von Daniel Büchel, Vizedirektor un d Programmleiter EnergieSchweiz

1. "Vision" des Bundes zur Energiespeicherung
Daniel Büchel, Vizedirektor und Programmleiter EnergieSchweiz
Journée smart energy, Sion, 5. September 2014

2. 2
Inhaltsübersicht
• Entwicklung der "Strom-Welt"
• Entwicklung der "Gas-Welt"
• Entwicklung der "Öl-Welt"
• Entwicklung im Bereich Forschung

3. 3
Schweiz als Batterie und Stromdrehscheibe
Europas?
Sarasin, 21.10.2013
VDE-Studie, 2012
Aargauer Zeitung, 02.10.2013
Südostschweiz, 21.10.2010
Der Bund, 08.04.2011

4. 4
Wegen der Energiewende keine Pumpspeicher?
Weltwoche ,10.10.2013
NZZ, 27.09.2013
Handelsblatt, 23.08.2012
Südostschweiz, 12.05.2011
Zürcher Landzeitung, 13.05.2011

5. 5
Welche Bedeutung haben Pumpspeicherwerke im
zukünftigen Strommarkt?
• Braucht es mit der Energiestrategie 2050 neue Speicher?
• Und wenn ja, …
– … wie viel Speicherkapazität?
– … welche Technologien?
– … zu welchem Zeitpunkt?
– … an welchem Standort?
– … ist die Wirtschaftlichkeit gegeben?
– … mit welchem Marktmodell?

6. 6
Energiespeicherung hat zunehmende Bedeutung für
zukünftiges Energiesystem

7. 7
Herausforderungen im Strommarkt
Ein zukünftiges Energieversorgungssystem erfordert zur Integration
erneuerbarer Energien folgende Technologien:
• Speichertechnologien, um einen allfälligen Angebotsüberhang zu speichern
und bei einem Nachfrageüberhang abzugeben
• Flexible Kraftwerke, um einen allfälligen Nachfrageüberhang bei fehlender
Produktion zu decken
• Demand Side Management, um das Nachfrageverhalten der
Angebotsentwicklung anzupassen
• Effizienter Netzbetrieb, Netzausbau und Entwicklung von Smartgrids
für die vermehrte Einspeisung auf der unteren Netzebene und um Verbraucher
und Produzenten intelligenter zu verbinden
Es sind zusätzliche Investitionen nötig für den Umbau
Effizienzsteigerungen sind nötig, um grosse Preissteigerungen zu vermeiden

8. 8
Herausforderungen
• Fördersystem mit Systemeffizienz
• Anreize für bedarfsorientierte Erzeugung
• Kostenreduktion der Technologien fördern und berücksichtigen
Erneuerbare Energien
• Investitionsanreize in Kraftwerkskapazität?
• Europakompatible Kraftwerke CO2-Kompensation
• Ausbau- und Erneuerungsbedarf (Bewilligungsverf. und Finanzierung)
• Investitionen unter Anreizregulierung
• Effiziente Bewirtschaftung der Grenzkapazitäten
Netze
• Pumpspeicheranlagen -> neue Businessmodelle
• Dezentrale Speicher
•Demand Side Management
Speichertechnologien und
Lastmanagement
•Strukturbereinigung
•Verpflichtende Effizienzziele
•Neue Rollen, neue Businessmodelle
Energieversorgungsunternehmen
• Für wen?
Markt •EU-kompatibel?
KEV, Investitionshilfen
und Eigenverbr.regelung,
Auktionen
Bund, Privatwirtschaft
Markt, CO2-Gesetz,
WKK-Strategie
Stromwirtschaft
Strategie Stromnetze,
Revision StromVV/VG
Bund, Kantone, Swissgrid,
ElCom, Stromwirtschaft
Privatwirtschaft und
Forschung
Energiestrategie 2050,
2. Marktöffnungsschritt
Stromwirtschaft
2. Marktöffnungsschritt,
Revision StromVG
Stromwirtschaft
Herausforderungen
Massnahme/
Verantwortung

