Verfügbarkeit: Stromspeicher und Power-to-Gas im deutschen Energiesystem

Stromspeicher und Power-to-Gas im deutschen Energiesystem: Rahmenbedingungen, Bedarf und Einsatzmöglichkeiten

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Zapf, Martin (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Wiesbaden Springer Vieweg [2022]
Ausgabe:	2., verbesserte und vollständig bearbeitete Auflage
Schlagworte:	Netzausbau Erneuerbare Energien Energiekosten Power-to-Gas Elektrischer Speicher Effizienz Elektrizitätsmarkt Elektrizitätsversorgungsnetz Deutschland TH Energiespeicher Gasnetz Methan Mobilität Netz Power to gas Strommarkt Stromspeicher Verkehr Verteilnetz Wasserstoff Übertragungsnetz
Online-Zugang:	Inhaltstext Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XIX, 262 Seiten Illustrationen, Diagramme, Karten 24 cm x 16.8 cm, 0 g
ISBN:	9783658371289 3658371285

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 DAS DEUTSCHE STROMSYSTEM VOR DEM HINTERGRUND DER ENERGIEWENDE ......... 1 1.1 ERNEUERBARE ENERGIEN FUER DIE ENERGIEWENDE .............................................. 1 1.1.1 AUSWIRKUNGEN UND ZIELE DER ENERGIEWENDE IM STROMSEKTOR ........ 1 1.1.2 POTENZIALE DER ERNEUERBAREN ENERGIEN ZUR STROMERZEUGUNG .......... 2 1.1.3 TECHNISCHER FORTSCHRITT ALS GRUNDLAGE FUER DIE ENERGIEWENDE ........ 6 1.1.4 FOERDERUNG REGENERATIVER ERZEUGUNGSANLAGEN IN DEUTSCHLAND ........ 11 1.2 ENTWICKLUNG DES DEUTSCHEN STROMPROFILS ................................................... 14 1.2.1 STROMERZEUGUNG - INTERNATIONALER VERGLEICH ................................... 14 1.2.2 ENERGIEVERBRAUCH - ABGRENZUNG VON PRIMAER BIS NUTZENERGIEVERBRAUCH ....................................................................... 16 1.2.3 ENTWICKLUNG DES STROMPROFILS IN DEN 201 OER-JAHREN ..................... 17 1.2.4 PROGNOSEN EINES ZUKUENFTIGEN ERZEUGUNGS UND VERBRAUCHSPROFILS ... 18 1.2.5 MOEGLICHE STROMPROFILE JE AUSBAUGRAD ............................................ 21 1.3 AUSGANGSLAGE UND NOTWENDIGE ANPASSUNGEN DER STROMNETZE UND DES STROMSYSTEMS AN EINE VERAENDERTE EINSPEISESITUATION ................................. 33 1.3.1 NETZDATEN .......................................................................................... 33 1.3.2 STROMNETZAUSBAU ................................................................................ 34 1.3.3 STROM-UND SPANNUNGSGRENZEN ......................................................... 45 1.3.4 QUALITAET, ZUVERLAESSIGKEIT UND SICHERHEIT .......................................... 46 1.3.5 SYSTEMDIENSTLEISTUNGEN ..................................................................... 47 1.3.6 BILANZKREIS-UND AUSGLEICHSENERGIESYSTEM ...................................... 56 1.3.7 GESICHERTE LEISTUNG - LEISTUNGSBILANZ ............................................ 58 1.4 STROMMAERKTE FUER ERZEUGER, ZWISCHENHAENDLER UND VERBRAUCHER ................. 60 1.4.1 STROMBOERSE ........................................................................................ 61 1.4.2 OTC-HANDEL ...................................................................................... 63 1.4.3 LEISTUNGSMAERKTE - REGELLEISTUNGSMARKT .......................................... 63 1.4.4 GRUENSTROMMARKT ................................................................................ 67 1.4.5 EINZELHANDEL - ENDKUNDENSTROMPREISE ............................................ 69 1.4.6 STROMMARKT 2.0 .................................................................................. 73 XII INHALTSVERZEICHNIS 1.5 INVESTITIONSENTSCHEIDUNGEN BEZUEGLICH STROMERZEUGUNGSEINHEITEN ............. 75 1.5.1 STROMGESTEHUNGSKOSTEN ...................................................................... 75 1.5.2 GRENZKOSTEN ....................................................................................... 79 1.5.3 GRENZPREIS UNTER BERUECKSICHTIGUNG VON AB UND WIEDERANFAHRKOSTEN ......................................................................... 80 1.5.4 EINSCHRAENKUNG DER STROMGESTEHUNGSKOSTEN - ERWEITERUNG ZU DEN VOLKSWIRTSCHAFTLICHEN GESAMTKOSTEN ................................................ 82 1.5.5 EINHEITSPREISSYSTEM - MERIT ORDER DES KRAFTWERKSPARKS ............... 