Berliner Energietage 2016 - zukunftsheizen.de · Versorgungssicherheit ... IX. Potenzial der Erneuerbaren durch ... 0.019 Milliarden in der Telemedizin 0.070 Milliarden im Sicherheitsbereich

Berliner Energietage 2016

11.04.2016

Power-to-Heat in Hybridheizungen -Sektorkopplung von Strom- und Wärmemarkt

1 www.zukunftsheizen.de/pth

• Sektorkopplung zur Integration von Strom-Angebotsspitzen in den EnergiemarktBjörn Spiegel, ARGE Netz GmbH & Co. KG

• Die Ölheizung wird Power-to-Heat fähig - Modulierende Öl-Brennwerttechnik mit serienmäßiger Internet Konnektivität Till Wodraschka, Buderus Deutschland

• Erkenntnisse aus dem IWO-Power-to-Heat Feldtest Christian Halper, IWO e. V.

• Feldtest zur Einbindung von Überschüssen aus der hauseigenen PV-Anlage in HybridheizungenSimon Kruppa, easyOptimize GmbH

• Handlungsempfehlungen zur Sektorkopplung durch Power-to-Heat in HybridheizungenSimon Jastrzab, IWO e. V.

Inhalt

Sektorkopplung zur Integration von Strom‐Angebotsspitzen in den Energiemarkt

Björn Spiegel

Berliner Energietage11.04.2016

I. ARGE Netz ‐ Energie 4.0

Wir sind deutschlandweit die größte Gruppe von Erneuerbaren‐Anlagenbetreibern mit mehr als 300 kleineren und mittelständischen Gesellschaftern.

Wir sind ein führendes Unternehmen der Erneuerbaren‐Branche und bündeln ca. 3,5 Gigawatt installierte EE‐Leistung aus Wind, PV, Biomasse und Speicher).

Wir verbinden Erneuerbare‐Anlagen aus sechs Bundesländern (Schleswig‐Holstein, Mecklenburg‐Vorpommern, Niedersachsen, Sachsen‐Anhalt, Thüringen und Hessen).

Wir sind Erneuerbare‐Kraftwerksbetreiber und integrieren als regionaler Aggregatorfluktuierende Leistung aus erneuerbaren Energien und Power‐to‐X‐Lösungen.

Wir haben einen breiten Industriefokus und übernehmen eine Führungsfunktion beim SINTEG‐Projekt „NEW 4.0“ zur Energieversorgung der Zukunft.

11.04.2016 © ARGE Netz GmbH & Co. KG, 2016 3

II. Ziele Energiekonzept 2010 und Energiewende 2011 der Bundesregierung

Quelle: BMUB, 2015

Ziele 2030: 55 % weniger Treibhausgasemissionen. 30 % Bruttoendenergie aus Erneuerbaren, 50 % im Stromsektor.

411.04.2016 © ARGE Netz GmbH & Co. KG, 2016

III. Zieldreieck auf alle Akteure ausweiten und neu definieren!


Dekarbonisierung

Lösungen aus Verbrauchersicht

Versorgungssicherheit mit erneuerbaren

Energien

Erneuerbarer Strom für alle Märkte

(u.a. mit Power‐to‐X)

Erneuerbare Energien sind jetzt Leitenergie! 1/3 des deutschen Stromverbrauchs basiert auf erneuerbaren Energien und

Energiewende genießt weiter stabile Zustimmung von 90 % in der Bevölkerung.

2015 wurden weltweit 329 Mrd. Dollar in Solar‐, Wind‐ und Biomasseprojekte gesteckt ‐mehr als in alle neuen konventionellen Kraftwerke zusammen.

Klimaschutzgipfel COP 21 in Paris wird zum Game Changer! Alle Sektoren müssen jetzt eine Antwort auf die Dekarbonisierung entwickeln.

Jede Kilowattstunde aus erneuerbarer Energie muss – und kann – genutzt werden, um die Klimaziele zu erreichen.

Power‐to‐X ist zentrale Chance – Umsetzung bedarf einer Doppelstrategie! Ausbau der Stromnetze weiter beschleunigen und

Mengen, die das Stromnetz nicht aufnehmen kann, für Power‐to‐X verwenden.


IV. Die Zeit ist reif: 3 Thesen zur Systemtransformation

6

Die Erneuerbaren liegen klar im Fokus der Energiepolitik. Die Erneuerbaren sind Leitenergie und übernehmen Verantwortung für das

Gesamtsystem.

Daraus leiten sich vier wichtige Prinzipien ab: Alle Märkte müssen für EE geöffnet werden, damit Erlössituationen entstehen und

Geschäftsmodelle und Produkte entwickelt werden können. EE‐Erzeugung muss Verantwortung für das Energiesystem übernehmen dürfen,

Beispiel ist das Erneuerbare Kraftwerk der ARGE Netz. EE in alle Energiesektoren integrieren: Märkte für Strom, Wärme, Kraftstoffe und

Rohstoffe verknüpfen, ebenso die Infrastrukturen. Energieeffizienzmuss gestärkt werden, um einen rationellen Energieeinsatz und die

notwendige Flexibilität im Energieverbrauch zu gewährleisten.


