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Inhaltsübersicht 
• Entwicklung der "Strom-Welt" 
• Entwicklung der "Gas-Welt" 
• Entwicklung der "Öl-Welt" 
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Schweiz als Batterie und Stromdrehscheibe 
Europas? 
Sarasin, 21.10.2013 
VDE-Studie, 2012 
Aargauer Zeitung, 02.10.201...
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Wegen der Energiewende keine Pumpspeicher? 
Weltwoche ,10.10.2013 
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Handelsblatt, 23.08.2012 
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Welche Bedeutung haben Pumpspeicherwerke im 
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• Braucht es mit der Energiestrategie 2050 neue S...
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Energiespeicherung hat zunehmende Bedeutung für 
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Herausforderungen im Strommarkt 
Ein zukünftiges Energieversorgungssystem erfordert zur Integration 
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Herausforderungen 
• Fördersystem mit Systemeffizienz 
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Der Strommarkt ist bereits heute im Wandel 
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Studie: Bewertung von Pumpspeicherkraftwerken in 
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Studie: Energiespeicher in der Schweiz: Bedarf, 
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Ergebnisse der Studie DNV KEMA (2013) zum technischen Speicherbedarf in der zukünftigen Stromversorgung 
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Mögliche Anwendungen von Speichertechnologien 
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Nutzen der Pumpspeicherkraftwerke: Mengeneffekt 
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Winterhilfe - Power-to-Gas als Speichertechnologie ? 
• Um stochastisch anfallenden Strom aus Erneuerbaren Energien 
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Kosten und Wirtschaftlichkeitsanalyse 
• Derzeit hohe Kosten neuer Speichertechnologien 
• Erwartung signifikanter Kos...
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Empfehlungen für regulatorische 
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Entwicklung "Gas-Welt": 
Bedeutung für die Speicherung heute und morgen 
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Entwicklung "Gas-Welt": 
Heutige Gasversorgung 
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Entwicklung "Gas-Welt": 
Risiko Auslandabhängigkeit 
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Entwicklung "Öl-Welt": 
Risiko Auslandabhängigkeit 
• 60 % der Erdölimporte erfolgt direkt in Form von Ölfertigprodukt...
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Vision des Bundes zur Energiespeicherung

  1. 1. "Vision" des Bundes zur Energiespeicherung Daniel Büchel, Vizedirektor und Programmleiter EnergieSchweiz Journée smart energy, Sion, 5. September 2014
  2. 2. 2 Inhaltsübersicht • Entwicklung der "Strom-Welt" • Entwicklung der "Gas-Welt" • Entwicklung der "Öl-Welt" • Entwicklung im Bereich Forschung
  3. 3. 3 Schweiz als Batterie und Stromdrehscheibe Europas? Sarasin, 21.10.2013 VDE-Studie, 2012 Aargauer Zeitung, 02.10.2013 Südostschweiz, 21.10.2010 Der Bund, 08.04.2011
  4. 4. 4 Wegen der Energiewende keine Pumpspeicher? Weltwoche ,10.10.2013 NZZ, 27.09.2013 Handelsblatt, 23.08.2012 Südostschweiz, 12.05.2011 Zürcher Landzeitung, 13.05.2011
  5. 5. 5 Welche Bedeutung haben Pumpspeicherwerke im zukünftigen Strommarkt? • Braucht es mit der Energiestrategie 2050 neue Speicher? • Und wenn ja, … – … wie viel Speicherkapazität? – … welche Technologien? – … zu welchem Zeitpunkt? – … an welchem Standort? – … ist die Wirtschaftlichkeit gegeben? – … mit welchem Marktmodell?
