Die Rolle von IKT in einem Strommarkt mit immer mehr Erneuerbaren Energien Megatrends und Handlungsfelder DR. PATRICK GRAICHEN | 23.06.2015, FAZ-ZUKUNFTSFORUM Agora Energiewende – wer sind wir? 19 Fachleute für Energiepolitik mit breiter Erfahrung Berlin, 23.06.2015 → Denk- und Politikwerkstatt mit der Mission die Energiewende zu einem Erfolgsmodell zu machen → Dialog und wissenschaftliche Expertise → Projekt der Stiftung Mercator und European Climate Foundation mit Finanzierung 2012-2017 → Unabhängig und überparteilich 2 Rat der Agora Rainer Baake Prof. Dr. Dr. Klaus Töpfer Staatssekretär im Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Ratsvorsitzender, Direktor des IASS Forschung Bundespolitik Jochen Flasbarth Staatssekretär im Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bauen und Reaktorsicherheit Hildegard Müller Vorsitzende der Hauptgeschäftsführung des Bundesverbandes der Energie- und Wasserwirtschaft e. V. (BDEW) Energiewirtschaft Stadtwerke Franz Untersteller Lothar Schulze Mitglied der Geschäftsführung der Windwärts Energie GmbH Landespolitik Erneuerbare Energien Christian Pegel 28 Mitglieder Minister für Energie, Infrastruktur und Landesentwicklung Mecklenburg-Vorpommern Stromintensive Unternehmen Dr. Martin Iffert Europäische Union Vorstandsvorsitzender der Trimet Aluminium AG Netzbetreiber Boris Schucht Vorsitzender der Geschäftsführung der 50Hertz Transmission GmbH Minister für Umwelt, Klima und Energie-wirtschaft BadenWürttemberg Verbraucherschutz Bundesbehörden Umweltverbände Mechthild Wörsdörfer Direktorin, Generaldirektion Energie, EU-Kommission Gewerkschaften Jochen Homann Präsident der Bundesnetzagentur Michael Vassiliadis Vorsitzender der IGBCE Berlin, 23.06.2015 3 Zentrale Trends im Strommarkt der nächsten Jahre Berlin, 23.06.2015 4 1. Die Kosten von Wind- und Solarstrom sinken weiter… Stromgestehungskosten bei Neu-Investitionen Berlin, 23.06.2015 → Stromgestehungskosten sinken von derzeit 6-9ct/kWh für Wind Onshore und 8-9ct/kWh für PV auf 4-7ct/kWh für Wind und PV in den nächsten 10-15 Jahren → Selbst unter Berücksichtigung von Integrationskosten werden die Erneuerbaren Energien auf Augenhöhe mit den Konventionellen sein → In Ländern mit hohem Wind- und Solardargebot sind Erneuerbare dann deutlich günstiger als andere Stromerzeugungsoptionen → Umbau hin zu einem Stromsystems mit hohen Anteilen Erneuerbarer Energien deswegen unabhängig von politischen Konstellationen 5 …und die Stromerzeugung der Erneuerbaren Energien steigt laut Ausbaukorridor der Bundesregierung auf 40-45% bis 2025 und 55-60% bis 2035… Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien 2000-2035 → Stromgestehungskosten sinken von derzeit 6-9ct/kWh für Wind Onshore und 8-9ct/kWh für PV auf 4-7ct/kWh für Wind und PV in den nächsten 10-15 Jahren → Selbst unter Berücksichtigung von Integrationskosten werden die Erneuerbaren Energien auf Augenhöhe mit den Konventionellen sein → In Ländern mit hohem Wind- und Solardargebot sind Erneuerbare dann deutlich günstiger als andere Stromerzeugungsoptionen → Umbau hin zu einem Stromsystems mit mindestens 80 Prozent Erneuerbaren Energien deswegen unabhängig von politischen Konstellationen AGEB 2015, ab 2015: Eigene Berechnungen auf Basis von NEP 2015 (Szenario B1) Berlin, 23.06.2015 6 …und dies gilt auch weltweit. Globale Investitionen in Stromerzeugungstechnologien → Stromgestehungskosten sinken von derzeit 6-9ct/kWh für Wind Onshore und 8-9ct/kWh für PV auf 4-7ct/kWh für Wind und PV in den nächsten 10-15 Jahren → Selbst unter Berücksichtigung von Integrationskosten werden die Erneuerbaren Energien auf Augenhöhe mit den Konventionellen sein → In Ländern mit hohem Wind- und Solardargebot sind Erneuerbare dann deutlich günstiger als andere Stromerzeugungsoptionen → Umbau hin zu einem Stromsystems mit mindestens 80 Prozent Erneuerbaren Energien deswegen unabhängig von politischen Konstellationen IRENA, REN 21 Berlin, 23.06.2015 7 2. Energieeffizienz setzt sich durch. Entwicklung von Bruttostromverbrauch und Bruttoinlandsprodukt → In Industrie und Politik hat sich Energieund Ressourceneffizienz als zentrales Paradigma für Produkte, Anlagen und Produktionsprozesse