Auswirkungen des Windkraftzubaus auf das deutsche Übertragungsnetz
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- Stephanie Kohl
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1 Auswirkungen des Windkraftzubaus auf das deutsche Übertragungsnetz János Tatár, Referent der Geschäftsführung, E.ON Netz GmbH 04. Oktober 2005
2 Gliederung 1 E.ON Netz Vorreiter in Sachen Windintegration 2 Windkraftzubau geht weiter 3 Mehr Windstrom führt zu Netzengpässen 4 Netzausbau ist zwingend notwendig 5 Fazit Seite 2
3 E.ON Netz im Konzernverbund Mitarbeiter E.ON AG Umsatz 46 Mrd. Mitarbeiter E.ON Energie AG Umsatz 21 Mrd. Erzeugung/ Kraftwerke Transport E.ON Netz GmbH Handel Verteilung Vertrieb Weitere Geschäftsfelder, z. B. Gas E.ON Nordic E.ON UK LG & E E.ON Ruhrgas Seite 3
4 Das E.ON-Übertragungsnetz: km durch Deutschland Profil des E.ON-Netzes Netzgeschäft = Echtzeitgeschäft Stromnetz ist Marktplatz (über 200 Händler) Bestandteil des europäischen Stromverbundes Verbindung zu 9 anderen Übertragungsnetzen Auktionierung von Engpass-Kapazitäten 265 direkte Netzkunden (ReVU, KoVU, Industrie, KW) Netzbereich mehr als 40 % der Fläche Deutschlands Seite 4
5 Kennzahlen E.ON Netz Kunden 265 Netzkunden 1, über 200 Händler Gebiet km² Leitungslänge (380/220/110 kv) km Jahreshöchstlast MW Transportierte Energie² GWh Mitarbeiter z.b. regionale oder kommunale Energieverteiler und Großindustrie ² einschließlich Netzverluste Seite 5
6 E.ON Netz Vorreiter bei der Windstromintegration Anteil an deutschlandweit installierter Windleistung: 42% Ständige Optimierung der Windstrom-Prognose Erfolgreiche Etablierung des Erzeugungsmanagements Bedarfsgerechte Entwicklung der Netzinfrastruktur Seite 6
7 Gliederung 1 E.ON Netz Vorreiter in Sachen Windintegration 2 Windkraftzubau geht weiter 3 Mehr Windstrom führt zu Netzengpässen 4 Netzausbau ist zwingend notwendig 5 Fazit Seite 7
8 1. Windkraftboom in Deutschland In Deutschland insges. installierte Windenergieleistung (Quellen: ISET, ENE) 60 MW MW MW MW MW E.ON-Regelzone übrige Regelzonen 2004 Seite 8
9 Windstromkapazität 2004 weltweit: MW in Europa: MW in Deutschland: MW E.ON Netz: MW S-H/Nord-NS: MW Quelle: Global Wind Energy Council, ISET Seite 9
10 Windkraftboom setzt sich fort - Verdreifachung bis 2020 Prognostizierter Windkraftzubau in Deutschland bis 2020 (Quelle: dena) MW MW MW MW E.ON-Regelzone 2004 übrige Regelzonen Seite 10
11 Windstromproduktion in E.ON-Regelzone im Jahr 2004: Zwischen 0,2 % und 38 % der täglichen Netzhöchstlast Relation Windenergieeinspeisung/Netzhöchstlast (%) Jan Feb März April Mai Juli Aug Juni Sept Okt Nov Dez Jan Feb März April Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez Wind weht, wann er will! Begrenzte Verfügbarkeit (Keine verlässliche/planbare Einspeisung) Herkömmliche Kraftwerke müssen als Reserve bereitstehen Seite 11
12 Starke Schwankungen der Windstromeinspeisung an den Weihnachtsfeiertagen 2004 Text überschreiben Weihnachtsfeiertage Leistung (MW) Gradient 16 MW/Min MW Mo, Di, Mi, Do, Fr, Sa, So, Wind weht, wie er will! Seite 12
