Das Dokument beschreibt die Integration dezentraler Produktionsmethoden und die Erfahrungen aus dem Forschungsprojekt IRENE, das sich mit regenerativen Energien und Elektromobilität beschäftigt. Es wird die Entwicklung von erneuerbaren Energien, die Herausforderungen und Chancen der Energiewende sowie die notwendige Anpassung der Verteilnetze an ein zukünftiges, dezentrales Energiesystem behandelt. Außerdem wird die Rolle von Smart Grids und Elektromobilität in der zukünftigen Energieversorgung hervorgehoben.

1. Integration der dezentralen Produktion:
Erfahrungen aus dem Forschungsprojekt IRENE
(Integration regenerativer Energien und Elektomobilität)
Dr. Michael Fiedeldey | CTO | Allgäuer Überlandwerk GmbH, Kempten
Smart energy | What is the potential of the future?
THRID NATIONAL CONFERENCE
Domaine des Iles, Siom [VS]

2. Agenda
1. Ausgangssituation und Motivation
2. IRENE- Erfahrung aus einem Forschungsprojekt
3. PICTURE OF THE FUTURE und eine Einschätzung künftiger
energiepolitischer Rahmenbedingungen und deren Auswirkungen
auf die Branche
4. Zusammenfassung und Ausblick

3. Ausgangssituation und Motivation des AÜW

4. Entwicklung der installierten regenerativen Energien im Gebiet der AllgäuNetz
(Stand: 31.05.13)
Der Zubau der zurückliegenden Jahre im Allgäu……
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50
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150
200
250
bis
2001
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
(Mai)
installierteLeistung[MW]
Zeit [Jahr]
installierte Leistung [MW] Zubau inst. Leistung [MW]

5. … und deren Auswirkung
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
Rückspeiseleistung[MW]
2009: 1 Ereignis 2010: 3 Ereignisse 2011: 21 Ereignisse 2012: 53 Ereignisse
Anzahl der Rückspeiseereignisse ins Hochspannungsnetz in den Jahren 2009 - 2012

6. 05. März 2005
6
picture of
the future
- und das
„Streben nach
immer mehr,
immer weiter,
immer höher,
immer schneller“

7. 7
Tipping Point Key Factors
The production of renewable energy is cheaper than using fossil energy sources
Cost of storage technologies for electric energy falling
E-mobility is a mass product
(Average of the last 5 years 38% price decline for solar panels per year in Europe)
(Average of the last 5 years 18% price decline for energy storage per year worldwide)

8. Preisentwicklung für Batterien und PV-Module
Durch das stetige Sinken der Preise für Batterien und PV-Module werden erneuerbare
Energien immer interessanter für Investoren.
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2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
€/kWh
Prognose: Preisentwicklung Lithium-Ion Batterie
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4500
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2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
€/kWp
PV – Preisentwicklung: Endkundenpreis für
Dachanlagen bis 100 kWp
Quelle: BSW SolarQuelle: Smart-grids.org

9. Projekte bei AÜW
Studie
Potentiale
erneuerbarer
und
effizienter
Strom-
erzeugung
im Allgäu
200
7
Effiziente
Energie-
versorgung
im
Alpenraum
-------
Ausgleich
Erzeugung
und
Verbrauch.
Aufbau eines
virtuellen
Strom-
versorgungs-
systems im
Allgäu
Erste
Schritte der
Förderung
der Elektro-
mobilität
im Allgäu
-------
Akzeptanz-
steigerung
Segways
Pedelecs
Elektro-
leihfahrrad-
system
Erforschung,
Realisierung
der Möglich-
keiten der
Elektro-
mobilität in
einer
ländlichen
Tourismus-
region wie
dem Allgäu
-------
Elektroautos
Aufbau einer
Ladeinfra-
struktur
201
1
Integration
Regenerativer
ENergien und
Elektro-
mobilität
-------
Untersuchung
des
Einflusses
der
E-Mobilität
auf das
Stromnetz
in Wild-
poldsried
sms & charge
-------
Zeit-
abhängige
Abrechnung
von Lade-
vorgängen
über die
Mobilfunk-
rechnung.
-------
E-Fahrzeug
laden per
SMS
Alpenraum-
spezifisch
optimierte
Nutzung
stationärer
und mobiler
Speicher
als Puffer für
dezentrale
und fluktu-
ierende
erneuerbare
Energien
-------
Optimierung
PV-Eigen-
verbrauch
201
4
Deutschland-
weiter
Verbund
lokaler
Energie-
versorger
erforscht
neue
Themen der
Elektro-
mobilität und
Smart Home
-------
HUB Allgäu
Projektbudget
gesamt
2,7 Mio. € 3,4 Mio. € 7,5 Mio. € 6,5 Mio. € 1,9 Mio. € 3,0 Mio. €23 Mio. €

