Energiewende und Stromnetze

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1 Energiewende und Stromnetze Bedeutung dezentraler Systeme im Berliner Verteilungsnetz Strommarkttreffen an der TU Berlin Stefan Saatmann, Peter Esterriedt Vattenfall Europe Metering Berlin GmbH, Stromnetz Berlin GmbH

2 Inhalt 1 Energiewende und Stromnetze Integration zentraler und dezentraler Systeme in Berlin 3 Einflussfaktoren der Energiewende für das Berliner Verteilungsnetz

3 Energiewende und Stromnetze Energiewende ist Energiekonzept und Atomausstieg Punkt D im Energiekonzept: Leistungsfähige Netzinfrastruktur für Strom und Integration erneuerbarer Energien Stromnetze sind die diskriminierungsfreie Plattform der Energiewende ( 0 EnWG) Diskussionen Energiewende und Stromnetze verlaufen in vier Bereichen: NOVA (Smart Grid), Netzentgelte, das systemische Zusammenspiel zwischen ÜNB und VNB sowie internationale Netzgrenzkuppelkapazitäten Flexibilitätsoptionen und Sektorkoppelung kommen im Zusammenhang mit der Energiewende erneut hinzu 3

4 Was hat sich im Erzeugungssystem verändert? (1/) Neuer Begriff: Residual-Last = Verbrauchslast - erneuerbare Erzeugung 60 GW Januar GW Quelle: Agorameter, 015 Juli 015 4

5 Was hat sich im Erzeugungssystem geändert? (/) dezentral Erzeugung zentral MW MW 470 MW 300 MW 750 kw 7 kwp Verbrauchsfern Verbrauchsnah Quelle: Fotos Pressemappe, November 015 5

6 Was hat sich im Verbrauchssystem verändert? (1/) Inlandsverbrauch (Bruttoerzeugung - Saldo Austausch) ist seit kurzem rückläufig - Weiterhin hohe Bruttoerzeugung, Austauschsaldo mit Nachbarländern wuchs auf rd. 35 TWh/a 700 TWh/a Bruttostromerzeugung Bruttoinlandsverbrauch Quelle: BMWi, AG Energiebilanzen e.v., Bruttostromerzeugung in Deutschland von 1990 bis 014 nach Energieträgern, Stand

7 Was hat sich im Verbrauchssystem verändert? (/) Metropolregionen 58 Mio. Einwohner = 70% der Bevölkerung Verbrauchen mehr Strom als sie erzeugen Ihr Defizit erzwingt Importe Zentraler Verbrauch Ländliche Regionen Erzeugen mehr Strom als sie verbrauchen Ihr Überschuss erzwingt Exporte Dezentrale Erzeugung Eigentlich nichts: Verbrauch im Westen und Süden von Industrie und Haushalten Quelle: 3. Fachforum Netze, G. Scheibner, 50Hertz Transmission GmbH Berlin, Stand

8 Wieviel Energie (ver)braucht Berlin? Woher kommt sie? Verbrauchsnah erzeugte aus städtischen HKW, BHKW sowie Biomasse, Solar und Wind Verbrauchsfern erzeugte und importierte aus dem Übertragungsnetz, viel erneuerbare,5 GW,0 1,5 1,0 MAX,4 GW MIN 0,9 GW 14 TWh/a = 9 TWh/a + 5 TWh/a 0,5 0,0 J J F M A M J J A S O N D D Quelle: Zeitreihen von Netzlast, Bezug ÜNB und Netzeinspeisung, VE Distribution Berlin DD-GCH4, KJ 011 8

9 Inhalt 1 Energiewende und Stromnetze Integration zentraler und dezentraler Systeme in Berlin 3 Einflussfaktoren der Energiewende für das Berliner Verteilungsnetz 9

10 Wie ist die verbrauchsferne, dezentrale Erzeugung integriert? Durch gut ausgebaute Übertragungs- und Verteilungsnetze nach ZUW Wolmirstedt Teufelsbruch Quelle: Stromnetz Berlin Oberhavel Reuter-West Reuter J.-Kaiser-Pl. nach Lubmin nach Wustermark Holzhauser Str. Nordgraben Wittenau Wilmersdorf Wiebestr. Reinickendorf Malchow (VEAG) 4 Falkenberger Str. Rüsternweg Charlottenburg Jägerstr. Barbarossa Steglitz 5 4 Lichterfelde Moabit Lunder Str. Rollberg Rubens 3 Prenzlauer Berg Flugh. Tempelh. Neukölln 4 Marzahn nach Thyrow IPH Klingenberg 4 3 Friedrichshain Mitte 5 3 Ohmstr. 4 Lichtenberg Rudow Biesdorf Nord Wuhlheide GTHKW Berlin-Nord (VEAG) DB Rummelsburg Neuenhagen (VEAG) nach Preilack KWK-Anlage 380(0)/110 kv Station 110/10(6) kv Substation 110 kv Umspannwerk 380 kv Kabel 380 kv Freileitung 380 kv Freileitung (in Operation mit 0 kv) 0 kv Freileitung 110 kv Netz (Transportfunktion) 110 kv Kabel 110 kv Freileitung Leitungsnummer 110 kv Netz (Verteilungsfunktion) 110 kv Kabel 110 kv Freileitung 10

