Willkommen zum Vortragsabend im KKL

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1 Willkommen zum Vortragsabend im KKL Thema heute: Stromversorgung im Spannungsfeld von Wirtschaftlichkeit und Versorgungssicherheit Christian Schubert Medien & Öffentlichkeit Leibstadt, 12. Mai 2016 Kernkraftwerk Leibstadt AG CH-5325 Leibstadt Telefon +41(0)

2 Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld Schweizer Stromversorgung im Spannungsfeld von Wirtschaftlichkeit und Versorgungssicherheit Paul Niggli, Leiter Crisis Management & BCM KKL Infozentrum, Leibstadt, 12. Mai 2016

3 Enge Integration der Schweiz im europäischen Übertragungsnetz Wichtiges Zusammenspiel zwischen Kraftwerken und Netzen Herausforderungen im Winter 2015/16 Fazit für den zukünftigen Netzbetrieb 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld

4 Verbundnetz Europa 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld 4

5 Schweizer Übertragungsnetz eng verknüpft mit Europa Strom Import und Export in Terawattstunden (TWh) 2015 Deutschland Österreich Frankreich Italien Quelle: Swissgrid 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld 5

6 Das Höchstspannungsnetz - Bindeglied zwischen Produktion und Verbrauch a b Erzeuger Höchstspannung im Übertragungsnetz 220/380 kv Transformator Hochspannung im überregionalen Verteilnetz 50 bis 150 kv Transformator Mittelspannung im regionalen Verteilnetz 10 bis 35 kv Transformator Niederspannung im regionalen Netz 400/230 V Verbraucher 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld 6

7 Kosten für die Netznutzung und Strom Durchschnittliche Stromkosten für Schweizer Haushalt in 2016: CHF 880. / Jahr Ca. 7% davon sind Kosten für das Übertragungsnetz: CHF 62. / Jahr 7% 3% Energiebezug 36% 36% Übertragungsnetz 7% (Swissgrid) Verteilnetze 47% 47% Kostendeckende Einspeisevergütung 7% 7% Abgaben 3% 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld 7

9 Das A und O einer sicheren Stromversorgung: Stabilität und Kontinuität 50 Hz Bei Netzunter- oder Netzüberlast werden Sofortmassnahmen eingeleitet, um Ausgleich zu schaffen» Herstellung des Gleichgewichts zwischen Produktion und Verbrauch» Konsequente Einhaltung der Frequenz von 50 Hertz 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld 9

10 Was passiert, wenn ein Grosskraftwerk ausfällt 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld 10

11 Für die Kompensation von Ausfällen stehen Reservekraftwerke bereit» Primärregelleistung innert Sekunden im Umfang des Flusskraftwerks Laufenburg» Sekundärregelleistung innert Minuten in der Grössenordnung der Kraftwerke Oberhasli» Tertiärregelleistung innerhalb von 15 Minuten im Umfang des KKW Beznau» Nach spätestens zwei Stunden ist der Kraftwerksbetreiber selber verantwortlich für den Ersatz der ausgefallenen Leistung Kernkraftwerke Speicherkraftwerke und Pumpen Flusskraftwerke Abschaltbare Verbraucher 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld 11

12 Im Notfall helfen auch die ausländischen Netzbetreiber» MEAS (Mutual Energy Assistance Service)» Notreserve» Aushilfe Winterengpass Deutschland / Sommerüberschuss Italien» Redispatch zur Entlastung der Grenzen» Trilaterale-, Pentalaterale Prozedur (Lehren aus dem Italien Blackout) 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld 12

14 Angespannte Energie- und Netzsituation im Winter 2015/16» Transformatorleistung 380/220 kv ist begrenzt» Transformatoren sind oft an der Belastungsgrenze» KKW Beznau I bis Juli 2016 nicht am Netz (360 MW)» KKW Beznau II bis nicht am Netz (360 MW)» Speicherseen unterdurchschnittlich gefüllt» Viel Redispatch-Einsatz belastet Reserven» Laufwasserproduktion liegt unter langjährigem Mittelwert (100 MW) 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld 14