9. 9
Der Strommarkt ist bereits heute im Wandel
 Die Förderung erneuerbarer Energien in Europa hat Auswirkungen auf die
Energiemärkte:
– Starker Ausbau PV und Wind, insb. in Deutschland und Italien
– Die Residuallast (Gesamtlast abzgl. Einspeisung erneuerbarer Energien)
wird bei starker PV-Einspeisung besonders über die Mittagszeit reduziert
– Erneuerbare Energien verdrängen konventionelle Kraftwerke aus dem
Markt
– Die vermehrte volatile Einspeisung durch erneuerbare Energien bringt
neue Anforderungen an die zukünftige Energieversorgung
 Seit 2008 sind die Strompreise am Grosshandelsmarkt im Abwärtstrend:
 Nachfragerückgang
 Steigende Produktionskapazitäten (besonders aus erneuerbaren
Energien)
 Tiefe CO2- und Kohlepreise
 Schwacher Euro

10. 10
Studie: Bewertung von Pumpspeicherkraftwerken in
der Schweiz im Rahmen der Energiestrategie 2050
• Welche Rolle spielen Pumpspeicherkraftwerke im
energiewirtschaftlichen Umfeld der Energiestrategie 2050?
Wie hoch ist dabei der (Ausbau-) Bedarf an Pumpleistung
und Pumpenergie?
• Wie ist die Wirtschaftlichkeit von typischen
schweizerischen Pumpspeicherkraftwerken unter der
Energiestrategie 2050 zu beurteilen? Was sind die
relevanten Treiber für die Wirtschaftlichkeit?
• Wie sieht eine optimale Regulierung für
Pumpspeicherkraftwerke im Rahmen der Energiestrategie
2050 aus? Welchen Einfluss haben wichtige
Stellschrauben des Regulierungsrahmens?
– Kapazitätsmarkt (CH bzw. EU)
– Befreiung von Netznutzungsentgelten
– Integration in die europäischen Strommärkte

11. 11
Studie: Energiespeicher in der Schweiz: Bedarf,
Wirtschaftlichkeit und Rahmenbedingungen
• Technologie- und Kostenentwicklung:
– Wie sehen die möglichen, realistischen und für die
Schweiz relevanten Entwicklungen der verschiedenen
Technologien zur Energiespeicherung sowie deren
Charakteristika und Kostenkomponenten über den
Horizont bis 2050 aus?
• Bedarfsanalyse:
– Was ist der potenzielle Bedarf in der Schweiz an
Leistung und Energie aus Speichern in den Szenarien
der ES 2050?
• Speichereinsatz, Märkte und Handlungsempfehlungen:
– Welche Möglichkeiten des Speichereinsatzes ergeben
sich?
– Welche Kosten/ Nutzen resultieren daraus?
– Welche Handlungsempfehlungen für eine zukünftige
Regulierung lassen sich daraus ableiten?

12. Bedarfsanalyse
Ergebnisse der Studie DNV KEMA (2013) zum technischen Speicherbedarf in der zukünftigen Stromversorgung
12
• Kurz- bis mittelfristig (bis 2020) besteht in keinem der untersuchten
Szenarien und Angebotsvarianten ein zusätzlicher Speicherbedarf.
Grund: Vergleichsweise geringer Zubau an volatilen
Erzeugungstechnologien bis zum Jahr 2020.
• Für den Zeitraum bis 2050 ist jedoch vor allem für ländliche Netze
ein technisch bedingter Speicherbedarf zur Vermeidung unzulässiger
Netzüberlastungen zu erwarten.
Grund: Hoher Zubau dezentraler, volatiler Erzeugungstechnologien,
der lokale Überspeisungen der Verteilnetze verursacht.
Ein grossflächiger Einsatz neuartiger Energiespeicher in der
Schweiz erscheint erst langfristig, d.h. im Zeitraum nach 2035,
erforderlich bzw. sinnvoll.

13. 13
Mögliche Anwendungen von Speichertechnologien
• Potenziell verschiedene Speichertechnologien verfügbar
– Unterschiedliche Anwendungsoptionen in Abhängigkeit von Leistung und Speicherdauer
– „Neue“ Technologien überwiegend für kurzfristige aber auch dezentrale Anwendung geeignet
Mikrospeicher Kleintechnische
Speicher
Mitteltechnische
Speicher
Grosstechnische
Speicher
≤ 100 kW 1 - 10 MW 10 – 100 MW 100 - 1.000 MW
Monate Power-to-Gas
Tage / Wochen Pumpspeicher
Pumpspeicher
Power-to-Gas
Stunden / Tage Batterien Batterien
Pumpspeicher
Druckluftspeicher
Elektrothermische
Speicher
Batterien
Pumpspeicher
Druckluftspeicher
Elektrothermische
Speicher
Minuten / Stunden Batterien Batterien
Elektrothermische
Speicher
Batterien
Pumpspeicher
Druckluftspeicher
Elektrothermische
Speicher
Sekunden / Minuten
Superkondensatoren,
Spulen
Schwungräder
Batterien
Batterien
(Pumpspeicher)
(Druckluftspeicher)
(Pumpspeicher)
(Druckluftspeicher)