86 1.5.6 INVESTITIONSENTSCHEIDUNGEN UND VERMARKTUNGSMOEGLICHKEITEN VON KONVENTIONELLEN KRAFTWERKEN .......................................................... 87 1.5.7 INVESTITIONSENTSCHEIDUNGEN UND VERMARKTUNGSMOEGLICHKEITEN VON ERNEUERBARE-ENERGIEN-ANLAGEN ................................................ 88 1.6 RESUEMEE ......................................................................................................... 91 2 STROMSPEICHER - TECHNOLOGIEN, KOSTEN UND BEDARF .......................................... 93 2.1 DEFINITION UND KLASSIFIZIERUNG VON ENERGIE UND STROMSPEICHERN ............. 93 2.2 TECHNOLOGISCHER REIFEGRAD, KENNWERTE UND EINSATZMOEGLICHKEITEN IM STROMSEKTOR .................................................................................................... 96 2.2.1 TECHNOLOGISCHER REIFEGRAD ............................................................... 96 2.2.2 KENNWERTE .......................................................................................... 97 2.2.3 EINSATZMOEGLICHKEITEN IM STROMSEKTOR .............................................. 101 2.2.4 ERHOEHUNG DES EIGENVERBRAUCHS ........................................................... 103 2.3 RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN FUER STATIONAERE STROMSPEICHERSYSTEME ... 106 2.4 BESTAND STATIONAERER STROMSPEICHERSYSTEME UND AUSBLICK .............................. 111 2.5 STROMSPEICHERKOSTEN ......................................................................................... 118 2.5.1 INVESTITIONSKOSTEN ................................................................................. 118 2.5.2 ERFAHRUNGSKURVEN FUER STROMSPEICHERTECHNOLOGIEN ............................ 121 2.5.3 STROMSPEICHERUNGSKOSTEN .................................................................... 123 2.6 STROMSPEICHERBEDARF IM ZUGE DER ENERGIEWENDE ........................................... 128 2.7 VORRANGIGE FLEXIBILITAETSOPTIONEN ...................................................................... 131 2.7.1 PROGNOSEGUETE ......................................................................................... 131 2.7.2 FLEXIBLER BETRIEB VON VERBRAUCHERN - LASTMANAGEMENT .................... 132 2.7.3 FLEXIBLER BETRIEB VON ERZEUGERN - ERZEUGUNGSMANAGEMENT ......... 135 2.7.4 STROMEXPORT UND -IMPORT ...................................................................... 136 2.7.5 ALTERNATIVE ERBRINGER VON SYSTEMDIENSTLEISTUNGEN ............................ 137 2.7.6 AUSBAUGRADDESSTROMTRANSPORTNETZES ............................................... 138 2.8 STUDIEN ZUM STROMSPEICHERBEDARF .................................................................. 138 2.8.1 STUDIENUEBERSICHT YYENERGIESPEICHER ................................................... 138 2.8.2 YYROADMAP SPEICHER ............................................................................ 141 2.8.3 YYENERGIESYSTEM DEUTSCHLAND 2050 .................................................... 151 2.8.4 YYSTROMSPEICHER IN DER ENERGIEWENDE ............................................... 156 2.9 MAXIMAL ERFORDERLICHE SPEICHERKAPAZITAET AUFGRUND NEGATIVER RESIDUALLASTEN FUER EINE ERNEUERBARE VOLL VERSORGUNG ...................................... 162 2.10 RESUEMEE ........................................................................................................... 166 INHALTSVERZEICHNIS XIII 3 POWER-TO-GAS - TECHNOLOGIEN UND KOSTEN .......................................................... 169 3.1 DAS .................................................................................................................. 169 3.2 TECHNOLOGIEUEBERSICHT UND HERSTELLUNGSVERFAHREN VON SYNTHETISCHEN GASEN .............................................................................................................. 171 3.2.1 ELEKTROLYSE ...................................................................................... 171 3.2.2 METHANISIERUNG ................................................................................ 183 3.2.3 CHEMISCHE METHANISIERUNG ............................................................. 185 3.2.4 BIOLOGISCHE METHANISIERUNG ........................................................... 191 3.2.5 KOHLENDIOXIDQUELLEN ........................................................................ 