13 Jahresdauerlinie der Windstromeinspeisung 2004 in der E.ON-Regelzone maximale Einspeisung MW (2003: MW) Leistung (MW) durchschnittlich eingespeiste Leistung MW (2003: 969 MW) Anzahl der 1/4-Stunden Seite 13
14 Gliederung 1 E.ON Netz Vorreiter in Sachen Windintegration 2 Windkraftzubau geht weiter 3 Mehr Windstrom führt zu Netzengpässen 4 Netzausbau ist zwingend notwendig 5 Fazit Seite 14
15 Schere zwischen norddeutschem Eigenbedarf und Stromproduktion öffnet sich immer weiter Gebiets- Schwachlast: MW Installierte Windleistung Region Nordwest [MW] Quelle: dena 2005, E.ON Netz Seite 15
16 Windbedingte Netzengpässe in E.ON-Regelzone nehmen zu E.ON Netz RWE Transportnetz Strom Seite 16
17 Stromnetze stoßen an Kapazitätsgrenzen Pl Zunehmend Sonderschaltmaßnahmen im Übertragungsnetz F B Nl Ch D I A Cz Slo Sk Hro H Zunehmend Überläufe von Windstrom in europäische Nachbarnetze Eingriffe in internationalen Stromhandel und Kraftwerkspark Seite 17
18 Die verschlungenen Pfade deutschen Windstroms Mitteleuropa am 22. Dez. 2004, Uhr, physische Lastflüsse Windeinspeisung Deutschland: MW Exportsaldo: ca MW Zahlenangaben in MW Angaben in MW F Nl B D Ch I 764 Pl Cz Sk 32 A H Slo Hro Seite 18
19 Folge: Kapazitätsengpässe an den Kuppelstellen zu den Nachbarländern UK DK B NL D PL E F CH I A CZ SL SK HU Kapazitätsengpass Seite 19
20 Gliederung 1 E.ON Netz Vorreiter in Sachen Windintegration 2 Windkraftzubau geht weiter 3 Mehr Windstrom führt zu Netzengpässen 4 Netzausbau ist zwingend notwendig 5 Fazit Seite 20
21 Windkraftzubau macht Netzausbau erforderlich Früher Stromnetze im küstennahen Raum: Nebenstrassen, i. d. R. einspurig Lastflussrichtung vom Landesinneren zur Küste: Einbahnstrassen geringe Lastdichte: geringes Verkehrsaufkommen Heute immer noch Nebenstrassen Bei Starkwind: Regionale Windstromerzeugung größer als regionaler Verbrauch, d. h. extrem hohes Verkehrsaufkommen in Gegenrichtung Fazit: Spurverbreiterung notwendig Seite 21
22 Leitungsbau vs. Netzengpässe in der ENE-Regelzone Bis 2006/2008: Schleswig-Holstein: 110 km neue HS-Leitungen, Kosten ca. 70 Mio. E.ON Netz Niedersachsen: 180 km neue HöS- u. HS-Leitungen, Kosten ca. 120 Mio. RWE Transportnetz Strom Seite 22
23 Notwendiger Netzausbau in den Netzregionen 850 km in den nächsten 10 Jahren Region Nordwest 1 Netzausbau für den Zeithorizont 2010 Hamburg/Nord Dollern (45 km) Region West Netzverstärkung Uckermark Region Mitte Ganderkesee Wehrendorf (80 km) Neuenhagen Bertikow/Vierraden (110 km) Lauchstädt Vieselbach (80 km) Vieselbach Altenfeld (80 km) 11 Region West Netzverstärkung Südwest Netzverstärkung Franken Altenfeld Redwitz (60 km) Netzverstärkung Franken II Netzausbau für den Zeithorizont 2015 Diele Niederrhein (200 km) 9 Wahle Mecklar (190 km) 10 Zubeseilung Berkamen Gersteinwerk 11 Zubeseilung Kriftel Pkt. Eschborn Seite 23
