wissenschaftsdialog 2016 der bundesnetzagentur: dr. stefan bofinger – energielandschaft 2050,...
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BNetzA Wissenschaftsdialog
Dr. Stefan Bofinger Bonn, 21. September 2016
Fraunhofer IWES Energiesystemtechnik
Energielandschaft 2050:
Elektrisch und innovativ
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Langfristige Klimaziele – Anforderungen an die Umsetzung der Energiewende Ambitionierte Klimaziele 2050 von minus 80% bis 95% gegenüber 1990 Für Energiesektor sehr großer Einfluss auf noch zulässige Emissionen
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Wieviel Strom brauchen wir zukünftig?
Neue Stromverbraucher? Bisheriger Bestandteil der Szenarien: Elektromobilität und Wärmepumpen
Power-to-Gas
Was kommt alles noch? Oberleitungs-Lkw
Wärmepumpen in der Industrie und Fernwärme
Power-to-Heat
Elektrische Verfahren in der Industrie
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Wieviel Strom brauchen wir zukünftig?
Neue Stromverbraucher? Bisheriger Bestandteil der Szenarien: Elektromobilität und Wärmepumpen
Power-to-Gas
Was kommt alles noch? Oberleitungs-Lkw
Wärmepumpen in der Industrie und Fernwärme
Power-to-Heat
Elektrische Verfahren in der Industrie
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Vergleich von 4 Zielszenarien 2050 mit „-80% Treibhausgase“ Sehr große Bandbreite des Strombedarfs zur Zielerreichung Gründe?
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Treiber für die Höhe des Strombedarfs Definition „-80% Treibhausgase“ / Biomasse / Effizienz
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Alternativen zu EE-Strom? Begrenzte Alternativen zu einer nationalen Erzeugung auf Basis von
Windkraft und PV Große Bandbreiten
des Treibers „Verfügbarkeit von Biomasse“
Langfristige Rolle der Biomasseimporte?
Begrenztes technisch -ökonomisches Potenzial für Solarthermie
Rolle Stromimporte?
Je weniger Biomasse verfügbar ist, um so mehr Windkraft und PV müssen ausgebaut werden
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Was ist eigentlich Sektorkopplung?
Power X oder Verkehr Strom Wärme ?
Roadmap Gesamtsystem (Projektbeispiel)
EE-Strom als zukünftiger Primärenergieträger und Haupttreiber!
2012 2025 2035 2050
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Phase 1:Ausbau EE
Phase 2:Ausbau Infrastruktur
Phase 3:Verstärkte Interaktion
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Wärme + Kälte Konventionell
Wärme + Kälte Strombasiert
Stromverbrauch PtG
Stromverbrauch konventionell
Verkehr konventionell
Verkehr Strombasiert
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Welche Schlüsseltechnologien sind erforderlich?
Große Vielfallt an Technologien – aber zwei grundsätzliche Einteilungen:
1. E-Mobilität und Wärmepumpen auch unter Graustrommix
2. PtH und PtG: Verfügbarkeit von Stunden mit 100%EE-Strom
E-Mobilität
Wärmepumpen
Wind / PV
PtH
PtG
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Pkw: BEV, PHEV, REEV; OH-Lkw, …
Dezentral. Luft-WP, Sole-WP; Groß-WP in der Industrie und in Wärmenetzen, …
Elektrodenkessel in der Industrie und in Wärmenetzen; dezentral Heizstäbe, …
H2, PtG, PtL, …
Neue el. Verfahren in der Industrie
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Interaktion EE-Strom-Wärme und Verkehr Fokus 2050, sowie Entwicklung dahin und Konsequenzen Randbedingungen Wir kann Europa und Deutschland kostenminimal
seine Mindestklimaziele (-80% CO2) erreichen? Was heißt das für den Wärmemarkt, Verkehrssektor
und den Technologiemix? Kurzfassung: http://s.fhg.de/hiD
Endbericht: http://s.fhg.de/hj5
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2010 -83% Szenario -95% Szenario
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Netzverluste
Speicherverluste
Herkömml. Verbrauch
EE-Abregelung
Müll-HWK, Klärgas
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KWK
Netto-Import
Laufwasser
Wind-Offshore
Wind-Onshore
PV
Power-to-Liquid
Power-to-Gas
Oberleitungs-Lkw
E-Pkw
Klimatisierung
Wärmepumpen
Power-to-Heat / Industrie-WP
Netzverluste
Speicherverluste
Herkömml. Verbrauch
EE-Abregelung
Müll-HWK, Klärgas
GT
GuD
KWK
Netto-Import
Laufwasser
Wind-Offshore
Wind-Onshore
PV
Bedeutung neuer Stromverbraucher?
