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PV-basierte Inselnetze zur Elektrifizierung in Entwicklungsländern.

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Präsentation zum Thema: "PV-basierte Inselnetze zur Elektrifizierung in Entwicklungsländern."—  Präsentation transkript:

1 PV-basierte Inselnetze zur Elektrifizierung in Entwicklungsländern

2 Seite 2SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Vorbemerkung Was ist der Hintergrund dieser Präsentation? >Die SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH verfolgt als einen Schwerpunkt die Entwicklung und Förderung von Konzepten und Geschäftsmodellen zur Verbreitung von PV-basierten Inselnetzen >Im Rahmen der ersten Projektphase Analyse der Marktpotentiale wurde das Reiner Lemoine Institut mit der Erstellung einer Studie beauftragt >Untersuchungszeitraum: Februar-August 2012 >Im Verlaufe der Studie wurde auch eine Vielzahl an Experteninterviews geführt (insb. Erfahrungswerte, Geschäftsmodelle etc.) >Vorliegendes Dokument ist als Präsentation zur Studie PV-basierte Inselnetze: Ein Überblick zu Marktpotentialen und Geschäftsmodellen zu verstehen

3 Seite 3SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Gliederung 1 Einleitung 2 Potentialanalyse 3 4 Geschäftsmodelle Fazit

4 Seite 4SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit >Weltweit leben 1,3 Milliarden* Menschen ohne Strom. >Insbesondere ländliche Regionen ohne Netzanbindung davon betroffen >Netzausbau ist dort oft unwirtschaftlich. * Quelle: IEA, World Energy Outlook 2011 Status Quo Elektrifizierung Elektrizität ist eine zentrale Voraussetzung für wirtschaftliche Entwicklung und Grundlage zur Verbesserung elementarer Bedürfnisse, wie z.B. Bildung, Gesundheit, Sicherheit und Kommunikation. Autarke Inselnetze sind oft die einzige Möglichkeit, Menschen in ländlichen Gebieten den flexiblen Zugang zu elektrischer Energie zu ermöglichen und die lokale Wertschöpfung zu steigern. Die Erde bei Nacht. Image and data processing by NOAA's National Geophysical Data Center. DMSP data collected by US Air Force Weather Agency.

5 Seite 5SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Photovoltaik Vorteil der PV für dezentrale Standorte >kosteneffizient >modular erweiterbar >verschleißfreie Technik >überall verfügbare Sonnenenergie >einfache Installation Warum PV als Basis für die dezentrale Energieversorgung? Solar Home Systems >eignen sich bei sehr geringem Energiebedarf >sind mit geringen Investitionen verbunden Inselnetze >sind flexibel erweiterbar >höhere Leistung ermöglicht Versorgung von Gewerbe, Krankenhäusern, Dörfern etc. Mögliche Systeme: Bild: Sunlabob Renewable Energy Ltd. 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit

6 Seite 6SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Inselnetze >einer Erzeugungseinheit, >einem Energiespeicher, >einer Regelungseinheit, >einem Verbraucher im Leistungsbereich von kW bis MW Inselnetze bestehen aus mindestens 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit Inselnetze bieten ideale Voraussetzungen für eine netzunabhängige Stromversorgung

7 Seite 7SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Inselnetze Bild: SMA Solar Technology AG >Wechselstromkopplung ermöglicht eine flexible Erweiterung um weitere Erzeuger und Verbraucher >Drehstromverbraucher zur gewerblichen Nutzung können ebenfalls integriert werden Systeme sind erweiterbar und können leicht einem wachsenden Bedarf angepasst werden PV-basierte Inselnetze ermöglichen eine zuverlässige Grundversorgung und lokale Wertschöpfung 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit

8 Seite 8SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH PV-basierte Inselnetze als Schlüssel zur Elektrifizierung 1.Globale Potentialanalyse für PV-basierte Inselnetze in Hinsicht auf >Geografische Bedingungen >Politische Bedingungen >Wirtschaftliche Bedingungen 2.Erfahrungswerte und Geschäftsmodelle >Auf Basis von Experteninterviews und Literaturauswertungen >Erfolgskritische Kernelemente nachhaltiger Projekte >Vielversprechende existierende Geschäftsmodelle Studie soll Herausforderungen und Möglichkeiten von PV-basierten Inselnetzen zur Energieversorgung in bislang nicht elektrifizierten Regionen aufzeigen Wo ist PV-basierte Elektrifizierung mit welchen Geschäftsmodellen nachhaltig umsetzbar? 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit

9 Seite 9SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Gliederung 1 Einleitung 2 Potentialanalyse 3 Geschäftsmodelle 4 Fazit

