bedeutung des projekts im rahmen des nationalen und
TRANSCRIPT
Bedeutung des Projekts im Rahmen des nationalen und europäischen Kontextes
Olten, 05.11.2015
Dr. Michael Moser Bereichsleiter Energieforschung
2
Inhalt
• Smart Grids Roadmap (SGR-CH)
• Forschungsschwerpunkte
• Projektbeispiele
Olten, 05.11.2015
3
ES2050 – Treiber für intelligentere Netze
0
5
10
15
20
25
2000 2010 2020 2030 2040 2050
TWh
KVA (50 % EE-Anteil) ARA DeponiegasBiomasse (Holzgas) Biomasse (Holz) BiogasPhotovoltaik Windenergie Geothermie
(c) Prognos AG 2012
• Mehr dezentrale Einspeisung in Verteilnetzen • Fluktuierende Einspeisung • Steigerung der Energieeffizienz
Olten, 05.11.2015
4
Smart Grids als Lösung?
• Netzkapazität und Netzrückwirkungen
• Gleichgewicht Produktion und Verbrauch
• Netzfehler und Schutzkonzepte
• Sichere Datenaufnahme und Datenmanagement
• Erhöhung der Energieeffizienz
Olten, 05.11.2015
5
Smart Grids Roadmap (SGR-CH)
2013 2050
System
sicher intelligent
günstig effizient
System
effizient
sicher
günstig
Ziele:
• Bündelt technisches Wissen
• Erzeugt gemeinsames Grundverständnis und Vision Smart Grids
• Bietet Orientierungshilfe / identifiziert Handlungsbedarf
• Initiiert koordiniertes Vorgehen zur Realisierung der Vision
Olten, 05.11.2015
6
Was sollen die neuen Netze mindestens können?
• aktive / passive Betriebsmittel • Produktion / Verbrauch – Netz / Kunde
Funktionalitäten Smart Grids
Information
Netzsicherheit Netzstabilität
Netzplanung
Markt
• Steuerung Verbrauch / Speicher / Produktion • Individuelle Systemdienstleistungen • Cybersicherheit und Rückfalllösungen
• Prognosen zum besseren Betriebsmitteleinsatz
• Partizipation Verbraucher / Produzenten • Beeinflussung Verbraucherverhalten • Einfacher Lieferantenwechsel
Olten, 05.11.2015
7
Funktionalität durch Vernetzung von Technologien
• Zusammenspiel von Technologien ergibt neue Funktionalitäten • IKT als verbindendes Element • IKT wichtig aber nicht immer vollumfänglich nötig
Smart Grid
FunktionalitätFunktionalität
Funktionalität
FunktionalitätFunktionalität
Funktionalität
Olten, 05.11.2015
8
Technische Lösungen / Technologien in Smart Grids Sm
art G
ridTe
chno
logi
en
Lösungs-katego-rien
Energiepolitische Maßnahmen
Felder für systemseitige Folgewirkungen undHandlungsbedarf
Anreize/ TechnologienStromnetz Systembilanz IKT
Stromspeicher
Einspeise-management
VirtuelleKraf twerke
Demand Side Integration*
Speicher (Opt. Eigenverbrauch)
Visualisierungs-technik
Gebäude-automatisierung
Smart Metering
Kommunikation in Verteilnetzen
Netzleittechnik
Verteilnetz-automatisierung
Betriebsmittel-management
Sensorik zur U-und I-Messung
HGÜ
Hochtemperatur-leiterseile
Steuerbare Wechsel-/Umrichter
FACTS
Spannungsrege-lung MS und NS
Freileitungs-monitoring
Kommunikations-techniken
Datendrehscheibe
Supraleitende Betriebsmittel
Super Grid
Gleichstromnetze
Reduktion Energieverbrauch
Umstrukturierung Stromproduktion
Netzkonzepte Netzkomponenten Leittechnik Flexibilität DatenmanagementKundenseitige Technologien
Studie: Zustandsanalyse und Entwicklungsbedarf von Technologien für ein Schweizer Smart Grid, consentec 2013
Olten, 05.11.2015
9
Smart Grid Roadmap – Take Aways • Definition: Smart Grids sind elektrische Netze, die unter Einbezug von Mess-, und
IKT den Austausch elektrischer Energie intelligent sicherstellen.