10. Wasserkraft 57,20%
Nicht erneuerbare
Stromproduktion 39,90%
Erneuerbare Anteile aus
Abfall 1,65%
Wind 0,13%
Biomasse 0,48%
Sonne 0,49%
Biogase aus
Abwasserreinigung 0,20%
Neue, erneuerbare Energien
2,95%
Netto – Elektrizitätsproduktion 2012
Energiestrategie 2050
- Ausstieg Atomenergie
- Ausbau Wasserkraft und andere erneuerbare Energien durch KEV
- Steigerung der Energieeffizienz
- Kostendeckel für Geothermie, Windenergie, Biomasse und Wasserkraft
sollen wegfallen
Energiemix Schweiz– aktuell und zukünftig
Quelle: AEE

11. Erneuerbaren Energien Zubau Deutschland und Schweiz
- In Deutschland werden erneuerbare Energien durch feste Vergütungssätze gefördert, was einen
Ausbauboom mit exponentielle Zuwächsen zur Folge hatte.
- Der Kostendeckel für die KEV hat in den zurückliegenden Jahren für stetigen und steuerbaren Zubau
geführt.
- Die geplanten Änderungen im KEV könnten zu ähnliche Zuwächse führen.
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1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012
StromproduktionGWh
Entwicklung Stromproduktion aus neuen, erneuerbaren Energien (ohne Wasserkraft):
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1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012
StromproduktionGWh
20% der
Inlanderzeugung
3% der
Inlanderzeugung
Quelle: BMWi Quelle: AEE

12. Agenda
1. Ausgangssituation und Motivation
2. IRENE- Erfahrung aus einem Forschungsprojekt
3. PICTURE OF THE FUTURE und eine Einschätzung künftiger
energiepolitischer Rahmenbedingungen und deren Auswirkungen
auf die Branche
4. Zusammenfassung und Ausblick

13.  Ländliche Struktur (Ortskern mit Weilern)
mit abgeschlossenem Gemeindegebiet
 Hoher Anteil an regenerativen Energien bildet
bereits heute ein bundesweites Szenario 2020 ab
 Erneuerbare Energien haben in der
Bevölkerung einen hohen Stellenwert
Schwerpunktregion des AÜW Smart Grid Show Rooms
Fakten zu Projektstart (2011):
 Zählpunkte: ≈ 1.400
 Installierte EEG Leistung: ≈ 6.600
kW
 Verbrauchte Arbeit: ≈ 6,2 MWh/a
 Erzeugte Arbeit: ≈ 12 MWh/a
Fakten heute:
 Zählpunkte: ≈ 1.400
 Installierte EEG Leistung: ≈ 8.175
kW
 Verbrauchte Arbeit: ≈ 6,6 MWh/a
 Erzeugte Arbeit: ≈ 15,7 MWh/a

14. Untersuchungsgebiet
Daten des Untersuchungsgebietes:
 87 Ortsnetzstationen
 32 Elektrofahrzeuge
 3 MW Spitzen- und 0,6 MW Minimalverbrauch
 6 MW PV, 2 MW Wind, 1 MW Biogas
Messpunkte an jeder Station
Gegenüberstellung gemessener und gerechneter Lastfluss
Unser Weg zum Smart Grid
„Messung bringt Licht ins Dunkel“

15.  Solarpotentialanalyse basiert auf
hochauflösenden Luftbildern
 Befliegung des gesamten Allgäuer
Netzgebietes im August 2012
 Vorteile für die aktive Netzplanung
 Ermöglicht exakte Bezifferung des
maximal zu erwartenden Zubaus
 Verbessert die Kenntnisse über
Gleichzeitigkeit von Einspeisung und
Verbrauch
Unser Weg zum Smart Grid
„Solarpotentialanalyse zeigt das Maximum“

16. Regelung mit unterschiedlichen
Regelstrategien
 Lokale Regelung
 Übergeordnete Regelung
 Einbezug des übergeordneten Trafos möglich
 Kombination der Strategien
Unser Weg zum Smart Grid
„Regelbare Ortsnetztransformatoren gleichen ursachennah aus“

17. Nutzbare Kapazität des Speichers 138
kWh, Maximalleistung 300 kW
 Speicher dient zur
 Lastspitzenglättung
 Vermeidung von Rückspeisung in
die Mittelspannung
 Spannungsregelung durch
Blindleistung
 Belastungsversuche im
Niederspannungsnetz
Unser Weg zum Smart Grid
Energiespeicher zur Glättung und Rückspeisungsreduktion

18. Agenda
1. Ausgangssituation und Motivation
2. IRENE- Erfahrung aus einem Forschungsprojekt
3. PICTURE OF THE FUTURE und eine Einschätzung künftiger
energiepolitischer Rahmenbedingungen und deren Auswirkungen
auf die Branche
4. Zusammenfassung und Ausblick

19. 19
Bei der Energiewende geht es eigentlich um die Energiezukunft……

20. 05. März 2005
20
picture of the future……
SMART METERING
V2G
E-Mobility
G2V
Smart GRID
E-Speicher
Virtiuelle Kraftwerke
hems home automatistion
Dezentrale Erzeugung
POWER TO GAS
Internet der Energie
Smart Home

21. • 93 Prozent der dezentralen Netzanschlüsse (1,3 Mio.) mit einer
Gesamtleistung von 32,4 GWp befinden sich in der Mittel- und
Niederspannungsebene
• Kontinuierlicher Ausbau der erneuerbaren Energien wird - unabhängig der
EEG Förderung - besonders bei hoher Eigennutzung immer lukrativer
• Die Netzaus- und Umbaukosten für die Integration eines installierten kWp
haben sich durchschnittlich von 30 € in 2003 auf heute 90 € verdreifacht
(Werte AÜW), weiterer Anstieg ist bereits sichtbar
• Aus veröffentlichten Studien der DENA und des BDEW wird sichtbar, dass
der Investitionsbedarf für zukünftigen Ausbau in den Verteilnetzen je nach
Ausbaugrad auf 10 - 23 Mrd. € zu beziffern ist
Deutliche Reduzierung der Kosten zur Anpassung der
Netze an die neuen Infrastrukturaufgaben ist somit ein
dringliches Thema
Annahmen im Umfeld
Netz und Regulierung

22. • Elektro-Mobilität wird künftig ein Bestandteil von Verteilnetzen
• Stationäre Speicher werden bis 2021 zur optimierten Eigenbedarfsnutzung
eingesetzt und dann exponentielle Zuwächse im Zubau erfahren
Annahmen im Umfeld
Netz und Regulierung
Heutige Verteilnetze sind zur Integration von 1 Mio. Fahrzeuge
(Szenario 2020) ohne zusätzliche Ertüchtigung nutzbar.
E-Mobilität wird kurzfristig keinen Beitrag zur Systemstabilität in
Form von Regelenergie leisten. Marktmodell und technische
Restriktionen sorgen hierfür.
Nach Wegfall der deutschen EEG-Vergütung in 2021 wird die
Zuwachsentwicklung im wesentlichen durch die dann
erzielbaren Direktvermarktungserlöse bestimmt.