V. Die Zukunft der Erneuerbaren ‐Voraussetzungen

VI. Lösungsvorschlag: Erneuerbares Kraftwerk als Betriebsplattform für die Energiewende

Das Erneuerbare Kraftwerk ist die Betriebsplattform für die Energiewende, für ein Energiesystem auf Basis erneuerbarer Energien.

Aktuell 1.200 MW erneuerbare Leistung aufgeschaltet.

Erzeugung von immer mehr vernetzten erneuerbaren Anlagen wird verstetigt und schafft Versorgungssicherheit auf Basis erneuerbarer Energien.

Übernahme einer Aggregatorrolle, Abbildung eines Kraftwerksbetriebs.

Veredelung: Erweiterung der Wertschöpfung, Bedienung neuer Energiemärkte.

Vorbereitung der Marktrolle Anlagenbetreiber (Energieinformationsnetz, Network‐Codes, Kraftwerkseinsatzplanung).

Datendrehscheibe als Dienstleistung für Kunden (Markt, Netz, Erzeuger, Verbraucher).


VII. Lösungsvorschlag: Transformationsmodell umsetzen ‐Erneuerbare Energie nutzen statt verschwenden!

Hintergrund

2014: Erzwungener Produktionsausfall von 1580 GWh und Kosten von 83 Mio. Euro. 2015: vrs. über 3000 GWh und Kosten von ca. 300 Mio. Euro.

Entschädigungen für Abregelungen betonen hohen Stellenwert des Investitionsschutzes. Der bezahlte Strom steht der Wirtschaft aber nicht zur Verfügung.

Ziel

Unternehmen müssen Strom wirtschaftlich nutzen können, der nicht in das Stromnetz abgegeben werden kann oder soll.

Weiterproduktion trotz Abregelung und Weiternutzung der EE‐Anlage (Vorortverbrauch, regional).

Aufbau von Schnittstellen zwischen EE‐Strom, Wärme, Verkehr und Industrie.

Über kostenneutrale Maßnahmen den Markt als Entdeckungsverfahren nutzen und neue Märkte wie Power‐to‐Heat, Power‐to‐Liquid, oder Power‐to‐Gas voranbringen.


VII. Akuter Auslöser: Mangelnder Netzausbau – Beschleunigung notwendig!


Quelle: FCH‐JU/McKinsey 2015

Aber: Trotz Netzausbau und Speicher (P2P) können perspektivisch große erneuerbare Strommengen nicht im Stromsystem aufgenommen werden.

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Bsp. 1: Ein Unternehmen, das einen Windpark betreibt, investiert in einen Batteriespeicher oder einen Elektrolyseur. Die Investition bleibt unternehmerisches Risiko. Gewinne werden zum Teil mit der Härtefall‐abrechnung verrechnet. So kann das Härtefallkonto entlastet werden.

Bsp. 2: Ein Wärmevertrieb betreibt eine Power‐to‐Heat‐Anlage oder bündelt Hybridheizungen und bezieht in Zeiten von Engpassmanagement Strom von einem Windpark. Zwischen Wärmevertrieb und dem Windpark wird ein Liefervertrag abgeschlossen.

VIII. Potenziale in allen Sektoren konsequenter nutzen ‐Schlüsseltechnologien Power‐to‐X voranbringen!


Bsp. 3: Ein energieintensives Industrieunternehmen betreibt einen Elektrolyseur und bezieht in Zeiten von Engpassmanagement Strom von einem Windpark. Zwischen Industrie‐unternehmen und dem Windpark wird ein Liefervertrag abgeschlossen.

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IX. Modellregion ‐ Power‐to‐Heat (PtH) in Hybridheizungen


IX. Potenzial der Erneuerbaren durch Power‐to‐Heat in Hybridheizungen nutzen

Ziele:

Chancen von PtH in Öl‐Hybridheizungen für die Optimierung und Entlastung der Stromnetze in einer Region mit hohen EE‐Anteilen aufzuzeigen.

Nutzung von regional erzeugten EE‐Strommengen vor Ort (Akzeptanz, regionale Flexibilitätsmärkte).

Umsetzung:

Ca. 200 PtH‐fähige Ölheizungsanlagen (Pilotprojekt) mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von jeweils rd. 10 kW werden errichtet (Austausch veralteter Ölheizungstechnik, Erweiterung von Bestandsanlagen um PtH‐Technologie ).

Ansteuerung der PtH‐Anlagen über das Erneuerbare Kraftwerk.

• Anpassung der Abgaben und Umlagen für eine wirtschaftliche Nutzung von ansonsten abgeregelten EE‐Strommengen (level‐playing‐field).


