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2014 | OriginalPaper | Chapter

3. Speicherbedarf in der Stromversorgung

Authors: Michael Sterner, Ingo Stadler

Published in: Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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Übersicht

Energiespeicher sind – gestern wie heute – ein entscheidender Faktor in der Energieversorgung. Wie sich der Speicherbedarf in der Zukunft in den Bereichen Strom, Wärme und Mobilität entwickeln wird, ist Gegenstand der folgenden drei Kapitel. Den Schwerpunkt bildet das vorliegende Kapitel, das den Stromsektor zum Nukleus der Energieversorgung herausbilden und wesentliche Brücken zu den beiden anderen Sektoren Wärme und Mobilität und darüber hinaus zur chemischen Industrie schlagen wird.
Nach heutigen Abschätzungen wird der Speicherbedarf beim Stromnetzausbau nach Plan und der Nutzung von Flexibilitäten in Erzeugung und Verbrauch erst ab einem Anteil von 60–80% erneuerbarer Energien an der Stromversorgung relevante Größenordnungen erreichen. Der Netzausbau hat großen Einfluss auf den Speicherbedarf, ebenso die flexible Stromerzeugung in Kraftwerken und bei der Kraft-Wärme-Kopplung sowie der flexible Verbrauch über das Lastmanagement.
Exemplarisch werden drei Studien zum Speicherbedarf und zur Rolle von Energiespeichern im Kontext der Flexibilitäten ausführlich vorgestellt. An diesen Studien, die außerdem durch laufende Arbeiten ergänzt werden, waren die Autoren und Coautoren selbst beteiligt. In ▶ Abschn. 3.6 werden die Ergebnisse studienübergreifend zusammengefasst und mit sechs weiteren Studien verglichen.
Literature
1.
go back to reference Agora Energiewende (2013) Die Energiewende im Stromsektor 2013: Erzeugung, Verbrauch, Erneuerbare Energien und CO 2-Emissionen, Agora Energiewende, Berlin Agora Energiewende (2013) Die Energiewende im Stromsektor 2013: Erzeugung, Verbrauch, Erneuerbare Energien und CO 2-Emissionen, Agora Energiewende, Berlin
2.
go back to reference Bauknecht D, Koch M, Tröster E et al (2013) Systemischer Vergleich von Flexibilitäts- und Speicheroptionen im deutschen Energiesystem zur Integration der erneuerbaren Energien und Analyse entsprechender Rahmenbedingungen. Vortrag zur Fachtagung "Aktuelle Vorhaben zum Klimaschutz und zur Umsetzung der Energiewende" am 13. und 14. Juni 2013 in Berlin, Öko-Institut e. V., energynautics, Berlin Bauknecht D, Koch M, Tröster E et al (2013) Systemischer Vergleich von Flexibilitäts- und Speicheroptionen im deutschen Energiesystem zur Integration der erneuerbaren Energien und Analyse entsprechender Rahmenbedingungen. Vortrag zur Fachtagung "Aktuelle Vorhaben zum Klimaschutz und zur Umsetzung der Energiewende" am 13. und 14. Juni 2013 in Berlin, Öko-Institut e. V., energynautics, Berlin
3.
go back to reference BMU (2012) Erneuerbare Energien in Zahlen. Nationale und internationale Entwicklung, [Stand: Juli 2012]. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Berlin BMU (2012) Erneuerbare Energien in Zahlen. Nationale und internationale Entwicklung, [Stand: Juli 2012]. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Berlin
4.
go back to reference BNetzA (2013) Genehmigung des Szenariorahmens zum NEP/O-NEP 2014, Bundesnetzagentur, Bonn BNetzA (2013) Genehmigung des Szenariorahmens zum NEP/O-NEP 2014, Bundesnetzagentur, Bonn
5.
go back to reference Bofinger S, Callies D, Scheibe M et al (2011) Potenziale der Windenergienutzung an Land, Fraunhofer IWES, Kassel Bofinger S, Callies D, Scheibe M et al (2011) Potenziale der Windenergienutzung an Land, Fraunhofer IWES, Kassel
6.
