29.10.2014, 7. Wissenschaftstag – Vattenfall Europe Mining & Generation, Cottbus

1. E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T . 1
Hannes Seidl
Keynote: Speicher – Ein weiter Weg zur Marktreife.
29.10.2014, 7. Wissenschaftstag – Vattenfall Europe Mining & Generation, Cottbus.

2. 2E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Die Gesellschafter der Deutschen Energie-Agentur.
Vertreten durch das Bundesministerium
für Wirtschaft und Energie
im Einvernehmen mit:
Bundesministerium für Ernährung
und Landwirtschaft
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz,
Bau und Reaktorsicherheit
Bundesministerium für Verkehr
und digitale Infrastruktur
dena
Bundesrepublik
Deutschland
KfW Bankengruppe
Allianz SE
Deutsche Bank AG
DZ BANK AG
Stephan Kohler – Vorsitzender
Ulrich Benterbusch
Geschäftsführung
50 % 26 %
8 %
8 %
8 %

3. E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T . 3
Herausforderungen der Energiewende.

4. 4E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Die energie- und klimapolitischen Zielsetzungen
in Europa und Deutschland (Auswahl).
Europäische Ziele bis 2020 (2030)
Reduzierung der Treibhausgasemissionen um 20% (> 40%)
(im Vergleich zum Jahr 1990).
Erhöhung des Anteils der erneuerbarer Energien am
Energieverbrauch auf 20% (27%)
Reduzierung der Energienachfrage um 20% [27%]
Energiekonzept der Bundesregierung:
Reduzierung der Treibhausgasemissionen um 40% bis zum
Jahr 2020 und um 80% bis zum Jahr 2050 (im Vergleich zum Jahr 1990).
Erhöhung des Anteils der erneuerbaren Energien am
Bruttostromverbrauch auf 35% bis zum Jahr 2020 und
80% bis zum Jahr 2050.

5. 5E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Status Quo der Handlungsfelder.Nachfrage - Strom
Nachfrage - Wärme
EE
Kraftwerke
Übertragungsnetz
Verteilnetz
Offshore-Netz
Speicher
EU
Marktdesign
Ausbauziel erneuerbare Energien (EE) als einziges
Ziel (über-)erfüllt: Allerdings zu sehr hohen Kosten.
Auf allen Ebenen dringender Handlungsbedarf:
Kernaspekt ist die Koordination des EE-Ausbaus mit
dem Fortschritt der anderen Handlungsfelder.
Akuter Handlungsbedarf u.a. in:
Koordination des Netzausbaus mit dem EE-Ausbau.
Senkung der Energienachfrage.
Erstellung eines neuen Strommarktdesigns.
Die Weichen für eine erfolgreiche
Energiewende müssen jetzt gestellt werden.

6. 6E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Referenz 2013 Szenario B 2025 Szenario B 2035
sonstige EE 0,4 0,8 1,2
Biomasse 6,4 7,2 8,2
Photovoltaik 35,1 55,7 60,7
Wind (offshore) 0,5 10,5 18,5
Wind (onshore) 33,2 60,2 82,2
Wasserkraft 4,6 4,7 4,9
Jahreshöchstlast 86 86 86
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
installierteLeistung
[GW]
sonstige EE
Biomasse
Photovoltaik
Wind (offshore)
Wind (onshore)
Wasserkraft
Jahreshöchstlast
Erwartete Entwicklung der erneuerbaren Energien
für die Stromversorgung in Deutschland.
Quelle: Szenariorahmen für die Netzentwicklungspläne Strom 2015. Entwurf der
Übertragungsnetzbetreiber. 30.04.2014
Hohe installierte Leistung von Technologien mit geringen Betriebsstunden.
Summe 80,2 GW 139,1 GW 175,7 GW

7. 7E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Geographische Verteilung der Windenergie
in Deutschland 2010 und mögliche Projektion für 2030.
Quelle: dena, Verteilung der installierten Windenergieleistung in kW/km² nach NEP Strom B 2012.

8. 8E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Herausforderungen bei der Umgestaltung der Stromversorgung.
1. Versorgungssicherheit
Deckung der Nachfrage und Netzstabilität
2. System- und Marktintegration EE
3. Flexibilisierung des Energiesystems
4. Steigerung der (Energie-)Effizienz
5. Gesellschaftliche Akzeptanz
Gesicherte Leistung
Um- und Ausbau Stromnetze
Systemdienstleistungen inkl.
alternative Bereitsteller entwickeln
(u.a. Stromspeicher)
Energieeffiziente Stromnutzung
Kraftwerksoptimierung
Stromoptimierte KWK
…
Ausbau der Stromnetze
Hochflexible Kraftwerke
Stromspeicher, P2H, DSM
Ausbau Stromnetze
Stromspeicher
Einspeisemanagement Wind und PV
Aufklärung, Information und Dialog

9. E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T . 9
Welche Speichersysteme stehen zur Verfügung?
Bildgröße 9,74 cm x 24,56 cm
an den Hilfslinien ausrichten
und weiße Linie in den Vordergrund bringen

