Saubere Energie für die Welt - vdi.de · PDF file6 MW

Siemens AG 2012
Saubere Energie fr die Welt ing.meet.ing #9VDI und VDE Westfalen-LippeBielefeld 29. November 2012
Prof. Dr. Michael WeinholdChief Technology Officer (CTO)Siemens AG, Energy Sector

Seite 2 29.11.12 Siemens AG 2012Michael Weinhold
Paradigmenwechsel beim Energiesystem: Das Neue Stromzeitalter
Elektrifizierung der Gesellschaft
Kohlezeitalter
Erzeugung und Last eng aufeinander
abgestimmt
Elektrische Energie-erzeugung in breitem Stil
Zeitalter der fossilen Brennstoffe
Erzeugung folgt Last
KohleWasserkraft
Kohle, Gas, l,Wasserkraft, Nuklear
Keine Umweltschutz-Bedenken:Energiesystem nicht nachhaltig
bergang zum neuen Stromzeitalter
Herausforderungen: 1.) Demographischer Wandel 2.) Ressourcenverknappung 3.) Klimawandel
Energiesystem im Wandel
Consumer wird zum Prosumer
Kohle, Gas, l,Wasserkraft, Nuklear,
Biomasse, Wind, Solar
Umwelt-Bewusstsein: Nachhaltiges Energiesystem
Das Neue Stromzeitalter
Elektrizitt wird der Energietrger mit einem Stromnetz als Rckrat
Integriertes Energiesystem
Last folgt Erzeugung
Erneuerbare Energietrger, (Solar, Wind, Wasserkraft, Biomasse),
saubere Kohle, Gas, Kernkraft
19. Jahrhundert
Pioniere20. Jahrhundert
Zentrale Kraftwerke21. Jahrhundert
Prosumer?

Agenda
Innovationen
Trends
Handlungsempfehlungen

Strommarkt wchst mit fast 3% pro Jahr
43%
14%
18%
19%
PV
CSP1%
Geothermie4%
Biomasse,Abfall
WindOnshore
WindOffshore
2.8%
22.1
+68%
Kohle
l
Gas
Atomkraft
Hydro
Erneuer-bare
2030
37.1
34%
3%
24%
11%
15%
13%
2011
41%
4%22%13%
16%4%
Stromverbrauch weltweit (in 1.000 TWh)
Quelle: Siemens AG; IEA

Global cumulated installed capacity of Wind, PV, CS P
Source: http://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentl ichungen/veroeffentlichungen-pdf-dateien/studien-un d-konzeptpapiere

Global lassen sich fnf Hauptentwicklungen unterscheiden
Umsatz aus lexportmit hohem Anteil frdas GDP
Oil export maximizers
Hoher Stromzuwachs
Schwach ausgeprgteInfrastrukturen
Next wave electrifiers Moderater
Stromzuwachs
Geringer Anteil an Erneuerbaren
Traditionalist Moderater
Stromzuwachs
Hoher Anteil an Erneuerbaren
Green pioneers Hoher Stromzuwachs
BestehendeInfrastrukturen
Energy hungry
1. 2. 3. 4.
5.

Grne Pioniere: Ambitionierter Umbau zu einem nachhaltigen Energiesystem
Charakteristika Stagnation der Nachfrage Fokus auf Nachhaltigkeit Zunehmend dezentrales System Hoher Anteil Erneuerbarer Existierendes zentrales Netz, Trend zu
dezentralen Strukturen Bedarf an Speichern
Marktchancen aus der Energiewende Erzeugung: Erneuerbare, flexible
Konventionelle, Speicher Netz: Abstimmung von zentralen und
dezentralen Netzen Verteilung: Smart Grids Verbrauch: Demand Side
Management, Energieeffizienz
Charakteristika der Grnen Pioniere und Marktchanc en aus der Energiewende
Quelle: Siemens AG
Lnderbeispiele

Derzeit ber 120 Regionen Deutschlands wollen sogar ihre Energieversorgung im Mittel zu 100% auf Erneuerbare umstellen
Source: http://www.100-ee.de

Ziele der deutschenEnergiewende(September 2010)
Energiewende Deutschland Ambitionierte Ziele
CO2-Reduzierung: Mindestens 8095% (Referenzjahr 1990)
Anteil Erneuerbarer Energien am Stromverbrauch: 80% im Stromerzeugungs-Mix
Anteil Erneuerbarer Energien am Primrenergieverbra uch >50%
Reduktion des Primrenergieverbrauchs um 50% (Referenzjahr 2008)
Abschalten aller Kernkraftwerke 1
Netzausbau: 3800 km bis 2020 notwendig 2
2030 2040 2050Bis ... 20221) Ausstiegsbeschluss vom Juni 2011 2) Netzentwicklungsplan vom Mai 2012

Beitrag und Ziele Erneuerbarer EnergienAnteil des Stroms aus Erneuerbaren Energiequellen
Quelle: BDEW http://www.bdew.de/internet.nsf/id/daten-grafik-de

PV
August 2012:30 GW of PV installed in
>1 Million Power Plants in Germany!