  6. 6. 6 Energiespeicherung hat zunehmende Bedeutung für zukünftiges Energiesystem
  7. 7. 7 Herausforderungen im Strommarkt Ein zukünftiges Energieversorgungssystem erfordert zur Integration erneuerbarer Energien folgende Technologien: • Speichertechnologien, um einen allfälligen Angebotsüberhang zu speichern und bei einem Nachfrageüberhang abzugeben • Flexible Kraftwerke, um einen allfälligen Nachfrageüberhang bei fehlender Produktion zu decken • Demand Side Management, um das Nachfrageverhalten der Angebotsentwicklung anzupassen • Effizienter Netzbetrieb, Netzausbau und Entwicklung von Smartgrids für die vermehrte Einspeisung auf der unteren Netzebene und um Verbraucher und Produzenten intelligenter zu verbinden Es sind zusätzliche Investitionen nötig für den Umbau Effizienzsteigerungen sind nötig, um grosse Preissteigerungen zu vermeiden
  8. 8. 8 Herausforderungen • Fördersystem mit Systemeffizienz • Anreize für bedarfsorientierte Erzeugung • Kostenreduktion der Technologien fördern und berücksichtigen Erneuerbare Energien • Investitionsanreize in Kraftwerkskapazität? • Europakompatible Kraftwerke CO2-Kompensation • Ausbau- und Erneuerungsbedarf (Bewilligungsverf. und Finanzierung) • Investitionen unter Anreizregulierung • Effiziente Bewirtschaftung der Grenzkapazitäten Netze • Pumpspeicheranlagen -> neue Businessmodelle • Dezentrale Speicher •Demand Side Management Speichertechnologien und Lastmanagement •Strukturbereinigung •Verpflichtende Effizienzziele •Neue Rollen, neue Businessmodelle Energieversorgungsunternehmen • Für wen? Markt •EU-kompatibel? KEV, Investitionshilfen und Eigenverbr.regelung, Auktionen Bund, Privatwirtschaft Markt, CO2-Gesetz, WKK-Strategie Stromwirtschaft Strategie Stromnetze, Revision StromVV/VG Bund, Kantone, Swissgrid, ElCom, Stromwirtschaft Privatwirtschaft und Forschung Energiestrategie 2050, 2. Marktöffnungsschritt Stromwirtschaft 2. Marktöffnungsschritt, Revision StromVG Stromwirtschaft Herausforderungen Massnahme/ Verantwortung
  9. 9. 9 Der Strommarkt ist bereits heute im Wandel  Die Förderung erneuerbarer Energien in Europa hat Auswirkungen auf die Energiemärkte: – Starker Ausbau PV und Wind, insb. in Deutschland und Italien – Die Residuallast (Gesamtlast abzgl. Einspeisung erneuerbarer Energien) wird bei starker PV-Einspeisung besonders über die Mittagszeit reduziert – Erneuerbare Energien verdrängen konventionelle Kraftwerke aus dem Markt – Die vermehrte volatile Einspeisung durch erneuerbare Energien bringt neue Anforderungen an die zukünftige Energieversorgung  Seit 2008 sind die Strompreise am Grosshandelsmarkt im Abwärtstrend:  Nachfragerückgang  Steigende Produktionskapazitäten (besonders aus erneuerbaren Energien)  Tiefe CO2- und Kohlepreise  Schwacher Euro
  10. 10. 10 Studie: Bewertung von Pumpspeicherkraftwerken in der Schweiz im Rahmen der Energiestrategie 2050 • Welche Rolle spielen Pumpspeicherkraftwerke im energiewirtschaftlichen Umfeld der Energiestrategie 2050? Wie hoch ist dabei der (Ausbau-) Bedarf an Pumpleistung und Pumpenergie? • Wie ist die Wirtschaftlichkeit von typischen schweizerischen Pumpspeicherkraftwerken unter der Energiestrategie 2050 zu beurteilen? Was sind die relevanten Treiber für die Wirtschaftlichkeit? • Wie sieht eine optimale Regulierung für Pumpspeicherkraftwerke im Rahmen der Energiestrategie 2050 aus? Welchen Einfluss haben wichtige Stellschrauben des Regulierungsrahmens? – Kapazitätsmarkt (CH bzw. EU) – Befreiung von Netznutzungsentgelten – Integration in die europäischen Strommärkte
  11. 11. 11 Studie: Energiespeicher in der Schweiz: Bedarf, Wirtschaftlichkeit und Rahmenbedingungen • Technologie- und Kostenentwicklung: – Wie sehen die möglichen, realistischen und für die Schweiz relevanten Entwicklungen der verschiedenen Technologien zur Energiespeicherung sowie deren Charakteristika und Kostenkomponenten über den Horizont bis 2050 aus? • Bedarfsanalyse: – Was ist der potenzielle Bedarf in der Schweiz an Leistung und Energie aus Speichern in den Szenarien der ES 2050? • Speichereinsatz, Märkte und Handlungsempfehlungen: – Welche Möglichkeiten des Speichereinsatzes ergeben sich? – Welche Kosten/ Nutzen resultieren daraus? – Welche Handlungsempfehlungen für eine zukünftige Regulierung lassen sich daraus ableiten?
  12. 12. Bedarfsanalyse Ergebnisse der Studie DNV KEMA (2013) zum technischen Speicherbedarf in der zukünftigen Stromversorgung 12 • Kurz- bis mittelfristig (bis 2020) besteht in keinem der untersuchten Szenarien und Angebotsvarianten ein zusätzlicher Speicherbedarf. Grund: Vergleichsweise geringer Zubau an volatilen Erzeugungstechnologien bis zum Jahr 2020. • Für den Zeitraum bis 2050 ist jedoch vor allem für ländliche Netze ein technisch bedingter Speicherbedarf zur Vermeidung unzulässiger Netzüberlastungen zu erwarten. Grund: Hoher Zubau dezentraler, volatiler Erzeugungstechnologien, der lokale Überspeisungen der Verteilnetze verursacht. Ein grossflächiger Einsatz neuartiger Energiespeicher in der Schweiz erscheint erst langfristig, d.h. im Zeitraum nach 2035, erforderlich bzw. sinnvoll.
