Studienvergleich. Titel. Zielsetzung und Fragestellung

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1 Studienvergleich Titel Untersuchungen zur Notwendigkeit einer weitergehenden Systemsteuerung zur Einhaltung der Systembilanz Zielsetzung und Fragestellung Die Studie untersucht, inwieweit zusätzliche Maßnahmen getroffen werden müssen, um die Versorgungssicherheit im Stromsystem zu gewährleisten. Hintergrund ist der zunehmende Ausbau dezentraler Erzeugungsanlagen auf Basis von Erneuerbaren Energien und Kraft-Wärme-Kopplung. Ein Großteil dieser Anlagen kann nicht durch die Netzbetreiber angesteuert werden, was in Zukunft eventuell zu einer Gefährdung der Versorgungssicherheit führen könnte. Die Studie soll klären, inwieweit dieses Risiko tatsächlich besteht und welche Maßnahmen gegebenenfalls ergriffen werden sollten. Zentrale Ergebnisse Bis 2016 keine Gefährdung der Versorgungssicherheit zu erwarten Den Analysen zufolge können potenziell kritische Situationen für die Einhaltung der Systembilanz am ehesten an sonnigen Tagen im Mai auftreten und hier insbesondere an lastschwachen Wochenenden. Eine akute Gefährdung der Einhaltung der Systembilanz sei allerdings nicht absehbar, da in allen betrachteten Situationen die Differenz zwischen Summe aus Last und Exporten (Senke) stets hinreichend größer sei als die Summe aus konventioneller Mindesterzeugung und Erzeugung aus Erneuerbaren Energien (Quelle). Folglich bestehe kein Bedarf, die bis 2016 absehbaren nicht steuerbaren PV-Anlagen ansteuerbar zu machen. Gleichwohl nehme die Notwendigkeit von zeitweisen Abregelungen Erneuerbarer Energien-Anlagen zu, so dass sichergestellt werden müsse, dass diese Prozesse funktionieren.

2 Status und Entwicklung der Ansteuerbarkeit von dezentralen Stromerzeugungsanlagen Die Autoren schätzen den Bestand an nicht steuerbaren dezentralen Erzeugungsanlagen Ende 2012 auf knapp 20 Gigawatt bzw. 25 % der untersuchten dezentralen Erzeugungsleistung. Der größte Teil der dezentralen Erzeugungsanlagen sei damit durch die Netzbetreiber steuerbar. Allerdings verteile sich die nicht steuerbare Leistung sehr unterschiedlich nach Energieträgern und Regionen. Die meisten nicht steuerbaren Anlagen gebe es bei der Photovoltaik

3 (54 % der PV-Leistung) bzw. in den südlichen Netzregionen. Hier hätten die Netzbetreiber bisher auch kaum Erfahrung in der Abregelung von dezentralen Anlagen im Gegensatz zu Nord- und Ostdeutschland. Bis zum Jahr 2016 rechnen die Autoren mit einem Anstieg der nicht steuerbaren Anlagenleistung auf insgesamt etwa 23 Gigawatt, der auf dem weiteren Ausbau kleiner Photovoltaikanlagen beruhe. Systembilanz im Jahr 2012 stets ausgeglichen Die Ist-Analyse für das Jahr 2012 ergebe, dass die Summe aus Last und Exporten (Senke) stets hinreichend größer gewesen sei als die Summe aus konventioneller Mindesterzeugung und Erzeugung aus Erneuerbaren Energien (Quelle). Die geringste und damit kritischste Leistungsdifferenz zwischen Senke und Quelle habe bei ca. 6 GW gelegen, die geringste Differenz zur nicht steuerbaren Erzeugungsleistung sogar bei 13 GW. Die Betrachtung eines worst-case-szenarios mit besonders hoher PV-Einspeisung an einem lastschwachen Wochenende zeige jedoch, dass die Summe aus Last und Exporten vielfach nur noch unwesentlich größer sein könne als die Summe aus konventioneller Mindesterzeugung und Erzeugung aus Erneuerbaren Energien, die Notwendigkeit von Abregelungen könne in geringem Umfang erforderlich werden. Allerdings sei man noch weit davon entfernt, nicht steuerbare Erzeugungsleistung abregeln zu müssen, selbst im theoretisch schlimmsten Fall, dass keine Exporte möglich wären. Bis 2016 zunehmend Abregelungen Erneuerbarer Energien zur Erhaltung der Systembilanz erforderlich Den Analysen nach nehmen die Situationen, in denen die Summe aus konventioneller Mindesterzeugung und Erneuerbaren Energien die Summe aus Last und Exporten übersteigt, sukzessive zu. Im Jahr 2016 wäre bei maximaler PV-Einspeisung an etwa der Hälfte der Tage im Monat Mai die Notwendigkeit gegeben, zur Mittagszeit PV-Leistung abzuregeln. An sonnigen lastschwachen Tagen könne es sogar vereinzelt notwendig sein, bis zu 20 GW abzuregeln. Hinsichtlich der Versorgungssicherheit wäre dies dennnoch unkritisch, da mit ca. 12 GW Differenz zur nicht steuerbaren Leistung immer noch ausreichend Pufferkapazitäten vorhanden wären. Energiepolitische Handlungsempfehlungen Die in der Studie ausgesprochenen konkreten Handlungsempfehlungen dienen vor allem der Sicherstellung eines reibungsfreien Ablaufs und der Optimierung der Betriebsführung bei der Steuerung der dezentralen Erzeugungsanlagen. Darüber hinaus empfehlen die Autoren verschiedene Maßnahmen, um die (konventionelle) Mindesterzeugung zu verringern. Zentrale Annahmen und Thesen

