Zukunftsherausforderungen für den Netzbetrieb

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1 Zukunftsherausforderungen für den Netzbetrieb Peter Krüger und Bernfried Hug, Energiedienst Netze GmbH Peter Krüger Energiedienst Netze GmbH Netzdienste Schildgasse 20 D Rheinfelden Tel: Fax: Mobil: Bernfried Hug Energiedienst Netze GmbH Leiter Bau Ortsnetze, Anschlusswesen, BKZ Schildgasse 20 D Rheinfelden Tel.: Fax: Mobil:

2 Themen Umsetzung der Energiewende Ziele Was wurde bis heute erreicht? Auswirkungen der Energiewende-Entscheidungen auf die des gesamten Stromversorgungsnetzes Netzanbindung von EEG Anlagen insbesondere von Windkraftanlagen 3 Erneuerbare Energien und das EEG: Zahlen, Fakten, Grafiken (2011) bdew Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft Dezember

3 Umsetzung der Energiewende - Ziele Deutsche Klimaziele bis % Anteil Strom aus erneuerbarer Energieerzeugung - 20 % weniger CO 2 - Emissionen als Million Elektroautos auf der Straße Prognose 66 % Anteil Strom aus erneuerbaren Quellen bis Entwicklung EEG-Erzeugung in Deutschland Entwicklung der Stromerzeugung aus EE im Szenario 2011 nach EE-Energieträgern (Quelle_BMU_Leitstudie2011) 6

4 Umsetzung der Energiewende - Ziele Situation im Netzgebiet der Energiedienst Netze GmbH Gesamtentnahme (Letzt-Verbraucher) 2011 aus dem Netz also ohne Weiterverteiler (Stadtwerke, Gemeindewerke, usw.) rd. 3 Mrd. kwh davon rd. 50 % physikalische Einspeisung aus erneuerbaren Quellen einschl. große Wasserkraft in das EDN-Netz (Wasserkraftwerke Rheinfelden, Wyhlen, ED-Anteil KRS, Laufenburg 7 Entwicklung EEG-Erzeugung im ED-Netzgebiet 8

5 Vergleich der Entwicklung von Windenergie und Photovoltaik 10 Jahre 2001 Wind PV inst. Leistung ca. 8,75 GW 1 ca. 0.2 GW 1 p erz. Energie ca. 10,5 TWh ca. 0,08 GWh ber. Volllaststunden ca h/a ca. 400 h/a 2011 Wind PV inst. Leistung ca. 29,1 GW ca. 25 GW p erz. Energie ca. 48,9 TWh ca. 19,3 TWh ber. Volllaststunden ca h/a ca. 772 h/a 1 Graphische Auslesung Ermittlung der Volllaststunden aufgrund unterjährigen Zubaus tatsächlich etwas höher! Netzhöchstlast ca MW in D Quelle: BMU, Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland im Jahr 2011 BDI, Sichere Stromversorgung 9 EEG Einspeiseleistungen Ostern (ED-Netz) Wirkleistung [MW] Datum Donnerstag Karfreitag Samstag Ostersonntag Ostermontag Dienstag Zeit 10

6 Auswirkungen der Energiewende-Entscheidungen auf die Was heißt? Zeitgleicher Stromverbrauch und Stromeinspeiseleistung sind innerhalb der Regelzone im Gleichgewicht Frequenz des Netzes = 50 Hz Zeitgleicher Stromverbrauch größer als Einspeiseleistung -> Frequenz kleiner 50 Hz Zeitgleicher Stromverbrauch kleiner als Einspeiseleistung -> Frequenz größer 50 Hz Grenzen des Frequenzbandes 51,5 Hz und 47,5 Hz Abweichung von 1 Hz bedeutet höchste Gefahr für Stabilität. In MW bedeutet dies für D Abweichung > 5000 MW 11 Auswirkungen der Energiewende-Entscheidungen auf die Atomausstiegsgesetz Grundlasterzeugung fehlt - Ad hoc Stilllegung von 8 Kernkraftwerken bis Anfang August Davon südl. des Mains rund 5000 MW Grund-Erzeugungsleistung bei einer Netzlast von ca MW - Zielsetzung bis 2022 Stilllegung aller 17 Kernkraftwerke mit insgesamt MW Nennleistung 12

7 Auswirkungen der Energiewende-Entscheidungen auf die Dezentrale Einspeisungen mit Erneuerbaren Energien in D volatile Leistungsbereitstellung (PV und Wind) Installierte Leistung ca MW; bei einer Netzhöchstlast von ca MW Anteil Fotovoltaik ca MW; 18 % Abdeckung der Netzlast bei voller Sonneneinstrahlung Anteil Windkraft ca MW EDN-Netz einschl. großer Wasserkraft: 450 MW ; Jahreshöchstlast 850 MW 13 14

