Wandel der Energieversorgungsnetze - Zukünftige Herausforderungen, Schwerpunkte und Lösungsansätze für Verteilnetzbetreiber

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1 Wandel der Energieversorgungsnetze - Zukünftige Herausforderungen, Schwerpunkte und Lösungsansätze für Verteilnetzbetreiber Hanjo During Leiter Regionale Netzentwicklung envia Verteilnetz GmbH Magdeburger Straße Halle (Saale)

2 [GWh] Heute schon hoher Anteil erneuerbarer Energie Durch gesetzliche Regelungen starke Zunahme seit 2000 Gesamtstromerzeugung 2010 in Deutschland ca. 608 TWh Beitrag der erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung in Deutschland Wasserkraft Biomasse * Windenergie Photovoltaik EEG: April 2000 EEG: August 2004 EEG: Januar % der Energie (kwh) davon aus EEG StromEinspG: Januar März 2000 Novelle BauGB: November % der Gesamtleistung (kw) aus EEG * Feste und flüssige Biomasse, Biogas, Deponie- und Klärgas, biogener Anteil des Abfalls; 1 GWh = 1 Mio. kwh; Aufgrund geringer Strommengen ist die Tiefengeothermie nicht dargestellt; StromEinspG: Stromeinspeisungsgesetz; BauGB: Baugesetzbuch; EEG: Erneuerbare-Energien-Gesetz; Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Bild: BMU / Christoph Edelhoff; Stand: Juli 2011; Angaben vorläufig Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU-KI III 1) Seite 2

3 Windkraftanlagen auf Grund natürlicher und politischer Rahmenbedingungen sehr ungleich in Deutschland verteilt Jahresmittel der Windgeschwindigkeit Verteilung Windkraftanlagen 2007 Seite 3

4 Angaben in % Schon heute liegt der Anteil erneuerbar erzeugter Energie im Netzgebiet der enviam weit über Bundesschnitt Entwicklung des EEG-Anteils am Letztverbraucherabsatzes im Netzgebiet (nach Bundesland) 80,0 60,0 40,0 20, Bundesschnitt 0, gesamt Sachsen-Anhalt Sachsen Brandenburg Thüringen 39 % der im Netzgebiet verbrauchten Energie wurden bereits 2009 durch erneuerbare Energien erzeugt Bundesschnitt bei 17 % Seite 4

5 MW Die installierte Leistung an erneuerbaren Energien liegt heute schon über der Höchstlast! Höchstlast Schwachlast Die installierte Leistung von EEG-Anlagen im Netzgebiet liegt 2,5-fach über der minimalen Abnahmemenge. Seite 5

6 Angaben in MW Envia NETZ hat seit 10 Jahren umfangreiche Erfahrung bei der Integration von Windkraftanlagen Entwicklung der installierten EEG-Leistung Wind 3.500, , , , , ,0 500,0 0, sehr starker und konstanter Anstieg der installierten Windkraftanlagen im Netzgebiet Als mitteldeutscher Netzbetreiber triff envia NETZ besonders das Nord-Süd- Gefälle bei der Verteilung von WKA Seite 6

7 in Betrieb geplant >50 MW MW <10 MW Trend im Netzgebiet zu PV-Großanlagen setzt sich fort Gebiet mit großer dezentraler Einspeisung Planung Juwi Solar 08/2011: 300 MW!! Gebiet mit größerem, Leistungsbedarf Last und Einspeisung kompensieren sich nicht regional, jeweils heute schon Transport über alle Spannungsebenen bis HöS Seite 7

8 Das Höchstspannungsnetz in Ostdeutschland kann schon heute hohe Einspeisemengen nicht zu jedem Zeitpunkt abtransportieren Installierte Leistung EEG in Verteilnetzen > Gesamtleistung Kraftwerke 50Hertz Einspeisung zeitweise deutlich größer als Last in der Regelzone von 50HzT Transport / Export Höchstspannungsnetz nicht in der Lage zu allen Zeiten den Strom der erzeugt wird abzutransportieren Anforderung an Verteilnetzbetreiber zur Anlagenabschaltung Seite 8

9 Abschaltungen von Einspeiseanlagen sind notwendig um Netzsicherheit gewährleisten zu können Ursachen: - Anforderung von 50Hertz (Systemsicherheit) - drohende Überlastung der Anlagen von envia NETZ 2009: 16 Abschaltungen Seite 9