14. 14
Nutzen der Pumpspeicherkraftwerke: Mengeneffekt
Ausgespeicherte Strommengen für die Schweiz (Quelle: DNV KEMA)

15. 15
Nutzen der dezentralen Speicher: Vermiedene
Abregelung erneuerbarer Energien
• Beitrag zur gesicherten Leistungsbereitstellung im Stromsystem und damit zur
Versorgungssicherheit
– Last- und Produktionsverschiebung in breitem zeitlichen Spektrum
– Systemdienstleistungen zur Erhaltung der Netzstabilität
– Unterstützung lokaler Verbrauch der Erzeugung
• Beitrag der Speicher zur Integration erneuerbarer Energien
Vermiedene Abregelung erneuerbarer Energien durch Integration dezentraler Speicher (Quelle: DNV KEMA)

16. 16
Winterhilfe - Power-to-Gas als Speichertechnologie ?
• Um stochastisch anfallenden Strom aus Erneuerbaren Energien
zu speichern bzw. ins Winterhalbjahr zu transferieren.

17. 17
Kosten und Wirtschaftlichkeitsanalyse
• Derzeit hohe Kosten neuer Speichertechnologien
• Erwartung signifikanter Kostendegression insbesondere für Batterien
• Ergebnisse Marktsimulationen:
– Insbesondere dezentrale Speicher können langfristig die volkswirtschaftlich günstigste
Lösung zur Integration dezentraler erneuerbarer Energien (z.B. PV) darstellen
– Trotz steigender Erlöse bleibt die Wirtschaftlichkeit aus Sicht der Anlagenbetreiber fraglich
Prognose Kosten von Speichertechnologien
Wirtschaftlichkeit dezentraler Speicher im Strommarkt
250
200
150
100
50
0
WWB
POM/C&E
NEP/C&E
WWB
POM/C&E
NEP/C&E
2020 2035 2050
CHF/kw/Jahr
Reserven
Spotmarkt
Kapitalkosten AC
Kapitalkosten DC

18. 18
Empfehlungen für regulatorische
Rahmenbedingungen aus der Studie
Übergreifendes Ziel: Förderung der Effizienz durch Gewährleistung der
Gleichbehandlung von Energiespeichern mit anderen Technologien
1. Keine direkte Förderung durch Subventionen oder Investitionszuschüsse
2. Förderung von Forschung und Entwicklung
– Langfristig orientierte Förderung
– Schwerpunkt auf Technologien für den dezentralen Einsatz
– Allenfalls Berücksichtigung saisonaler Technologien (Wärmespeicher bzw. Power-to-
Gas)
– Koordination mit internationalen Aktivitäten
3. Kein individueller Speichermechanismus
– ABER: Berücksichtigung von Speichern bei Einführung eines Kapazitätsmechanismus
4. Keine spezifische Befreiung von Netzentgelten für dezentrale Speicher
– ABER: Gewährleistung der Gleichbehandlung mit anderen Produktionsanlagen
5. Allenfalls Einführung einer dezentralen Systemdienstleistung „Engpassmanagement“
6. Keine regulierten Speicher im Eigentum von Netzbetreibern

19. 19
Entwicklung "Gas-Welt":
Bedeutung für die Speicherung heute und morgen
• Die Energiestrategie des Bundesrats zielt in erster Linie darauf ab, die
Endenergienachfrage mittel- bis langfristig massiv zu senken.
• Das bedeutet auch, dass mittel- bis langfristig der Anteil der fossilen
Energieträger an der Endenergienachfrage entscheidend zurück gehen wird
(ohne Berücksichtigung der Möglichkeit von Stromproduktion durch Erdgas)
• Innerhalb der fossilen Energien wird die Bedeutung von Erdgas aber gestärkt:
Erdgas wird auf Kosten von Erdöl vor allem bei der Raum- und Prozesswärme
Marktanteile dazu gewinnen.
• Überlagert wird dieser Substitutionseffekt jedoch wiederum durch die
Verringerung der benötigten Raum- und Prozesswärme. Geht die Strategie des
Bundesrats im Bereich der Energieeffizienz auf, wird zukünftig in den Gebäuden
und in der Industrie weniger Energie verbraucht.