8 Auswirkungen der Energiewende-Entscheidungen auf die Auswirkungen auf das Übertragungsnetz - gravierende Änderungen der Lastflüsse im süddeutschen Übertragungsnetz - bisher Erzeugungsschwerpunkte nahe der Lastschwerpunkte (Entfernungen ca km) - neu Erzeugungsschwerpunkte an der Peripherie (Windkraft im Norden MW PV überwiegend Süden MW) - Ausbau des Übertragungsnetzes läuft nicht synchron mit sich verändernder Erzeugungslandschaft 15 Auswirkungen der Energiewende-Entscheidungen auf die Auswirkungen auf das Übertragungsnetz - Unstrittig Zubau von 1807 km Höchstspannungsleitungstrassen rund 250 km sind bisher realisiert in BW sind rund 160 km in Planung - Hohe Anforderungen und erhöhter Aufwand für den verantwortlichen Übertragungsnetzbetreiber in BW zur Sicherstellung der Beispiel über den Jahreswechsel Aktivierung von teurer Reserveleistung bei österreichischen Kraftwerken Fazit: Zur Umsetzung der Energiewendeziele ist der Abbau der Netzengpässe sowie die Einflussnahme der Netzbetreiber auf die dezentrale Einspeisung unabdingbar 16

9 Auswirkungen der Energiewende-Entscheidungen auf die Anforderungen an die technische Ausrüstung der EEG-Anlagen 1. 50,2 Hz Problematik: Bei Netzfrequenz >50,2 Hz schalten alle PV-Anlagen ab Nachrüstung von Anlagen in D Kosten bis zu 175 Mio. EDN-Netz: rd Anlagen Kosten bis zu 2,5 Mio. 2. Ausrüstung der Anlagen cos phi-regelung, Frequenzabhängige Leistungsregelung, Stufenweise Reduzierung der Einspeiseleistung über Rundsteuerung 3. Eingriffsmöglichkeiten der Leitstelle bei Engpässen Ausbau der Informationstechnik im Verteilnetz 17 Auswirkungen der Energiewende-Entscheidungen auf die Erhöhter Regelleistungsbedarf beim Übertragungsnetzbetreiber Erhöhte Anforderungen an die Verteilnetzbetreiber Stichwort: Spannungsqualität an der Entnahmestelle DIN EN Investitionsbedarf bis 2020 für die Verteilnetze ca. 15 Mrd. Investitionsbedarf bis 2020 für die Übertragungsnetze ca. 4 Mrd. Einführung von intelligenten Messsystemen (Smartmeter) bei Verbrauch > 6000 kwh und EEG und KWK-Anlagen > 7 kw inst. Leistung 18

10 Auswirkungen der Energiewende-Entscheidungen auf die Notfallmaßnahmen gemäß EnWG Systemverantwortung der Betreiber von Übertragungsnetzen Definition der erforderlichen Maßnahmen zur Sicherstellung der Systemsicherheit 1. Marktbezogene Maßnahmen für Eingriffsmöglichkeiten Stichwort: Vertragliche Regelungen mit Einspeisern und Nutzern > 50 MW 19 Auswirkungen der Energiewende-Entscheidungen auf die 2. Netzbezogene Maßnahmen - Notfallmaßnahmen Zur Vermeidung eines möglichen Zusammenbruchs des Elektrizitätsversorgungssystems sind die Übertragungsnetzbetreiber berechtigt und verpflichtet, sämtliche Stromeinspeisungen, Stromtransite und Stromabnahmen in ihren Regelzonen den Erfordernissen entsprechend anzupassen Mögliche Ursachen - Netzengpässe Ausfall von Leitungen - zu geringe Erzeugungsleistung im Netz - zu große Erzeugungsleistungen im Netz Verteilnetzbetreiber in der Kaskade ausführendes Organ der ÜNB Aktuell Ausarbeitung von Konzepten zur Umsetzung der Notfallmaßnahmen 20

11 Grundsätzliches zum Abschaltmanagement Lastreduzierung erfolgt in definierten 5%-Schritten Kleinste Lastreduzierungsstufe ist 5% EnWG 13 und 14 verpflichtet die VNB den ÜNB auf Anforderung mit geeigneten Maßnahmen zu unterstützen. Jeder NB ist in seinem Zuständigkeitsbereich selbst für die Umsetzung verantwortlich. Alle Netzbetreiber sind gesetzlich verpflichtet sich an der Durchführung des Abschaltmanagements zu beteiligen 21 Beispiel: Mögliche Abschaltgruppe Netzgebiet EDN Weiterverteiler 22 Abschaltgruppe

12 Abschaltreihenfolge Erzeugungsanlagen Konventionelle Kraftwerke zuerst Wind PV-Anlagen > 100kWp KWK-Anlagen > 100kW Durch das EEG geregelt Biomasse Wasser PV-Anlagen < 100kWp zuletzt 23 Quelle: [1] Netzanbindung von Windkraftanlagen Ausbauplanung Windenergie in Baden-Württemberg Kriterien für die Netzanbindung - Netzrückwirkungen 24

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14 27 Netzanbindung von Windkraftanlagen 28

15 Netzsituation auf dem Blauen 29 30

16 Danke für Ihre Aufmerksamkeit