Dezentralisierung der Stromversorgung: Was ist darunter zu verstehen?

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1 Dezentralisierung der Stromversorgung: Was ist darunter zu verstehen? 4. Göttinger Tagung zu aktuellen Fragen zur Entwicklung der Energieversorgungsnetze: Dezentralisierung und Netzausbau 22. März 2012 Dr. Dierk Bauknecht Öko-Institut e.v. Freiburg/Darmstadt/Berlin

2 Agenda: Dimensionen von Dezentralität und Zentralität Standort der Kraftwerke Dezentrale Erzeugung Geografische Verteilung Wo sind Flexibilität und Steuerung verortet? Dezentrale & zentrale Flexibilität Dezentrale & zentrale Steuerung Dezentrale & zentrale Marktplätze Eigentümerstruktur & Investitionen

3 Standort der Kraftwerke

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5 Dezentrale Erzeugung: Definition Mögliche Kriterien für die Definition: Kapazität Verwendete Technologie Betriebsweise Eigentümerstruktur Vorgeschlagene Definition: Anschluss ans Verteilnetz oder Eigenverbrauch

6 Zentrale Anlagen im Übertragungsnetz Regionale Überschüsse, Überschusse im Verteilernetz Dezentrale Anlagen im Verteilernetz

7 Geografische Verteilung Sind die Anlagen räumlich verteilt oder z.b. in einer Region konzentriert? Decken sich räumliche Verteilung der Kraftwerke und räumliche Verteilung des Verbrauchs? Standortwahl konventioneller Kraftwerke abhängig von Verfügbarkeit von Brennstoffen und Wasser sowie Netzinfrastruktur Standortwahl von EE-Anlagen abhängig von Potentialen (z.b. Windstärke, Einstrahlung etc.) Führt zu Konzentration von Windenergie in Nord- und PV in Süddeutschland

8 Bisher: Durchschnittliche Transportentfernung von Strom 50 bis 100 km in Deutschland EU-weit betrachtet wenig (inter-) nationaler Stromtransport

9 Quelle: AEE 2010

10 Neue geografische Verteilung: Die europäische Perspektive TYNDP [entso e] Projekt RES4LESS EU-Kooperationsmechanismen für Erneuerbare und Auswirkungen auf das Netz Intelligent Energy Europe, mit ECN, Risoe DTU u.a.

11 Zentrale Anlagen im Übertragungsnetz Dezentrale Standorte: Räumlich verteilt entsprechend der Nachfrage Regionale Überschüsse, Überschusse im Verteilernetz Zentrale Standorte: Räumlich konzentriert, nicht entsprechend der Nachfrage Dezentrale Anlagen im Verteilernetz

12 Zentrale Anlagen im Übertragungsnetz Alte Welt: konventionelle Erzeugung Offshore + Desertec Dezentrale Standorte: Zentrale Standorte: Räumlich verteilt Räumlich entsprechend konzentriert, nicht der Nachfrage Dezentrale Systeme Regionale Überschusse im Verteilernetz entsprechend der Nachfrage Dezentrale Anlagen im Verteilernetz

13 Wo sind Flexibilität und Steuerung verortet?

14 Dezentrale und zentrale Flexibilität In der Erneuerbaren-Energien-Welt spielt Flexibilität eine zunehmend wichtige Rolle Bisher vor allem zentrale Flexibilität: Flexibilität konventioneller Kraftwerke Zentrale Speicher (PSW), auch außerhalb Deutschlands Lastmanagement großer Verbraucher

15 Dezentrale und zentrale Flexibilität Dezentral: Dezentrale Optionen durch Smart Grids steuerbar machen Demand Side Management (DSM): Verbraucher am Verteilnetz Regelbare dezentrale Erzeugungseinheiten Dezentrale Speicher

16 Dezentrale Flexibilität Zentrale Flexibilität

17 Zentrale oder dezentrale Steuerung Bisher zentrale Anlagen Zentrale Steuerung Dezentrale Anlagen Dezentrale Steuerung? 1. Auf welcher Ebene findet ein Ausgleich der zeitlichen Profile von Erzeugung und Verbrauch statt? 2. Erhält der Verteilnetzbetreiber eine steuernde Funktion ähnlich dem Übertragungsnetzbetreiber (Aktiver Verteilnetzbetreiber)?