X. Koalitionsvertrag und Weißbuch weisen den Weg……im Strommarktgesetz fehlen jedoch Konkretisierungen

Koalitionsvertrag CDU/CSU und SPD (2013): „In einem Strommarkt mit einem weiter zunehmenden Anteil von Strom aus erneuerbaren Energien werden wir Strom, der sonst abgeregelt werden müsste, für weitere Anwendungen, etwa im Wärmebereich, nutzen.“

Weißbuch BMWi, (2015):„Handlungsfeld 4: Durch Sektorkopplung erneuerbaren Strom für Wärme, Mobilität und Industrie nutzen.“

Strommarktgesetz, §1a (2015):„Ein Wettbewerb zwischen effizienten und flexiblen Erzeugungsanlagen, Anlagen zur Speicherung elektrischer Energie und Lasten, eine effiziente Kopplung des Wärme‐ und des Verkehrssektors mit dem Elektrizitätssektor sowie die Integration der Ladeinfrastruktur für Elektromobile in das Elektrizitätsversorgungssystem sollen die Kosten der Energieversorgung verringern, die Transformation zu einem umweltverträglichen, zuverlässigen und bezahlbaren Energieversorgungssystem ermöglichen und die Versorgungssicherheit gewährleisten.“

© ARGE Netz GmbH & Co. KG, 2016 1411.04.2016

XI. Transformationsmodell ‐Kurzfristige Handlungsempfehlungen

Das Transformationsmodell… ist kostenneutral und senkt Energiewendekosten, schafft Schnittstellen und leitet Transformationsprozess zur Energiewende ein, kann kurzfristig eingeführt werden.

Dringender Handlungsbedarf :

Öffnung der Märkte: Marktintegration heißt, dass erneuerbare Energien jetzt in die Märkte gehen dürfen und Geschäftsmodelle entwickeln können.

Anpassung des Strommarkgesetzes / EEG 2016: Integration einer Option, um Strom, der nicht in das Stromnetz abgegeben werden kann (Engpassmanagement) oder soll (Spitzenkappung), wirtschaftlich nutzbar zu machen. Härtefallregelung und Investitionsschutz bleiben davon unberührt.

Letztverbraucher‐Pflichten für Speicher auflösen: Zuschaltbare Lasten aus Power‐to‐X‐Lösungen sind keine Letztverbraucher und müssen von Steuern und Abgaben befreit werden.



XII. Für Rückfragen stehen wir gerne zur Verfügung:

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TTDB/MKT1 | 04/2016 | © Bosch Thermotechnik GmbH 2014. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.

Die Ölheizung wird Power-to-Heat fähig

Modulierende Öl-Brennwerttechnik mit serienmäßiger Internet Konnektivität

Dipl.-Ing. Till WodraschkaBuderus Produktmarketing

Wetzlar


17


Moderne Öl-Brennwerttechnik- Stand der Technik

Stufenlose Leistungsanpassung Modulationsbereich 1:3 Kleinste Dauerleistung von 4,8 kW Raumheizungs-Energieeffizienz ηs von 93%

Einfaches Handling Leicht und kompakt Betrieb ohne Weiche Robust und langlebig

Hoher Komfort Niedrige Geräuschemissionen Kein Ölgeruch, RLU

*

* Die Klassifizierung zeigt die Energieeffizienz des Buderus Systems bestehend aus Logano plus GB145. Systembedieneinheit Logamatic RC300 plus Eco Control-Technologie (lieferbar ab 2016). Die Klassifizierung kann je nach Komponenten oder Leistungsgrößen eventuell abweichen.


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So wenig wie nötig - von Automobiltechnologie profitieren

Brennereinspritzventil Langlebig Millionenfach bewährt

Lambda Sonde Kalibriert sich selbst Keine Brennereinstellung notwendig Optimale Öldosierung und Emissionswerte

Nutzervorteil Optimale bedarfsangepasste Leistung


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Systemtechnik mit Effizienz und Komfort - aber einfach!

Systemtechnik… fördert sparsamen und effizienten

Einsatz fossiler Brennstoffe Schont Umwelt und Geldbeutel verbindet unterschiedliche

Technologien Oftmals bereits vorgeschrieben

Voraussetzungen… Intelligente Regelung Einfache und klare Bedienung Kommunikation der Komponenten


20


Systemtechnik aus der PraxisBerliner Energietage 2016

Modulierender Öl-Brennwertkessel stufenlos 5-15 kW

500 Liter Pufferspeicher zur Heizungsunterstützung und Trinkwasserbereitung

9 kW Elektroheizer PV Anlage

Effiziente Nutzung von Heizöl Nutzung von Überschüssen der

hauseigenen PV Anlage sowie negativer Regelenergie aus dem Netz als Wärme

Musteranlage im Einfamilienhaus in Berlin

21


Ein Stecker revolutioniert die HeizungBerliner Energietage 2016

22


6.593 Milliarden Geräte 2015

0.062 Milliarden Fahrzeuge

0.019 Milliarden in der Telemedizin

0.070 Milliarden im Sicherheitsbereich

0.120 Milliarden Smart Meters

0.260 Milliarden TVs

0.625 Milliarden Tablets

3.000 Milliarden Mobiltelefone

1.498 Milliarden Laptops

0.895 Milliarden PCs

0.044 Milliarden Server

Vernetzte GeräteVernetzte Nutzer

Weltbevölkerung

Menschen mit Internetzugang

1995 2005 2015

1995 2005 2015

5.7 Mrd.

0,7%

6.5 Mrd.

15%

7.3 Mrd.

75%

Alles vernetzt


23


Die IP Schnittstelle generiert Kundennutzen

Endverbraucher Heizung in den Focus rücken Einfache Apps mit Spaßfaktor Energiesparen ohne Komforteinbußen Zukünftige Einbindung weiterer

