Diese Präsentation wurde erfolgreich gemeldet.
Wir verwenden Ihre LinkedIn Profilangaben und Informationen zu Ihren Aktivitäten, um Anzeigen zu personalisieren und relevantere Anzeigen zu schalten. Sie können Ihre Anzeigeneinstellungen jederzeit ändern.
Energiewende Nordhessen
Technische und ökonomische Verknüpfung des
regionalen Strom- und Wärmemarktes
Stand 12. November 2...
Energiewende Nordhessen:
Strom – Wärme - Verkehr
• Ausgangspunkt der Studie ist die Fragestellung, ob eine
Energieversorgu...
1
PROJEKTPARTNER
1

Stadtwerke Union Nordhessen – SUN
• Die SUN-Partner versorgen
rund 290.000 Menschen
mit Energie.
• Die SUN-Partner
besc...
1

Fraunhofer-Institut für Windenergie
und Energiesystemtechnik (IWES)
• Forschen für die Praxis ist die zentrale
Aufgabe ...
1

Institut dezentrale
Energietechnologien (IdE)
• Das IdE ist ein
anwendungsorientiertes
Forschungsinstitut an der Univer...
2
TEILSTUDIE STROMMARKT

Ausgewählte Ergebnisse
aus 2012
2

Zentrale Fragestellungen
• Ist eine weitgehend dezentrale Stromversorgung aus
erneuerbaren Energien in Nordhessen mögli...
2

EE-Potenziale für Strom aus Wind –
PV – Wasser - Bioenergie
2

Jahresdauerlinien der Residuallasten
• Im Ausgangsszenario wurde
eine Versorgung der Region zu
80 % aus dezentralen EEA...
2

Zusammenfassung
• Eine dezentrale Energiewende ist auch in einer Region
mit einem Oberzentrum mit industriell geprägter...
3
TEILSTUDIE WÄRMEMARKT

Technische und ökonomische
Verknüpfung des regionalen
Strom- und Wärmemarktes
3

Zentrale Fragestellungen
• Wie entwickelt sich der Wärmemarkt in der SUN-Region?
• Sind ausreichend Potenziale vorhande...
4
TEILSTUDIE WÄRMEMARKT

Bestandsanalyse
4

Strukturdaten SUN-Region
• 730.000 Einwohner
• 4.000 km2 Fläche
• 3.700 GWh/a Strombedarf
• 7.000 GWh/a Wärmebedarf

*
...
4

Wärmeerzeugungsstruktur 2011
nach Brennstoffen
• Ca. 10 % EE-Anteil an
der Wärmeversorgung
Nordhessens
• Größter Beitra...
4

Wärmeerzeugungsstruktur 2011
nach Technologie
• Ca. 80 % der Wärme
wird in dezentralen
Feuerungsanlagen
(Gas, Öl, Bioma...
4

Wärme- und Stromverbrauch
• Wärmebedarf gesamt
Nordhessen = 7.000 GWh
• Strombedarf gesamt
Nordhessen = 3.700 GWh

• Di...
5
TEILSTUDIE WÄRMEMARKT

Potenzialanalyse
5

Potenziale für Wärme in der
SUN-Region
5

Potenziale für Wärme nach
Gebietskörperschaften
5

Profilvergleich Strom und Wärme
5

Kopplung Strom und Wärme
6
TEILSTUDIE WÄRMEMARKT

Szenarien
6

Drei Ausbauszenarien für die
Wärmeversorgung
1. Business as usual
2. Beschleunigter EE-Ausbau
3. Maximaler Ausbau von W...
6

Business as usual
• Aktuelle Markttrends, technologische Entwicklungen und
Modernisierungsraten für Heizsysteme werden ...
6

Business as usual
• Durch Effizienzsteigerung
sinkt der Wärmebedarf um
ca. 21 %.

• Der EE-Anteil an der
Wärmeversorgun...
6

Beschleunigter EE-Ausbau
• Beschleunigte Modernisierung der Heiztechnologien
(5 % p. a.)

• Anteil regenerativer Energi...
6

Beschleunigter EE-Ausbau
• Durch Effizienzsteigerung
sinkt der Wärmebedarf um
ca. 21 %.

• Der EE-Anteil an der
Wärmeve...
6

Maximaler Ausbau von Wärmepumpen
• Deckung des Wärmebedarfs ausschließlich über
Wärmepumpen.

