Impulsvortrag Energienetze der Zukunft. Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka Koordinator des Forschungsbereichs Energie

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1 Impulsvortrag Energienetze der Zukunft rof. Dr.-Ing. Holger Hanselka Koordinator des Forschungsbereichs Energie

2 Ziele der Energiewende in Deutschland Quelle: Craig Morris, Martin ehnt (2012)

3 Ausgangssituation Netze hierarchische Struktur weitgehend unidirektionale Stromverteilung ENTSO-E Netz 400-kV-Netz Höchst- und Hochspannungsnetze Mittel- und Niederspannungsnetz Große Strommengen nicht speicherbar Systemdienstleistungen Netzbetreiber zunehmende Einspeisung von EE rosumer 110-kV-Netz 20-kV- Netz 400-V- Netz Transformation der Netze - 3 -

4 Ziel Netze I 2050: Stromversorgung zu 80 rozent aus erneuerbaren Energien stark volatile Stromerzeugung Neue Netzstrukturen und neue Konzepte der Energiespeicherung Verbund dezentraler, autonomer Netze regional gegliedert, weitgehend voneinander unabhängig, aber großräumig vernetzte und gleichzeitig dezentrale Teilstrukturen Strom aufnehmen und verteilen bidirektional Integration von Speichern detailliertes Last- und Angebotsmanagement - 4 -

5 Ziel Netze II Echtzeitregelung IKT-Systeme IT-Netz Steuerung und Vernetzung ENTSO-E Netz 400-kV-Netz Verknüpfung regionaler Netzstrukturen mit übergeordneten Netz: 110-kV-Netz Stabilität und Verfügbarkeit, uffer, regionaler Ausgleich, Marktplatz, Versorgungslinie 20-kV- Netz Starke rosumer Beteiligung 400-V- Netz Transformation der Netze (und der Gesellschaft) - 5 -

6 Forschung für Transformation der Netze I Übertragungsnetz: Verknüpfung eines überlagerten Gleichstromnetzes (HVDC) und dem Drehstromnetz (HVAC) zu einem Hybridnetz neue technologische Komponenten und Betriebsführungskonzepte Systemstabilität bei verringerten rotierenden Massen Weiterentwicklung des europäischen Verbundnetzes Verteilnetze: höhere Autonomie Regionalisierung der Versorgung Kostenoptimierung durch lokales Last- und Erzeugungsmanagement Integration kostengünstiger Speicher - 6 -

7 Forschung für Transformation der Netze II Betriebsführungs- und Regelkonzepte sowie IT-Infrastruktur für hybride, multimodale Netzsysteme (z.b. Gas, Wärme, Wasserstoff) inkl. Messtechnik ( Smart Metering ) und Zustandsschätzung Forschung zur Stabilität, Systemverhalten bei Netzfehlern, Zuverlässigkeit und Resilienz neuer Netzstrukturen in Verbindung mit IT-Infrastruktur Forschung an neuartigen Netzkomponenten für alle Netzebenen: für hybride AC/DC Netzstrukturen für DC-Netze Teilverkabelung im Übertragungsnetz, supraleitende Technologie Entwicklung neuer Marktmodelle und eines ordnungspolitischen Rahmens Gesamtwirtschaftliche Betrachtungen, Systemanalysen Studien zu: rosumerverhalten, Akzeptanz, Recht - 7 -

8 Beiträge der Helmholtz-Gemeinschaft I Helmholtz-Forschung Lösung großer und drängender Fragen strategisch-programmatische Ausrichtung sechs Forschungsbereiche Forschung an Systemen hoher Komplexität Einsatz von Großgeräten und wissenschaftlichen Infrastrukturen Forschungsbereich Energie rogrammorientierte Förderung Mio. Euro FTE - 8 -

9 Beiträge der Helmholtz-Gemeinschaft II Fünf rogramme (1-5) adressieren die Herausforderungen der Energiewende neues rogramm 3 Speicher und vernetzte Infrastrukturen Topic 6 Supraleitung, Netze und Systemintegration - 9 -

10 Beiträge der Helmholtz-Gemeinschaft III Helmholtz-Allianz EnergyTrans Zukünftige Infrastrukturen der Energieversorgung vier Helmholtz-Zentren und Universitäten systemanalytische, sozioökonomische und ethische Fragen Akzeptanzfragen zum Umbau der Infrastrukturen der Versorgung, Entwicklung robuster Strategien für den Transformationsprozess Helmholtz-Energie-Allianz Technologien für das zukünftige Energienetz Helmholtz-Zentren und drei artneruniversitäten: RWTH Aachen, TU Dortmund, TU Darmstadt 34 Doktoranden, 3 Jahre Laufzeit

11 Kopernikus-rojekte Mathematiker und Astronom Nikolaus Kopernikus kopernikanische Wende Energiewende erfordert aradigmenwechsel Kopernikus = Exzellenz der wissenschaftlichen Erkenntnis; Wandel der Sichtweise in der Gesellschaft Wirtschaft ist von Anfang an beteiligt übernimmt später die Führung rojekte werden dynamisch nachgesteuert aktuelle Entwicklungen werden aufgenommen Auswahl der rojektpartner nach Kompetenz Eigene Governance-Struktur, starke rojektleitung/koordination

12 Zusammenfassung Energiewende ist eine gewaltige Herausforderung intelligenter Transformationsprozess für Energiesystem notwendig zukünftige Netzstrukturen spielt entscheidende Rolle Technologische Fragen Ökonomische Fragen Soziologische und gesellschaftliche Fragen Kopernikus-rojekt Neue Netzstrukturen liefert Lösungen klare Governance-Strukturen und erfahrene rojektkoordination notwendig Helmholtz-Gemeinschaft kann fachliche und organisatorische Expertise einbringen schafft beste Voraussetzungen, um den notwendigen aradigmenwechsel technologisch und gesellschaftlich nachhaltig voranzubringen