Informationen und Technologien kostenfrei

Fachkunden Steigerung der Kompetenz Verbesserung Serviceangebot Effizientere EinsatzplanungWirtschaftlichkeit steigern Praktische Tools zur Anlagenbetreuung Attraktive Preise


24

Anlagenbetreiber


ObjektmanagementFachfirma

Bedienung und Information…

EasyControlPROControl Center ConnectPRO

SmartHome / Hausautomation

IPinside / web KM50/100/200

EasyControl / EasyFuel Control Center Connect

… + Monitoring und Service…


SmartServiceKey / EasyService Kommunikation zu DDC / GLT

… + Optimierung

PC-Software EcoSoft

Portal 5000

web KM300 Logamatic 5000


25


EasyControl- die komfortable Fernbedienung mit Spaßfaktor

Betriebsartenumschaltung Einstellung Solltemperatur Einstellung Zeitprogramm Informationen Solarertrag Automatische Updates Sicherheit

Für Apple und Android Kostenfrei


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EasyFuel- Ihre Öl-Brennwertheizung stets im Blick

Die Tankanzeige für Ihre Hosentasche

Tages-, wochen-, monats- und jahresgenaue Verbräuche

Reichweitenermittlung Tankerinnerung einstellbar Nie mehr „trocken“ fahren

Für Apple und Android Kostenfrei



27

Buderus Control Center Connect- das Portal für Endkunden

Ansprechende Bedienoberfläche Schneller Überblick Historiendaten Verbrauch analysieren Heizungsanlage einfach auf

individuelle Bedürfnisse anpassen Tipps zur Energieeinsparung ohne

Komfortverzicht

Erhältlich auf www.buderus.de Kostenfrei



28


Buderus und SmartHome-Systeme

Das Smart Home ist die Idee von einem intelligent vernetzten Zuhause, das sich auf Ihre Bedürfnisse einstellt und das Leben komfortabler macht.

Buderus bietet über das IP-Gateway eine intelligente Vernetzung mit:- RWE SmartHome- myGekko- Bosch SmartHome

…und ist universell über zusätzliches KNX-Gateway vernetzbar !


29


Bosch Smart HomeProdukt-/Gewerke- übergreifender Ausbau

Energie Weiße WareKlima Sicherheit UnterhaltungLicht Garten

Weitere Partner in Planung

BoschSmart Climate

12/2015

12/2015 05/201601/2016 10/2016

Mobilität

10/2016

Smart Home: Die Idee von einem intelligent vernetzten Zuhause, das sich auf Ihre Bedürfnisse einstellt und das Leben komfortabler macht.


30

Anlagenbetreiber


ObjektmanagementFachfirma

Bedienung und Information…

EasyControlPROControl Center ConnectPRO

SmartHome / Hausautomation


EasyControl / EasyFuel Control Center Connect

… + Monitoring und Service…


SmartServiceKey / EasyService Kommunikation zu DDC / GLT

… + Optimierung

PC-Software EcoSoft

Portal 5000

web KM300 Logamatic 5000


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Buderus App EasyControlPRO für Fachleute- immer einen Schritt voraus

Betreute Anlagen stets im Blick Statusmeldungen in Echtzeit Wartungen optimal planen Behebung von Störungen bevor es

der Betreiber merkt Kompetenz erhöhen Wirtschaftlichkeit steigern

Für Apple und Android Bis 2 Anlagen kostenfrei



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Buderus App EasyControlPRO - Ihr zukünftiges Lieblingswerkzeug

Anlagenparameter aus der Ferne

optimieren

Übersicht der wichtigsten

Monitorwerte

Anlagen- und Betriebszustände

im Überblick

Navigation zum nächsten Kunden

persönliche Notizen,

Sprachmemos und Fotos


33


Buderus EasyControlPRO 1.) kleine Ursache, große Wirkung


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Buderus Control Center ConnectPRO- das Profiportal für Ihr Büro



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Buderus Control Center ConnectPRO –- optimieren Sie Ihr Serviceangebot

Ihr kompetentes Auftreten Anlagenstandort Wärmeerzeuger Anlagenstatus Einschätzung der Dringlichkeit voraussichtlichen Einsatzdauer


Effizienz und Planungssicherheit Lösungsweg zur Fehlerursache benötigten Ersatzteilen Bestellung Erstellung eines Arbeitsauftrages

mit technischen Unterlagen


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Buderus Control Center ConnectPRO- mit Selbstlerneffekt

Dokumentation Arbeitsauftrag abschließen mit

einfachster Rückmeldung

Eingebauter Lerneffekt Das System „füttert“ sich selbst Jede Rückmeldung führt zur

Anpassung / Optimierung der angegebenen, priorisierten Fehlerursache



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Konnektivität für praktisch jeden Leistungsbereich

5 – 1200 kW


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Gemeinsam neue Geschäftsfelder erschließenDie „Effizienz der Branche“ erhöhen