• Grundlage bildet die An...
6

Maximaler Ausbau von Wärmepumpen
• Durch Effizienzsteigerung
sinkt der Wärmebedarf um
ca. 50 %.

• EE-Anteil an der

Wä...
6

Maximaler Ausbau von Wärmepumpen
Auswirkung auf Residuallast:
• Spitzen von ÜberschussStrom verringern sich um
ca. 6 %....
6

Vergleich der drei Ausbauszenarien
• Business as usual:
EE-Ausbau sehr langsam.
• Beschl. EE-Ausbau:
trotz Verdreifachu...
7
TEILSTUDIE WÄRMEMARKT

Zusammenfassung
7

Zusammenfassung (1/2)
• Sowohl der Strombedarf (bis zu 157 %) als auch der
Wärmebedarf * (bis zu 104 %) in Nordhessen k...
7

Zusammenfassung (2/2)
• Zentraler Baustein der Energiewende im Wärmemarkt ist die
Energieeinsparung.

• Die Verknüpfung...
8
AUSBLICK
8

Ausblick
• Zusätzlich zum regionalen Strom- und Wärmemarkt soll auch die
Energieversorgung des Verkehrsmarktes untersuc...
Energiewende Nordhessen - technische und ökonomische Verknüpfung des regionalen Strom - und Wärmemarktes - SUN/Fraunhofer ...
Nächste SlideShare
Wird geladen in …5
×

Energiewende Nordhessen - technische und ökonomische Verknüpfung des regionalen Strom - und Wärmemarktes - SUN/Fraunhofer IWES/IdE

343 Aufrufe

Veröffentlicht am

Analog zum Strombedarf kann auch der Wärmebedarf in Nordhessen aus dezentralen und erneuerbaren Energien gedeckt werden. Das Potenzial ist groß genug.

Veröffentlicht in: News & Politik
  • Als Erste(r) kommentieren

  • Gehören Sie zu den Ersten, denen das gefällt!

Energiewende Nordhessen - technische und ökonomische Verknüpfung des regionalen Strom - und Wärmemarktes - SUN/Fraunhofer IWES/IdE

