Netze & Speicher

Broschüre: Sektorenkopplung in Nordrhein-Westfalen

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Handlungsempfehlungen für NRW zu den Themen Netze und Speicher.

Handlungsempfehlungen für NRW

Plattform Sektorenkopplung

Unsere Projektdatenbank: Plattform Sektorenkopplung

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Information

Aktuelle Studien

Auf dieser Seite finden Sie eine Übersicht relevanter Studien zu den Themen Stromspeicher, Stromnetze und Synchronisation der Energieinfrastruktur. Zur ausführlichen Recherche wissenschaftlicher Veröffentlichungen im Bereich Energiewende empfehlen wir den Forschungsradar der Agentur für Erneuerbare Energien. Im Fokus der Studiendatenbank stehen Veröffentlichungen, die sich mit dem notwendigen Umbau und der Steuerung des Energiesystems für eine erfolgreiche Energiewende insgesamt beschäftigen.

Stromspeicher

Dena (2018):

dena-NETZFLEXSTUDIE Optimierter Einsatz von Speichern für Netz- und Marktanwendungen in der Stromversorgung

Um den Einsatz von Energiespeichern zu verbessern, hat die dena im Rahmen ihrer Netzflexstudie für Netz und Markt optimale Betriebsstrategien untersucht. Dabei geht es um einen variablen, kurzzeitigen Einsatz von Batteriespeichern für diverse netzdienliche und marktorientierte Anwendungsfälle. Typische Netzsituationen mit wechselnden Tageszeiten und Wetterbedingungen, die die Herausforderungen für den Energiemarkt in Deutschland abbilden sollen, werden dazu analysiert. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass der marktorientierte und netzdienliche Multi-Use-Einsatz von Flexibilitäten betriebswirtschaftliche Gewinne der Betreiber und volkswirtschaftliche Kosten der Energiewende optimieren kann. Allerdings verhindern heutige rechtliche und regulatorische Vorgaben eine volkswirtschaftlich optimale Nutzung von Flexibilitäten.

RWTH Aachen (2018):

Jahresbericht zum Speichermonitoring 2018

Das Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) der RWTH Aachen führt - gefördert durch das BMWi - die wissenschaftliche Evaluierung des Speicherförderprogramms 275 der KfW durch. Dazu werden die Eingangsdaten verschiedener Fördernehmer, die sich bei Beantragung der Förderung in gestuften Monitoringverfahren registrieren mussten, ausgewertet. Im Fokus der Forschungsaktivitäten stehen: die Markt- und Technologieentwicklung von Solarstromspeichern, die Abschätzung der durch einen vermehrten solaren Eigenverbrauch verursachten direkten Effekte auf Steuern, Umlagen und Abgaben und die Quantifizierung technischer Charakteristika wie die erreichten Effizienzen, die Belastungshäufigkeiten oder die Kapazitätsverluste von Speichersystemen. Wesentliche Ergebnisse in Bezug auf die Entwicklung der Batteriespeicher zeigen, dass der Markt zunehmend auf eigenen Beinen steht: In Deutschland wurde im Jahr 2017 etwa jede zweite PV-Anlage unter 30kWp zusammen mit einem Batteriespeicher installiert, allerdings nahm hiervon nur jede fünfte eine Förderung in Anspruch. Das liegt vor allem an den stark gesunkenen Batteriepreisen der den Markt dominierenden Lithium-Ionen-Speicher, hier sind die Preise seit Beginn der Förderung im Jahr 2013 um 99 % gefallen.

Stromnetze

Dena (2018):

dena-INNOVATIONSREPORT Systemdienstleistungen Aktueller Handlungsbedarf und Roadmap für einen stabilen Betrieb des Stromsystems bis 2030

Dass sich nicht nur der Ausbaubedarf, sondern auch der Betrieb der Stromnetze verändert, zeigt die dena-Studie Systemdienstleistungen. Sie zeigt, das dezentrale Energieanalagen und Netzbetriebsmittel mehr Verantwortung für das Stromsystem übernehmen können und müssen, da konventionelle Kraftwerke, die heute überwiegend den Bedarf an Systemdienstleistungen decken, zukünftig deutlich verringerte Betriebszeiten haben werden.

