Energiesysteme der Zukunft - AKTUELLES · 2017-04-09 · MindSphere bündelt Lösungen für den...

„Industrie 4.0“ und

Energiesysteme der Zukunft

Dr. Udo Niehage

München, 07.04.2017

siemens.com © Siemens AG 2017

© Siemens AG 2017

07. April 2017 Seite 2 Dr. Udo Niehage

Das Energiesystem hat sich grundlegend verändert

Strom Gas Kälte/Wärme

Wind oder PV

(privat)

Speicher

Diesel-

Generator Microgrid

Elektromobilität

Intelligente Gebäude

Wärme-

speicher

Onshore-

Wind

Große PV-

Installation

Speicher

(Gas, Flüssigkeiten)

Biomasse

KWK

Gasverteilung

Energieveredelung

(Gase, Flüssigkeiten,

Chemie)

Gastransport

Offshore-Windpark

Onshore-Windpark

Gaslieferant Gaswerk

Fernwärme

(-kälte)

Intelligente Stromzähler

Netzleitstelle

Wasser-

kraftwerk

Gebäude,

Rechenzentren,

Nanogrid

Transformator

Umspannwerk Umspannwerk

Fossiles Kraftwerk

konventionelles Stromnetz

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Wind oder PV

(privat)

Speicher

Diesel-

Generator Microgrid

Elektromobilität


Wärme-

speicher

Onshore-

Wind

Große PV-

Installation

Speicher


Biomasse

KWK

Gasverteilung

Energieveredelung


Chemie)

Gastransport

Offshore-Windpark

Onshore-Windpark


Fernwärme

(-kälte)


Netzleitstelle

Wasser-

kraftwerk

Gebäude,

Rechenzentren,

Nanogrid

Transformator


Fossiles Kraftwerk


Neue Technologien

Digitalisierung

Verfügbarkeit

Wirtschaftlichkeit, Effizienz

Atomausstieg

Markt-

liberalisierung

Lokale Emissionen

Einsparung an

CO2-Emissionen

Elektrifizierung, steigende Nachfrage

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Stromerzeugung durch neue Technologien wird wettbewerbsfähig

Prognosen für den Zeitraum 2015-35:

Disruption durch Speicher?

-40% Kosten (2015-2020)

PV: -45% → selbst Dachinstallationen

werden wettbewerbsfähig

Wind Offshore: -43% → Industrialisierung

der Fertigung und Vereinfachung der

Wertschöpfung

Wind Onshore: -22% → Verbesserung

durch Volllastenstundenzahl und neue

Standorte (Schwachwindturbinen)

Fossile Brennstoffe mit steigenden

Kosten: +32% Kohle, +12% Gas

Quellen: IHS (2015), Bloomberg (2016)

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Unser Lösungsansatz: Dezentrale Energiesysteme

Ganzheitliches Energiekonzept: Kombination aus Stromerzeugung, Kraft-Wärme-Nutzung, Speicher, phys.

Netze, Automatisierung und Digitalisierung für Energieeffizienz, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit

Lösungen

– Virtuelle Kraftwerke

– Microgrids

– Netzleittechnik

Finanzierung / neue

Geschäftsmodelle

– Leasing

– Performance

Contracting

– Peer to Peer

Systeme

– Onshore Wind

– PV-Systeme,

Wechselrichter

– Energiespeicher

– FACTS u.DC

Produkte

Turbinen und Motoren

(250 kW bis 66 MW)

Transformatoren

Schutztechnik

Umspannwerke

Ausgewählte Elemente Dezentraler Energiesysteme

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Wind oder PV

(privat)

Speicher

Diesel-

Generator Microgrid

Elektromobilität


Wärme-

speicher

Onshore-

Wind

Große PV-

Installation

Speicher


Biomasse

KWK

Gasverteilung

Energieveredelung


Chemie)

Gastransport

Offshore-Windpark

Onshore-Windpark


Fernwärme

(-kälte)


Netzleitstelle

Wasser-

kraftwerk

Gebäude,

Rechenzentren,

Nanogrid

Transformator


Fossiles Kraftwerk


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Elektrifizierung und Automatisierung – automatisiert und digital vernetzt

Elektrifizierung, Automatisierung und Digitalisierung –

wir verfügen über ein umfangreiches Lösungsangebot

Siemens Software

MindSphere – das cloudbasierte, offene IoT Betriebssystem

Siemens digitale Services

ganzheitliches IT-Sicherheitskonzept

Umfassende Konnektivität

Offene Schnittstellen

Data Analytics

Künstliche Intelligenz

Kundenspezifische Apps von Siemens

und Drittanbietern

Kostentransparenz

Unabhängigkeit vom Cloud-

Infrastruktur-Anbieter

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Beispiel Microgrid –

bedarfsspezifische Software unterstützt Betreiber und Verbraucher

Siemens Software und digitale Services

Elektrische Systeme im Microgrid

MindSphere – Das cloudbasierte, offene IoT Betriebssystem

EnergyIP:

Flexibles, skalierbares Meter Data Management

Fault Detection: Probleme im Netz schnell, präzise

lokalisieren und analysieren

Demand Management: Lastenspitzen,

Angebot und Nachfrage im Netz optimal verteilen

Energiehandel/Blockchain: Handel von Energie

zwischen Prosumern

Leak Detection: Nicht nur bei Energie sondern auch

bspw. bei Wasser

Storage:

Fluktuation im Netz ausgleichen

EnergyIP Fault Detection Demand

Management

Energiehandel/

Blockchain Leak Detection Storage

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Beispiel Transportwesen –

Produktivität der angeschlossenen Systeme verbessern


Elektrische Systeme im Transportwesen


Railigent: Rolling Stock Asset Management – höhere

Verfügbarkeit und vorausschauende Instandhaltung

Car Sharing: Autos nach Verfügbarkeit buchen und

mit anderen Nutzern teilen

Fleet Management: Instandhaltung, Nutzung und

Betrieb von Flotten

Railigent Car Sharing Fleet

Management

Verkehrs-

management

intermodales

Verkehrs-

management

Verkehrsmanagement: Verkehr auf der Straße oder

Schiene effizient steuern

intermodales Verkehrsmanagement: Verkehr über

alle Verkehrsträger hinweg effizient steuern

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MindSphere bündelt Lösungen für den Betrieb von Infrastruktur

Elektrische Systeme im Microgrid und im Transportwesen



Betriebssystem einer Stadt

ganzheitliches IT-Sicherheitskonzept

EnergyIP Fault

Detection

Demand

Management

Energiehandel/

Blockchain

Leak

Detection Storage

Railigent Car Sharing Fleet

Management

Verkehrs-

management

intermodales

Verkehrs-

management

eCar

Charging

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Anlage passt sich

Witterungsbedingungen an,

vermeidet Maximallast

→ bis zu 5% mehr

Energieerzeugung p.a.

Mehrwert für Kunden schaffen –

künstliche Intelligenz führt zu erhöhter Energieerzeugung

Lösung

Ergebnis

350 MW Windpark im

US-Bundesstaat Washington

mit 140 Turbinen wird

effizienter dank

künstlicher Intelligenz

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Transparenz und Analyse von Daten optimiert die Nutzung von Netzen

Stadtwerke Krefeld kann

kostenintensiven Netzausbau

vermeiden bzw.

Netzkapazität

um 35% steigern

Lösung

Ergebnis

Smart Grid für Wachtendonk

(NRW) mit 8.000 Haushalten

und 80% dezentraler

Energieerzeugung, vor allem

PV

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Energieversorgung digital optimiert

99% Verfügbarkeit der Turbine

durch vorausgegangenes

3D-Modelling,

vorausschauende

Instandhaltung und Remote-

Monitoring

Lösung

Ergebnis

Greifswald: Nord Stream

Pipeline Landestation vor

Bau vollständig digital

modelliert (digitaler Zwilling)

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Innovationen bei Siemens –

Dekarbonisierung der Mobilität durch Elektrifizierung

eHighway:

Elektrischer Lastverkehr

– Demonstrationsprojekte in

Schweden und Kalifornien

– Hybridlastwagen mit Strom-

versorgung über Oberleitungen

bei bis zu 90 km/h

eAir:

Hybrid-elektrisches Fliegen

– Elektrischer Antrieb:

>25% Treibstoff-, Emissions-

und Lärmreduktion

– Kooperation zu hybrid-

elektrischen Antrieben mit

Airbus

eFerry:

CO2-freier Schiffsverkehr

– Norwegen: Weltweit erste

vollelektrische Fähre

– 3 Batteriemodule, Antrieb von

2 Elektromotoren à 450 kW

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Innovationen bei Siemens –

ausgewählte Forschungsaktivitäten im Bereich Energie und Elektronik

Wasserstoff

– Weltgrößtes Elektrolysesystem

in Mainz von Siemens

– Umwandlung von

Überschussstrom in

Wasserstoff (>6 MW),

Wirkungsgrad von 60%

CO2toValue

– Elektrolytischer Prozess:

Nutzung von Elektrizität und CO2

– Umwandlung von CO2 in

Kohlenstoffverbindungen

für die Industrie

Hochtemperatur-

Wärmepumpe

– Wärme/Heizen als größter

Verbraucher von

Endenergie (47%)

– 10kW-Pilotinstallation für Betrieb

bei >140°C verfügbar,

MW-Bereich geplant

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Digitalisierung –

unsere Stellung im Markt unterscheidet uns klar vom Wettbewerb

─ Umfassendes Verständnis von

unterschiedlichen Branchen und regionalen Märkten

─ Starke installierte Basis an Systemen im Markt;

teilweise bereits digital vernetzt

─ Einzigartiges Digital-Portfolio:

MindSphere, Software, Services, Sicherheit

─ Vielzahl von Siemens-internen Beispielen als Belege

─ Siemens-eigenes starkes Eco-System

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