Transportnetz der Zukunft

Transkript

1 Herausforderungen für das Oldenburg, Ilja August Strategische Netzplanung, Amprion GmbH

2 Inhalt 1. Unternehmenspräsentation Amprion 2. Wandel der Aufgaben des Transportnetzes 3. Warum treten Engpässe in Übertragungsnetzen auf? 4. Der europäische Markt und Windeinspeisung in Deutschland 5. Koordinierte Netzplanung 6. Netzausbau der Amprion GmbH 7. Netz der Zukunft 8. Zusammenfassung 2

3 1 Unternehmenspräsentation 3

4 Amprion als Independent Transmission Operator (ITO) vorzeitige Umsetzung der EU-EntflechtungsvorschriftenE h mit unabhängigen Entscheidungsbefugnissen ausgestattet Vollfunktionsunternehmen mit eigenem Personal für alle betriebsnotwendigen Aufgaben Führung im Ressort des Vorstandsvorsitzenden der RWE AG (als einziges Tochterunternehmen) eigenständige Corporate Identity: neutraler Name und eigener Marktauftritt räumliche Trennung von anderen Konzerngesellschaften 4

5 Amprion das Starke Netz für Energie Transportnetz Betreibt in Deutschland ein Transportnetz von Niedersachsen bis zu den Alpen mit km Stromkreislänge in der 380/220-kV-Ebene und 160 Schalt- und Umspannanlagen Verbundnetz Ist verantwortlich für eines der größten Netzgebiete in Europa und übernimmt eine wichtige Aufgabe im europäischen Verbundnetz Kunden Erstreckt sich auf Ballungszentren hoher Lastdichte mit 27 Mio. Kunden und direkt angeschlossener Großindustrie Kunden Ist mit ihrem Handels- und Transitnetz die zentrale Drehscheibe für den europäischen Stromhandel und bietet als Marktplattform täglich mehr als 350 Händlern optimale Bedingungen 5

6 Das Amprion-Netz Netzlänge in km (380 kv) Netzlänge in km (220 kv) Schalt- und Umspannanlangen 160 Versorgte Fläche (km²) Einwohner im Netzgebiet (Mio.) ca. 27 Installierte t elektrische Leistung in der Regelzone (GW) ca. 45 Jahrestransportleistung (TWh) ca. 194 Mit Biotopmanagement gepflegtes Land (ha)

7 2 Wandel der Aufgaben des Transportnetzes 7

8 Der Einsatz konventioneller Kraftwerke erfolgt(e) zur wirtschaftlichen Vollversorgung Spitzenlast Mittellast Grundlast Ölkraftwerke Gaskraftwerke Pumpspeicherkraftw. Gas- und Dampfkraftw. Steinkohlekraftwerke Braunkohlekraftwerke Kernkraftwerke k Laufwasserkraftwerke sten, eit gungskos gelbarke Erzeug Re 8

9 Übertragungsnetzbetreiber sind für die Systemsicherheit verantwortlich Erzeugung und Verbrauch sind immer im Gleichgewicht zu halten Sollfrequenz 50 Hz Einsatz von Regelleistung g Last Erzeugung g Prognoseabweichung Lastrauschen Ausfall Last Ausfall Erzeugungseinheit Prognoseabweichung (Wind!) 9

10 Die volatilen erneuerbaren Energien benötigen einen komplementären regelbaren KW-Park und müssen in die Ballungszentren transportiert werden Photovoltaik Photovoltaikeinspeisung Juni MW 250 Ist-Abrechnung vom KS Frontoffice-Prognose (450 MW Einspeisung) Energiebandprognose Solar gesamt lt. KS Volatile Erzeugung aus Erneuerbaren 50 Energien Offshore Wind Onshore Wind alle Viertelstunden des Monats Juni 10

11 3 Warum treten Engpässe in Übertragungsnetzen auf? 11

12 Der bestehende Ordnungsrahmen ermöglicht keine technisch-volkswirtschaftliche Optimierung des Gesamtsystems Hauptkriterien für KW-Standorte Verfügbarkeit 1) und Kosten Primärenergieträger Standortkosten, Infrastrukturkosten, Akzeptanz el. Netzanschluss, Lastnähe und lokale Kraftwerkskonzentration als Entscheidungs- kriterium von untergeordneter Bedeutung insbesondere regenerative Energieträger g sind standortgebunden 1) Einige Primärenergieträger sind standortgebunden 12