23. • Zunehmende dezentrale Erzeugung und daraus resultierende dynamische Belastung
steigern die Anforderungen an Netzführung und die Stabilitätsvorsorge
• Aktueller energiewirtschaftlicher und regulatorischer Rahmen bremsen die
Entwicklung und Einsatz von Smart Grid Technologien im Praxisumfeld
• Im Gegensatz zum „Regelausbau“ kann ein „smartes Netz“ jedoch mit deutlich
weniger Investitionen (CAPEX) realisiert und betrieben werden
• Die „Intelligenz“ erfordert jedoch neue Kommunikations- und Informationstechnik
und verursacht initial höhere operative Kosten, die den Effizienzvorgaben der
Anreizregulierung unterliegen
Systemstabilität bedarf einer verursachungsgerechten Aufgaben-
verlagerung in Richtung der Verteilnetze, deren Systemarchitektur
erfordert künftig komplexe Regelungs- und Steuerungsprozesse.
Der Ausbau von Smart Grids ist bereits heute volkswirtschaftlich
sinnvoll und bereitet die Verteilnetze auf künftige regulative
Bedingungen vor. Weiterentwicklung der Anreizregulierung in
Richtung Smart Grid ist zu erwarten.
Annahmen im Umfeld
Netz und Regulierung

24. • Kurzfristig ist mit einer Veränderung der Kostenwälzungssystematik vom
Arbeits- hin zum Leistungspreis bei Netzentgelten im PuG-Segment zu
rechnen
• Nach Beendigung der zweiten Regulierungsperiode (2018) wird das heutige
System erneut auf den Prüfstand gestellt
• Praxis der Energieregulierungen zeigt, dass anreizorientierte Regulierungen
(Yardstick Competition etc.) überwiegend Anwendung finden.
Eine Differenzierung zwischen CAPEX und OPEX innerhalb
der Festlegung von Erlösübergrenzen erfolgt vielleicht nicht mehr
„Wir benötigen künftig Verteilnetztechnik, die
erheblich flexibler eingesetzt werden kann, um
den Paradigmenwechsel hin zu einem
dezentralen Energiesystem umzusetzen.“
Annahmen im Umfeld
Netz und Regulierung

25. Agenda
1. Ausgangssituation und Motivation
2. IRENE- Erfahrung aus einem Forschungsprojekt
3. PICTURE OF THE FUTURE und eine Einschätzung künftiger
energiepolitischer Rahmenbedingungen und deren Auswirkungen
auf die Branche
4. Zusammenfassung und Ausblick

26. © Dr. Michael Fiedeldey
• Wir sind mitten in einem Paradigmenwechsel und können eine aktive Rolle in einem
künftig Energiesystem einnehmen.
• Erneuerung elektrischer Verteilnetze eröffnet künftig viele Möglichkeiten für
Innovationen „vom der Energieversorgung hin zur Systemdienstleistung“, die in
den Vordergrund rücken wird!
• Klassische Wertschöpfungsketten wie Erzeugung, Netze und Vertrieb werden um neue
Geschäftsmodelle erweitert oder gar weichen.
• Verteilnetze entwickeln sich in Richtung eines aktiven Web-basierten Energie-
Internets.
• Moderne IKT trägt wesentlich zur Steigerung der Energieeffizienz und -einsparung bei
und ist somit auch ein wesentlicher Beitrag zum Erreichen der Klimaschutzziele.
• Elektro-Mobilität wird künftig ein Bestandteil des künftigen
Energieversorgungssystems.
• Die sehr langen Investitionszyklen der Energiewirtschaft erfordern bereits heute
Entscheidungen für die gänzlich veränderten Strukturen von morgen.
• Smart Grid ist ein Lösungsansatz neben einer Vielzahl von Bausteinen für die
Ausgestaltung künftiger Energiesysteme
Zusammenfassung