durchgesetzt → Jede neue Produkt- und Anlagengeneration ist effizienter als die alte, durch Investitionszyklen deswegen stetiger Effizienzeffekt → Kaum Rebound-Effekte erkennbar, eher sinkende Stromnachfrage in Deutschland und Europa → Steigerung der Stromnachfrage insofern nur durch zusätzlichen Verbrauch in angrenzenden Sektoren (Wärme und Verkehr) (indexiert, 1990=100) Eigene Berechnungen auf Basis AGEB 2015 und Statistisches Bundesamt 2015 Berlin, 23.06.2015 8 2. Energieeffizienz setzt sich durch. Lampen im Vergleich Glühlampe: 10 lm/W (60 Watt für 600 Lumen) Berlin, 23.06.2015 Energiesparlampe: 60-80 lm/W (8-10 Watt für 600 Lumen) → In Industrie und Politik hat sich Energieund Ressourceneffizienz als zentrales Paradigma für Produkte, Anlagen und Produktionsprozesse durchgesetzt → Jede neue Produkt- und Anlagengeneration ist effizienter als die alte, durch Investitionszyklen deswegen stetiger Effizienzeffekt → Kaum Rebound-Effekte erkennbar, eher sinkende Stromnachfrage in Deutschland und Europa → Steigerung der Stromnachfrage insofern nur durch zusätzlichen Verbrauch in angrenzenden Sektoren (Wärme und Verkehr) LED: 60-140 lm/W (4 -10 Watt für 600 Lumen) 9 3. Flexibilität wird zum zentralen Paradigma des Stromsystems Stromerzeugung 2022, Simulation basierend auf Wetterdaten von 2011 GW GW Anfang April (KW 14) 80 80 60 60 40 40 20 20 Mo Di Mi Do Fr Sa So Das Stromsystem der Zukunft wird von stark schwankender, wetterabhängiger Stromerzeugung geprägt → Das gesamte Stromsystem muss deswegen flexibel werden → Flexible fossile Kraftwerke, Biomassekraftwerke, Nachfrage, Powerto-X-Anlagen und Speicher reagieren auf Wind- Und Solarstromerzeugung → Im Strommarkt und bei den Systemdienstleistungen ist deswegen ein technologieneutraler Wettbewerb zwischen allen Flexibilitätsoptionen entscheidend Ende November (KW 47) Mo Di Mi Do Fr Sa Stromnachfrage Fossile Kraftwerke Wind Onshore/Offshore Photovoltaik Wasser Biomasse Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012) Berlin, 23.06.2015 → So 10 3. Flexibilität wird zum zentralen Paradigma des Stromsystems Residuallast in einer Beispielwoche im Februar 2022 Eigene Darstellung basierend auf Agora Energiewende (2012) Berlin, 23.06.2015 → Das Stromsystem der Zukunft wird von stark schwankender, wetterabhängiger Stromerzeugung geprägt → Das gesamte Stromsystem muss deswegen flexibel werden → Flexible fossile Kraftwerke, Biomassekraftwerke, Nachfrage, Powerto-X-Anlagen und Speicher reagieren auf Wind- Und Solarstromerzeugung → Im Strommarkt und bei den Systemdienstleistungen ist deswegen ein technologieneutraler Wettbewerb zwischen allen Flexibilitätsoptionen entscheidend 11 4. Dezentrale Erzeugung ergänzt als neues Strukturmerkmal die zentralen Strukturen Anzahl von Windenergie- (rechte Achse) und PV-Anlagen (linke Achse) Bundesnetzagentur 2015, BWE 2015 Berlin, 23.06.2015 → Zubau in den Bereichen Wind Onshore, Solar, Speicher und Backup-Kraftwerken wird breit über die Republik verteilt sein. → Zunehmende Anzahl von dezentralen Anlagen dienen unmittelbar ganz oder teilweise der Eigenversorgung von Erzeugern → Deswegen wird das Stromsystem nicht mehr von wenigen sondern tausenden Akteuren geprägt, Energieerzeugung haben das Potenzial zum LifestyleProdukt zu werden → IT-Technik wird dezentrale Lösungen begünstigen und zusammenbündeln, mit der Möglichkeit, aus vielen Klein-Anlagen große Beiträge für das Gesamtsystem zu erreichen 12 5. Strom wird immer mehr zur Leittechnologie, auch für den Wärme- und Verkehrssektor Absatzzahlen für Heizungswärmepumpen → Dekarbonisierung im Wärme- und Verkehrssektor vermutlich nur über deutlich stärkere Nutzung von Strom leistbar, wobei der Gesamtstromverbrauch von Effizienz abhängt → Nutzung von Strom in GroßWärmepumpen und Power-to-HeatAnlagen wird ökonomisch attraktiv → Degression der PV-Kosten lässt dezentrale Power-to-Heat-Lösungen mit Solarstrom entstehen → Elektromobilität wird aufgrund von CO2und Luftschadstoff-Regulierung weiter verfolgt bis Durchbruch bei Batteriekosten erfolgt Bundesverband Wärmepumpe e.V. Berlin, 23.06.2015 13 Informations- und Kommunikationstechnologien als Enabler der Energiewende Berlin, 