Strombilanz: Bandbreite von zwei IWES- Klimaschutz -szenarien (DE)
Unterscheidung in Neue und Alte Verbraucher ?
Aus: Projekt "Sektor-übergreifende Energiewende" für Agora Energiewende (in Bearbeitung)
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Power-to-Heat / Industrie-WP
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Müll-HWK, Klärgas
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Netto-Import
Laufwasser
Wind-Offshore
Wind-Onshore
PV
Bedeutung neuer Stromverbraucher?
Strombilanz: Bandbreite von zwei IWES- Klimaschutz -szenarien (DE)
Unterscheidung in Neue und Alte Verbraucher ?
Schwierig, aber wichtig um Effizienzziele definieren zu können
Aus: Projekt "Sektor-übergreifende Energiewende" für Agora Energiewende (in Bearbeitung)
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Zusammenwirken der Komponenten über den Strommarkt Hohe Bedeutung von neuen flexiblen bzw. hybriden Verbrauchern zur
Aufnahme des fluktuierenden EE-Stromangebotes
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PSW-TurbineBatteriespeicherGas GuD/GTBHKWGas - KWKWärmepumpenE-MobilitätKlimatisierungBatteriespeicherPSW-PumpePtHPtGAbregelung
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GWErzeugung und Strombedarf in Deutschland 2050 - Meteo-Jahr 2006, 15./16. Kalenderwoche
LastPhotovoltaikWind OffshoreWind OnshoreBiomasseLaufwasser
www.energieversorgung-elektromobilitaet.de/
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Volllaststunden [h]
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100GeothermieHolz-/Müll-HKWWasserkraftOnshore-WindOffshore-WindPhotovoltaikLastImport/Export
Ablösung von „Must-Run-Units“
These 1: Wir können doch den„Überschussstrom“ des Stromsektors nutzen?
In den vergangen Jahren Diskussion zu 1. Ziele im Stromsektor einen EE-Anteil zu erreichen 2. Ausbau von Wind- und PV um diese Stromsektor-Ziele zu erreichen 3. Negative Residuallast „Überschussstrom“ als Abfallprodukt in anderen
Sektoren nutzen
Aber EE-Strom muss extra für Verkehr und Wärme/Industrie zugebaut werden Es gibt keinen Überschuss andere Sektoren müssen auch die Kosten tragen.
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These 2: EE-Strom ist doch im Überfluss verfügbar?
Technisches EE-Potenzial:
PV Dachflächen + Freiflächen: ca. 230 + 180 GW
Offshore 49 – 69 GW
Onshore 230 – 930 GW
Hohes Potenzial – aber Akzeptanz
EE-Strom hohe Effizienz in der Nutzung wesentlich
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These 3: Alle Anwendungen sind zukünftig strombasiert?
EE-Strom wird zentraler Primärenergieträger Es geht weniger um die Frage
– Alternativen zur Stromnutzung ? – sondern – Wo kann eine effiziente Stromnutzung sinnvoll kombiniert werden mit anderen EE-Ressourcen für eine Dekarbonisierung? –
2 Beispiele im Bereich der Wärmenetze
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1. Jan. 31. Jan. 2. Mrz. 2. Apr. 2. Mai. 2. Jun. 2. Jul. 1. Aug. 1. Sep. 1. Okt. 1. Nov. 1. Dez. 1. Jan.
Wär
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(in
GW)
KWK-Wärme Wärmepumpe Heizwerk
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1. Jan. 31. Jan. 2. Mrz. 2. Apr. 2. Mai. 2. Jun. 2. Jul. 1. Aug. 1. Sep. 1. Okt. 1. Nov. 1. Dez. 1. Jan.
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(in
GW)
Solarthermie KWK-Wärme Elektrodenkessel Heizwerk
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Wichtigste Erkenntnisse Klimaziele nur mit Strom im Wärme- und Verkehrsbereich umsetzbar Windkraft und PV tragende Säulen
Strom sollte möglichst direkt genutzt werden (Effizienz und Kosten) Effizienzanwendungen - Wärmepumpen, Elektromobilität Strom zu Wärme …
Biomassenutzung fokussieren Nischen in den Sektoren Strom-Wärme-Verkehr dort wo man mit Strom nicht direkt hinkommt
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!