13 Heute bestehen ausgeglichene Leistungsbilanzen in Deutschland 13

14 Zukünftig ist ein Großteil der Erzeugung lastfern ++ Offshore- Windparks? 14

15 4 Der europäische Energiemarkt und Windeinspeisung 16

16 * Windenergieproduktion beeinflusst schon heute Day-ahead-Energiepreise ahead EPEX Spot (DE,AT) /MWh 100 Energiepreis EEX, h-values Trendinie P P install % P install Quelle: Amp prion GmbH * Wertebereich Oktober eingeschränkt 2009: day-ahead -500 /MWh, intra-day: /MWh!!! 17

17 und Energieexport Deutschlands MW 9000 P DE 7000 Trendlinie Expo ort Imp port Control Program DE, h-values P Quelle e: Amprion Gmb bh P install % 18

18 Situation im europäischen Verbundnetz heute HV-DC Kuppelleitungen Engpässe mit Auktionierung von Kapazitäten Erzeugung 2007*, 2008 in TWh Quelle: UCTE, Nordel, UK Energy Statistic* ti ti GB 393* F 549 B 81 NL 104 L* CH DK D 587 N 143 AT CZ SLO HR S 146 SF 74 PL 144 SK H P E 289 I 305 GR 19 MA DZ TN

19 Windkraftanlagen mit bis zu 400 GW installierter Leistung in 2030 erfordern einen Wandel der Netzarchitektur, Ausbau der Speicher und neue Konzepte der Systemführung Höchstlast ENTSO-E in 2030: 640 GW Höchstlast ENTSO-E E in 2010 : 530 GW Windanteil: 25% Windanteil: 75% 20

20 5 Koordinierte i Netzplanung 21

21 Die deutschen ÜNBs arbeiten eng zusammen Beispiel: Deutsches Regionenmodell Entwicklung von aktuellen und mittelfristigen Planungsnetzen Einspeiseszenarien i i nach einheitlichen Marktkriterien Erarbeitung von netzbezogenen Maßnahmen zur Beseitigung von aktuellen und absehbaren Netzengpässen (bedarfsgerechter Netzausbau) Internet:

22 Das 3. Richtlinienpaket der EU fordert einen neuen internationalen Verband der Transportnetzbetreiber Enge Kooperation der europäischen Netzbetreiber t seit den 50er Jahren Eine neue Verbandsstruktur wird mit ENTSO-E eingeführt Wahrnehmung neuer Aufgaben entsprechend des neuen EU-Richtlinie Umfassende Konsultation der Arbeitsergebnisse von ENTSO-E Von ENTSO-E werden marktrelevante Informationen veröffentlicht Beispiel: 10 Year Network Development Plan ENTSO-E wirkt bei der internationalen Regelsetzung mit und erstellt bindende Network Codes Internet: 25

23 6 Netzausbau der Amprion GmbH 26

24 Amprion baut das Netz für nationale und internationale Leistungsflüsse bedarfsgerecht aus NO Was plant Amprion? Netzausbauplanung konkretisiert: 800 km Leitungen, 25 Anlagen NL Meppen Osnabrück Gütersloh Wesel Dortmund PL Investitionen: ca. 3 Mrd. über 10 Jahre Unsicherheiten bei der Umsetzung BE Köln Koblenz Öffentlich-rechtliche Genehmigungen für Freileitungen LU Frankfurt CZ? FR CH AT z. Zt. in Studien- bzw. Realisierungsphase zusätzlich im Anhang zum EnLAG aufgeführt Leitungsneubau Amprion Netzausbau entsprechend dena-netzstudie 1 27

25 Investitionsrahmenbedingungen müssen verbessert werden Investitionshemmnis i sofort beseitigen zur Berücksichtigung in 2011: Weniger, aber rechtzeitig!, sonst wirtschaftlicher Anreiz für verspätete Investitionen Aufhebung des Zeitverzuges (t-2) bei der Refinanzierung von Kapitalkosten Erhöhung der EK-Verzinsung um 2 %-Punkte schafft zusätzliche Investitionsanreize Anerkennung F&E-Aufwand Für die zukünftige Auslegung des Übertragungsnetzes ist ein Technologiesprung erforderlich, der zeitnah zu entwickeln und zu pilotieren ist Bei einer völlig neuen Anschlusstechnologie, die in Ergänzung zum bestehenden Netz zum Einsatz kommt, bringt F&E keine Effizienzsteigerungen Netzbetreiber haben bisher keine Anreize, F&E-Aufwendungen zu tragen: Wer sich bewegt, verliert! Vorschlag der BNetzA für einen Pauschalen Investitionszuschlag ist der richtige Weg 28