23.06.2015 I) IKT als Enabler für Flexibilität: Ein hochflexibler Strommarkt 2.0 organisiert den Ausgleich von EE, fossilen Erzeugern, Nachfragern und Speichern Berlin, 23.06.2015 → Das Stromsystem der Zukunft ist von einer großen Anzahl an Akteuren geprägt, die ein volatiles Verhalten haben → Hierfür ist hoch flexibler Strommarkt 2.0 nötig, der durch kurzfristige Preissignale System zum Ausgleich bringt → Außerdem auch ein kurzfristiger Markt für Systemdienstleistungen, damit alle Flexibilitätsoptionen technologieneutral konkurrieren können → Verteilnetzbetreiber werden ihre Netze durch IT proaktiv managen 15 II) IKT als Enabler für Energiemanagement in der Industrie: Aus Effizienz und Flexibilität wird Flex-Efficiency © Deutsche Bank Berlin, 23.06.2015 → Höhere Effizienz senkt Kosten des Gesamtsystems deutlich → Einsparung hat zukünftig einen höheren Wert wenn weniger Wind- und/oder Sonnenstrom verfügbar sind, Flexibilität bekommt auf Nachfrageseite eine vergleichbare Bedeutung → Lastmanagement und Energieeffizienz verschmelzen zu dem Konzept der FlexEfficiency als Design für neue Anlagen und Geräte → Energieeffizienz-Politik dient der beschleunigten Marktdurchdringung mit effizienten Geräten und sollte FlexEfficiency in den Vordergrund rücken 16 IKT als Enabler für neue Geschäftsmodelle direkt mit dem Endkunden Das vernetzte Haus → Kommunikationstechnologien kommen in Industrie, Gewerbe und privaten Haushalten auch im Energiebereich flächendeckend zum Einsatz → IT und Big Data ermöglichen die schnelle und automatisierte Koordination auch kleiner Stromerzeugungs- und Verbrauchseinheiten (IT als Enabler) → IT ermöglicht die Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen → Energieversorger konkurrieren mit ITUnternehmen um die Rolle als Dienstleister für den (Prosumer-)Kunden © slavun - Fotolia.com, eigene Illustration Berlin, 23.06.2015 17 Politische Handlungsfelder, damit IKT seine Rolle als Enabler ausspielen kann Berlin, 23.06.2015 Handlungsfeld Smart Meter: Klarer gesetzlicher Rahmen für die Standards und den Roll-out von Smart Metern nötig Geplanter Roll-Out von Smart Metern entsprechend BMWi-Verordnungspaket Berlin, 23.06.2015 19 Handlungsfeld Sicherheit und Datenschutz: Aktive Rolle der Regulierung zum Schutz der Kunden nötig Smart Meter im Hausgebrauch → Datenschutz: Stromkunden müssen selbst entscheiden können, wer was mit ihren Energiedaten machen kann → IKT-Revolution und Big Data stellen Regulierung vor neue Aufgaben und Herausforderungen im Bereich Datenschutz, Datensicherheit, Steuerung → Datensicherheit: Stromsystem und Daten der Kunden benötigen wirksamen Schutz vor möglichen Angriffen von Hackern → Rollen der Akteure: Definition der Rolle von Aggregatoren ist nötig, damit Markt sich durch IKT voll entfalten kann © nest Berlin, 23.06.2015 20 Handlungsfeld Sektorengrenzen: Die Integration von Strom-, Wärme- und Verkehrssektoren organisieren Wärmepumpe → Stromspeicher, Power-to-Heat, Elektromobile ermöglichen Zusammenwachsen der Sektoren → Die sehr unterschiedlichen Abgaben bei Strom, Wärme und Verkehr führen zu teilweise kontraproduktiven Anreizen → Abgaben und Umlagen daher so umorganisieren, dass die Integration der Sektoren problemlos möglich ist © Viessmann Berlin, 23.06.2015 21 Wo steht die Energiewende heute? Daten stundenaktuell auf www.agora-energiewende.de Immer aktuelle Erzeugungszahlen im Agorameter → Graphen zur Stromproduktion aus Konventionellen und Erneuerbaren heute → Stromhandel mit den Nachbarländern → Strompreis und Erneuerbare → Stundenaktuelle Zahlen mit nur geringer Verzögerung www.agora-energiewende.de/agorameter Berlin, 23.06.2015 22 Agora Energiewende Rosenstraße 2 10178 Berlin T +49 (0)30 284 49 01-00 F +49 (0)30 284 49 01-29 www.agora-energiewende.de Alle Informationen auch zum Download unter www.agoraenergiewende.de Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kommentare sind herzlich willkommen: [email protected] Agora Energiewende ist eine gemeinsame Initiative der Stiftung Mercator und der European Climate Foundation im Rahmen der Smart Energy for Europe Platform (SEFEP) Berlin, 23.06.2015 23
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