Systemsicherheit. Dr.-Ing. Hendrik Vennegeerts FGH e.v./fgh GmbH, Mannheim/Aachen. Robert-Mayer-Preisverleihung 2016, Heilbronn

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1 Systemsicherheit Dr.-Ing. Hendrik Vennegeerts FGH e.v./fgh GmbH, Mannheim/Aachen Robert-Mayer-Preisverleihung 2016, Heilbronn 1 /

2 Welches System? Regional Groups (synchron verbundene Gebiete) Continental Europe Nordic UK Ireland Baltic betrieben durch verschiedene Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) (in D: - 50Hertz Transmission GmbH - Amprion GmbH - TenneT TSO GmbH - TransnetBW GmbH) systemweite Koordination über Regelwerke Quellen: entso-e.eu, netzentwicklungsplan.de 2 /

3 Welche Sicherheit? Aspekt besondere Anforderungen durch Energiewende Behandlung in D genügend Kraftwerke? geringe Strompreise an der Börse nur kleine Beiträge von Erzeugungsanlagen auf Basis erneuerbarer Energien zur gesicherten Leistung kein Kapazitätsmarkt energy-only -Marktdesign soll Investitionsanreize bieten für - neue Erzeugungsanlagen - Speicher - Flexibilität auf Verbraucherseite 3 /

4 Welche Sicherheit? Aspekt besondere Anforderungen durch Energiewende Behandlung in D statische und transiente Stabilitätsfragen Umstellung auf viele kleinere Erzeugungsanlagen mit Anschluss oftmals in den Verteilungsnetzen umrichterbasiertes Verhalten der Erzeugungsanlagen statt Synchrongeneratoren Forderungen an Netzkunden in Netzanschlussregeln (NAR) Systemdienstleistungen durch Erzeugungsanlagen in Verteilnetzen hinreichend robustes Übertragungsnetz geeignete Regelungen 4 /

5 Welche Sicherheit? Aspekt Einhaltung Frequenzbereich (ca. 50 Hz) besondere Anforderungen durch Energiewende Prognoseunsicherheiten und schnelle Einspeiseänderungen bei dargebotsabhängiger Erzeugung Behandlung in D Marktregeln Netzanschlussregeln marktbasierte Beschaffung und Einsatz von Regelleistung durch ÜNB 5 /

6 Welche Sicherheit? Aspekt besondere Anforderungen durch Energiewende Behandlung in D quasistationäre Spannungen (U) und Ströme (Ι ) im Übertragungsnetz Wegfall von Synchrongeneratoren zur Spannungsregelung hohe Volatilität in Leistungsflüssen durch Stromhandel und dargebotsabhängige Erzeugung verbrauchsferne Erzeugung alternative Blindleistungsquellen zur Spannungsregelung Übertragungsnetzausbau (Netzentwicklungsplan) Redispatch und Einsatz sogenannter Reservekraftwerke im Betrieb U Ι 6 /

7 Transportbedarf durch volatile und verbrauchsferne Erzeugung - Erzeugungsanlagen heute Kernenergie Braunkohle Steinkohle Erdgas Erdöl Sonstige Wasser Wind PV 100 MW 500 MW 1000 MW 1500 MW konventionelle Kraftwerke Wind Photovoltaik eigene Darstellung auf Basis BNetzA-Kraftwerksregister und EEG-Anlagenregister 7 /

8 Redispatch und Einsatz von Reservekraftwerken - Auslegung für Winterwerktag 2014/15 + max. Wind vor Gegenmaßnahmen nach Gegenmaßnahmen Leitungsauslastung im (n-1)-fall zwischen % zwischen % zwischen % größer als 120 % zurückgenommene Freisch. Freischaltungen realisierter Redispatch GW* WEA-Absenkung 2,6 Redispatch 4,8 Reservekraftwerke 3,1 Summe 10,5 Bedarf Reservekraftwerke Winter 2016/17: ca. 7 GW davon mehrere im Ausland Quelle: BNetzA/ÜNB vertragliche Bindung von Reservekraftwerken und Redispatch verursachen aktuell jährliche Kosten von mindestens 1 Mrd. 8 /

9 Resümee Energiewende stellt besondere Anforderungen an Systemsicherheit Verlagerung der Sicherstellung von konventionellen Kraftwerken auf dezentrale Erzeugungsanlagen (und weitere Netzkunden) im Gang Netzausbau zur Verringerung der umfangreichen betrieblichen Maßnahmen zur Sicherstellung der Systemsicherheit (und Gewährleistung eines freien Strommarktes) erforderlich zusätzliche Flexibilität ist im System für Leistungsregelung zu erschließen, kann Netzausbau aber kaum gesamtwirtschaftlich ersetzen 9 /