Ökologische Auswirkungen von 380-kV- Erdleitungen und HGÜ-Erdleitungen Abschlussbericht Technik/Ökonomie

Transkript

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2 Ökologische Auswirkungen von 380-kV- Erdleitungen und HGÜ-Erdleitungen Abschlussbericht Technik/Ökonomie

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7 VSC-HGÜ-Kabelgrabenvarianten sind entsprechend aufgebaut. 6

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9 8

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11 ~ = = ~ 10

12 11

13 B / µt x / m 12

14 T T T Magnetisches Feld der HGÜ im Bereich des Erdmagnetfeldes 1 Maximal auftretende magnetische Gesamtinduktion. 2 statisches Magnetfeld (keine Grenzwerte in 26. BImSchV definiert) 13

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16 Wirtschaftlichkeit Investitionskosten Betriebskosten sonstige Kosten z.b. Reparaturkosten einmalig jährlich bei Ereignissen Verlustkosten Wartungskosten stromabhängige Verluste spannungsabh. Verluste Kompensationsverluste Stromrichterverluste HDÜ u. HGÜ HDÜ HDÜ-Kabel HGÜ Kostenvergleich unter Berücksichtigung aller Kostenanteile (Barwerte) 15

17 Annahmen nach Abstimmung mit BMU und projektbegleitendem Arbeitskreis (Netzbetreiber und Hersteller et al.): Zinssatz: 6 % Verlustkosten: 63 /MWh Belastungsgrad: 0,47 Arbeitsverlustfaktor: 0,32 Betrachtungszeitraum: 40 Jahre Typische Betriebsmittelparameter Kostenoptimierte Auslegung der Querschnitte und Umrichterleistungen Berechnung aller 36 Varianten mittels Barwertmethode 16

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21 Drehstromtechnik bestehendes Netz basiert auf HDÜ, Anteil Freileitungen > 99,5 % einfache Spannungstransformation und Leistungsauskopplung (UW) selbstständige Einstellung des Leistungsflusses überlastbar belastungsabhängiger induktiver bzw. kapazitiver Blindleistungsbedarf wirtschaftliche Leitungslänge begrenzt, ausreichend im europ. Verbundsystem natürliche Erhöhung der Netzstabilität Erhöhung der Kurzschlussleistung, Spannungsstützung bei KS Gleichstromtechnik technisches Neuland im vermaschten Drehstromnetz Umweg über HDÜ, Multi-Terminal-Betrieb, zus. Stromrichterstationen Steuerung des Leistungsflusses, ggf. nicht genügend Übertragungskap. im (n-1)-fall keine Überlastfähigkeit geregelte Blindleistungsbereitstellung keine Längengrenzung, Wirtschaftlichkeit für kurze Leitungslängen begrenzt asynchrone Netzkopplung, künstliche Erhöhung der Netzstabilität möglich ungenügender Beitrag zur Spannungsstützung bei KS 20

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23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 22

24 Wirtschaftlichkeitsvergleich Variante Prinzipschaltbild Kurzbeschreibung Investitionskosten FL1-1000MVA 2 Systeme Freileitung 565-AL1/72-ST1A 1000 T /km FL2-2000MVA 2 Systeme Freileitung 565-AL1/72-ST1A 1000 T /km FL3-3000MVA 2 Systeme Freileitung 565-AL1/72-ST1A 1000 T /km

25 Variante Prinzipschaltbild Kurzbeschreibung Investitionskosten K1-1000MVA 2 Systeme Kabel 1600 mm 2 Cu T /km K2-2000MVA 2x2 Systeme Kabel 1600 mm 2 Cu T /km K3-3000MVA 2x2 Systeme Kabel 2500 mm 2 Cu T /km

26 Variante Prinzipschaltbild Kurzbeschreibung Investitionskosten HGÜ1-1000MW 2x1 Systeme VSC-HGÜ 800 MW Konverter: 4x T DC-Kabel: T /km HGÜ2-2000MW 2x1 Systeme VSC-HGÜ 1000 MW Konverter: 4x T DC-Kabel: T /km HGÜ3-3000MW 2x2 Systeme VSC-HGÜ 800 MW Konverter: 8x T DC-Kabel: T /km