39

Power-to-Heat in der Praxis

11.04.2016

Erkenntnisse aus dem IWO-FeldtestChristian Halper


Konzept der drei IWO-PtH-Praxisbeispiele und Projekt-Partner

Mobilfunk-netz

Stromnetz / ÜNBKommuni-kationsbox

Virtuelles Kraftwerk

Öl-BW-Gerät,Elektroheizer,Wärmespeicher

Heizöl


Power-to-Heat im Praxistest –ein Einfamilienhaus in Berlin


Power-to-Heat im Praxistest –ein Einfamilienhaus in Berlin

Öl-Brennwertgerät 5 bis 15 kW modulierend

ElektrischeHeizeinrichtung

9 kW, automatische externe Ansteuerungdurch Regelenergieanbieter

Pufferspeicher 500 Liter für Heizung und Warmwasser


Power-to-Heat im Praxistest: Elektroheizer ist Teil eines virtuellen Kraftwerks

Elektroheizer zur Nutzung

von Regelenergie

Kommunikationsbox


Messtechnische Begleitung:Einsatz von Wärmezählern


PtH-Praxisbeispiel Berlin: Wärmebedarf für Heizung und Trinkwassererwärmung

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

kWh/Monat

Wärme für den Heizkreis

Wärme für die Trinkwassererwärmung

2015


12.377 kWh/a

1.625 kWh/a

∑ 2015

Wärme für den Heizkreis

Wärme für die Trinkwassererwärmung

PtH-Praxisbeispiel Berlin: Wärmebedarf für Heizung und Trinkwassererwärmung

(10 %)

(88 %) = 83 kWh/(m²a)≈ 8 Liter/(m²a)

= 11 kWh/(m²a)≈ 1 Liter/(m²a)

(12 %)

∑ 14.002 kWh/a


Real genutzt wurden:• Heizöl als Basis- und Backup-Energieträger• Strom aus dem öffentlichen Netz in Form von Regelenergie

Wie wurde dieser Wärmebedarf für Heizung und Warmwasser gedeckt?


… und was hat es gebracht?


€-

€10

€20

€30

€40


€in

kl. M

wSt

.

Vermiedene Heizölkosten durch RegelenergienutzungErlöse Regelenergie

PtH-Praxisbeispiel Berlin: Erlöse für Regelenergie & vermiedene Heizölkosten

2015 ∑ 188 €


901 €/Jahr

713 €/Jahr

ohne Power-to-Heat mit Power-to-Heat(im Jahr 2015)

€in

kl. M

wSt

.

PtH-Praxisbeispiel Berlin: Heizkosten vermindert um Erlös & Einsparung durch PtH

- 188 €/Jahr (- 21 %)


30.03.2015: Sturmtief Mike


30.03.2015: Sturmtief Mike


30.03.2015: Regelenergieaufrufe

∑ Regelenergiean diesem Tag:

30 kWh

30.03. 13:00


30.03.2015: Temperatur im Wärmespeicher

25

35

45

55

65

75

85

5:00

7:00

9:00

11:0

0

13:0

0

15:0

0

17:0

0

19:0

0

21:0

0

23:0

0

1:00

3:00

5:00

°C oben mitte unten

Der Elektroheizer nutzt dieRegelenergie, um denWärmespeicher aufzuheizen


30.03.2015: Wärme vom Öl-Kessel

von 14 bis 20 Uhr istder Öl-Kessel aus

Regelleistungsbereitstellungzur Stromnetz-Stabilisierungbewirkt Heizöleinsparung


• 6,4 kWP

• 40° Neigung, Süd-Ausrichtung• 39,4 m²• 24 Module

Praxisbeispiel Berlin:Eckdaten der Photovoltaik-Anlage


Praxisbeispiel Berlin:Stromverbrauch & -bezugsquellen in 2015

14.04.2016

66128 172

276 224 231 211 227165 151

86 90

555 402

486

433

271 304227

262312

460516 523


kWhelPV-Eigenverbrauch Netzbezug

∑ Stromverbrauch 6.778 kWh/a, davon 2.027 kWh von PV-Anlage & 4.751 kWh aus dem öffentl. Netz bezogen


Praxisbeispiel Berlin:Nutzung der PV-Erträge in 2015

14.04.2016

66 128 172276 224 231 211 227 165 151 86 90

48

268355

512 567 562 590673

463

307

117 132


kWhel

PV-Eigenverbrauch Netzeinspeisung

∑ PV-Ertrag 6.621 kWh/a, davon 2.027 kWh im Haus genutzt & 4.594 kWh ins öffentl. Netz eingespeist


Konzept Power-to-Heat in Hybrid-heizungen – PV-Erweiterung


Praxisbeispiel Berlin: Wärmeverbrauch & PV-Überschüsse in 2015 verlaufen gegenläufig

2.651

2.266

1.938

1.094

519

19281 147

305

1.196

1.615

1.998

48268 355

512 519

19281 147

305 307117 132


kWhel Wärme für Hzg & WWMax. zur Wärmeversorgung nutzbare PV-Überschussstrommenge

∑ Wärmeverbrauch 14.002 kWh/a,∑ max. zur Wärmeversorgung nutzbare PV-Überschussstrommenge 2.983 kWh/a