go back to reference Bömer J, Döring M, Beestermöller C (2013) Abschätzung der Bedeutung des Einspeisemanagements Abschätzung der Bedeutung des Einspeisemanagements nach § 11 EEG und § 13 Abs.2 EnWG Download Abschätzung der Bedeutung des Einspeisemanagements nach § 11 EEG § 13 Abs.2 EnWG. Auswirkungen auf die Windenergieerzeugung in den Jahren 2010 und 2011, Berlin Bömer J, Döring M, Beestermöller C (2013) Abschätzung der Bedeutung des Einspeisemanagements Abschätzung der Bedeutung des Einspeisemanagements nach § 11 EEG und § 13 Abs.2 EnWG Download Abschätzung der Bedeutung des Einspeisemanagements nach § 11 EEG § 13 Abs.2 EnWG. Auswirkungen auf die Windenergieerzeugung in den Jahren 2010 und 2011, Berlin
7.
go back to reference Breuer C, Drees T, Echternacht D et al (2011) Identification of Potentials and Locations for Power-to-Gas in Germany. 6th International Renewable Energy Storage Conference Eurosolar, IAEW RWTH Aachen, Berlin Breuer C, Drees T, Echternacht D et al (2011) Identification of Potentials and Locations for Power-to-Gas in Germany. 6th International Renewable Energy Storage Conference Eurosolar, IAEW RWTH Aachen, Berlin
8.
go back to reference Breuer C, Drees T, Echternacht D et al (2012) Standorte und Potenziale für Power-to-Gas. e/m/w Zeitschrift für Energie, Markt, Wettbewerb 2012 (4) Breuer C, Drees T, Echternacht D et al (2012) Standorte und Potenziale für Power-to-Gas. e/m/w Zeitschrift für Energie, Markt, Wettbewerb 2012 (4)
9.
10.
go back to reference FGH (2012) Studie zur Ermittlung der technischen Mindesterzeugung des konventionellen Kraftwerksparks zur Gewährleistung der Systemstabilität in den deutschen Übertragungsnetzen bei hoher Einspeisung aus erneuerbaren Energien. Abschlussbericht, Forschungsgemeinschaft für Elektrische Anlagen und Stromwirtschaft e. V., Consentec GmbH, IAEW RWTH Aachen, Mannheim FGH (2012) Studie zur Ermittlung der technischen Mindesterzeugung des konventionellen Kraftwerksparks zur Gewährleistung der Systemstabilität in den deutschen Übertragungsnetzen bei hoher Einspeisung aus erneuerbaren Energien. Abschlussbericht, Forschungsgemeinschaft für Elektrische Anlagen und Stromwirtschaft e. V., Consentec GmbH, IAEW RWTH Aachen, Mannheim
11.
go back to reference Gerhardt N, Sandau F, Zimmermann B et al (2014) Geschäftsmodell Energiewende. Eine Antwort auf das „Die-Kosten-der-Energiewende“-Argument. „Herkulesprojekt Energiewende“, Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) Kassel, Kassel Gerhardt N, Sandau F, Zimmermann B et al (2014) Geschäftsmodell Energiewende. Eine Antwort auf das „Die-Kosten-der-Energiewende“-Argument. „Herkulesprojekt Energiewende“, Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) Kassel, Kassel
12.
go back to reference Henning H, Palzer A (2014) A comprehensive model for the German electricity and heat sector in a future energy system with a dominant contribution from renewable energy technologies – Part I Methodology. Renewable and Sustainable Energy Reviews 30:1003–1018. doi:10.1016/j.rser.2013.09.012 Henning H, Palzer A (2014) A comprehensive model for the German electricity and heat sector in a future energy system with a dominant contribution from renewable energy technologies – Part I Methodology. Renewable and Sustainable Energy Reviews 30:1003–1018. doi:10.1016/j.rser.2013.09.012
13.
go back to reference IEA (2012) World Energy Outlook 2012. OECD Publishing IEA (2012) World Energy Outlook 2012. OECD Publishing
14.
go back to reference Klobasa M (2007) Dynamische Simulation eines Lastmanagements und Integration von Windenergie in ein Elektrizitätsnetz auf Landesebene unter regelungstechnischen und Kostengesichtspunkten. Diss. Nr. 17324 Wiss. ETH Zürich, ETH Zürich, Zürich Klobasa M (2007) Dynamische Simulation eines Lastmanagements und Integration von Windenergie in ein Elektrizitätsnetz auf Landesebene unter regelungstechnischen und Kostengesichtspunkten. Diss. Nr. 17324 Wiss. ETH Zürich, ETH Zürich, Zürich
15.