18 Zentrale oder dezentrale Steuerung Auf welcher Ebene findet ein Ausgleich der zeitlichen Profile von Erzeugung und Verbrauch statt? Ausgleich auf Übertragungsnetzebene Ausgleich auf Verteilnetzebene Ausgleich beim einzelnen Verbraucher

19 Zentrale oder dezentrale Steuerung dezentraler Anlagen Zentrale Steuerung dezentraler Anlagen Z.B. Kombikraftwerk- & Schwarmstrom-Projekt Große räumliche Verteilung der Erzeugungseinheiten Dezentrale Steuerung dezentraler Anlagen Z.B. RegMod Harz Ansätze zu stärkerem Ausgleich auf regionaler Ebene mit erhöhtem Speichereinsatz Dezentrale Flexibilitätsmechanismen für Minimierung von Import/ Export notwendig! Bildquelle: Bildquelle:

20 Projektbeispiel: CO2DEZ CO 2 -Emissionsminderung durch Ausbau, informationstechnische Vernetzung und Netzoptimierung von Anlagen dezentraler, fluktuierender und erneuerbarer Energieerzeugung in Deutschland Für das Umweltbundesamt, mit SIJ, IZES, ISUSI u.a. Simulation eines dezentralen Verbund- Energiesystems mit hohen Anteilen EE und KWK

21 Dezentrale Steuerung: Netzbetreiber Verstärkte Einspeisung von fluktuierenden EE in Verteilnetze kann zu Spannungsschwankungen und Netzengpässen führen Abhilfe durch Netzbetreiber: Netzausbau oder Steuerung der Spannung und Blindleistung durch Ausbau der Spannungs-, Erzeugungs- und Lastüberwachung

22 Dezentrale Steuerung: Netzbetreiber Main computer LV grid Data communication Solar inverter Data acquisition Solar inverter MV grid Data acquisition Connected loads Solar inverter Industrial load (Quelle: Esslinger & Witzmann 2011)

23 Dezentrale und zentrale Marktplätze Märkte dienen als Koordinationsinstrument für den Einsatz von Kraftwerkskapazitäten Koordinationsaufwand erhöht sich durch verstärkten Einsatz von EE Traditionell unterscheidet man zwischen stärker zentralisiert und stärker dezentralisierten Marktplätzen Strombörsen vs. bilateraler Handel

24 Dezentrale und zentrale Marktplätze Aktuell: Diskussion über dezentral-regional vs. zentral-(inter-)national ausgerichtete Marktplätze Dezentral: Koordination erfolgt auf regionalen Märkten und unterstützt dezentrale Steuerung Zentral: Koordination auf nationaler Ebene (z.b. EEX), evtl. unter verstärkter Berücksichtigung von dezentralen Akteuren

25 etelligence ein regionaler Marktplatz

26 Zentrale Steuerung Dezentrale Flexibilität Zentrale Flexibilität Dezentrale Steuerung

27 Zentrale Steuerung Dezentrale Optionen im zentralen Markt Alte Welt Dezentrale Flexibilität Autarkie bzw. dezentrale Systeme mit zentralen Ausgleichsoptionen Zentrale Flexibilität Dezentrale Steuerung

28 Dezentralisierung der Eigentümerstruktur

29 Dezentralisierung der Eigentümerstruktur

30 Wie (de)zentral wird die Stromversorgung? Dezentrale Autarkie (Alte Welt) EU- Offshore + Desertec Mittelweg? Wie können die verschiedenen Dimensionen von Dezentralität und Zentralität sinnvoll miteinander kombiniert werden? 1) Technische Aspekte 2) Unterschiedliche Visionen der zukünftigen Stromversorgung

31 Transforming the Grid - Electricity system governance and network integration of distributed generation 31

32 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Öko-Institut e.v. Dr. Dierk Bauknecht Telefon: