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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

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2010 2020 2030 2040 2050

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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

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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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Power-to-Heat / Industrie-WP

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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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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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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.

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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!