11 Wo ist die verbrauchsnahe, zentrale Erzeugung integriert? Früher: 10 Erzeuger in Hochspannung Heute: > Erzeuger in Mittel- und Niederspannung Höchstspannung 380 und 0 kv 7 AP Übertragungsnetz 50HertzTransmission Hochspannung 110 kv Mittelspannung 10 kv Niederspannung 0,4 kv 76 UW ONS ~ 7 fossile Verbraucher HKW Verbraucher 1 Biomasse HKW ~ ~ ~ 100 fossile BHKW ~ 3 Biomasse BHKW ~ 5 Solar ~ ~ Wind Verteilungsnetz Stromnetz Berlin Install. Leistung Solar Biomasse Wind BHKW Summe 70 MWp 41 MW 4 MW 60 MW 175 MW Konvent..000 MW,3 Mio. Verbraucher 780 fossile BHKW 68 Biomasse BHKW Solar Quelle: Stromnetz Berlin, Quartalsbericht Netzvertrieb vom , Stand Dez

12 Was leisten Berlins verbrauchsnahe Erzeuger? (1/3) Zeitreihen der Einspeisungen nach Spannungsebenen und eingespeiste Energie MW GWh/a 168 GWh/a 90 GWh/a 31,3 % 1, % 0,01 % Quelle: Netzeinspeisung nach Spannungsebenen, Stromnetz Berlin, KJ 013 1

13 Was leisten Berlins verbrauchsnahe Erzeuger? (/3) Jahresdauerlinien der Einspeisungen nach Spannungsebenen GWh/a 31,3 % 168 GWh/a 1, % 90 GWh/a 0,01 % Quelle: Netzeinspeisung nach Spannungsebenen, Stromnetz Berlin

14 Welchen Anteil der Berliner Last decken sie? MW deckt 50Hertz Transmission (verbrauchsferne Erzeugung aus Netz des ÜNB) MW erbringen Berlins Heizkraftwerke (verbrauchsnahe, innerstädtische Erzeugung) MW Verbrauchslast Einspeisung HKW Einspeisung erneuerbar 14, TWh/a 3,9 TWh/a 0,3 TWh/a Quelle: Veröffentlichung nach Stromnetzzugangsverordnung (StromNZV), zeitlicher Verlauf der Last 013, Stromnetz Berlin 14

15 Inhalt 1 Energiewende und Stromnetze Integration zentraler und dezentraler Systeme in Berlin 3 Einflussfaktoren der Energiewende für das Berliner Verteilungsnetz 15

16 Einflussfaktoren auf die Energiepolitik Deutschland: Ausbau erneuerbarer Erzeuger im EEG-Korridor - Auch in Nordostdeutschland und Berlin-Brandenburg - In der Regelzone von 50Hertz wird Berlin eine wichtige Verbrauchssenke bleiben Gesetzgeber bestimmt die weitere Entwicklung von BHKW und HKW - Offene Fragen: KWK-Ziel im Gesetz, Wirkung der Novelle in der Praxis - Flexibilitätsoption zur Deckung der Residuallast Berlin: Wärmemarkt bestimmt den Ausstoß von CO in der Stadt - Neben Zubau Erneuerbarer sicher auch künftig Hauptstadt der Kraft-Wärme-Kopplung - KWK-Erzeugung liegt bei 7 TWh/a (von 51 TWh/a der Allgemeinen Versorgung in Deutschland) - HKW Lichterfelde im Bau, HKW Lichtenberg in Planung, Brennstoffwechsel Klingenberg - Zuwachs auch bei BHKW (mit Brennwertkessel Primärenergiefaktor 0,4-0,7) Quelle: Aktueller Stand der KWK-Erzeugung, Öko-Institut e.v., Berlin,