26 7 Netz der Zukunft 29

27 UN-Klimakonferenzen in Kopenhagen und Cancun setzen hohe klimapolitische Ziele Ergebnisse der Konferenzen globalen Temperaturanstieg auf unter 2 Grad Celsius begrenzen etc. über 100 Staaten unterstützen die Vereinbarung Schlussfolgerungen aus Kopenhagen-Vereinbarung The European Council supports an EU objective to reduce emissions by 80-95% by 2050 compared to 1990 levels

28 Deutschland unterstützt die EU-Ziele mit dem Energiekonzept Energiekonzept, Ziele 2020/2030 bis 2020: 35 %; bis 2030: 50 % Anteil der erneuerbare Energien (Stromverbrauch) bis 2050: 80 % CO 2 -Reduktion Offshore Wind bis 2030: 25 GW langfristig: Aufbau Overlaynetz in DE Höhere Rendite für Pilotstrecken in der Diskussion

29 Das hoch ausgelastete 380-kV-Netz stößt über große Distanzen an seine Grenzen 300 km 1800 MW U [kv] Die Blindleistungsproblematik bestimmt die Übertragungsfähigkeit des AC-Netzes hoch ausgelastete Netze verschärfen die Blindleistungsproblematik insbesondere bei Störfällen Verbrauch herspannung [k kv] die Spannungsstabilität ist weit vor Erreichen der thermischen Grenze gefährdet der Spannungskollaps ist weltweit die häufigste Blackout Ursache Anzahl Parallelstromkreise

30 Kann ein 750-kV-Netz (5 GW pro System) das Problem lösen? Genehmigungsfähigkeit grundsätzlich gegeben Felder entsprechen denen heutiger Leitungen Geräuschentwicklung ist beherrschbar Masthöhe ca. 70 m Mastdesign müsste an heute übliche Maste angepasst werden Ein vermaschtes 750-kV-Netz könnte hohe Leistungen redundant transportieren Technologie ist vorhanden Quelle: ASTER TELESERVICES PVT LTD 35

31 Können einzelne HGÜ-Verbindungen (3.000 MW Freileitungen) das Problem lösen? = ~ = ~ ~ = Blindleistungsproblematik besteht nicht in Gleichstromsystemen t Realisierung als 2 x MW zur Herstellung der Systemkompatibilität Notwendigkeit von Redundanzen = ~ ~ = ~ = - Der Aufbau eines vermaschten Ringnetzes ist mit heutigen Technologien nicht möglich 36

32 HVDC Technologie: 3000 MW Konverterstation (500 kv) ~ 20 x (je Station) Quelle: ABB Kosten eines 3000 MW, 600 km HVDC Übertragungskanals: ca. 1 Mrd. 40 % HVDC Konverterkosten 60 % Freileitungskosten Flächenbedarf je Konverter ca. 400m x 450 m Gebäude, Gleichrichterhalle: B*H*T ~ 125m*25m*25m Konverterverluste je Konverterpaar )* 1,4% - 2% )* je Konverterpaar (Bi-Pol), Thyristor bzw. Transistorkonverter 37

33 8 Zusammenfassung 38

34 Zusammenfassung Energiekonzept der Bundesregierung* definiert die integrierte Gesamtstrategie zum Umbau der Energieversorgung: Ausbau der erneuerbaren Energien im Strombereich muß zusammen mit der Steigerung der Energieeffizienz, dem Ausbau der Stromnetze und dem Bau neuer Speicher angegangen werden Masiver Ausbau erneuerbarer Energien im Strombereich macht die Planung eines Overlay Netzes erforderlich Besonders dringlich ist der Ausbau der Nord-Süd-Trassen Zwei erste Pilottrassen für die Nord-Süd-Overlay-Leitungen sollen im novellierten Energieleitungsausbaugesetz (EnLAG) festgelegt werden Investitionen in die Modernisierung und den Ausbau des deutschen Stromnetzes müssen wirtschaftlich attraktiv sein, damit die Netzbetreiber und andere Investoren das notwendige Kapital bereitstellen t 39 * Transportnetz - Energiekonzept: der Zukunft neun Punkte für eine umweltschonende, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung

35 Das starke Netz für Energie