10 Seite 10SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Kostenanalyse weltweit (Georeferenzierung) Analyse des nationalen Dieselpreises Analyse der vorhandenen Infrastruktur Erfassung der solaren Einstrahlung Günstigste lokale Energiequelle (PV vs. Diesel) ++= >PV-Inselnetze konkurrieren mit Netzausbau und reinen Dieselnetzen. >Steigende Entfernung zum nationalen Netz und geringe Verbraucherdichte machen Netzausbau unwirtschaftlich. >Hohe nationale Dieselpreise machen reine Dieselnetze unwirtschaftlich. >Steigende Entfernung zu großen Straßen führt zu höheren Transportkosten für Diesel. Bei hohen lokalen Dieselpreisen und guter Einstrahlung in netzfernen Regionen wird Sonnenenergie zur günstigsten Energiequelle. 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit

11 Seite 11SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Stromerzeugungskosten von reinen Dieselnetzen >Kosten der lokalen Stromerzeugung sind stark abhängig vom lokalen Dieselpreis >Dieselpreis wird in hohem Maße von Subventionierung und Besteuerung beeinflusst * 1 l Diesel entspricht ca. 3 kWh el Kosten [/kWh el ] * 0,02 – 0,10 0,10 – 0,15 0,15 – 0,20 0,20 – 0,25 0,25 – 0,30 0,30 – 0,35 0,35 – 0,40 0,40 – 0,45 0,45 – 0,50 0,50 – 0,75 0,75 – 1,00 1,00 – 1,25 1,25 – 1,50 1,50 – 1,75 1,75 – 2,00 2,00 – 2,25 ab hier ist PV konkurrenzfähig 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit Dieselpreis ist entscheidend für die Konkurrenzfähigkeit PV-basierter Inselnetze

12 Seite 12SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Kostenvorteil hybrider PV-Batterie-Diesel Systeme Kostenvorteil Energieerzeugung PV-Batterie-Diesel vs. Diesel [/kWh el ] 0 0 – 0,01 0,01 – 0,05 0,05 – 0,10 0,10 – 0,15 0,15 – 0,20 0,20 – 0,25 0,25 – 0,30 0,30 – 0,35 0,35 – 0,40 0,40 – 0,45 0,45 – 0,50 0,50 – 0,75 0,75 – 1,00 1,00 – 1,25 1,25 – 1,50 1,50 – 2,50 >Abgelegene Gebiete profitieren stark von dezentraler Versorgung >Subventionierung von Diesel macht PV unwirtschaftlich 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit In vielen Gebieten haben PV-Batterie-Diesel Systeme bereits einen klaren Kostenvorteil

13 Seite 13SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Optimaler PV Anteil in PV-Batterie-Diesel Systemen >In Gebieten mit wirtschaftlichem Einsatz von Batterien sind meist auch die Abend- und Nachtstunden mit PV abdeckbar, d.h. ca. 85 % PV Anteil >100 % PV Anteil ist möglich, liegt aber durch die benötigten Batteriekapazitäten nicht im wirtschaftlichen Optimum 0 0 – 0,01 0,01 – 0,10 0,10 – 0,15 0,15 – 0,25 0,25 – 0,30 0,30 – 0,35 0,35 – 0,40 0,40 – 0,45 0,45 – 0,50 0,50 – 0,55 0,55 – 0,60 0,60 – 0,65 0,65 – 0,70 0,70 – 0,75 0,75 – 0,80 0,80 – 0,85 0,85 – 0,90 0,90 – 0,95 0,95 – 1 Optimaler PV Anteil [%] 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit PV Anteil von % an der Energiebilanz ist wirtschaftlich optimal

14 Seite 14SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Amortisation von PV-Batterie-Diesel Systemen vs. Diesel >In weiten Teilen Afrikas und Südamerikas sind Amortisationszeiten von nur 5 – 7 Jahren realisierbar >In besonders abgelegenen Gebieten ergeben sich äußerst lukrative Amortisationen für PV- basierte Inselnetze von weniger als 4 Jahren. Amortisationszeit [Monate] 12 – – – – – – – – – – – – – – 180 weniger als 7 Jahre 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit In vielen Regionen werden bereits attraktive Amortisationszeiten für PV-basierte Inselnetze erreicht

15 Seite 15SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Länderranking A: Marktpotential Elektrifizierungsrate [Weltbank, IEA, UNDP] ländliche Bevölkerung ohne Zugang zu Elektrizität [berechnet] Dieselpreis [Weltbank] B: politische und ökonomische Rahmenbedingungen politische Stabilität [Weltbank] Korruptionsindex [Transparency Int.] Inflation [Weltbank] Geschäftsmöglichkeitenindex (ease of doing business index) [Weltbank] 50 % 30 % 15 % 20 % 15 % 50 % 20 % 40 % 60 % Vergleichende Bewertung von Ländern auf Basis statistischer Daten in Hinblick auf Marktpotential und politische sowie ökonomische Rahmenbedingungen Verwendete Kriterien und Gewichtungsfaktoren: 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit

16 Seite 16SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Ergebnisse des Länderrankings Ausschlusskriterien: politische Instabilität, Reisewarnung des Auswärtigen Amts, Dieselpreis ( 0,25 USD/l) nicht berücksichtigt: Elektrifizierungsrate > 95% und < Menschen in ländlichen Gebieten ohne Elektrizität Zielländer: Rang 1 bis 89 keine Daten Top 20 von Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit Gute politische und ökonomische Rahmenbedingungen bei gleichzeitig hohem Elektrifizierungsbedarf finden sich vor allem in Süd- und Ostafrika

17 Seite 17SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Gliederung 1 Einleitung 2 Potentialanalyse 3 Geschäftsmodelle 4 Fazit

18 Seite 18SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Ebenen und Beteiligte von Elektrifizierungsprojekten Betreiber Kunde Energie Tarif Tarif muss kostendeckend und bezahlbar sein Energie muss zuverlässig und vorhersehbar sein Operative Ebene Prämissenebene Staat Investor, Finanzier Politik für erneuerbare Energien Genehmigungen Investitionssicherheit Projektentwicklung Genehmigungen einholen Investor suchen (kann auch Betreiber, Investor oder Staat sein) umfassende Planung mit den Menschen vor Ort System- integrator 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit

19 Seite 19SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Politische und Ökonomische Prämissen Häufige Probleme/Erfahrungswerte Staat Investor, Finanzier Voraussetzungen >muss bereit sein, Tarife für Inselnetze zu genehmigen, die oft höher sind, als im übrigen Land >muss gesetzliche Rahmenbedingungen schaffen >Investor muss große Risiken eingehen >Finanzier muss bereit sein, ausreichend Kapital (für Investor) zur Verfügung zu stellen >Hohe anfängliche Investitionskosten >Währungsrisiken >Mangelnde Kreditverfügbarkeit >Hohe Transaktionskosten >Unzureichendes Vertrauen in Projektentwicklung >Mangelnde Sicherheit über die Laufzeit >Lokale Erwartungen an Investitionskosten und Rücklaufzeiten >Gesetzlicher Rahmen fehlt >Aufwändige Genehmigungsverfahren >Skepsis gegenüber erneuerbaren Energien >Hohe Einfuhrzölle >Monopol auf Energieversorgung >Finanzieller Sektor ist unterentwickelt Voraussetzungen Häufige Probleme/Erfahrungswerte 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit

20 Seite 20SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Projektentwicklung Systemintegrator VoraussetzungenBetrieb >muss Genehmigungen einholen >muss Investor und Finanzier finden >muss derzeit häufig erst Rahmenbedingungen schaffen >muss auf kulturelle Bedürfnisse eingehen >muss für langfristigen Betrieb planen >muss lokale Beteiligte einbinden und schulen >muss nachhaltige Tarifstruktur gestalten >muss dafür sorgen, dass Verantwortlichkeiten klar definiert sind Häufige Probleme/Erfahrungswerte >Mangelnde lokale Kenntnisse >Projekt nicht an lokale Begebenheiten angepasst >Mangelnde Kommunikation mit Gemeinschaft und Einbindung lokaler Player 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit

21 Seite 21SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Operative Ebene Betreiber z.B. Unternehmer, Kommune, Genossenschaft Techniker Kunde Haushalte, Gewerbe Kassierer Energie Tarif Tarif muss kostendeckend und bezahlbar sein Installation, Service, Wartung Bezahlung der Tarife >muss anerkannt sein >muss Geld verdienen >muss Wartung und Qualität sicherstellen >muss ansprechbar sein und schnell reagieren >muss Rücklagen tätigen und Gewinn machen >muss technische Expertise haben >muss Geld verdienen >muss System verstehen >muss bereit sein zu bezahlen Häufige Probleme/Erfahrungswerte >Wartung und Verantwortung für Betrieb wird vernachlässigt >Kontinuierliche Bedarfsanpassung nicht berücksichtigt >Schlechte Zahlungsmoral der Kunden 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit

22 Seite 22SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Best Practice: Ansätze existierender Geschäftsmodelle >Finanzierung >Investitionskosten subventioniert und Betriebskosten über Tarife abgedeckt >Tarif subventioniert, um national gleiche Strompreise zu gewährleisten >Sozialfonds oder Family Offices als Investor >Betreiber >nationaler Energieversorger >Ein-Betreibermodell – Betreiber hat viel Macht >Genossenschaftsmodell – Dorfgemeinschaft muss Zugriff auf technische Expertise haben >Tarife >kein Prepaid – mehr Nichtbezahler; Gefahr von Schulden >Prepaid ohne Zeitbegrenzung – weniger Planungssicherheit >Intelligente Tarife – technisch sinnvoll, aber komplex; fördert Verständnis für System Bilder: o. Namibia, 200 kWp Solarkraftwerk; u. Ruanda, Technikertraining [© Juwi Solar GmbH] 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit Es existieren bereits gute Ansätze für Geschäftsmodelle, aber nur wenige erfolgreiche Umsetzungen

23 Seite 23SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH >Phase 1: Ladestationen (Franchise) >Akkubetriebene Leihlampen und Energiekoffer >Aufladen von Handys, Lampen, Akkus etc. Leuchtmittel, Ersatzteile, Installationsmaterial >Phase 2: Zusätzliche PV-Anlagen >zur Miete für öffentliche Einrichtungen und Kleingewerbe >Wartung durch Kaïto-Personal Wenn Energiebedarf steigt: >Phase 3: Vernetzung zu AC-Netz >Neben PV weitere Energieerzeugung durch Pflanzenöl, Biogas, Wind >Vernetzung aller installierter Stromversorger >Mindestabnahme für Anschluss nötig >Phase 4: Vernetzung von Dorfstromanlagen zu regionalen Energieclustern >Option für die Zukunft Best Practice: KAÏTO-Phasenkonzept 4-Phasenkonzept [© KAITO Energie AG, München] 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit Einzelne Phasen bauen aufeinander auf und werden in Abhängigkeit von Energiebedarf und Engagement der Bevölkerung realisiert

24 Seite 24SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH >Public Private Partnership (PPP) >Privater Investor besitzt Erzeugungseinheiten (Kraftwerksbetreiber) >Gemeinschaft besitzt ortsfeste Komponenten (Inselnetzbetreiber) >Mikrofinanzinstitution ermöglicht Investitionen in gewerbliche Tätigkeiten >Sechs Monate Vertragslaufzeit >Regelmäßige Anpassung an Bedarf >Ausreichende Planungssicherheit >Zufriedenheit und guter Service durch regelmäßige Verhandlungen >Verwendung von Elektrizitätsblöcken >Einheiten mit fester Energiemenge und bestimmter Leistung >Nur für festgelegten Zeitraum verfügbar >Zusätzliche Energie kann zu höheren Preisen bezogen werden >Lastmanagement- und Abrechnungseinheit (LAE) >Lastabwurf nach festgelegten Prioritäten >Prepayment-Zähler und Haushaltsanschluss >Handel mit Elektrizitätsblöcken Best Practice: INENSUS Mikroenergiewirtschaft >Subventionen für Netz möglich >In Zukunft keine Subventionen mehr nötig durch bewährtes Modell und gefestigtes Vertrauen. Bilder: o. Techniker; u. LAE [© INENSUS] 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit Eigentumstrennung ermöglicht gegenseitige Qualitätskontrolle und flexible Beendigung des Geschäftsverhältnisses bei Nichteinhaltung von Verträgen

25 Seite 25SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Gliederung 1 Einleitung 2 Potentialanalyse 3 Geschäftsmodelle 4 Fazit

26 Seite 26SMA Stiftungsverbund gemeinnützige GmbH Fazit >Massiver Bedarf an ländlicher Elektrifizierung >PV-basierte Inselnetze sind (wirtschaftlich) optimale Lösung >Berücksichtigung von lokalen makroökonomischen Bedingungen für Erfolg von Geschäftsmodellen wesentlich >Finanzierung stellt enorme Hürde dar, muss früh adressiert werden >Viele Voraussetzungen für Implementierung müssen oft erst geschaffen werden >Aufklärung über Vorteile u. Möglichkeiten erneuerbarer Energien >Abbau von politischen u. wirtschaftlichen Hürden >Schulung/Unterstützung lokaler Banken, Projektierer u. Unternehmen >Vernetzung aller Bereiche >Umsetzung und Präsentation nachhaltiger Projekte >Für langfristigen Erfolg sollten sich Interessen von Nutzern, Betreibern, Finanziers und staatlichen Institutionen positiv ergänzen [© KAITO Energie AG, München] Mit erfolgreichen Pilotprojekten können Geschäftsmodelle reproduzierbar und die Elektrifizierung netzferner Regionen vorangetrieben werden 1. Einleitung | 2. Potentialanalyse | 3. Geschäftsmodelle | 4. Fazit

27 [Bild: ARE] PV-basierte Inselnetze zur Elektrifizierung in Entwicklungsländern Bild Bild: Asantys Systems GmbH Danke für Ihre Aufmerksamkeit.


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