4 Steigender Anteil nicht steuerbarer Erzeugungsleistung kann Versorgungssicherheit gefährden Die Ausgangsthese der Studie besteht darin, dass es für den sicheren Betrieb des Stromsystems erforderlich ist, einen bestimmten Umfang an Erzeugungskapazitäten zu haben, die sich durch die Netzbetreiber steuern lassen. Der weitere Zubau von nicht steuerbaren dezentralen Erzeugungsanlagen führe zu einer verminderten Einspeisung aus konventionellen Kraftwerken, deren verfügbare steuerbare Kapazität damit knapper werde. Im Extremfall könne künftig in Einzelsituationen mehr Strom aus nicht steuerbaren Anlagen ins Netz eingespeist werden, als zur Lastdeckung und für Exporte benötigt werde. In dem Fall wäre die Systembilanz nicht mehr ausgeglichen. Konkret werden die Berechnungen zur Systembilanz für die Jahre 2012 bis 2016 mit Blick darauf ausgewertet, ob generell Abregelungen von Erneuerbaren Energien-Anlagen erforderlich sind und ob hierbei auch die Abregelung nicht-steuerbarer PV-Anlagen notwendig wird. Mindesterzeugung aus konventionellen Großkraftwerken Die Analyse der Systembilanz basiert auf der These, dass ein gewisses Maß an konventionellen Großkraftwerken in Betrieb sein muss ( Mindesterzeugung oder Must-run-Erzeugung ), um für den Netzbetrieb notwendige Systemdienstleistungen wie Regelleistung und Blindleistung bereitstellen zu können. Der Studie zufolge wäre die Systembilanz gefährdet, wenn die Summe aus konventioneller Mindesterzeugung und nicht steuerbarer Erzeugungsleistung größer wäre als die Summe aus Last und Exporten. Für die Höhe der konventionellen Mindesterzeugungsleistung legen die Autoren die Ergebnisse der im Jahr 2011 veröffentlichten Studie zur Ermittlung der technischen Mindesterzeugung des konventionellen Kraftwerksparks zur Gewährleistung der Systemstabilität in den deutschen Übertragungsnetzen bei hoher Einspeisung aus erneuerbaren Energien von FGH/Consentec/IAEW RWTH Aachen zugrunde. Demnach ist zur Sicherstellung der Wirkleistungsfähigkeit eine konventionelle Mindesterzeugung zwischen acht und 25 Gigawatt (GW) erforderlich. Zur Spannungshaltung im Stromnetz wird der entsprechende Wert mit vier bis 20 GW angegeben. Zudem erarbeiten sie für die Analyse der Mindesterzeugung ein eigenes Rechenmodell, das Situationen mit hoher PV-Einspeisung, mit niedriger Last zu Zeiten potenziell hoher PV-Einspeisung sowie mit geringer oder gänzlich ohne Wind-Einspeisung betrachtet. Methodik

5 Ziel der Studie ist es einzuschätzen, ob und gegebenenfalls wann der Zubau nicht steuerbarer dezentraler Stromerzeugungsanlagen (insbesondere Photovoltaik, Kraft-Wärme-Kopplung und Biomasse) zu Problemen bei der Einhaltung der Systembilanz führen kann. Für den Fall sollen dann auch Lösungsvorschläge entwickelt werden. Zu diesem Zweck analysieren die Autoren zunächst den Bestand an Erzeugungsanlagen und ihre Steuerbarkeit sowie die voraussichtliche weitere Entwicklung bis Zu ihren Ergebnissen gelangen die Autoren mit Hilfe einer quantitativen Auswertung vorhandener Datenbanken, Experteninterviews sowie einer Umfrage unter von ihnen als relevant erachteten Stakeholdern. Dann bewerten sie die zu erwartende Systembilanz bzw. die Gewährleistung der Versorgungssicherheit. Hierbei werden eine Reihe von Annahmen zur Last, steuerbaren und nicht steuerbaren Erzeugung, Exporten und konventionellen Mindesterzeugung (Must-run-Kapazität) getroffen. Dabei führen die Autoren einige Worst-Case-Betrachtungen durch. Schließlich werden unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen Konsequenzen energiepolitische Handlungsempfehlungen abgeleitet.

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