Agora Energiewende (2018):

Stromnetze für 65 Prozent Erneuerbare bis 2030

Das Koalitions-Ziel für Strom aus Wind, Solar und Co. bis 2030 ist mit einem 12-Punkte-Programm zur Netzmodernisierung machbar und kostenseitig unproblematisch, zeigt eine Analyse von Agora Energiewende

Agora Energiewende (2018):

Toolbox für die Stromnetze – Für die künftige Integration von Erneuerbaren Energien und für das Engpassmanagement

Diese Kurzstudie stellt fünf Maßnahmen für eine optimale Ausnutzung der bestehenden Stromnetze und die künftige Integration Erneuerbarer Energien vor. Hierzu gehören netzseitige Maßnahmen, die bereits Stand der Technik sind und kurzfristig umgesetzt werden können. Außerdem öffnet die Studie den Blick für 2030, wenn die großen Stromautobahnen realisiert sind und die fortschreitende Digitalisierung innovative Möglichkeiten bei der Netzsteuerung bietet.

Agora Energiewende (2017):

Optimierung der Stromnetze - Sofortmaßnahmen zur Senkung der Netzkosten und zur Rettung der deutschen Strompreiszone

Das Impulspapier stellt Handlungsempfehlungen für Sofortmaßnahmen vor, um Netzengpässe kurzfristig zu reduzieren. Laut agora können diese den Netzausbau nicht ersetzen. Mit der Umsetzung von Sofortmaßnahmen ginge es stattdessen darum, den Netzausbau optimal zu ergänzen, um die Kosten für Redispatch und Einspeisemanagement kurzfristig senken zu können. Viele Maßnahmen seien bereits Stand der Technik und könnten heute eingesetzt werden. Es ginge jetzt vor allem darum, für eine schnelle Umsetzung regulatorisch die richtigen Voraussetzungen zu schaffen – und mit den Netzbetreibern eine flächendeckende Rollout-Strategie zu vereinbaren.

Synchronisation der Energieinfrastruktur

enervis energy advisors GmbH (2018):

META-Studie Sektorenkopplung: „Analyse einer komplexen Diskussion“

In den letzten Jahren wurde eine Vielzahl von Studien zum Thema Sektorenkopplung veröffentlicht. Der Umfang und die Komplexität der Studienlage sind damit jedoch deutlich angestiegen. Den Teilnehmern der Diskussion verbleibt oft der Eindruck einer unklaren Gesamtsituation; Argumente und Schlussfolgerungen sind nicht immer nachvollziehbar. Vor diesem Hintergrund hat die VNG-Gruppe die enervis energy advisors GmbH damit beauftragt, eine Meta-Analyse zur Studienlage durchzuführen.

dena (07/2018):

Integrierte Energiewende

Um die zweite Phase der Energiewende erfolgreich zu gestalten, untersucht die dena-Leitstudie Integrierte Energiewende im Dialog mit zahlreichen Stakeholdern aus Wissenschaft und Politik sowie über 60 Partnern aus unterschiedlichen Wirtschaftsbranchen und Sektoren mögliche Transformationspfade, die zu einem klimafreundlichem Energiesystem im Jahr 2050 führen.

ewi (2018), im Auftrag des Ministeriums für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen:

Kosteneffiziente Umsetzung der Sektorenkopplung

Die Studie „Kosteneffiziente Umsetzung der Sektorenkopplung“ nimmt die Diskussion um Sektorenkopplung als ein vielversprechender Ansatz zur effektiven und kostengünstigen Erreichung der Klimaziele auf. Dabei werden hauptsächlich zwei Arten der Sektorenkopplung diskutiert: Zum einen die Elektrifizierung des Endenergieverbrauchs. Zum anderen das Ersetzen konventioneller Energieträger durch synthetische Energieträger mit Hilfe von Power-to-X-Technologien. Mit Hilfe des Energiesystemmodells DIMENSION+ werden die techno-ökonomischen Entwicklungspfade der Sektoren Energie, Gebäude, Verkehr und Industrie simultan optimiert. Im Vordergrund steht dabei die Identifikation eines kostenoptimalen Pfades unter der Berücksichtigung technischer und ökonomischer Interdependenzen im Energiesystem.

Fraunhofer IEE & E4tech Ltd (2018), im Auftrag des Bundesverbands Erneuerbarer Energien:

Das gekoppelte Energiesystem - Vorschläge für eine optimale Transformation zu einer erneuerbaren und effizienten Energieversorgung

»Die intelligente Interaktion von Erzeugung und Verbrauch von Energie über die Grenzen der Sektoren Strom, Wärme, Verkehr und stoffliche Nutzung hinweg ermöglicht die Dekarbonisierung und sorgt für ein effizienteres Gesamtsystem«, stellt die Studie von Fraunhofer IEE und E4Tech im Auftrag des Bundesverbands Erneuerbare Energie e.V. (BEE) fest und zeigt auf, welche Hindernisse dazu überwunden werden müssen.