195 3.3 VERWENDUNG DER BESTEHENDEN ERDGASINFRASTRUKTUR ......................................... 198 3.3.1 GASBESCHAFFENHEITEN ........................................................................ 198 3.3.2 WASSERSTOFFTOLERANZ DER DEUTSCHEN ERDGASINFRASTRUKTUR .................. 200 3.3.3 GASEINSPEISUNG .................................................................................. 202 3.3.4 SPEICHER UND TRANSPORTPOTENZIAL ..................................................... 205 3.3.5 ENTWICKLUNG DER NACHFRAGE NACH ERDGAS ......................................... 210 3.3.6 WASSERSTOFFTRANSPORT .......................................................................... 211 3.4 ZUSAMMENFASSUNG DER KOSTEN UND WIRKUNGSGRADKETTEN VON POWER-TO-GAS .................................................................................................... 213 3.4.1 WIRKUNGSGRADKETTEN .......................................................................... 213 3.4.2 KOSTEN ................................................................................................. 215 3.5 RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN VON POWER-TO-GAS .................................... 219 3.5.1 STROMSEKTOR ......................................................................................... 219 3.5.2 GASSEKTOR ............................................................................................. 220 3.6 DIREKTE KOPPLUNG VON POWER-TO-GAS-ANLAGEN MIT REGENERATIVEN ERZEUGERN ........................................................................................................220 3.6.1 EIGENVERSORGUNG VON POWER-TO-GAS-ANLAGEN ................................... 220 3.6.2 RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN DER EIGENVERSORGUNG .................. 221 3.7 GASGESTEHUNGSKOSTEN SYNTHETISCHER GASE ....................................................... 224 3.7.1 UNTERSUCHUNGSRAHMEN ........................................................................ 224 3.7.2 BERECHNUNGSMETHODIK ........................................................................ 226 3.7.3 TEILLASTBETRIEB .................................................................................... 229 3.7.4 VARIANTE 1: STROMBEZUG AM DAY-AHEAD-MARKT - 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adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS 1 DAS DEUTSCHE STROMSYSTEM VOR DEM HINTERGRUND DER ENERGIEWENDE . 1 1.1 ERNEUERBARE ENERGIEN FUER DIE ENERGIEWENDE . 1 1.1.1 AUSWIRKUNGEN UND ZIELE DER ENERGIEWENDE IM STROMSEKTOR . 1 1.1.2 POTENZIALE DER ERNEUERBAREN ENERGIEN ZUR STROMERZEUGUNG . 2 1.1.3 TECHNISCHER FORTSCHRITT ALS GRUNDLAGE FUER DIE ENERGIEWENDE . 6 1.1.4 FOERDERUNG REGENERATIVER ERZEUGUNGSANLAGEN IN DEUTSCHLAND . 11 1.2 ENTWICKLUNG DES DEUTSCHEN STROMPROFILS . 14 1.2.1 STROMERZEUGUNG - INTERNATIONALER VERGLEICH . 14 1.2.2 ENERGIEVERBRAUCH - ABGRENZUNG VON PRIMAER BIS NUTZENERGIEVERBRAUCH . 16 1.2.3 ENTWICKLUNG DES STROMPROFILS IN DEN 201 OER-JAHREN . 17 1.2.4 PROGNOSEN EINES ZUKUENFTIGEN ERZEUGUNGS UND VERBRAUCHSPROFILS . 18 1.2.5 MOEGLICHE STROMPROFILE JE AUSBAUGRAD . 21 1.3 AUSGANGSLAGE UND NOTWENDIGE ANPASSUNGEN DER STROMNETZE UND DES STROMSYSTEMS AN EINE VERAENDERTE EINSPEISESITUATION . 33 1.3.1 NETZDATEN . 33 1.3.2 STROMNETZAUSBAU . 34 1.3.3 STROM-UND SPANNUNGSGRENZEN . 45 1.3.4 QUALITAET, ZUVERLAESSIGKEIT UND SICHERHEIT . 46 1.3.5 SYSTEMDIENSTLEISTUNGEN . 47 1.3.6 BILANZKREIS-UND AUSGLEICHSENERGIESYSTEM . 56 1.3.7 GESICHERTE LEISTUNG - 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BASISVARIANTE . 230 3.7.5 VARIANTE 2: EIGENVERSORGUNG MIT EEG-VERGUETUNG NICHT GENUTZTER WINDENERGIEMENGEN . 232 3.7.6 VARIANTE 3: EIGENVERSORGUNG OHNE EEG-VERGUETUNG NICHT GENUTZTER WINDENERGIEMENGEN . 233 3.7.7 VARIANTE 4: EIGENVERSORGUNG OHNE NETZEINSPEISUNG FUER ABGELEGENE STANDORTE .236 3.7.8 GASGESTEHUNGSKOSTEN VON SYNTHETISCHEM METHAN . 238 XIV INHALTSVERZEICHNIS 3.8 NETZDIENLICHKEIT VON POWER-TO-GAS-ANLAGEN . 240 3.8.1 VERRINGERUNG VON REDISPATCH UND EINSPEISEMANAGEMENTMASSNAHMEN . 240 3.8.2 REDUKTION VON VERTEILNETZAUSBAU . 240 3.9 WEITERE WASSERSTOFFHERSTELLUNGSVERFAHREN NEBEN POWER-TO-GAS . 241 3.10 RESUEMEE . 243 LITERATUR . 245 STICHWORTVERZEICHNIS . 259
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