Mittel- und langfristige Herausforderungen für das Übertragungsnetz im Kontext der weiteren Energiewende

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1 Mittel- und langfristige Herausforderungen für das Übertragungsnetz im Kontext der weiteren Energiewende Dr.-Ing. Matthias Müller-Mienack Technischer Leiter 17. Brandenburger Energietag, Cottbus, 3. September 2015

2 Über GridLab 2

3 Etablierung in 2010 als Trainings- und Forschungszentrum für Europa Dispatcher- Trainings Studien Transnet BW Seminare 3

4 Energiewende-Überblick 4

5 Energiewende gestern heute - morgen 104 GW (67%) Quelldaten: BDEW-Kraftwerksliste 2009 BNetzA-Kraftwerksliste NEP-Leitszenario für 2025/2035 Σ= 156 GW Σ= 187 GW Σ= 219 GW Σ= 258 GW Photovoltaik Biomasse Wind (offshore) Wind (onshore) Wasserkraft/Laufwasser sonstige reg. Erzeugung Pumpspeicher Erdgas Öl Braunkohle Steinkohle Kernenergie sonstige konv. Erzeugung 65 GW (25 %)

6 Energiewende in der 50Hertz-Regelzone Quelle: 50Hertz 6

7 Herausforderung Engpassmanagement und Netzverstärkung 7

8 Netzengpass-Situation in der 50Hertz- Regelzone (Fokus auf Übertragungsnetz) 2009 N-0-Netzbelastung > 5 h/a 2014 Quelle: 50Hertz Belastung 50% 50% < Belastung < 70% Belastung 70% 8

9 Netzengpass-Situation 50Hertz-Regelzone Durch 50Hertz netzengpassbedingt angewiesene Abschaltmaßnahmen Quelle: 50Hertz 9

10 Netzengpass-Situation 50Hertz-Regelzone Durch 50Hertz netzengpassbedingt angewiesene Maßnahmen 2015 Tage mit Maßnahmen nach 13(1) EnWG Tage mit Maßnahmen nach 13(2) EnWG i.v.m. 14 EEG Maßnahmenvolumen nach 13(2) EnWG i.v.m. 14 EEG [GWh] Datenquelle: Maßnahmentage Abschaltvolumen [GWh] Januar Februar März April Mai Juni Juli August 10

11 Weiter steigendes Netzengpassmanagement-Erfordernis Steigendes Engpassmanagement durch: Marktbedingt weiterer Rückgang konventioneller KW-Einspeisung Vollständiger Kernkraft-Ausstieg bis 2022 Weiterer EE-Anstieg, insb. Wind im Norden Langsame Netzverstärkung/Netzausbau Phasenschiebertransformatoren am Ostprofil zur Begrenzung EE-bedingter Transitflüsse Aufrechterhaltung inhomogener DE-AT-Preiszone Sinkendes Lastniveau insb. im Norden und Osten Wichtige rechtliche Unterstützungswerkzeuge: Systemdienstleistungs-Verordnung (SDLWindV) Systemstabilitätsverordnung (SysStabV) Abschalt-Verordnung (AbschV) Reservekraftwerks-Verordnung (ResKV) (N-1)-Engpässe in 2016 bei Starklast/Starkwind Quelle: 4 ÜNBs 11

12 Installation von Phasenschieber- Transformatoren am Ostprofil Bsp MVA PST in Zandvliet, Belgien HELM VIE WOL KRA 4 x 1200 MVA in Vierraden, 50Hertz MECK EI VIB 2 x 1200 MVA in Röhrsdorf HGW ROE MIK 4 x 1200 MVA in Mikulowa, PSE RE RED HRD 4 x 850 MVA in Hradec, CEPS 12

13 Sogenannte Netzreserve für den Engpassmanagement-Einsatz im Übertragungsnetz Bemessungsführendes Szenario 2013/ / / / / 2020 Starkwind/ Starklast 2,5 GW 3,1 GW 6,7 7,8 GW 6,6 7,7 GW 1,6 GW Quelle: BNetzA-Bericht, Ausblick: Annahme: Inbetriebnahme Südwestkuppelleitung Annahme:Teilung DE/AT-Preiszone Deutliche Erhöhung des Reservekraftwerksbedarfs ab 2016 u.a. durch Stilllegungsplan bzgl. Gas-KW-Blöcke Irsching 4 und 5 (insg MW) Erfordernis temporär abzuregelnder Windleistung bis zur Höhe von 30 % Gemeinsames Marktgebiet DE/AT forciert Netzengpässe, Prognose der Einführung eines NTC von 5,5 GW bis 2019 senkt Reservekraftwerksbedarf deutlich. 13

14 Aktuelle 50Hertz-Netzausbauprojekte Südost-Gleichstrompassage (Korridor D) 8 Quelle: 50Hertz 14

15 Offshore-Netzausbauprojekte Quelle: 50Hertz 15

16 Herausforderung System Adequacy 16

17 Sinkende Verfügbarkeit konv. Kraftwerke Verlauf dt. Wind-/PV-Einspeisung vs. Spotpreis am Entwicklung Durchschnitts-Spotpreis [ /MWh] (bis ) Quelldaten:

18 Aktuell 57 Stilllegungen von Kraftwerken und Kraftwerksblöcken in DE beantragt (BNetzA-Liste) Angaben beinhalten in Teilen aber auch Kraftwerksersatz durch neue KW Kernkraftwerke (9%) Insg. 14,4 GW, (davon bereits 2,7 GW systemrelevant) Steinkohlekraftwerke (28 %) DE Gaskraftwerke (51 %) Braunkohlekraftwerke (2 %) PSW (1 %) Ölkraftwerke (10 %) Braunkohlekraftwerke (6 %) 50Hertz Insg. 0,9 GW Daten: Kraftwerksstilllegungsanzeigeliste der BNetzA, Stand Gaskraftwerke (94 %) 18

19 Sogenannte Kapazitätsreserve in Energiemarkt-Diskussion (BMWi-Weißbuch) Quelle: BMWi, Weißbuch 19

20 Last but not least: Schrittweiser Verlust flexibler + schwarzstartfähiger Erzeugungseinheiten Type of conventional generation Controllable range (above technical must run) [% of nominal power] Power ramp (average values within 10 minutes period) [% of nominal power per minute] Lignite-fired plants Hard coal plants Nuclear plants Combined cycle gas plants Gas-fired plants Pumped storage plants (generation modus) Quelle: 50Hertz

21 Neues Energiemarktdesign bedingt neues Rollenverständnis ÜNB-VNBs 21

22 Aktuelle Rollen ungenügend für weiter zunehmende Dezentralisierung ÜNB/BK- Koordinator Ausschreibung/ Aktivierung Globaler SDL-Markt Strommarkt Systemvorhaltung, Monitoring Bilanzkreis- Verantwortlicher VNB Engpassmanagement/Redispatch Verteilnetz-Engpassmanagement Netzvorhaltung, Monitoring 22

23 Notwendige Rollenanpassung hin zu regionalen SDL-Märkten ÜNB/BK- Koordinator Globaler SDL-Markt Strommarkt Systemvorhaltung, Monitoring Regionale SDL-Märkte Bilanzkreis- Verantwortlicher VNB Netzrestriktionen Aggregatoren Netzvorhaltung, Monitoring Gateway-Administrator Smartmeter- Gateway* * BSI-Schutzprofil BSI-CC-PP

24 10-Punkte-Programm 50Hertz + VNBs 24

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! GridLab GmbH Hubertstr Cottbus GERMANY T +49 (355) F +49 (355) W info@gridlab.de 25