Energiepotentiale und der Einfluss auf das Stromnetz

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1 Energiepotentiale und der Einfluss auf das Stromnetz Astrid Nieße OFFIS Institut für Informatik Oldenburg North Sea Sustainable Energy Planning GIS-Workshop , Oldenburg

2 Motivation Blick in getrennte Welten Energieversorgung Energiebedarf in der Zukunft? Deckung über welche Quellen? Domänen Strom, Gas, Wärme? Speicher zur Lastverschiebung? Steuerung verschiebbarer Lasten? Kommunalplanung Ausbau Wo? Wie? Welche Potentiale? Raumpotentiale Energiepotentiale gpleipzig.de Netzplanung Elektrische Lasten? Einspeisung aus dezentralen Netzabschnitten? Fluktuationsverhalten der dezentralen Anlagen? Projekt: Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern

3 Motivation Blick in getrennte Welten Energieversorgung Kommunalplanung Netzplanung Wo werden diese Themen zusammengeführt? gpleipzig.de Projekt: Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern

4 Ziel und Methodik Konzeption und prototypische Implementierung von Software-Werkzeugen: Kommunalplanerische Entscheidungsprozesse mit Systembetrachtung der Energieversorgung koppeln und Auswirkungen simulativ ermitteln Die einzelnen Bestandteile: Ermittlung und Modellierung kommunalplanerischer Vorgaben und Zielsetzungen ( formalisiertes Regelwerk) Ermittlung des Potenzials regenerativer Energien mit Schwerpunkt auf Stromerzeugung Kopplung des Regelwerks und des Potenzials mit einer simulativen Bewertung der Energieversorgung auf Ebene der Mittelspannung Projekt: Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern

5 Modellierung kommunalplanerischer Vorgaben Abbildung der Planungsregeln wie z.b. Standortkonzeption für Wind, Biomasse und PV unter Berücksichtigung planerischer Regelwerke, z.b. TA Luft TA Lärm NLT-Papier 2011 Kriterien aus EEG für Freiflächen-PV Beispiel: Abstandsregeln Nutzung Windausschlussfläche Windabstandsregel Wohnbaufläche Ja 750 m Mischgebiete Ja 500 m Dorfgebiete Ja 500 m Projekt: Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern

6 Potentialbestimmung Theoretisches Potential aller Primärenergieträger Windgeschwindigkeit Sonneneinstrahlung Technisches Potential Hangneigung, Wirkungsgrade, Gebäude(-struktur), Umsetzbares Potential Modifiziertes Potential Planungsvorgaben Regelwerke Kriterien aus der Netzsimulation, Flächenkonkurrenz, Prognosen (Bevölkerung, Nutzung) Bringungsdistanzen, Nähe zu Abnehmern, In Anlehnung an Biberacher, Dorfinger & Gadocha 2008 Projekt: Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern

7 relative nodal voltage (1 ~ 0.4 kv) Bestimmung der Effekte im Stromnetz mosaik Framework zur Simulation von Smart Grids Modellierung dezentraler Energiesysteme Evaluation von Managementverfahren ,99 0,98 0,97 0,96 0, w/o EV uncontrolled charging controlled charging V2G Projekt: Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern

8 EnerGeoPlan Grundkonzept einer regelbasierten, räumlichen Optimierung von dezentralen, insbesondere regenerativen Umsetzbares Energieanlagen Kommunale Planung / Genehmigungsbehörde Planerische und genehmigungsrechtliche Vorgaben Potenzial GIS- Integration Potenzialanalyse Netztopologie Simulation Anlagenprojektierer Optimierung der Anlagen-Planung Netzbetreiber Projekt: Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern

9 EnerGeoPlan Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern Laufzeit: Förderung: Land Niedersachsen Leitung: Herr Prof. Dr.-Ing. Weisensee (Jade Hochschule) Herr Prof. Dr. Sonnenschein (Uni Oldenburg) Kooperationspartner: Gemeinde Ganderkesee EWE AG, EWE Netz AG Energieversorger Netzbetreiber Projekt: Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern

10 Untersuchungsgebiet: Ganderkesee Idealer Querschnitt (quasi urbane Bereiche, ländliche Bereiche, Gewerbe und Industrie, verschiedene Nutzungen) Naturräumliche Lage (von der Marsch bis zur welligen Geest) Politische Lage (inmitten der Metropolregion) Gute Kontakte zur Kommunalplanung Alleiniger Netzbetreiber EWE Netz GmbH Aktuelle Energiefragen in der Kommune (Windplanung, Biogas-Nahwärme-Diskussion) Projekt: Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern

11 Aktuelle Situation in Ganderkesee Deckung des Energiebedarfs bei nahezu 100 % (bilanziell) Aber: Bekannte Problematik des bilanziellen Ansatzes (Zeit, Raum) Generelle Frage: Wo kann wann welcher Energieträger optimal eingesetzt werden? Künftige Entwicklungen: Windpark Schönemoor Weitere Biogasanlagen (insgesamt 12 Anlagen mittelfristig erwartet) EEG-Anlagen, installierte Leistungen im 500m Raster Projekt: Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern

12 Who cares? Kommunale Planung Potentialanalysen für verschiedene Energieträger Entscheidungsunterstützung bei der Entwicklung eines lokalen Energiemixes Baustein für den aktuellen Prozess 100 % Erneuerbare Energie Region Energieversorger, Netzbetreiber Kommunaler Service Bedarfsanalyse (Zukunftsszenarien) Anreiz- und Angebotsplanung PR-Projekt Energetische Regionalplanung Verbesserte Einbeziehung kommunaler Anteilseigner Möglich: Anreize z.b. bei Dachflächen-PV gemeinsam mit dem Netzbetreiber) Weiterentwicklungen aktueller Prozesse und Projekte Proaktive Rolle gegenüber dem Netzbetreiber bei einer energetischen Stadt- und Ortsplanung Elektromobilität: geeignete Ladepunkte geeignete Einspeisepunkte Verbesserte Geodaten und Anlagenattribute ( IT-Strategie) Projekt: Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern

13 EnerGeoPlan Kopplung von Raum- und Energieplanung Kopplung von Energie-Szenarien (PV-Zubau Repowering, Verbraucher) mit Untersuchungen im Stromnetz Untersuchung des räumlichen Effekts Relevanz zeitlicher Skalen Erste Optimierungsansätze geben Hinweise auf einen netzverträglichen Ausbau regenerativer Energien und auf zukünftige Herausforderungen. Stromversorgung und kommunalplanerische Vorgaben führen bei einer gemeinsamen Betrachtung zu einem Mehrwert für den weiteren Ausbau. g+/kess Smans Projekt: Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern

14 Vielen Dank. Projekt: Regelbasierte, räumliche Optimierung von regenerativen Energieanlagen und Verbrauchern