1.4.2016: Netzeinspeisung erreicht 70-%-Wirkleistungsbegrenzung

14.04.2016

Netz-bezug

PV-Bezug

Eigenverbrauch

Netz-einspeisung

Verb

rauc

hEr

zeug

ung

70-%-Begrenzung

Wirkleistungs-einspeisung


Power-to-Heat im Praxistest -weitere Häuser mit Technik ausgestattet


Power-to-Heat im Praxistest –eine Doppelhaushälfte in Remscheid

Öl-Brennwertgerät 10 kW in Stufe 1, 15 kW in Stufe 2



Pufferspeicher 500 Liter für Heizung und Warmwasser


Power-to-Heat in Remscheid - E-Heizer ist Teil eines virtuellen Kraftwerks

Elektroheizer zur Nutzung

von Regelenergie

Kommunikationsbox


Power-to-Heat im Praxistest –ein 2-Familienhaus in Bastorf (MV)

Öl-Brennwertgerät 18 kW in Stufe 1, 27 kW in Stufe 2



Pufferspeicher 2x 600 Liter für Heizung und WarmwasserSolarthermie 11,5 m²


Praxisbeispiel Bastorf: Hybridheizung kombiniert Solarthermie und PtH

14.04.2016


Power-to-Heat-fähige Ölhybridheizungen sind universell einsetzbar

14.04.2016

Regionale Nutzung von sonst abgeregeltem Strom

PV-Überschüsse

Regelenergie

Variable Strompreise

PtH-fähige Hybridheizungen = flexibles, auch

extern ansteuerbares Stromnachfragepotenzial


• Das Konzept der Power-to-Heat-fähigen Ölhybridheizung hat sich in allen drei Praxisbeispielen bewährt• einfach und zuverlässig durch Standard-Heiztechnikkomponenten• Installation des elektrischen Heizelements im Rahmen der Heizungsmodernisierung

senkt Investitionskosten• Technische Herausforderung: Kommunikationstechnik muss günstiger werden Integration in Heizgeräteelektronik

• Die Heizkosten konnten durch die Generierung von Erlösen am Regelenergiemarkt und die dadurch vermiedenen Heizölkosten reduziert werden

Fazit 1/2


• Die Stabilisierung des Stromnetzes wird aktiv unterstützt• Zukunftstauglich: PtH-fähige Hybridheizungen bieten ein

flexibles, auch extern ansteuerbares Stromnachfrage-potenzial und sind damit universell einsetzbar

• Modernisierer, die heute Öl-Brennwerttechnik mit einem geeigneten Wärmespeicher kombinieren, können Power-to-Heat auch später ergänzen

Fazit 2/2

Berliner Energietage

„Feldtest zur Einbindung von Überschüssen aus der hauseigenen PV-Anlage in Hybridheizungen“

e a s y O p t i m i z e G m b H

11. April 2016

1V o r s t e l l u n g u n dV i s i o n

2Z u k ü n f t i g eK u n d e n -a n g e b o t e

3A k t u e l l e P r o d u k t e

4I W O -F e l d t e s t

Inhalt

Vorstellung easyOptimize GmbH

• 100 % Tochter der RWE

• Startup im Bereich dezentrale

Energieversorgung/ erneuerbare Energien

• Standorte: Essen und Almelo (NL)

• Gegründet Dezember 2015

• Aktuell ca. 20 Mitarbeiter

• Internetpräsenzen www.shinepowered.de

und www.rwe-easyoptimize.de

• Zwei Marken

VisionWe believe in a future where people power people

Haushalte werden unabhängiger…

Energie wird in der Community geteilt…

überschüssige Energie wird im

Haushalt genutzt und unter Nachbarn

gehandelt

Zukünftige Kundenangebote

C o n n e c t• Verbindung zu einer

Community• Energiehandel in der

Community

E n e r g i e b e r a t u n g• individuelle

Onlineberatung• Expertenmeinungen• Austausch mit anderen

Kunden

V i s u a l i s i e r u n g • Monitoring von

Verbrauch und Einspeisung

• Simulation von Energiesystemen

L ö s u n g e n• Eigenstromoptimierung

als Dienstleistung• Komplettlösungen von

Energiesystem inkl. Finanzierungen

S w i t c h• Empfehlung von lokalen

grünen Energielieferanten• Anbieterwechsel als Service

Strukturbild IWO-Feldtest PV+P2H

Endkundenvisualisierung IWO Feldtest

Messwerte eines Haushalts mit 6kW PV

Net

zbez

ug [k

W]

Ein

spei

sung

[kW

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elai

s 3

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ais

2R

elai

s 1

Net

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ug [W

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W]

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s 2

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ais

1

Uhrzeit

Uhrzeit

Uhrzeit

Uhrzeit

Uhrzeit

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Uhrzeit

Uhrzeit

Uhrzeit

Uhrzeit04

.04

.16

07

.04

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Net

zbez

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W]

Ein

spei

sung

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elai

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2R

elai

s 1

Net

zbez

ug [W

]E

insp

eisu

ng [k

W]

Rel

ais

3R

elai

s 2

Rel

ais

1

Uhrzeit

Uhrzeit

Uhrzeit

Uhrzeit

Uhrzeit

Uhrzeit

Uhrzeit

Uhrzeit

Uhrzeit

Uhrzeit

666 W

1.332 W

04

.04

.16

07

.04

.16

Messwerte eines Haushalts mit 6kW PV

IWO FeldtestMotivation• EEG-Einspeisevergütung für Neuanlagen sinkt

(Laufzeit der Förderung: 20 Jahre + Jahr der Inbetriebnahme)