  13. 13. 13 Mögliche Anwendungen von Speichertechnologien • Potenziell verschiedene Speichertechnologien verfügbar – Unterschiedliche Anwendungsoptionen in Abhängigkeit von Leistung und Speicherdauer – „Neue“ Technologien überwiegend für kurzfristige aber auch dezentrale Anwendung geeignet Mikrospeicher Kleintechnische Speicher Mitteltechnische Speicher Grosstechnische Speicher ≤ 100 kW 1 - 10 MW 10 – 100 MW 100 - 1.000 MW Monate Power-to-Gas Tage / Wochen Pumpspeicher Pumpspeicher Power-to-Gas Stunden / Tage Batterien Batterien Pumpspeicher Druckluftspeicher Elektrothermische Speicher Batterien Pumpspeicher Druckluftspeicher Elektrothermische Speicher Minuten / Stunden Batterien Batterien Elektrothermische Speicher Batterien Pumpspeicher Druckluftspeicher Elektrothermische Speicher Sekunden / Minuten Superkondensatoren, Spulen Schwungräder Batterien Batterien (Pumpspeicher) (Druckluftspeicher) (Pumpspeicher) (Druckluftspeicher)
  14. 14. 14 Nutzen der Pumpspeicherkraftwerke: Mengeneffekt Ausgespeicherte Strommengen für die Schweiz (Quelle: DNV KEMA)
  15. 15. 15 Nutzen der dezentralen Speicher: Vermiedene Abregelung erneuerbarer Energien • Beitrag zur gesicherten Leistungsbereitstellung im Stromsystem und damit zur Versorgungssicherheit – Last- und Produktionsverschiebung in breitem zeitlichen Spektrum – Systemdienstleistungen zur Erhaltung der Netzstabilität – Unterstützung lokaler Verbrauch der Erzeugung • Beitrag der Speicher zur Integration erneuerbarer Energien Vermiedene Abregelung erneuerbarer Energien durch Integration dezentraler Speicher (Quelle: DNV KEMA)
  16. 16. 16 Winterhilfe - Power-to-Gas als Speichertechnologie ? • Um stochastisch anfallenden Strom aus Erneuerbaren Energien zu speichern bzw. ins Winterhalbjahr zu transferieren.
  17. 17. 17 Kosten und Wirtschaftlichkeitsanalyse • Derzeit hohe Kosten neuer Speichertechnologien • Erwartung signifikanter Kostendegression insbesondere für Batterien • Ergebnisse Marktsimulationen: – Insbesondere dezentrale Speicher können langfristig die volkswirtschaftlich günstigste Lösung zur Integration dezentraler erneuerbarer Energien (z.B. PV) darstellen – Trotz steigender Erlöse bleibt die Wirtschaftlichkeit aus Sicht der Anlagenbetreiber fraglich Prognose Kosten von Speichertechnologien Wirtschaftlichkeit dezentraler Speicher im Strommarkt 250 200 150 100 50 0 WWB POM/C&E NEP/C&E WWB POM/C&E NEP/C&E 2020 2035 2050 CHF/kw/Jahr Reserven Spotmarkt Kapitalkosten AC Kapitalkosten DC
  18. 18. 18 Empfehlungen für regulatorische Rahmenbedingungen aus der Studie Übergreifendes Ziel: Förderung der Effizienz durch Gewährleistung der Gleichbehandlung von Energiespeichern mit anderen Technologien 1. Keine direkte Förderung durch Subventionen oder Investitionszuschüsse 2. Förderung von Forschung und Entwicklung – Langfristig orientierte Förderung – Schwerpunkt auf Technologien für den dezentralen Einsatz – Allenfalls Berücksichtigung saisonaler Technologien (Wärmespeicher bzw. Power-to- Gas) – Koordination mit internationalen Aktivitäten 3. Kein individueller Speichermechanismus – ABER: Berücksichtigung von Speichern bei Einführung eines Kapazitätsmechanismus 4. Keine spezifische Befreiung von Netzentgelten für dezentrale Speicher – ABER: Gewährleistung der Gleichbehandlung mit anderen Produktionsanlagen 5. Allenfalls Einführung einer dezentralen Systemdienstleistung „Engpassmanagement“ 6. Keine regulierten Speicher im Eigentum von Netzbetreibern
  19. 19. 19 Entwicklung "Gas-Welt": Bedeutung für die Speicherung heute und morgen • Die Energiestrategie des Bundesrats zielt in erster Linie darauf ab, die Endenergienachfrage mittel- bis langfristig massiv zu senken. • Das bedeutet auch, dass mittel- bis langfristig der Anteil der fossilen Energieträger an der Endenergienachfrage entscheidend zurück gehen wird (ohne Berücksichtigung der Möglichkeit von Stromproduktion durch Erdgas) • Innerhalb der fossilen Energien wird die Bedeutung von Erdgas aber gestärkt: Erdgas wird auf Kosten von Erdöl vor allem bei der Raum- und Prozesswärme Marktanteile dazu gewinnen. • Überlagert wird dieser Substitutionseffekt jedoch wiederum durch die Verringerung der benötigten Raum- und Prozesswärme. Geht die Strategie des Bundesrats im Bereich der Energieeffizienz auf, wird zukünftig in den Gebäuden und in der Industrie weniger Energie verbraucht.