BDEW (2017):

Positionspapier. 10 Thesen zur Sektorkopplung

Das Positionspapier gibt Handlungsempfehlungen zum weiteren Vorgehen der Sektorenkopplung aus Sicht der Energiewirtschaft. Um eine volkswirtschaftlich effiziente Sektorkopplung zu erreichen, sind aus Sicht des BDEW technologieoffene und marktliche Rahmenbedingungen notwendig, was u.a. ein Level Playing Field im Bereich der Abgaben und Umlagen sowie der CO2-Bepreisung erfordert um einen fairen Wettbewerb um die besten Lösungen zur CO2-Reduktion zu ermöglichen.

AGORA Energiewende (2017):

Energiewende 2030: The Big Picture

Die Studie der AGORA Energiewende identifiziert als zentrale Aussage 7 Trends der Energiewende und erläutert weitergehend Strategien zur kosteneffizienten Transformation des Energiesektors bis 2030, wobei jeweils detailliert auf die Strom- Wärme- sowie Verkehrswende eingegangen wird.

AGORA Energiewende (2017):

Wärmewende 2030

Die Analyse zur Wärmewende 2030 erarbeitet die notwendigen Maßnahmen welche in der Schnittstelle von Strom- und Wärme bis 2030 umzusetzen sind um die THG Minderungsziele zu erreichen.  Es werden vier zentrale Ergebnisse erarbeitet. 1. Der Wärmesektor braucht den Ölausstieg, 2. Eine Sanierungsrate von 2%/ a wird benötigt um den Gebäudewärmeverbrauch um das notwendige Maß zu verringern, 3. Es werden 5-6 Millionen Wärmepumpen benötigt um fossile Wärmequellen zu ersetzen, 4. Die Wärmewende führt zu einem erhöhten Stromverbrauch und damit einer notwendigen Erhöhung der bundesdeutschen Ausbauziele EE-Anlagen.

Enervis (2017):

Klimaschutz durch Sektorenkopplung: Optionen, Szenarien, Kosten

Die Studie beleuchtet verschiedene Pfade zur Sektorenkopplung und trifft Aussagen zu möglichen Kosten dieser Pfade. Es wird u.a. geschlussfolgert, dass die effiziente Dekarbonisierung des Strom- und Wärmesektors einen beschleunigten Kohleausstieg erfordert, dass Erdgas bis mindestens 2040 die kosteneffizienteste CO2-Vermeidungsoption für Wärme und bis 2050 ein kosteneffizienter CO2-armer Energieträger für Backup-Kraftwerke bleibt.

BWMI (2017):

Grünbuch Energieeffizienz Auswertungsbericht zur öffentlichen Konsultation. à Kapitel 2.1.4 Sektorkopplung

Das Kapitel 2.1.4 des Grünbuchs zur Energieeffizienz des BMWI diskutiert 4 Thesen (Thesen 8-11) wie Strom aus erneuerbaren Energien durch einen effizienten Einsatz in anderen Sektoren zur Erreichung der nationalen Klimaziele führen kann. Hier wird die zentrale Bedeutung der Sektorenkopplung als effiziente Substitution fossiler Brennstoffe durch EE-Strom sowie die durch die Sektorenkopplung gewonnene nachfrageseitige Flexibilität thematisiert.

Herr Dipl.-Ing. Frank Schäfer
Leiter Netzwerk Netze und Speicher
Leiter Themengebiet Netze, Speicher, Pumpspeicher, Systemtechnik und Systemdienstleistungen

EnergieAgentur.NRW
Telefon: 0211 86642147
schaefer@energieagentur.nrw

Frau Bettina Miserius M.A.
Netzwerk Netze und Speicher
EnergieAgentur.NRW
Telefon: 0211 86642211
miserius@energieagentur.nrw
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Frau Dr.-Ing. Alexa Velten
Kompetenzzentrum Systemtransformation und Energieinfrastruktur
Netzwerk Netze und Speicher

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Frau Jasmin Wagner M.Sc.
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wagner@energieagentur.nrw

Sie erreichen die EnergieAgentur.NRW außerdem werktags von 8 bis 18 Uhr über die Hotline unter 0211 - 8371930.