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30 Elektrische Felder 29

31 30

32 Max 200 m 400 m Max 200 m 400 m 31

33 32

34 Magnetische Felder 33

35 Magnetische Felder 70 magnetische Flussdichte B in µt m Aufpunkthöhe Abstand x zur Leitungsachse in m 34

36 Magnetische Felder magnetische Flussdichte B in µ T ,2 m Aufpunkthöhe Abstand x zur Leitungsachse in m 35

37 Magnetische Felder magnentische Flussdichte B in µt Grabenprofil 1 Grabenprofil 2 Grabenprofil 3 0,2 m Aufpunkthöhe Abstand x zur Leiterachse in m 36

38 Thermische Berechnungen Rahmenbedingungen bei der Berechnung: Berechnung wurde nur für Drehstrom- und HGÜ-Kabel durchgeführt Zwei Berechnungsziele: Bestimmung der übertragbaren Leistung Berechnung der auftretenden Temperaturen Maximal zulässige Leitertemperatur beträgt 90 C Auftretende Temperaturen abhängig von Stromstärke (Belastung), Geometrie, thermischen Bodenwiderständen und Umgebungstemperatur 37

39 Thermische Berechnungen Berechnungsfälle: Je drei Grabenprofile für Drehstrom- und HGÜ-Kabel Berechnung für verschiedene thermische Widerstände: Erdboden: 1,0 Km/W, 1,5 Km/W, 2,0 Km/W und 2,5 Km/W Thermisches Bettungsmaterial: 0,8 Km/W Zusätzliche Berechnung für die Verlegung im Schutzrohr Angenommene Umgebungstemperatur: 15 C Drei unterschiedliche Belastungsgrade: 0,6, 0,8 und 1,0 Für die Belastung wurden folgende Ströme angenommen: 38

40 Thermische Berechnungen Berechnung der maximalen Temperaturen: höchste Temperatur 60 C zulässiger Betrieb 39

41 Thermische Berechnungen Berechnung der maximalen Temperaturen: höchste Temperatur 91 C unzulässiger Betrieb 40

42 Thermische Berechnungen Berechnung der übertragbaren Leistung bei 90 C Kabeltemperatur 3190 MW 41

43 Thermische Berechnungen Berechnung der übertragbaren Leistung bei 90 C Kabeltemperatur 2194 MW 42

44 Thermische Berechnungen 43

45 Wirtschaftlicher Vergleich 44

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47 50 km 100 km 200 km 500 km 46

48 47

49 HGÜ Freileitung Kabel Übertragungsleistung: 1000 MW Barwert in Mio Übertragungsentfernung in km 48

50 Barwert in Mio HGÜ Freileitung Kabel Übertragungsleistung: 2000 MW Übertragungsentfernung in km 49

51 HGÜ Freileitung Kabel Übertragungsleistung: 3000 MW Barwert in Mio Übertragungsentfernung in km 50

52 Ökologische Auswirkungen von 380-kV- Erdleitungen und HGÜ-Erdleitungen Bericht der Arbeitsgruppe Recht Prof. Dr. jur. Hartmut Weyer Teilprojektleiter Arbeitsgruppe Recht Berlin,

53 Regelungsbereiche 2

54 Ermittlung des Netzausbaubedarfs Rechtslage Pilotprojekte für verlustarme Übertragung, Angaben zur Übertragungstechnologie einzelnes Pilotprojekt als Erdleitung Fortgeltung der vier EnLAG- Erdkabelpilotstrecken 3

55 Ermittlung des Netzausbaubedarfs Einschätzung 4

56 Festlegung der Trassenkorridore Rechtslage Erdverkabelung: Ergebnis der Bundesfachplanung? Erdverkabelung: Vorgaben in LROP? Ergebnis Raumordnungsverfahren? 5

57 Festlegung der Trassenkorridore Einschätzung 6

58 Zulassung der Leitungsbauvorhaben Rechtslage Erdverkabelung: stets PFV Erdverkabelung: PFV für vier Pilotstrecken Erdverkabelung: nur Einzelgenehmigungen 7