• Anteil der Erneuerbaren Energien am Heizwärmebedarf kann durch PV-Stromnutzung erhöht werden

• PV-Anlagenbetreiber baut seine Unabhängigkeit bei der Energieversorgung aus

Ziele• Verdeutlichung der guten Kombinierbarkeit von

PV-Anlagen und Öl-Heizungen• Nachweis der Praxistauglichkeit von

Power2Heat-Anlagen• Gewinnung von Erfahrungen und Messdaten• Installation von 5-10 Anlagen

IWO FeldtestKundennutzen• Heizöl-Einsparung, da das Warmwasser mit

eigenem Strom erzeugt wird• Photovoltaik-Anlage wird bereits heute für eine

sinnvolle Nutzung nach Ablauf der Einspeisevergütung vorbereitet

• Erhöhter Anteil der Eigenstromnutzung• Mehr Unabhängigkeit in der

Wärmeversorgung: im Haus produziert – im Haus verbraucht

Teilnahmevoraussetzungen • Öl-Brennwertheizung mit Warmwasser-

und/oder Pufferspeicher• Photovoltaik-Anlage• DSL-Internetanschluss• Interesse an mehr Unabhängigkeit in der

Energieversorgung

J e t z t b e w e r b e n ! I n f o s u n t e r w w w . z u k u n f t s h e i z e n . d e / f e l d t e s t

Was erhalten die Teilnehmer?• Kostenloses easyOptimize-Paket

- easyOptimize-Box- 2 kW Heizstab- Relais-Box- Energiezähler- Anschlusskabel- Onlinevisualisierung

• Einmalige Teilnahmevergütung von 500,- EUR nach Inbetriebnahme

www.shinepowered.de

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11. April 2016

Handlungsempfehlungen zur Sektorkopplung durch

Power-to-Heat in Hybridheizungen

11.04.2016

Simon Jastrzab


Abgeregelter Strom ist ein Thema…

17.01.2016


• Ausfallarbeit in Deutschland (GWh)

Kosten für abgeregelten Strom steigen

Quelle: http://www.schleswig-holstein.de/DE/Schwerpunkte/Energiewende/Strom/_documents/einspeisemanagement.html, http://www.bundesnetzagentur.de/cln_1432/DE/Sachgebiete/ElektrizitaetundGas/Unternehmen_Institutionen/Versorgungssicherheit/Stromnetze/Netz_Systemsicherheit/Berichte/Berichte_node.html

127

421 385555

1581

2687

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

2010 2011 2012 2013 2014 1.-3. Quartal 2015


Einige Kennzahlen aus 2015 zu Strom- und Wärmemarkt

33 % 43 GW0 GW 276 Mio. €

92 % 9,9 % 2,9 %

im 1.-3. Quartal 2015


Power-to-X: Vielfältige Sektorkopplungs-technologien Strom - Wärmemarkt

Power-to-X

Power-to-Heat Power-to-Gas/Liquid

Power-to-H2 Power-to-CH4Fernwärme Individualheizung

Elektroden-kessel

Monovalente Systeme

Hybride Systeme

Nachtspeicherheizung/Direktheizung

Wärme-pumpe

Wärmepumpe + Brennwert

Direktheizung + Brennwert

Groß-Wärmepumpe

Power-to-H2 Power-to-CH4 Power-to-Liquid


1. Regionale Nutzung von ansonsten abgeregeltem Strom• Netzbetreiber schaltet Verbraucher zu anstatt Erzeuger ab

2. Negative Regelleistung • Poolbildung und externe Ansteuerung von Heizgeräten durch Regelenergieanbieter

3. Dezentral erzeugter PV-Strom • Nutzung von Überschüssen aus der hauseigenen PV-Anlage im Heizgerät

4. Variable Stromtarife • Heizgerät reagiert auf Strompreissignal und nutzt Strom zum Heizen,

wenn dieser kostengünstig ist

Nutzungsmöglichkeiten von Überschuss-strom in Power-to-Heat-Systemen


Power-to-Heat mit monovalenter Stromheizung: vorwiegend EE-Strom


Beispiel Januar 2015: Zeiten mit „Dunkelflaute“

Quelle: Fraunhofer ISE, www.energy-charts.de


Power-to-Heat mit monovalenter Stromheizung: vorwiegend fossiler Strom


Verlauf der täglichen Maximalwerte der Heizstromnachfrage bei 3,8 Mio. Stromheizungen

01

23456789

10

MaximaleHeizstromnachfrageam Tag

GW• 2013 gab es rund 5,8 Mio. mit

Heizöl und über 13 Mio. mit Gas betriebene zentrale Wärmeerzeuger.