Simplified working principle of day-ahead Electricity Market in Germany
Source: http://www.arrhenius.de/uploads/media/arrhenius_DP_3_PV_01.pdf

Sources: http://www.epexspot.com/en/market-data/auction/char t/auction-chart/2012-05-26/FRhttp://www.transparency.eex.com/de/
22.4 GW = Record feed-in of PV in Germany
Yellow: PVGreen: WindGrey: conventional power production
Planned Electricity Production and Day-Ahead Electricity Market in Germany (May 26, 20 12)
Planned Power Production
Solar dent
Price in /MWh

Sources: http://www.epexspot.com/en/market-data/auc tion/chart/auction-chart/2012-09-14/DEhttp://www.transparency.eex.com/de/
Yellow: PVGreen: WindGrey: conventional power production
Planned Electricity Production and Day-Ahead Electricity Market in Germany (Friday, Sep 14, 2012 )
Planned Power Production
Price in /MWh

Stromerzeugung von Wind, PV und konventionellen Kraftwerken >100MW in D. im Januar und Mai 2012
Source: http://www.ise.fraunhofer.de/de/downloads/pdf-files/aktuelles/stromproduktion-aus-solar-und-windenergie-2012.pdf
22.4 GW record PV feed-in
January
May

Die Energiewelt im Umbruch hin zu einem integrierte n Energiesystem: effizienter, volatiler, komplexer un d bidirektional
Nachher
Vorher
power
information

Energiewende in Deutschland Management eines immer komplexeren Systems

Srompreis in Deutschland fr Privathaushalte
VAT Concession FIT CHP Electr. tax
Quelle: 120504_BDEW_Strompreisanalyse_Mai_2012_.pdf

Strompreis in Deutschland fr Privathaushalte
Quelle: 120504_BDEW_Strompreisanalyse_Mai_2012_.pdf

Electricity prices in Germany are above EU average
Source: Quarterly Report on European Electricity Markets / January March 2012 of EU Commission

Die Energiewende muss gelingen Deutschland ist ein Schaufenster fr die Welt
Chance fr deutsche Unternehmen:Nachweis der Tauglichkeit innovativer Energietechnik fr den globalen Einsatz
Chance Arbeits-Import:Energietechnik sichert Arbeitspltze in Deutschland (Sector Energy: 30% der Arbeitspltze vs. 5% des Umsatzes in Deutschland)
Chance Energiesicherheit:Zuverlssige und bezahlbare Energieversorgung zunehmend aus eigenen Ressourcen

Agenda
Innovationen
Trends
Handlungsempfehlungen

Innovationen fr die Energiewende
Zustzliche MW in 2011durch Modernisierungen
Neue Leistungsfhigkeitbei Windturbinen
Weltrekord bei GuD-Kraftwerken
Verlustarme HG-Anbindungvon Offshore-Anlagen
Hocheffiziente Gleichstrom-bertragungstrassen
Hocheffiziente Kohlekraftwerke
200 MW200 MW
47%47% 60.75%60.75%
6 MW6 MW 800 kV800 kV

Weltrekord in Energieeffizienz die neue Turbine der H-Klasse
Weltrekord-Wirkungsgrad von 60,75% bei einer Leistung von 578 Megawatt im kombinierten Gas-und-Dampf-Betrieb
Schnelle, flexible Bereitstellung von Energie mehr als 500 Megawatt innerhalb von nur 30 Minuten am Netz
Entwicklung durch Team von mehr als 750 Siemens-Mitarbeitern weltweit und 50 fhrenden Universitten

FACY technology improves start-up efficiency by 14% -pts. during a hot start
Combined Cycle Power Plants (CCPP):highest flexibility and efficiency using Fast Cycling (FACY)
Start-up time hot start
~ 50%~ 36%
Averaged efficiency (Time interval conventional start)
~ 260 MWh~ 340 MWh
Fuel consumption (only for start-up process)
Hot Startwith FACY
ConventionalHot Start
Load
Time
Conventional start-up curve
Modified start-up curve
Improvement

1987 - 1990 1st generation30 - 165 KW
1993 / 1994 2nd generation225 - 500 KW
1996 / 19973rd generation
1,000 1,500 KW
2002 / 20034th generati

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