  1. 1. Energiewende Nordhessen Technische und ökonomische Verknüpfung des regionalen Strom- und Wärmemarktes Stand 12. November 2013 Dr. Thorsten Ebert, Vorstand Städtische Werke AG
  2. 2. Energiewende Nordhessen: Strom – Wärme - Verkehr • Ausgangspunkt der Studie ist die Fragestellung, ob eine Energieversorgung der Strom-, Wärme- und Verkehrsmärkte in Nordhessen mit dezentralen und erneuerbaren Energien möglich und sinnvoll ist. • 2012: Analyse des Strommarktes Nordhessens • 2013: Untersuchung des regionalen Wärmemarktes und dessen technische und ökonomische Verknüpfungen zum Strommarkt • Geplant für 2014: Analyse des Verkehrsmarktes
  3. 3. 1 PROJEKTPARTNER
  4. 4. 1 Stadtwerke Union Nordhessen – SUN • Die SUN-Partner versorgen rund 290.000 Menschen mit Energie. • Die SUN-Partner beschäftigen ca. 1.300 Mitarbeiter.
  5. 5. 1 Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) • Forschen für die Praxis ist die zentrale Aufgabe der 66 Institute und selbständigen Forschungseinrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft. • Das Fraunhofer IWES beschäftigt sich mit der Energiesystemtechnik für alle Formen der erneuerbaren Energien. • Am Fraunhofer IWES arbeiten rund 480 Personen.
  6. 6. 1 Institut dezentrale Energietechnologien (IdE) • Das IdE ist ein anwendungsorientiertes Forschungsinstitut an der Universität Kassel. • Der inhaltliche Schwerpunkt des Instituts liegt auf einer ganzheitlichen Betrachtung der Energiebedarfsfelder Strom und Wärme, einschließlich der Elektroenergieversorgung für die Mobilität.
  7. 7. 2 TEILSTUDIE STROMMARKT Ausgewählte Ergebnisse aus 2012
  8. 8. 2 Zentrale Fragestellungen • Ist eine weitgehend dezentrale Stromversorgung aus erneuerbaren Energien in Nordhessen möglich und sinnvoll? • Wie hoch ist der EE-Anteil bereits und sind ausreichend weitere Potenziale vorhanden? • Welcher Energiemix ist anzustreben? • Wie können die Bürger mit einbezogen und die Region gestärkt werden?
  9. 9. 2 EE-Potenziale für Strom aus Wind – PV – Wasser - Bioenergie
  10. 10. 2 Jahresdauerlinien der Residuallasten • Im Ausgangsszenario wurde eine Versorgung der Region zu 80 % aus dezentralen EEAnlagen zugrunde gelegt. Dabei entstehen rechnerisch während ca. 3 Monaten Erzeugungsüberschüsse. • Mehr als 400 MW Unterdeckung entstehen nur für ca. 10 Tage. • Im EEMax-Szenario (157 % EE-Erzeugung) entstehen Überschüsse für mehr als die Hälfte des Jahres.
  11. 11. 2 Zusammenfassung • Eine dezentrale Energiewende ist auch in einer Region mit einem Oberzentrum mit industriell geprägter Struktur möglich. • Auch in einem dezentralen Szenario ist ein überregionaler Netzausbau notwendig. • Die regionalen Wertschöpfungspotenziale sind erheblich, können aber nur generiert werden, wenn die Anlagen auch im Eigentum regionaler Akteure sind (Kommunen, Bürgergenossenschaften, Stadtwerke, regionale Banken).
  12. 12. 3 TEILSTUDIE WÄRMEMARKT Technische und ökonomische Verknüpfung des regionalen Strom- und Wärmemarktes
  13. 13. 3 Zentrale Fragestellungen • Wie entwickelt sich der Wärmemarkt in der SUN-Region? • Sind ausreichend Potenziale vorhanden, um 100 % des Wärmebedarfs regenerativ zu decken? • Welche Auswirkungen haben verschiedene Technologien zur Wärmeerzeugung auf den Wärme- und Strommarkt?
  14. 14. 4 TEILSTUDIE WÄRMEMARKT Bestandsanalyse
  15. 15. 4 Strukturdaten SUN-Region • 730.000 Einwohner • 4.000 km2 Fläche • 3.700 GWh/a Strombedarf • 7.000 GWh/a Wärmebedarf * • 590 MW Spitzenlast Strom • 2540 MW Spitzenlast Wärme *ohne industrielle Prozesswärme (ca. 2.500 GWh)
  16. 16. 4 Wärmeerzeugungsstruktur 2011 nach Brennstoffen • Ca. 10 % EE-Anteil an der Wärmeversorgung Nordhessens • Größter Beitrag der EEWärmeerzeugung durch Biomasse
  17. 17. 4 Wärmeerzeugungsstruktur 2011 nach Technologie • Ca. 80 % der Wärme wird in dezentralen Feuerungsanlagen (Gas, Öl, Biomasse) erzeugt.
  18. 18. 4 Wärme- und Stromverbrauch • Wärmebedarf gesamt Nordhessen = 7.000 GWh • Strombedarf gesamt Nordhessen = 3.700 GWh • Die Lastgänge unterscheiden sich erheblich.
  19. 19. 5 TEILSTUDIE WÄRMEMARKT Potenzialanalyse
  20. 20. 5 Potenziale für Wärme in der SUN-Region
  21. 21. 5 Potenziale für Wärme nach Gebietskörperschaften
  22. 22. 5 Profilvergleich Strom und Wärme
