitt)
Die Erneuerbaren Energien drängen die
konventionellen Kraftwerke aus dem Markt
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
fb eit© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Stromproduktion und Börsenstrompreise –Deutschland April 2017
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Brutto-Stromerzeugung 2015 in Deutschland: 651,8 Mrd.
Kilowattstunden*- Anteile an der Brutto-Stromerzeugung in Prozent -
Wasser 3,0%
Photovoltaik 5,9%
Siedlungsabfälle 0,9%
Geothermie 0,02%
* vorläufigQuellen: BDEW, AG Energiebilanzen Stand: 01/2016
Steinkohle 18,1%
Erdgas 9,1%Heizöl, Pumpspeicher
und Sonstige 4,8%
Wind onshore 12,2%
Wind offshore 1,3%
Biomasse 6,8%
Erneuerbare 30,1%
Brutto-Stromerzeugung nach Energieträgern 2015
Braunkohle 23,8%
Kernenergie 14,1%fb eit© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
…..neue Technologien penetrieren in den etablierten
Markt – Power-to-heat (P2H)
Strom
Kaltes
Wasser
Heißwasser
Wärmespeicher der N-ERGIE Nürnberg
fb eit© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
…..neue Technologien penetrieren in den etablierten
Markt – Power-to-Gas (P2G)
Protonen-Austausch-Membran (PEM): 60 m³ Wasserstoff pro Stunde
(180 kW)
Elektrische Leistung: 320 kWfb eit
© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Die Unabhängigkeit der Verbraucher nimmt zu –Das Aktiv-Stadthaus der ABG in Frankfurt
fb eit© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Die Netze müssen der Veränderung folgen –Smart Grid Netzkonzepte
fb eit© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
fb eit© 2016
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Der Blick in die Zukunft
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Das Energiesystem der Zukunft ist modular gemäßdem Prinzip der technischen Subsidiarität aufgebaut
Gebäude
Stadt / Umland
Quartier / Dorf
EuropaDeutschland
25% 20%
15%20%20%fb eit
© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Wärme
Elektrische Energie
Gas
Wärme Speicher
Gas Speicher
Speicher
Gas to Heat(G2H)
Power to Gas(P2G)
Gas to Power(G2P)
Power to Heat(P2H)
Heat to Power(H2P)
Geothermie, Solarthermie, Müll
Regenerative Energien
Erdgas, Biomasse
Energiemanagement der Zukunft –Flexible Kopplung der Medien
fb eit© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Flexible Steuerung der Lasten und der Erzeugung
Flexible Verbraucher
Smart Home
Neue SpeicherE-Mobilität / Hausspeicher
Flexible Erzeugung
Energie Effizienz
fb eit© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
Was passiert in der Zukunft?
Flatrate Tarife
Abschaltung Kernkraftwerke
Photovoltaik aus dem Drucker
WüstenstromDESERTEC
Permutationsreaktor
Kernfusionsreaktor
Gebäudeintegrierte Photovoltaik auf jedem Haus
Batteriespeicherfür Jedermann
40 Mio. Elektroautosin Deutschland
Elektrische Wärmepumpefür jedes Haus
Energieeffizienz
Energiegenossenschaften
fb eit© 2017
Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin
© 2017 Hochschule Darmstadt
www.h-da.de
Vielen Dank für
Ihre Aufmerksamkeit
Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing.Ingo JerominBirkenweg 864295 DarmstadtMail: [email protected]