17 Annahmen zur Entwicklung verbrauchsnaher Erzeuger in Berlin bis 030 Verbrauchsnahe Erzeugung weiter wachsend, Szenario Max mit W ~ 0,7 TWh/a - Haushaltsverbrauch bleibt dominant, W ~ 4,5 TWh/a - Speicherheizung rückläufig, Zuwachs bei Elektrowärmepumpen und Elektrofahrzeugen Verbrauch GWh/a Erzeugung GWh/a Quelle: Netzintegration dezentraler Anlagen, Prognose Niederspannung, VE Distribution Berlin,

18 Welche Entwicklungen gibt es im Wärmemarkt? Trend zu Wärmespeichern - Entkoppelung von Erzeugung und Verbrauch, optimierte Fahrweise von KWK-Anlagen - Interessant sowohl betriebswirtschaftlich als auch als Flexibilitätsoption im System Trend zur Kopplung von Strom- und Wärmenetzen ( Power-to-Heat, PtH) - Auch ein Beitrag zu mehr erneuerbarer Wärme, wenn Strom aus Erneuerbaren - Nah- und Fernwärmenetze sind vorhanden und ausbaufähig - In deutschen Städten bereits 4 Anlagen mit insgesamt 417 MW Regelzone 50 Hertz mit Erzeugungsüberschuß - Einspeisung aus Erneuerbaren deckt 4% des Letztverbrauchs - Teilweise Integration von Windstromspitzen in die Wärmeversorgung statt ESM Quelle: 50Hertz, Almanach 014, abgefragt

19 Wie ist der Stand bei Power-to-Heat in Deutschland? Power-to-Heat in Deutschland Ort Blockanzahl Blockleistung Σ Leistung Typ Errichtung Anschluss-ÜNB Stand 03/015 MW MW FHW Neukölln Berlin 4,5 10 Elektroheizstab Hertz BTB Berlin Adlershof Berlin Hertz HKW Altbach/Deizisau Deizisau Elektrodenkessel Transnet BW Stadtwerke Dessau Dessau Hertz Stadtwerke Flensburg Flensburg Tennet Stadtwerke Forst Forst 1 0,55 0,55 50Hertz Infraserv Höchst Frankfurt/Main 10 0 E.ON KW Shamrock Herne Stadtwerke Jena Jena Hertz Stadtwerke Kiel Kiel Tennet Stadtwerke Lemgo Lemgo ENRO Ludwigsfelde Ludwigsfelde 50Hertz Technische Werke Ludwigshafen Ludwigshafen 5 10 Heizkraftwerk GmbH Mainz Mainz 5 10 Amprion GmbH Stadtwerke München München 4,5 10 Tennet N-ergie Nürnberg 5 50 Elektrodenkessel Tennet Energieversorgung Offenbach Offenbach 5 10 Amprion GmbH KW Philippsburg Philippsburg Transnet BW Premnitz 10 0 Elektrodenkessel 014 VVS Saarbrücken Saarbrücken Amprion GmbH MHKW Salzwedel Salzwedel 6 Elektrodenkessel 50Hertz Stadtwerke Schwerin Schwerin Elektroheizstab 50Hertz ENBW Stuttgart Stuttgart Transnet BW Bioenergie Taufkirchen Taufkirchen 1 5,5 5,5 Stadtwerke Tübingen Tübingen Transnet BW 417,05 Quelle: internet, eigene Recherche, Nov

20 Fazit Inhalt: Die Bedeutung dezentraler Systeme im Berliner Verteilungsnetz bleibt weiterhin hoch Das Stromnetz nimmt jede Einspeisung auf Hauptsache diskriminierungsfrei. Berlin ist in der Energieregion Nord-Ostdeutschland eine wichtige Lastsenke, die über ein gut ausgebautes Stromnetz strukturell hervorragend auf die Energiewende vorbereitet ist. Anreiz zur Kopplung von Strom- und Wärmenetzen entsteht durch Erzeugungsüberschuß in der Regelzone von 50 Hertz. Energie- und Klimapolitik: Marktakteure suchen ihr betriebswirtschaftliches Optimum Anreizkompatibler Gesetzesrahmen kann energie-/klimapolitische Ziele und Marktakteuren zusammenbringen. Offene Diskussion über energiepolitisches Dreieck notwendig. 0

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Disclaimer: Alle Aussagen beziehen sich ausschließlich auf die Ansichten der Autoren und stellen nicht notwendigerweise die Sicht von Stromnetz Berlin oder Vattenfall dar. Die Folien sind das Ergebnis fortlaufender energiewirtschaftlicher Diskussionen und können ohne mündliche Erläuterungen unvollständig wirken. Stefan Saatmann M.Sc Projektentwicklung Vattenfall Europe Metering GmbH Wilhelm-von-Siemens-Str Berlin Tel Mobil