15 Anfang Dezember 2015 fehlte fast so viel Energie, wie das KKL in eineinhalb Monaten produziert Füllstände Speicherseen in GWh Differenz zum Median ~1.2 TWh ( ) Min-Max Vorjahre (ab 1997) Range 50% der Werte Median Vorjahre (ab 1997) Werte BFE 2015/2016 Szenario Stand Szenario ohne KKW Beznau 1 + 2, ohne Einschränkung Transite 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld 15

16 Getroffene Massnahmen kurz- und mittelfristig» Netzseitige Massnahmen» Höhere Netzauslastung durch Umschaltungen und Provisorien im Übertragungsnetz.» Parallelbetrieb von Reserve-Transformatoren zwischen dem 380- und 220-kV-Netz bzw. in die Versorgungsnetze.» Einspeisung von Kraftwerken in die tiefere Spannungsebene, wo diese Möglichkeit bestand.» Vorzeitige Beschaffung von zusätzlichen Transformatoren (mittelfristige Massnahme, da die Beschaffung eines Trafos nicht kurzfristig möglich ist).» Markseitige Massnahmen» Tägliche Optimierung der Importkapazität, damit in Zeiten mit geringen Trafobelastungen mehr Energie für die Versorgung importiert werden konnte.» Frühzeitige Beschaffung von Regelreserve um genügend Wasserreserven aus den Speicherseen für den Netzbetrieb sicherzustellen.» Zusätzliche Reservation von Energie in den Speicherseen für Redispatch (Entlastung der Transformatoren durch Umlagerung der Produktion).» Erhöhung der Preisobergrenze für Regelenergie als Anreiz für die Bilanzgruppen, ihren Energiehaushalt ausgeglichen zu halten. 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld 16

18 Anspruchsvolle Ausgangslage: Neue Produktionsmuster mit der Energiestrategie 2050 TWh (c) Prognos bestehende Wasserkraftwerke neue Wasserkraftwerke bestehende Kernkraftwerke bestehende fossile KW bestehende Bezugsrechte bestehende Erneuerbare* 10 neue fossile WKK neue Erneuerbare* neue Kombikraftwerke neue Kernkraftwerke neue Importe Bruttonachfrage *) gekoppelt und ungekoppelt 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld Hydrologisches Jahr 18

19 Der Betrieb des Netzes wird immer anspruchsvoller» Grosse Produzenten von Bandenergie sollen wegfallen und zum Teil durch volatile Produktionen ersetzt werden.» Die Prognosen der neuen Erzeugungsanlagen aus Sonne und Wind werden schwieriger.» Die fluktuierende Einspeisung von Stromproduktion aus erneuerbaren Energien stellt hohe Anforderungen an Netzbetrieb und Energiehaushalt.» Flexibilität wird in Zukunft auch von den Verbrauchern verlangt werden.» Der Ausgleich zwischen Produktion und Verbrauch ist noch stärker auf den Einsatz von Speichern angewiesen.» Die Schweiz hat mit ihren hydraulischen Pumpspeicherkraftwerken ein grosses Potential an Speicher- und Ausgleichsmöglichkeiten.» Die Bewirtschaftung der grossen Speicherkraftwerke bedingt ein leistungsfähiges Netz.» Das Schweizer Übertragungsnetz weist bereits heute eine hohe Auslastung auf.» Die Zunahme von Frequenzschwankungen erfordert hohe Aufmerksamkeit von den Betreibern des Netzes. 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld 19

20 Gefährliche Entwicklung der Frequenzabweichungen, bei 50.2 Hz schalten viele PV Anlagen ab Typisches Verhalten in den Morgenstunden Januar Netzfrequenz / Hz :00:00 05:30:00 06:00:00 06:30:00 07:00:00 07:30:00 08:00:00 08:30:00 09:00:00 09:30:00 10:00: Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld 20