10. 10E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Energiespeicher - Zentrale Eigenschaften.
Differenzierung: Energiespeicher - Stromspeicher
Kurzzeitspeicher (z.B. Pumpspeicherwerke, Batterien)
Als „Leistungsspeicher“ für Regelleistung und andere
Systemdienstleistungen
Als „Verschiebspeicher“ (Minuten bis Stunden)
hoher Zyklenwirkungsgrad, relativ geringes Speichervolumen
Langzeit- und Saisonalspeicher
(Wasserstoffanwendungen wie Power to Gas)
Mehrtagesspeicher und Wochenspeicher
(bislang) geringer Zyklenwirkungsgrad, dafür hohes
Speichervolumen
Energiespeicher stehen im Wettbewerb mit anderen
Flexibilitätsoptionen.

11. 11E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Anwendungsfelder und Arten von Speichern –
Eignung der Speicherarten je Einsatzgebiet.
Pumpspeicher-
werke,
Druckluft-
speicher
Wasserstoff-
anwendungen
Batterie-
systeme
Erzeugungs-
ausgleich   -
Bereitstellung von
Regelleistung   
Bereitstellung von
Blindleistung   
Redispatch/
Netzentlastung   ()
Verbesserung der
Spannungsqualität - - 

12. 12E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Systemdienstleistungen für die Sicherheit und
Zuverlässigkeit der Stromversorgung.
Mit hohen Anteilen EE steigt der Bedarf und die Anforderungen an
Systemdienstleistungen.
Speicher haben bereits heute eine wichtige Rolle (u.a. Regelenergie,
Blindleistung und Versorgungswiederaufbau). Bedeutung nimmt zu
(z.B. PRL aus Großbatterien).
Roadmap Systemdienstleistungen: Übersicht der Maßnahmen und
Verantwortlichen  koordinierende Instanz zur Umsetzung benötigt.
dena-Plattform Systemdienstleistungen
Konsortium aus Netzbetreibern, Herstellern und Anlagenbetreibern
zur technisch und wirtschaftlich effizienten Gestaltung der
notwendigen Systemdienstleistungen.
dena-Studie Systemdienstleistungen 2030.
www.dena.de/sdl

13. 13E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Einsatz von Speichern am Strommarkt.
Durchschnittlich sinkende Preise am Strommarkt
aufgrund steigendem EE-Anteil und damit verbundene
Verschiebung der Merit Order.
Sinkende Preisspreizungen im Durchschnitt in den
letzten Jahren aufgrund der Absenkung der
Mittagsnachfrage durch PV-Einspeisung
Genereller Trend:
Zunahme der Preisvolatilität und der Situationen mit
extremen Preisen
weiter steigende PV Einspeisung gerade in den
Sommermonaten führt zu einem Doppelpeak der
Strompreise im Tagesverlauf.
PV-Einspeisung (gelb) und
EPEX-Day-Ahead-Preise
(blau), März 2013.
Quelle: dena-Ergebnispapier „Märkte für Flexibilität“, 2013

14. 14E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Pumpspeicherwerke im Stromsystem.
Ausgleichsfunktion im
Stromerzeugungssystem
• Integration nicht disponibler
Erzeugungsleistung (z.B.
fluktuierende EE)
• Energie-Einspeicherung zu
Schwachlastzeiten
• Ausspeicherung der Energie
während Hochlastzeiten
(Verbrauchsspitzen)
Bereitstellung von
Systemdienstleistungen
• Regel- und Reserveenergie
• Blindleistungsbereitstellung
• ggf. Einsatz beim Redispatch
im Falle von Netzengpässen
Einsatz beim
Netzwiederaufbau
• Schwarzstart-
fähigkeit

15. 15E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Akkumulatoren / Batteriesysteme.
Einsatzgebiete: kurzfristige Speicherung
von Strom und Bereitstellung von Systemdienstleistungen.
Großer Entwicklungssprung in den letzten Jahren
und wachsende Einsatzbreite.
Große Unterschiede hinsichtlich Energiedichte, Effizienz,
Lebensdauer und Kosten.
Derzeit unter technischen und wirtschaftlichen Gesichts-
punkten für die Speicherung großer Energiemengen noch
nicht verfügbar.
Großtechnische Anwendungen in Realisierung und Planung
(z.B. 5 MW-Lithium-Ionen-Batteriepark zur Bereitstellung von
Regelenergie im Netz der WEMAG.)

16. 16E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Power to Heat.
Einsatzgebiete: Einzelheizung in Gebäuden, Zusatzheizung
für Fernwärmenetze oder Industrieprozesse.
Technologien: Wärmepumpe oder Widerstands-Elektroheizer.
Power to Heat stellt eine Umwandlung von Strom in Wärme dar.
 keine Rückverstromung („one way solution“)
Um Versorgungssicherheit zu gewährleisten,
muss die zusätzliche Stromlast von Power to
Heat-Systemen jedoch durch Backup-Systeme
abgesichert werden.
Kostenaspekt: Der Einsatz von Power to Heat muss
unter der Maßgabe erfolgen, dass keine Erhöhung
der Jahreshöchstlast bewirkt wird.