• Szenario: 20% werden auf Strom-Wärmepumpen umgestellt. Für diese wird angenommen:

• Elektr. Leistungsaufnahme: 3 kW• Heizleistung (Output): 9 kW• Arbeitszahl: 3,0

• Ergebnis: ca. 9 GW zusätzliche Heizstromnachfrage

Quelle: Bräuninger, Der Einfluss monovalenter Strom-Wärmepumpen auf den Bedarf an gesicherter Kraftwerksleistung, August 2015


Konzept Power-to-Heat in Hybridheizungen: wenig EE-Strom


Konzept Power-to-Heat in Hybridheizungen: viel EE-Strom


• Berechnungen von BMWi und BMF aus 01/15 zeigen, dass der Großteil der Kunden Investitionen im Bereich <10.000 € favorisiert

>80% der KfW-Förderungen liegen im Bereich <10.000 €

Einzelmaßnahmen insgesamtdavon

320.000

Einzelmaßnahmen bis 6.500 € 20.000Einzelmaßnahmen bis 10.000 € 260.000Einzelmaßnahmen bis 25.000 € 40.000Effizienzhaus 55 8.000Effizienzhaus 70 32.000


• Ölbeheizte Gebäude häufig mit Keller: Raum für Pufferspeicher vorhanden

• Ölbeheizte Gebäude in regionaler Nähe zu Windkraftanlagen und Groß-Photovoltaik-Anlagen

• Leitungsungebundene Energieträger vermeiden Kosten für Netzinfrastruktur

Ölheizung besonders vorteilhaft für die Nutzung von Strom in Hybrid-Heizsystemen


Politischer Willen zur Nutzung von ansonsten abgeregeltem Strom vorhanden?

Stellungnahme Bundesrat 542/15: „Die Bundesregierung wird gebeten, gemeinsam mit den relevanten Akteuren kurzfristig Handlungsoptionen für die Nutzung zuschaltbarer Lasten zur Engpassbewirtschaftung zu prüfen und noch in dieser Legislaturperiode konkrete Umsetzungsvorschläge vorzulegen. Voraussetzung ist, dass die volkswirtschaftlichen Kosten gesenkt und die Stromverbraucher entlastet werden.“

Weißbuch Strommarktdesign: „Flexible Nachfrage: … Bei geringer Residuallast kann mit Strom auch direkt Wärme erzeugt und damit Heizöl oder Gas eingespart werden…“

KoaV: „In einem Strommarkt mit einem weiter zunehmenden Anteil von Strom aus erneuerbaren Energien werden wir Strom, der sonst abgeregelt werden müsste, für weitere Anwendungen, etwa im Wärmebereich, nutzen.“

Entwurf StrommarktG: Bisher keine Regelungen pro Power-to-Heat enthalten


• Die Stiftung Umweltenergierecht und das Fraunhofer ISI haben im März 2016 ein Gutachten zu zuschaltbaren Lasten vorgestellt

• Auftraggeber: Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes SH (MELUR)

• Empfehlung des Gutachtens: Ausschreibungen von zuschaltbaren Lasten zur Nutzung von ansonsten abgeregeltem Strom einführen• Pflicht zur Ausschreibung zuschaltbarer Lasten durch ÜNB/ggf. VNB • Pflicht zum Einsatz kontrahierter Lasten vor Abregelung EE • Dafür Privilegierungen bei staatlich induzierten

Strompreisbestandteilen; Alternative: rückwirkende Kostenerstattung

Gutachten zu zuschaltbaren Lasten


• Welcher Anpassungen bedarf es, um das Potenzial von Power-to-Heat in Hybridheizungen zu heben?

Handlungsempfehlungen an die Politik


• Anpassung von Abgaben und Entgelten für ansonsten abgeregelten Strom• VO zuschaltbare Lasten oder• Anpassungen in EEG, EnWG, … oder• Alternativ: Experimentierklauseln

• Erleichterung des Zugangs von gepoolten PtH-Hybridheizungen zum Markt für Regelenergie/neuen Märkten

• Einführung eines Primärenergiefaktors von Null für ansonsten abgeregeltenerneuerbaren Strom• für extern steuerbare

Stromverbraucher, die keine zusätzliche gesicherte Leistung benötigen

Rahmenbedingungen müssen angepasst werden


• Kein Aufbau neuer Subventionen, sondern Abbau bestehender Sanktionen für Verbraucher

• Verbraucher werden entlastet: Zusätzliche Stromnutzung durch PtH, die bisher keinen Beitrag zu den Abgaben und Entgelten geleistet hat, trägt nun einen Teil der Last

Abgaben und Entgelte für ansonsten abgeregelten Strom reduzieren


• ARGE Netz und IWO beabsichtigen die Errichtung einer Modellregion für Power-to-Heat in Hybridheizungen in SH

• Ansteuerung der Hybridheizungen soll durch Integration in das Erneuerbaren Kraftwerk der ARGE Netz erfolgen

• Heute abgeregelte Strommengen aus EE könnten so sinnvoll im Wärmemarkt genutzt werden

• Projektziele:• Nachweis der Systemdienlichkeit• Ermittlung der integrierbaren

Mengen EE in den Wärmemarkt• Erprobung von geeigneten

Geschäftsmodellen

Modellregion Power-to-Heat in Hybridheizungen

14.04.2016


• Die Nutzung von ansonsten abgeregeltemStrom in Hybridheizungen bietet Vorteile:• Einsparung von fossilen Brennstoffen im

Wärmemarkt• Integration erneuerbarer Energien• Geringe Investitionskosten für den Endkunden

möglich• Beitrag zur Stabilisierung des Stromnetzes• Keine zusätzlichen konventionellen Kraftwerke

notwendig

ZukunftstechnologiePower-to-Heat in Hybridheizungen

104 www.zukunftsheizen.de

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