ENERGIESPEICHER EINE ENTSCHEIDENDE SÄULE DER … · 2 Bundesverband Energiespeicher e.V....

BUNDESVERBAND ENERGIESPEICHER

2. Symposium Energiespeicher

Staatliche Studienakademie Bautzen

19. März 2015

Helena Teschner, Referentin der Geschäftsführung BVES

ENERGIESPEICHER – EINE ENTSCHEIDENDE

SÄULE DER ENERGIEWENDE

2

Bundesverband Energiespeicher e.V.

Übersicht

Vorstellung des BVES

Aktueller Stand der Energiewende

Energiespeicher als entscheidende Säule der

Energiewende

Definition

Technologien

Anwendungen

Wirtschaftlichkeit

Derzeitiger gesetzlicher Rahmen und erforderliche

Anpassung

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)

5


Weltweit gut aufgestellt:

Unsere Kooperationspartner

6


Aktueller Stand der Energiewende

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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

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

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Aktuelle Situation der Energiewende

27% 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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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(CAES)

• 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 CapacityStorage

PeriodDensity 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 -

5440

1230 -

3770620 - 2760 17 - 102

Sodium Sulfur

(NAS) battery

Electro-

chemical1 - 60 7 - 450 day 99 - 150 156 - 255 0,75 - 0,86

1620 -

4500260 - 2560 210 - 920 9 - 55

Lead Acid

battery

Electro-

chemical0.1 - 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 -

1710015 - 2050 30 - 100 2 - 35

Pumped hydro

energy storage

(PHES)

Mechanical450 -

2500

8000 -

190000day - month

0,27 at

100m0,27 at 100m 0,63 - 0,85

12800 -

33000540 - 2790 40 - 160 0,1 - 18

Hydrogen Chemical varies varies indefinite 340002,7 - 160 at 1

- 700 bar0,22 - 0,50 1 384 - 1408 - 25 - 64

Methane Chemical varies varies indefinite 16000 10 at 1 bar 0,24 - 0,42 1 - - 16 - 44

Sensible

storage - WaterThermal < 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

16


Energiespeicher - Anwendungen

17


Integration Erneuerbarer

Energien

Steigerung der

Energieeffizienz

Integration 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

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Integration Erneuerbarer

Energien

Steigerung der

Energieeffizienz

Integration 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

21


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 lösen dezentral Probleme im Netz


22

Energiespeicher –

Wirtschaftlichkeit und Markt


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Die Wirtschaftlichkeit eines Energiespeichers hängt ab von

Investitionskosten des Speichersystems

Zahl der Speicherzyklen (pro Zeit) und damit der bereit

gestellten Energie

Preis der „ersetzten“ Energie (Strom, Kraftstoff,

Wärme,…)

Wirtschaftlichkeit

≈ 10.000 €/kWh ≈ 250 €/kWh

≈ 100 €/kWh ≈ 2,0 €/kWh© ZAE Bayern

© ZAE Bayern


Speicher sind sauber

Tragen Energiespeicher zur Integration erneuerbarer Energien und

zur Steigerung der Energieeffizienz bei, ist die von ihnen bereit

gestellte Energie CO2-neutral.

Steigende Preise der CO2-Zertifikate würden die

Wirtschaftlichkeit von Energiespeichern unterstützen!

z.B. Regelleistung


25

Speicher sind marktreif

Keine Subventionen, keine „Markteinführung“

notwendig!

Wenn rechtliche und ordnungspolitische

Rahmenbedingungen klar sind, sind

Speicher konkurrenzfähig!

Japan:

Eisspeicher zur

Klimatisierung

wg. hohem Strompreis

in Peak-Stunden


26

WEMAG Batteriespeicher: 5 MWh-Batteriespeicher

zum kurzfristigen Ausgleich von Netzschwankungen

durch Sonnen- und Windenergie, kommerziell rentabel ab

Inbetriebnahme durch Teilnahme am Primärregelenergiemarkt

E.ON P2G-Anlage: 2MW Power-to-Gas Anlage von der E.ON zur

Einspeisung von überschüssigem Windstrom ins Erdgasnetz

MVV/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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Derzeitiger gesetzlicher Rahmen

und erforderliche Anpassung


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Aktuelle Situation der Energiespeicher

Es gibt keine klaren gesetzlichen Rahmenbedingungen

Plan der Regierung: 1. Netzausbau

2. Demand side management

3. 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: Die ÜNB erstellen die „Regeln“, wer in

ihrem Netz agieren darf Speichern droht durch neue

Präqualifizierungs-Kriterien weitere Benachteiligung


30

Zentrale politische Forderungen:

Faire Marktbedingungen für Speicher als

Schlüsseltechnologie für ein dezentrales

zukunftsfähiges Energiesystem


31

Zentrale politische Forderungen:

Energiespeicher benötigen einen diskriminierungsfreien Zugang

zu allen Marktsegmenten

Energiespeicher benötigen marktorientierte und

technologieneutrale Rahmenbedingungen, die Anreize für

Investitionen in neue Technologien, Innovationen und

Geschäftsmodelle setzen

Es muss klare und transparente Regeln für die Präqualifizierung

geben

Die Marktrolle der Speicher muss klar definiert werden

Die Abgabenlast für Energiespeicher muss klar und fair definiert

werden (Reichweite von § 118 Abs. 6 EnWG)


32

Zusammenfassung


33

Zusammenfassung

Speicher sind markreif! Zahlreiche Technologien stehen zur

Verfügung, weitere werden erforscht und entwickelt

In unserem zukünftigen Energiesystem (Energiewende) ergeben

sich zahlreiche Anwendungsbereiche für Energiespeicher

Bei der Zuordnung von Speichertechnologien und Anwendungen

sollte der Endenergiebedarf und die Effizienz des Gesamtsystems

beachtet werden

Für einen wirtschaftlichen Betrieb von Energiespeichern müssen die

ordnungspolitischen Rahmenbedingungen angepasst werden

Geschäftsmodelle sollten auf der Basis der Möglichkeiten der

Speichertechnologien in konkreten Anwendungen diskutiert

werden (Bottom-up)

Vielen Dank für Ihre

Aufmerksamkeit!


Mosse Palais – Leipziger Platz 15

10117 Berlin

Telefon: 030 - 533 2069 81

Fax: 030 - 533 2069 82

www.bves.de

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BVES Büro Berlin

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