20. 20
Entwicklung "Gas-Welt":
Heutige Gasversorgung
• Erdgas deckte 2011 rund 12% des Schweizerischen Endenergieverbrauchs.
Gemäss Energieperspektiven 2050 zukünftig sinkender Bedarf im
Wärmebereich. Je nach Ausbau der fossilen Stromproduktion könnte der
Gesamtverbrauch deutlich steigen.
• Erdgas wird vollständig importiert, mehrheitlich über langfristige Verträge mit
diversen Lieferanten aus dem EU-Raum.
• 75% des Schweizer Bedarfs werden über die Transitgasleitung (Niederlande-
Italien) eingeführt.
EU
43%
Russland
22%
Sonstige
14%
Norwegen
21%
Importportfolio der
Schweizer Erdgas-
Wirtschaft 2011
Name der Präsentation • Untertitel
Absender
Quelle: VSG

21. 21
Entwicklung "Gas-Welt":
Risiko Auslandabhängigkeit
• Das Erdgas für die Schweiz wird aus verschiedenen Ländern und über
verschiedene Routen bezogen.
• Wiederkehrende Konflikte zwischen Russland und der Ukraine führen zu
Versorgungssicherheitsbedenken.
• Im Unterschied zu den Nachbarländern verfügt die Schweiz über keine
heimischen Gasspeicher, LNG-Terminals und fördert kein eigenes Erdgas.
• Die Schweiz ist abhängig vom Ausland, daher:
– spielen abschaltbare Erdgaskunden (Zweistoffkunden) eine wichtige
Rolle
– wird die Mitgliedschaft im wichtigen Krisenmanagementsgremium der EU,
der so genannten Gas Coordination Group, angestrebt, um die
Gasversorgungsicherheit zusätzlich zu stabilisieren.
– BFE befürwortet die Bemühungen der Branche, in der Schweiz
Gasspeicher zu bauen (z.B. Abklärungen im Grimselgebiet).

22. 22
Entwicklung "Öl-Welt":
Risiko Auslandabhängigkeit
• 60 % der Erdölimporte erfolgt direkt in Form von Ölfertigprodukten, 40 % in
Form von Rohöl
• Erdölraffination ist zurzeit starken Veränderungen unterworfen.
– Die Auslastung der Raffinerien nimmt langfristig weltweit ab
– Rentabilität verschlechtert sich
– Zukunft der beiden Schweizer Raffinerien in Cressier und in Collombey
ist ungewiss
• Allfällige Schliessung der Raffinieren würde Landesversorgung mit fossilen
Brenn- und Treibstoffen nicht gefährden
• Pflichtlagerbestände gemäss Landesversorgungsgesetz vom 8. Oktober 1982
(LVG, SR 531)
– Betrieben von Erdölbranche
– Decken Bedarf für einige Monate (4.5 Monate für Benzin, Diesel und
Heizöl, 3 Monate für Flugpetrol)

23. 23
Aktionsplan Koordinierte Energieforschung Schweiz
Förderung erfolgt in 4 Stossrichtungen
1. Kapazitätsaufbau für Energieforschung (Teams)
2. Aufbau von 7 Kompetenzzentren
(u.a. Effizienz, Netze, Strom- und Wärmespeicherung, Elektrizität
aus Erneuerbaren, Mobilität, Biomasse, Speicher)
3. Kompetitive Fördermittel für Forschungsprojekte (KTI)
4. Förderaktivitäten des SNF (NFP, NFS, Förderprofessuren)
 wurde im Frühjahr 2013 vom Parlament verabschiedet.

24. 24
Forschung im Bereich Energiespeicherung
SCCER Storage:
• Die Gesuche in den Bereichen "Speicherung" erhielten bereits im
ersten Hearing des Steuerungskomitees im Oktober 2013 grünes
Licht.
• Leading House: PSI
• Budget: 11 Millionen Franken

25. 25
Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!