• Konventioneller versus intelligenter Netzausbau:
Technische Lösungen wie Blindleistungsbereitstellung und regelbare Ortsnetztransformatoren bereits heute kosteneffizient noch zu beanreizen
Einspeisemanagement (Abregelung) kosteneffizient noch zu beanreizen Batterien nur für Netz absehbar nicht rentabel Verbrauchsmanagement und virtuelle Kraftwerke in Zukunft marktorientiert
(DSM, Smart Home, Smart Markets) Regelwerk für Flexibilitäten (Produktion, Verbrauch und Stromspeicher) auf
Markt und für Netz notwendig • Smart Metering Systeme sinnvoll wegen Nutzen bei Endkunden: Kosteneffizienz
bei Mieterwechsel, Stromablesung, Stromeinsparungen, Eigenverbrauch.
• Vernetzung Technologien in Zukunft dank effizienter, sicherer IKT und Datenmanagement sinnvoll da Effizienz erhöht wird.
Themen «Flexibilität», «intelligenter Netzausbau», «Prozesse Netz» in RevStromVG
Olten, 05.11.2015
10
Elemente der Energieforschungspolitik des Bundes
In Zusammenhang mit der Energiestrategie 2050: • Aktionsplan koordinierte Energieforschung Schweiz • Nationale Forschungsprogramme (NFP) im Energiebereich
– 70: Energiewende – 71: Steuerung des Energieverbrauchs
• Ausbau Programm «Pilot- und Demonstrationsprojekte» (P&D) • Aufbau Programm «Leuchtturmprojekte»
Regulär: • Energieforschungskonzept des Bundes 2013-2016 2017-2020 • Ressortforschungskonzept des BFE 2013-2016 2017-2020 • Ordentliche Projektförderung (SNF/KTI) • Forschungsrahmenprogramme der EU (Horizon 2020, SET-Plan) • Mulitilaterale Kooperationen (IEA, ERA-NET, D-A-CH etc.)
Olten, 05.11.2015
11
Forschungsschwerpunkte – Input SGR-CH
Olten, 05.11.2015
12
Forschungsschwerpunkte – Internationaler Input
European Electricity Grid Initiative (EEGI)
& European
Technology Platform
IEA Implementing Agreement
International Smart Grid Action Network
(ISGAN)
Smart Grids ERA-Net Cofund Action
Drei-Länder- Kooperation
Smart Grids D-A-CH
www.smartgrids.eu www.iea-isgan.org www.eranet-smartgridsplus.eu www.smartgrids-dach.eu
Olten, 05.11.2015
13
Forschungsschwerpunkte
• Technologien zur gezielten Beeinflussung der Leistungsflüsse innerhalb der Netzebenen Spannungshaltung, Kapazitätsengpässe (z.B. RONT, Einzelstrang-regler, Einspeisemanagement, dezentrale Speicher, Demand Side Integration)
• Flexibilitätsoptionen zum Gleichgewicht des Gesamtsystems unter Berücksichtigung des Marktes Frequenzhaltung, Kapazitätsengpässe (einzeln oder gebündelt z.B. als virtuelles Kraftwerk, Zusammenspiel, Netzplanung)
• Neuartige Mess- und Leittechnik – zur Bestimmung des Netzzustandes in Echtzeit sowie dessen Prognose – für sicheren Netzbetrieb (z.B. Steuerung der Netzelemente, Schutzkonzepte) – für nachhaltigen Netzunterhalt
• Grad der Zentralität resp. Dezentralität entsprechender Ansätze – Nutzen (z.B. Gesamtsystemoptimum) – Herausforderungen (z.B. Kommunikation, «Big Data», Standardisierung) – Risiken (z.B. Systemstabilität, Datenschutz und –sicherheit)
• Konzepte und Technologien für effizienten Netzbetrieb mit Gleichstrom oder auf Niederfrequenz
Olten, 05.11.2015
14
Smart Grid Eich Netz-DL (EBL)
Grossindustrie SRL/TRL (HSLU)
…
Flexibilitätsoptionen lokal und systemweit
FlexLast SRL/TRL mit Kühlhäusern power flex
BeSmart SRL mit Wärme im Haushalt tiko
WarmUp2 Day-ahead, Intraday, Netz-DL, (TRL?) in Überbauungen
InfraWatt TRL mit Infrastrukturanlagen X-Enter
PolySun Lastmanagement SDL, Optimierung Eigenverbrauch in DL
Olten, 05.11.2015
Flecopower TRL mit Biogas
15
Besten Dank für Ihr Interesse!
Dr. Michael Moser Bundesamt für Energie BFE Sektion Energieforschung
CH-3003 Bern E-Mail: [email protected]
Telefon: +41 58 465 36 23
Olten, 05.11.2015