Intelligente Stromnetze für die Energiewende

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1 Intelligente Stromnetze für die Energiewende 7. Hochschultag Energie 2014 der Lechwerke AG Augsburg, den 14. Oktober 2014 S1

2 Wichtige energiepolitische Rahmenbedingungen 20/20/20-Agenda der Europäischen Union (bis 2020) Reduzierung der CO 2 -Emissionen um 20% Steigerung der Energieeffizienz um 20% Deckung des Energiebedarfs zu 20% aus regenerativen Energien Energiekonzept 2050 der Bundesregierung 80% Stromerzeugung aus regenerativen Quellen Erneuerbare-Energien-Gesetz (seit 1998) Förderung regenerativer Stromerzeugung (Wind, Sonne, Biomasse etc.) Aufgabe der regionalen Verteilungsnetze: Anschluss erheblicher Mengen regenerativer Einspeiser unter Beibehaltung der bestehenden (hohen) Versorgungsqualität bei möglichst geringen Netzausbaukosten S2

3 Versorgungsqualität Aufgaben der Verteilungsnetzbetreiber: Servicequalität (z.b. schneller Netzanschluss) Zuverlässigkeit (möglichst wenige Ausfälle der Versorgung) Spannungsqualität (Spannung: 50 Hz, nicht zu hoch / nicht zu niedrig) S3

4 Energieversorgung im Wandel Veränderte Einspeisung Windkraft Photovoltaik Kernenergie-Ausstieg Blockheizkraftwerke Biomasse Neue elektr. Verbraucher Elektrofahrzeuge Wärmepumpen Elektr. Speicher S4

5 S5

6 1 2 3 Bedeutung für den Energiemarkt I Durchschnittsverbrauch eines Haushalts an elektrischer Energie steigt auf kWh/a an Erheblich größerer Verbrauch an elektrischer Energie Große Menge regenerativer Stromerzeugung führt zu einer deutlich größeren Volatilität in der Einspeisesituation Häufig erhebliche Abweichungen zwischen Angebot und Nachfrage an elektrischer Energie Große Abweichungen zwischen Angebot und Nachfrage führen zu erheblichen Preisunterschieden Strom-Happy-Hour S6

7 Bedeutung für den Energiemarkt II 4. Drastische Preisunterschiede zu verschiedenen Zeiten 4 beeinflussen das Verbraucherverhalten nachhaltig Demand Side Management wird ernsthaft möglich (zum ersten Mal in der Historie der Stromversorgung) 4. Drastische Preisunterschiede machen die Speicherung elektrischer Energie attraktiver (wirtschaftlicher) 5 Speichereinheiten im Haushaltsbereich S7

8 Auswirkungen auf die Netze Verteilungsnetze sind für derartige Belastungen und dezentralen Einspeisungen nie geplant und konzipiert worden gerade im MS/NS-Bereich! Preisgesteuertes Verbrauchs- und Einspeisungsverhalten führt zusätzlich zu erheblichen Belastungsspitzen: Alle Elektroautos laden bei Happy-Hour Alle Photovolatik-Anlagen speisen ein bei Sonnenschein Erhebliche Kapazitätsengpässe Erhebliche Probleme der Spannungshaltung Erhebliche Investitionen in den Ausbau der Verteilungsnetze Steuerungs- und Überwachungsintelligenz ( Smart Grids ) S8

9 6 km Netzausbau im Verteilungsnetz Anpassung ländlicher MS-Netze an ihre neue Aufgabe: Verteilungsnetze werden zu Einsammelnetzen von reg. Energie Erheblicher Investitionsbedarf bei geschlossener Lösung: Mind. 2 Mio. / Ew. + Intelligenz Noch deutlich größerer Investitionsbedarf bei kleinteiliger Lösung S9

10 Intelligente Verteilungsnetze Autarke Überwachung und Steuerung des NS-Netzes Autarke Überwachung und Steuerung des MS-Netzes HS/MS-Umspannanlage Smart RTU Smart RTU Ortsnetzstation Photovoltaik-Anlagen Elektrofahrzeuge Wärmepumpen Windkraftanlagen Biomasse Speicher Smart RTU S10

11 Zusammenfassung Die Energiewende wird den Energiemarkt und gerade die Verteilungsnetze in den nächsten Jahren nachhaltig beeinflussen. Versorgungsnetze werden gleichzeitig zu Einsammelnetzen von regenerativem Strom ( Green Grids ). Ländliche Netze tragen die Last der Energiewende. Gezieltes Einfügen von Steuerungsintelligenz kann den Investitionsbedarf erheblich verringern. Kupfer oder Intelligenz? Die intelligente Technik ist vorhanden! S11

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