  23. 23. 5 Kopplung Strom und Wärme
  24. 24. 6 TEILSTUDIE WÄRMEMARKT Szenarien
  25. 25. 6 Drei Ausbauszenarien für die Wärmeversorgung 1. Business as usual 2. Beschleunigter EE-Ausbau 3. Maximaler Ausbau von Wärmepumpen (WPmax)
  26. 26. 6 Business as usual • Aktuelle Markttrends, technologische Entwicklungen und Modernisierungsraten für Heizsysteme werden für die zukünftige Entwicklung fortgeschrieben • 3 % p. a. Modernisierungsrate der Wärmeerzeuger, davon — ca. 2,9 % Biomasse — ca. 9 % Wärmepumpe — ca. 3400 kWth p. a. Solarthermie in Kombination mit anderen Wärmeerzeugern
  27. 27. 6 Business as usual • Durch Effizienzsteigerung sinkt der Wärmebedarf um ca. 21 %. • Der EE-Anteil an der Wärmeversorgung Nordhessens erhöht sich von ca. 10 % auf ca. 17 %. • Selbstversorgungsanteil kann von ca. 12 % auf ca. 20 % gesteigert werden
  28. 28. 6 Beschleunigter EE-Ausbau • Beschleunigte Modernisierung der Heiztechnologien (5 % p. a.) • Anteil regenerativer Energieträger an Neuinstallationen im Vergleich zum Business-as-usual-Szenario wird verdoppelt: — ca. 6 % — ca. 18 % Biomasse Wärmepumpe • Daraus resultiert: Absolute EE-Zubauzahlen verdreifachen sich. • ca. 11.300 kWth p.a. Solarthermie in Kombination mit anderen Wärmeerzeugern
  29. 29. 6 Beschleunigter EE-Ausbau • Durch Effizienzsteigerung sinkt der Wärmebedarf um ca. 21 %. • Der EE-Anteil an der Wärmeversorgung Nordhessens erhöht sich von ca. 10 % auf ca. 28 %. • Selbstversorgungsanteil erhöht sich von ca. 12 % auf ca. 30 %.
  30. 30. 6 Maximaler Ausbau von Wärmepumpen • Deckung des Wärmebedarfs ausschließlich über Wärmepumpen. • Grundlage bildet die Annahme, dass zu einem unbestimmten Zeitpunkt der gesamte Gebäudebestand wärmegedämmt ist. • Kopplung mit Stromerzeugung aus EEmax-Szenario aus der Teilstudie Strommarkt (alle Potenziale zur Stromerzeugung aus EE werden genutzt).
  31. 31. 6 Maximaler Ausbau von Wärmepumpen • Durch Effizienzsteigerung sinkt der Wärmebedarf um ca. 50 %. • EE-Anteil an der Wärmeerzeugung: 77 % • Herkunft des Stroms für Wärmepumpen: — 38 % EE-Überschussstrom aus der Region — 62 % Stromimport
  32. 32. 6 Maximaler Ausbau von Wärmepumpen Auswirkung auf Residuallast: • Spitzen von ÜberschussStrom verringern sich um ca. 6 %. • Maximale Stromlücke (Spitzenlast) verdoppelt sich von ca. 500 MWel auf ca. 1.000 MWel.
  33. 33. 6 Vergleich der drei Ausbauszenarien • Business as usual: EE-Ausbau sehr langsam. • Beschl. EE-Ausbau: trotz Verdreifachung des Zubaus kein wesentlicher Beitrag zur Energiewende. • Max. Ausbau von Wärmepumpen: hoher EE-Anteil, aber deutlich erhöhte Spitzenlast.
  34. 34. 7 TEILSTUDIE WÄRMEMARKT Zusammenfassung
  35. 35. 7 Zusammenfassung (1/2) • Sowohl der Strombedarf (bis zu 157 %) als auch der Wärmebedarf * (bis zu 104 %) in Nordhessen kann aus dezentralen erneuerbaren Energien gedeckt werden. • Bei einer Fortschreibung der aktuellen Heizungsaustauschraten und der dabei bevorzugten Technologien wird eine zügige Transformation zu einer überwiegend erneuerbaren Energieversorgung nicht gelingen. * ohne industriellen Prozesswärmebedarf
  36. 36. 7 Zusammenfassung (2/2) • Zentraler Baustein der Energiewende im Wärmemarkt ist die Energieeinsparung. • Die Verknüpfung von Strom und Wärme kann einen relevanten Beitrag zur zügigen Transformation des Energiesystems leisten. Sie erhöht aber auch die Komplexität der Aufgabe. • Die Beschränkung auf eine Technologie zur Wärmeversorgung wie der Wärmepumpe ist aufgrund der negativen Auswirkungen auf den Stromsektor (Erhöhung der Spitzenlast) nicht sinnvoll.
  37. 37. 8 AUSBLICK
  38. 38. 8 Ausblick • Zusätzlich zum regionalen Strom- und Wärmemarkt soll auch die Energieversorgung des Verkehrsmarktes untersucht werden. • Weitere Untersuchungsgegenstände Modellregion Nordhessen: — Virtuelle Kraftwerke (VK) als zentrales Instrument der Energiewende — Vermarktungsoptionen für erneuerbare Energien — Ausbau und Betrieb der zukünftigen Netzinfrastruktur — Anforderungen aus der Kopplung Wärme-/Strommarkt an die Wärmeversorgung (sinnvoller Technologiemix) — Einbeziehung des industriellen Prozesswärmebedarfs — Verwendung von Energiespeichern zur optimierten Nutzung von Erzeugungsüberschüssen Strom/Wärme

×