  20. 20. 20 Entwicklung "Gas-Welt": Heutige Gasversorgung • Erdgas deckte 2011 rund 12% des Schweizerischen Endenergieverbrauchs. Gemäss Energieperspektiven 2050 zukünftig sinkender Bedarf im Wärmebereich. Je nach Ausbau der fossilen Stromproduktion könnte der Gesamtverbrauch deutlich steigen. • Erdgas wird vollständig importiert, mehrheitlich über langfristige Verträge mit diversen Lieferanten aus dem EU-Raum. • 75% des Schweizer Bedarfs werden über die Transitgasleitung (Niederlande- Italien) eingeführt. EU 43% Russland 22% Sonstige 14% Norwegen 21% Importportfolio der Schweizer Erdgas- Wirtschaft 2011 Name der Präsentation • Untertitel Absender Quelle: VSG
  21. 21. 21 Entwicklung "Gas-Welt": Risiko Auslandabhängigkeit • Das Erdgas für die Schweiz wird aus verschiedenen Ländern und über verschiedene Routen bezogen. • Wiederkehrende Konflikte zwischen Russland und der Ukraine führen zu Versorgungssicherheitsbedenken. • Im Unterschied zu den Nachbarländern verfügt die Schweiz über keine heimischen Gasspeicher, LNG-Terminals und fördert kein eigenes Erdgas. • Die Schweiz ist abhängig vom Ausland, daher: – spielen abschaltbare Erdgaskunden (Zweistoffkunden) eine wichtige Rolle – wird die Mitgliedschaft im wichtigen Krisenmanagementsgremium der EU, der so genannten Gas Coordination Group, angestrebt, um die Gasversorgungsicherheit zusätzlich zu stabilisieren. – BFE befürwortet die Bemühungen der Branche, in der Schweiz Gasspeicher zu bauen (z.B. Abklärungen im Grimselgebiet).
  22. 22. 22 Entwicklung "Öl-Welt": Risiko Auslandabhängigkeit • 60 % der Erdölimporte erfolgt direkt in Form von Ölfertigprodukten, 40 % in Form von Rohöl • Erdölraffination ist zurzeit starken Veränderungen unterworfen. – Die Auslastung der Raffinerien nimmt langfristig weltweit ab – Rentabilität verschlechtert sich – Zukunft der beiden Schweizer Raffinerien in Cressier und in Collombey ist ungewiss • Allfällige Schliessung der Raffinieren würde Landesversorgung mit fossilen Brenn- und Treibstoffen nicht gefährden • Pflichtlagerbestände gemäss Landesversorgungsgesetz vom 8. Oktober 1982 (LVG, SR 531) – Betrieben von Erdölbranche – Decken Bedarf für einige Monate (4.5 Monate für Benzin, Diesel und Heizöl, 3 Monate für Flugpetrol)
  23. 23. 23 Aktionsplan Koordinierte Energieforschung Schweiz Förderung erfolgt in 4 Stossrichtungen 1. Kapazitätsaufbau für Energieforschung (Teams) 2. Aufbau von 7 Kompetenzzentren (u.a. Effizienz, Netze, Strom- und Wärmespeicherung, Elektrizität aus Erneuerbaren, Mobilität, Biomasse, Speicher) 3. Kompetitive Fördermittel für Forschungsprojekte (KTI) 4. Förderaktivitäten des SNF (NFP, NFS, Förderprofessuren)  wurde im Frühjahr 2013 vom Parlament verabschiedet.
  24. 24. 24 Forschung im Bereich Energiespeicherung SCCER Storage: • Die Gesuche in den Bereichen "Speicherung" erhielten bereits im ersten Hearing des Steuerungskomitees im Oktober 2013 grünes Licht. • Leading House: PSI • Budget: 11 Millionen Franken
  25. 25. 25 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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