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld

22 Haben Sie noch Fragen an den Referenten Paul Niggli? Kernkraftwerk Leibstadt AG CH-5325 Leibstadt Telefon +41(0)

23 Unsere Stromversorgung - Fortschritt oder Irrweg? Prof. em. Dr. Silvio Borner WWZ/Universität Basel Carnot-Cournot-Netzwerk Leibstadt, 12. Mai 2016 aus Nebelspalter 11/2013

24 Wettlauf zwischen Innovation und Regulierung Regulation Innovation 12. Mai 2016 Silvio Borner ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 24

25 Globaler Primärenergieverbrauch in Mrd. Tons of Oil Equivalents, Quelle: BP (2014) 12. Mai 2016 Silvio Borner ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 25

26 Jährliche CO2-Emissionen weltweit (äusserer Kreis) und Anteil ausgewählter Länder China Deu USA Quelle: Avenir- Suisse Indien Japa n Russla nd Kor ea In do ne sie n Ira n Sa udi Ar abi en CH (0.1%) 26

27 CO2-Ausstoss und BIP pro Kopf USA 12. Mai 2016 Silvio Borner ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 27

28 Hohe Energieeffizienz und CO2-Besteuerung in der Schweiz Besteuerung von CO 2 -Emissionen und CO 2 -Emissionen/BIP 12. Mai 2016 Silvio Borner ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 28

29 Real Commodity Prices in the Long Run Quelle: Jacks (2013) und eigene Berechnungen auf Basis IMF. 12. Mai 2016 Silvio Borner ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 29

30 Energiedichte und Umweltbelastungen 12. Mai 2016 Silvio Borner ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 30

31 Flatterstrom PV und Wind: GW versus TWh in Deutschland Solar: 38 GW *(365*24 h)= 333 TWh / Energie effektiv: 33 TWh Lastfaktor = 10% Lastfaktoren: Kernenergie 90%, Braunkohle 77%, Steinkohle 40%*, Gas 14%*, Wind 17% Biomasse 77%, Wasserkraft 38% * Backup-Problematik 31

32 Stromerzeugung und Stromverbrauch Deutschland, 2015 Quelle: Agora Energiewende 12. Mai 2016 Silvio Borner ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 32

33 Marktverzerrung durch «Merit Order-Effekt» 12. Mai 2016 Silvio Borner ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 33

34 Serbien Albanien Bosnien und Herzegowina Bulgarien Montenegro Ungarn Island Malta Litauen Tschechische Republik Estland Rumänien Kroatien Türkei Polen Slowakei Finnland Slowenien Norwegen Frankreich Lettland Griechenland Luxemburg Liechtenstein Schweden Schweiz Zypern Niederlande Österreich Vereinigtes Königreich Belgien Portugal Spanien Irland Italien Deutschland Dänemark EUR / kwh Strompreis für Haushalte in Europa 2015 (inkl. Steuern) 0tan0ar0 0tan0ar0 Quellen: Eurostat, ElCom, eigene Berechungen. 0tan0ar0 0tan0ar0 0tan0ar0 0tan0ar0 0tan0ar0 12. Mai 2016 Silvio Borner ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 34

35 Hohe Effizienzstandards im Gebäudebereich CO 2 -Emissionen pro Quadratmeter Energiebezugsfläche in europäischen Ländern. Quelle: BPIE (2011) 12. Mai 2016 Silvio Borner ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 35

36 Wirtschaftswachstum und Energieverbrauch in der Schweiz, Quellen: SECO und BFE 12. Mai 2016 Silvio Borner ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 36

37 Elektrizitätsverbrauch pro BIP in KWh pro Franken Quellen: SECO und BFE 12. Mai 2016 Silvio Borner ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 37

38 Entwicklung der Elektrizitätsnachfrage pro Kopf in den drei Szenarien, in kwh 12. Mai 2016 Silvio Borner ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 38