24 Erzeugungsmanagement verhindert Netzausfälle In einigen Regionen des E.ON-Netzes ist die Netzkapazität im 110-kV-Netz durch WEA-Leistung zu 100% ausgeschöpft. Bis zur Realisierung der Netzausbaumaßnahmen wird die Einspeiseleistung bei Starkwind und Überlastung eines Betriebsmittels per Fernsignal auf einen bestimmten Wert reduziert. WEA können weiterhin angeschlossen werden Versorgungssicherheit bleibt gewahrt Netze werden optimal für WEA-Strom genutzt Seite 24
25 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 B3 B4 B5 B6 C C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 Erzeugungsmanagement - so funktioniert es (Bsp. Schleswig-Holst.) Belastung Betriebsmittel? GSL Lübeck Bei Überlastung: Reduktionssignal! Station A Station A Station A Station A Überlastung in einer Netzregion 10 Netzregionen Teilnehmende Windparks in betroffener Netzregion werden per Reduktionssignal zur Absenkung der Einspeiseleistung aufgefordert Seite 25
26 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 B3 B4 B5 B6 C C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 rzeugungsmanagement so funktioniert es (Bsp. Schleswig-Holst.) Belastung Betriebsmittel? Station A Station A Station A GSL Lübeck Station A kritische Netzsituation beendet Signal: Aufhebung Einschränkung Signal an Windparks, das Einspeisung in vollem Umfang wieder möglich ist 10 Netzregionen Seite 26
27 Gliederung 1 E.ON Netz Vorreiter in Sachen Windintegration 2 Windkraftzubau geht weiter 3 Mehr Windstrom führt zu Netzengpässen 4 Netzausbau ist zwingend notwendig 5 Fazit Seite 27
28 Fazit (I): Windkraftintegration Mammutaufgabe für Strombranche Betriebsverhalten der WEA birgt Risiken für Versorgungssicherheit windbedingter Bedarf an Reserveleistung wird weiter ansteigen: Von ca MW im Jahr 2003 auf ca MW im Jahr WEA kaum Ersatz für traditionelle Kraftwerke MW Windkraftleistung im Jahr 2015 können nur MW traditioneller Kraftwerksleistung ersetzen (6 % der installierten Windkraftkapazität). Allein auf 380-kV-Ebene Netzausbau/-verstärkung um km bis 2020 erforderlich; geschätzte Kosten über 3 Mrd. Euro (Freileitungsausführung) Seite 28
29 Fazit (II): Handlungsbedarf für die Politik höhere Konsistenz der Energiepolitik Gleichgewicht von Wirtschaftlichkeit, Umweltverträglichkeit und Versorgungssicherheit, darunter eine harmonisierte Förderpolitik Infrastruktursicherung als Kernelement der nationalen und europäischen Erneuerbaren-Politik, d.h. Beschleunigung der Genehmigungsverfahren Vorfahrtsregeln für den europäischen Netzbetrieb / Klarstellung von Eingriffsrechten Seite 29
30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Seite 30
31 Backup
32 dena-studie: 850 zusätzliche Trassen-km binnen 10 Jahren! Seite 32
33 Strom aus Wind Praxiserfahrungen E.ON Netz 2004 Windstrom deckte zwischen 0,2 % und 38 % der täglichen Netzhöchstlast Maximaler Erzeugungswert Wind: MW (2003: MW, 2002: MW) Konsequenz: Steigender Bedarf an Regel- und Ausgleichsenergie Wachsende Relevanz der Backup-Kapazitäten / gesicherte Windleistung sinkt von 8 % auf 4 % in 2020 Zunehmende Beeinflussung von Lastflüssen und Marktgeschehen Seite 33
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