59 Zulassung der Leitungsbauvorhaben Einschätzung 8

60 Kostenanerkennung in der Anreizregulierung Rechtslage Regelfall: Kostenprüfung + Effizienzvergleich Ausnahme: dauerhaft nicht beeinflussbare Kostenanteile Investitionsbudgets sonstige dauerhaft nicht beeinflussbare Kostenanteile Erdleitungen: Offshore-Anbindungen EnLAG-Piloten Weitere? Erdleitungen: Offshore-Anbindungen EnLAG-Piloten 9

61 Kostenanerkennung in der Anreizregulierung Einschätzung 10

62 Akzeptanz des Netzausbaus in der Bevölkerung Aktuelle Befunde aus Swissgrid-Metastudie & RESIDENS-Projekt Thüringen Prof. Dr. Jens Wolling Von der Forschung zur Anwendung: Aktuelle Studien zum Netzausbau 15. März 2012 Landesvertretung Niedersachsen - Berlin

63 Swissgrid-Metastudie Datengrundlage Meta-Analyse von Untersuchungen zur Thematik Netzausbau im Höchstspannungs-Transportnetz, die im Zeitraum 2000 bis Anfang 2011 im europäischen Raum durchgeführt und in Deutsch oder Englisch publiziert wurden. RESIDENS-Projekt Thüringen Panel-Befragungsstudie in Thüringen aus den Jahren 2009, 2010 und 2011

64 Swissgrid-Metastudie Kriterien-Gruppen Technik Bau Betrieb Problemereignisse Wirtschaftlichkeit Umweltfolgen (Bau) Umweltfolgen (Betrieb) Auswirkungen auf Mensch Gesellschaft/Soziale Folgen Beispiele Isolierung, Verlust Errichtungsdauer, Zufahrtsstraßen Nichtverfügbarkeit, Witterungseinflüsse Unfälle, Störungen, Materialkosten, Betriebskosten Flora, Fauna, Böden, Grundwasser Landschaftsbild, Fauna, Böden, Flächen Elektro-Magnetische Felder, Lärm Kommunale Entwicklung / Akzeptanz

65 Inhaltsanalyse der Projektberichte Beispiel für Operationalisierung Kategorie: Thematisierung der Akzeptanz Es wird codiert, ob Aspekte der Akzeptanz (Befürwortung oder Ablehnung des Projekts) thematisiert werden. Dazu zählen: Proteste, Einsprüche, Einwände Nennung von Einstellungen, Meinungen zum Projekt O O Nicht thematisiert Thematisiert

66 Swissgrid-Metastudie Thematisierung des Kriteriums Akzeptanz in der Bevölkerung

67 Swissgrid-Metastudie Bewertung des Kriteriums Akzeptanz in der Bevölkerung

68 Swissgrid-Metastudie Vergleichende Bewertung der Akzeptanz in der Bevölkerung

69 Zwischenergebnis zur Metastudie 1. Das Kriterium Akzeptanz wird in weniger als einem Drittel der Netzausbaustudien thematisiert. 2. Wenn die Akzeptanz von Freileitungen thematisiert wird, dann wird diese überwiegend negativ eingeschätzt. 3. Wenn die Akzeptanz von Erdkabeln thematisiert wird, dann wird diese ambivalent, neutral oder gar nicht beurteilt.

70 Eckdaten zum RESIDENS-Projekt Datenerhebung: Grundgesamtheit: Stichprobenbildung: Telefonische Panelbefragung (3 Wellen) Thüringer Wohnbevölkerung über 18 Jahre in Privathaushalten 2-stufiges Zufallsverfahren Random Last Digit (RLD) + Next Birthday Stichprobengröße: 2009: N= : N= : N= 548 Datengewichtung: Finanzierung: Statistisches Landesamt (Alter + Geschlecht) Thüringer Ministerium für Bildung, Wissenschaft und Kultur (B )

71 380 kv durch den Thüringer Wald Plakat der Initiative Stoppt die 380kV-Leitung Bockstadt an der A 73 an der Landesgrenze Bayern - Thüringen Seite 10

72 Ausbau des Stromnetzes? Es ist notwendig das Stromnetz durch den Thüringer Wald auszubauen, um den Ausbau erneuerbarer Energien voranzutreiben.