10 Seit 2000 wurden bei envia NETZ umfangreiche Maßnahmen zur Integration erneuerbarer Energien umgesetzt Netzausbaumaßnahmen u.a.: > 110-kV-Ltg Falkenberg-Jessen (16,4 Mio. ) > 110-kV-Ltg Lauta-Punkt Lauchhammer/West (6,9 Mio. ) > 110-kV-Ltg Uckro-Lübbenau (13,9 Mio. ) > Umspannwerk Ragow (9,2 Mio. ) Entwicklung und Einführung eines Netzsicherheitsmanagements Intensive Mitarbeit bei der Entwicklung und Einführung technischer sowie gesetzlicher Rahmenbedingungen Seite 10

11 Was erwartet uns durch die Energiewende? Seite 11

12 Die Energiewende führt zu grundsätzlichen Änderungen in der Energieversorgung Abschaltung der Kernenergie bis 2022 Abschaltung AKW Starke Zunahme der installierten Leistung nötig um Bedarf an Energie decken zu können 80 % der in Deutschland verbrauchten Energie sollen aus erneuerbaren Quellen stammen! Seite 12

13 Erzeugung und Last fallen zukünftig weit auseinander Erzeugung Last Verteilung der Lastdichte in Deutschland hohe Lastdichte rot/gelb ; geringe Lastdichte - blau Seite 13

14 Die Integration von erneuerbarer Energie auf allen Netzebenen wird zukünftig bestimmende Aufgabe für envia NETZ Heute Wasser Biomasse Solarenergie Zusätzich 8 GW Weiterer Zubau von Erzeugungsanlagen im HS-Netz Windenergie Maximallast bei ca MW Tendenz leicht fallend Minimallast bei ca MW Neu: Starke Zunahme von Erzeugungsanlagen in Mittel- und Niederspannung Bei Minimallast muss zukünftig das 9-fache der Last exportiert werden! Seite 14

15 Zur Integration der Erneuerbaren besteht ein Ausbaubedarf von 1,1 Mrd. EUR für envia NETZ auf allen Ebenen Lastfluss 2020/25, sonniger + windiger Sonntag Uhr HöS HS MS NS 400 MW 800 MW 700 MW rd MW EEG: MW MW EEG: MW 230 MW EEG: 470 MW HöS/HS - Trafos HöS/HS - UA km HS- Netz (System) HS/MS- UA MS-/NS- Netz 2010 Ausbau- Kosten bis 2020 [T ] (HS-Teil) (Neubau und Verstärkung) (Neubau und Verstärkung) Seite 15

16 Zusätzliche Anforderung: Erdverkabelung Gemäß 43 h EnWG : Hochspannungsleitungen auf neuen Trassen mit einer Nennspannung von 110 Kilovolt oder weniger sind als Erdkabel auszuführen, soweit die Gesamtkosten für Errichtung und Betrieb des Erdkabels die Gesamtkosten der technisch vergleichbaren Freileitung den Faktor 2,75 nicht überschreiten und naturschutzfachliche Belange nicht entgegenstehen; [ ]. Verkabelung aller Trassen Hohe Kosten für Leitungsausbau ( pro Kilometer T ) Lebensdauer ca. 40 Jahre aus technischen Gründen ist bei Erhöhung des Verkabelungsgrades eine Umplanung der Netze notwendig Zusätzlich umfangreiche Kosten Versorgungszuverlässigkeit geringer als bei Freileitung Mittelweg ist zu erarbeiten Ausnutzung der Freiheitsgrade für den Bau von Freileitungen Geringere Kosten für Leitungsausbau (pro Kilometer T ) Lebensdauer ca. 80 Jahre Planungsaufwand geringer Besser integrierbar Akzeptanz nicht zwingend gegeben Akzeptanzprobleme Seite 16

17 Technische Herausforderungen in Ortsnetzen bei zunehmendem Einspeiseranteil Begrenzende Größe ist aktuell weniger die übertragbare Leistung des Kabels, sondern die Spannung beim Kunden (230 V +/- 10 %) 240 V 230 V 220 V 240 V Verstärkung bestehender Kapazitäten oder neue Leitungen kurzfristig als einzige Lösung bis 255 V bei Sonne (dann Abschaltung) bis 190 V bei Ladung e-mobil (nachts) Seite 17

18 Das Netz der Zukunft wird intelligenter E-Mobility Netzleitstelle Smart Meter Photovoltaik Mini-BHKW Seite 18

19 Schaffung von Akzeptanz ist Aufgabe von Politik sowie Netz- und Anlagenbetreibern Zur einvernehmlichen Umsetzung der Energiewende ist noch viel Aufklärungs- und Abstimmungsaufwand nötig. Seite 19

20 Zur Integration der erneuerbaren Energien sind umfangreiche Handlungsfelder zu bearbeiten Netzausbau Erhöhung der Intelligenz des Netzes Speicherung der Energie Schaffung von Akzeptanz Seite 20

21 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT! envia Verteilnetz GmbH Magdeburger Straße Halle (Saale) Seite 21