go back to reference Linnemann C, Echternacht D, Breuer C et al (2011) Modeling Optimal Redispatch for the European Transmission Grid. Proceedings of the IEEE Powertech, Trondheim Linnemann C, Echternacht D, Breuer C et al (2011) Modeling Optimal Redispatch for the European Transmission Grid. Proceedings of the IEEE Powertech, Trondheim
16.
go back to reference Nitsch J, Pregger T, Sterner M et al (2012) Langfristszenarien und Strategien für den Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland bei Berücksichtigung der Entwicklung in Europa und global. Schlussbericht BMU – FKZ 03MAP146, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik; Ingenieurbüro für neue Energien. Bundesministerium für Umwelt Naturschutz und Reaktorsicherheit, Berlin Nitsch J, Pregger T, Sterner M et al (2012) Langfristszenarien und Strategien für den Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland bei Berücksichtigung der Entwicklung in Europa und global. Schlussbericht BMU – FKZ 03MAP146, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik; Ingenieurbüro für neue Energien. Bundesministerium für Umwelt Naturschutz und Reaktorsicherheit, Berlin
17.
go back to reference Öko-Institut e. V. (2013) BMU Klimaschutzszenario 2050, Rahmendaten. – unveröffentlicht -, Öko-Institut e. V., Fraunhofer ISI, Berlin Öko-Institut e. V. (2013) BMU Klimaschutzszenario 2050, Rahmendaten. – unveröffentlicht -, Öko-Institut e. V., Fraunhofer ISI, Berlin
18.
go back to reference Palzer A, Henning H (2013) A Future German Energy System with a Dominating Contribution from Renewable Energies: A Holistic Model Based on Hourly Simulation. Energy Technology. doi:10.1002/ente.201300083 Palzer A, Henning H (2013) A Future German Energy System with a Dominating Contribution from Renewable Energies: A Holistic Model Based on Hourly Simulation. Energy Technology. doi:10.1002/ente.201300083
19.
go back to reference Palzer A, Henning H (2014) A comprehensive model for the German electricity and heat sector in a future energy system with a dominant contribution from renewable energy technologies – Part II: Results. Renewable and Sustainable Energy Reviews 30 (0):1019–1034. doi: 10.1016/j.rser.2013.11.032 Palzer A, Henning H (2014) A comprehensive model for the German electricity and heat sector in a future energy system with a dominant contribution from renewable energy technologies – Part II: Results. Renewable and Sustainable Energy Reviews 30 (0):1019–1034. doi: 10.1016/j.rser.2013.11.032
20.
go back to reference Rohrig K, Richts C, Bofinger S et al (2013) Energiewirtschaftliche Bedeutung der Offshore-Windenergie für die Energiewende. Kurzfassung, Fraunhofer IWES, Kassel Rohrig K, Richts C, Bofinger S et al (2013) Energiewirtschaftliche Bedeutung der Offshore-Windenergie für die Energiewende. Kurzfassung, Fraunhofer IWES, Kassel
21.
go back to reference Schill W (2013) Stromspeicher als zentrales Element der Integration von Strom aus erneuerbaren Energien (StoRES – Storage for Renewable Energy Sources)“. Erste Ergebnisse im DIW Wochenbericht 34–2013, DIW – Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung, Berlin Schill W (2013) Stromspeicher als zentrales Element der Integration von Strom aus erneuerbaren Energien (StoRES – Storage for Renewable Energy Sources)“. Erste Ergebnisse im DIW Wochenbericht 34–2013, DIW – Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung, Berlin
22.
go back to reference Schlesinger M, Lindenberger D, Lutz C (2010) Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung Projekt Nr. 12/10, Prognos AG, EWI, GWS, Basel, Köln, Osnabrück, Berlin Schlesinger M, Lindenberger D, Lutz C (2010) Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung Projekt Nr. 12/10, Prognos AG, EWI, GWS, Basel, Köln, Osnabrück, Berlin
23.
go back to reference SRU (2011) Wege zur 100 % erneuerbaren Stromversorgung. Sondergutachten, SRU – Rat von Sachverständigen für Umweltfragen. Erich Schmidt, Berlin SRU (2011) Wege zur 100 % erneuerbaren Stromversorgung. Sondergutachten, SRU – Rat von Sachverständigen für Umweltfragen. Erich Schmidt, Berlin
24.
go back to reference Stadler I (2006) Demand Response. Nichtelektrische Speicher für Elektrizitätsversorgungssysteme mit hohem Anteil erneuerbarer Energien. Zugl.: Kassel, Univ., Habil.-Schr., 2006, Als Ms. gedr. Habilitation, Universität Kassel. dissertation.de, Berlin Stadler I (2006) Demand Response. Nichtelektrische Speicher für Elektrizitätsversorgungssysteme mit hohem Anteil erneuerbarer Energien. Zugl.: Kassel, Univ., Habil.-Schr., 2006, Als Ms. gedr. Habilitation, Universität Kassel. dissertation.de, Berlin
25.
go back to reference Sterner M, Jentsch M (2011) Energiewirtschaftliche und ökologische Bewertung eines Windgas-Angebotes. Gutachten für Greenpeace Energy, Fraunhofer IWES, Kassel Sterner M, Jentsch M (2011) Energiewirtschaftliche und ökologische Bewertung eines Windgas-Angebotes. Gutachten für Greenpeace Energy, Fraunhofer IWES, Kassel
26.
go back to reference Sterner M, Schmid J, Wickert M (2008) Effizienzgewinn durch erneuerbare Energien – der Primärenergiebeitrag von erneuerbaren Energien. Brennstoff Wärme Kraft – Springer VDI Verlag 06/2008 (60) Sterner M, Schmid J, Wickert M (2008) Effizienzgewinn durch erneuerbare Energien – der Primärenergiebeitrag von erneuerbaren Energien. Brennstoff Wärme Kraft – Springer VDI Verlag 06/2008 (60)
27.
go back to reference Stolzenburg K (2013) Large Wind-Hydrogen Plants in Germany: The Potential for Success. Results from the study „Integration von Wind-Wasserstoff-Systemen in das Energiesystem“ – presented at IRES2013, Planet GbR, Berlin Stolzenburg K (2013) Large Wind-Hydrogen Plants in Germany: The Potential for Success. Results from the study „Integration von Wind-Wasserstoff-Systemen in das Energiesystem“ – presented at IRES2013, Planet GbR, Berlin
28.
go back to reference UBA (2010) 2050: 100 % erneuerbarer Strom. Energieziel 2050, UBA. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau UBA (2010) 2050: 100 % erneuerbarer Strom. Energieziel 2050, UBA. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau
29.
go back to reference VDE ETG (2009) Energiespeicher in Stromversorgungssystemen mit hohem Anteil erneuerbarer Energieträger, Energietechnische Gesellschaft im VDE. VDE-ETG, Frankfurt am Main VDE ETG (2009) Energiespeicher in Stromversorgungssystemen mit hohem Anteil erneuerbarer Energieträger, Energietechnische Gesellschaft im VDE. VDE-ETG, Frankfurt am Main
30.
go back to reference VDE ETG (2012) Energiespeicher für die Energiewende; Gesamttext. Energietechnische Gesellschaft im VDE. VDE-ETG, Frankfurt am Main VDE ETG (2012) Energiespeicher für die Energiewende; Gesamttext. Energietechnische Gesellschaft im VDE. VDE-ETG, Frankfurt am Main
31.
go back to reference VDE ETG (2012) Demand Side Integration. Lastverschiebungspotenziale in Deutschland, ein notwendiger Baustein der Energiewende; Gesamttext. Energietechnische Gesellschaft im VDE. VDE-ETG, Frankfurt am Main VDE ETG (2012) Demand Side Integration. Lastverschiebungspotenziale in Deutschland, ein notwendiger Baustein der Energiewende; Gesamttext. Energietechnische Gesellschaft im VDE. VDE-ETG, Frankfurt am Main
Metadata
Title
Speicherbedarf in der Stromversorgung
Authors
Michael Sterner
Ingo Stadler
Copyright Year
2014
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-37380-0_3