73 Unterstützung Solarförderung? Ein höherer Strompreis ist in Ordnung, wenn damit der Ausbau der Solarenergie gefördert wird.

74 Energiewende und Netzausbau Um die Energiewende zu realisieren, werden verschiedene Maßnahmen diskutiert. Können Sie mir da einige Maßnahmen nennen?

75 Einwände gegen Netzausbau Eine dieser Maßnahmen ist der Ausbau des Stromnetzes, der aber durchaus umstritten ist. Können Sie mir sagen warum?

76 Proteste gegen Netzausbau Gegen diese Maßnahmen gibt es ja auch Protest und Bürgerinitiativen. Haben Sie sich daran beteiligt? Den Gegnern der Starkstromtrasse in Thüringen wird ja auch manchmal vorgeworfen, dass sie den Umstieg auf Erneuerbare Energien behindern. Wie sehen Sie das?

77 Welche Faktoren beeinflussen die Akzeptanz des Netzausbau? Soziodemographie: Alter, Geschlecht? Kognitionen und Wissen: Energiepolitische Einstellungen: Informationsnutzung: Kenntnisse von Einwänden gegen Netzausbau: Beurteilung des Protests: Bildung, Wissen über Energiewende? Versorgungssicherheit, Umweltfreundlichkeit? Aktive Informationssuche, Gespräche? Landschaft, Gesundheit, Akzeptanz? Behindert Energiewende, behindert Energiewende nicht?

78 Beeinflusst die Soziodemographie die Akzeptanz des Netzausbau? Einkommen Alter Geschlecht bis 2000 über 2000 bis 50 Jahre über 50 Jahre Frauen Männer

79 Beeinflussen Kognitionen & Wissen die Akzeptanz des Netzausbau? Bildung Politisches Interesse Wissen über Energiewende bis Realschule höhere Bildung niedrig hoch niedrig hoch

80 Beeinflussen energiebezogene Einstellungen die Akzeptanz des Netzausbau? Ressourcenverknappung Zahlungsbereitschaft Energiewende Energiepolitische Präferenzen geringes Problem großes Problem niedrig hoch Sicherheit Umwelt Wirtschaft

81 Beeinflusst die Informationsnutzung die Akzeptanz des Netzausbau? Gespräche über Energiethemen Beiläufige Nutzung von Informationen Gezielte Suche nach Informationen selten häufig selten häufig selten häufig

82 Beeinflusst die Kenntnis von Einwänden die Akzeptanz des Netzausbau? Beeinträchtigung Landschaftsbild Gesundheits -schädigung Akzeptanzprobleme Erdkabel wäre Alternative Überflüssig für Energiewende Einwand nicht genannt Einwand genannt

83 Beeinflusst die Beurteilung des Protests die Akzeptanz des Netzausbau? Behindert der Protest den Umstieg auf Erneuerbare Energien? Ja Ja, er ist aber gerechtfertigt Teils/teils Nein

84 Fazit zum Einfluss der Faktoren auf die Akzeptanz des Netzausbau Soziodemographie: Kognitionen & Wissen: kaum! kaum! Energiepolitische Versorgungssicherheit Umweltfreundlichkeit Einstellungen: Informationsnutzung: Aktive Informationssuche Kenntnisse von Akzeptanz & Erdkabel Überflüssig f. Einwänden Energiewende gegen Netzausbau: Beurteilung des Protest behindert behindert sie nicht Protests: Energiewende

85 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit. Kontakt: Prof. Dr. Jens Wolling Fachgebiet Empirische Medienforschung/Politische Kommunikation IfMK Institut für Medien und Kommunikationswissenschaft Technische Universität Ilmenau Ernst Abbe Zentrum für Forschung und Transfer (EAZ) Ehrenbergstr. 29 D Ilmenau