17. E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T . 17
Power to Gas – Mehr als ein Energiespeicher.

18. 18E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Die innovative Systemlösung Power to Gas –
Eine mehrbereichsübergreifende Technologie.
gleichrangige
Bedeutung der
Erzeugungspfade
gleichrangige
Bedeutung der
Nutzungspfade

19. 19E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Power to Gas verbindet zwei getrennte,
bestehende Energieinfrastrukturen.
Stromnetz:
rund 34.000 km Übertragungsnetz und rund
1,5 Millionen km Hoch-, Mittel und Niederspannungsnetz
Zentrale Herausforderung:
Integration der erneuerbaren Energien
Gasnetz:
rund 40.000 km Fernleitungsnetz und
rund 470.000km Verteilnetz ; 51 Erdgasspeicher
sowie 19 weitere Speicher in Planung oder Bau
Zentrale Herausforderung:
Rückgang der Nachfrage nach Erdgas nach Umsetzung
des Energiekonzepts der Bundesregierung
Quelle: DBIErdgasspeicher
Erdgastransportnetz > 60 barStromnetz 380 kV
Stromnetz 220 kV

20. 20E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Power to Gas-Projekte in Deutschland.
Aktuelle Power to Gas-Projekte*:
14 Anlagen in Betrieb, ca. 15 Anlagen
in Bau/ Planung.
Anlagenleistungen <100 kW bis
6 MW, insgesamt ca. 20 MW.
Ausschließlich Forschungs-
und Demonstrationsprojekte.
Herausforderung:
Überführung in eine großtechnisch verfügbare
und wirtschaftlich nutzbare Technologie.
Ziele:
Lern- und Skaleneffekte durch Markteinführung
und Großserientechnik.
Power to Gas-Anlagen mit einer Anlagenleistung
von insgesamt 1.000 MW bis zum Jahr 2022.
*der dena bekannte Projekte und deren aktueller Planungsstand [Mai 2014].

21. E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T . 21
Zusammenfassung und Ausblick.

22. 22E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Die Vorteile von Energiespeichern in
einem zukünftigen Energiesystem
Energiespeicher können einen wesentlichen
Beitrag bei der Erbringung von Flexibilität und
Versorgungssicherheit in einem zukünftigen
Energiesystem leisten.
Energiespeicher unterstützen die Marktintegration
erneuerbarer Energien.
Energiespeicher können nicht bedarfsgerecht
erzeugten Strom aus erneuerbaren Energien in
andere Verbrauchssektoren integrieren.
Energiespeicher benötigten die richtigen Anreize
(Strommarkt, Markt für Systemdienstleistungen) zur
tragfähigen Leistungserbringung.

23. 23E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Notwendige Weiterentwicklung der
Rahmenbedingungen für Energiespeicher (I).
Kostendegressionen
bei allen Energiespeicherarten, insbesondere
von Power to Gas und Batteriesystemen realisieren.
Erhöhung des Anlagenwirkungsgrades
durch Forschung und Entwicklung.
Evaluierung
des volkswirtschaftlichen Nutzens von Energie-
speichern bei der Umsetzung einer system-
übergreifenden Energiewende.
Anpassung der Zugangsbedingungen
für die Märkte von Systemdienstleistungen (bspw.
Ausschreibungszeiträume).

24. 24E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Notwendige Weiterentwicklung der
Rahmenbedingungen für Energiespeicher (II).
Herauslösen von Energiespeichern als Letztverbraucher
(EnWG), damit Umlagen und Abgaben für Energiespeicher als
systemdienliche Elemente in der Stromversorgung entfallen.
Weiterführung der Diskussionen
zum Umgang mit abgeregeltem EEG Strom aufgrund
von Netzengpässen, da bislang keine Anreize zur Nutzung
bestehen (EEG).
Berücksichtigung von Energiespeichern bei der möglichen
Einführung eines Kapazitätsmechanismus sowie bei der
Novellierung der Förderung von EE Anlagen (u.a. Ziel:
strukturierte Grünstromprodukte).
Berücksichtigung von Wasserstoff und synthetischem
Methan als quotenfähige Kraftstoffe (Power to Gas) gemäß
BImSchG.

25. E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T . 25
Effizienz entscheidet.
Vielen Dank.
www.dena.de
b2b.dena.de

26. 26E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T .
Ihr Ansprechpartner.
Hannes Seidl
Stellv. Bereichsleiter Energiesysteme und Energiedienstleistungen
Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)
Chausseestraße 128 a, 10115 Berlin
Tel: +49(0)30 72 61 65-759
Fax: +49(0)30 72 61 65-699
E-Mail: seidl@dena.de
Internet: www.dena.de

27. E F F I Z I E N Z E N T S C H E I D E T . 27
5. dena-Energieeffizienzkongress.
11. und 12. November 2014.
bcc Berlin Congress Center.