Der Raumbezug der Energiewende

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1 Der Raumbezug der Energiewende

2 Inhalt Regionalität erneuerbarer Energien und Verteilnetzbedarf Ausgleich Erneuerbarer Energien durch Speicher und Transportnetze Aspekte zu Netztechnologien

3 REGIONALITÄT ERNEUERBARER ENERGIEN UND VERTEILNETZBEDARF

4 Quelle: Dr. Zittel, Ludwig Bölkow Systemtechnik Quelle: Murray, J., King, D. in Nature, Vol. 481, 26. Jan. 2012

5 Für zukünftige hohe Anteile erneuerbare Energien müssen Netze zur Flexibilität beitragen Ausgleich am Strommarkt und über das Stromtransportnetz Last- bzw. verbrauchsgeprägte Last- bzw. Last- bzw. städtische verbrauchsgeprägte verbrauchsgeprägte Gebiete städtische Gebiete städtische Gebiete Erneuerbare Energien geprägte ländliche Gebiete Erneuerbare Erneuerbare Energien geprägte Energien geprägte ländliche Gebiete ländliche Gebiete Quelle: TU Dortmund + ABB

6 Frage: Wieviel Verteilnetz benötigt D bis 2030 durch erneuerbare Energien in den Regionen? 17 Verteilnetzbetreiber Ergebnis Mrd. Euro bis 2030 je nach Szenario Quelle: dena-iii-verteilnetzstudie

7 Aufnahmefähigkeit der Netzebenen in Landkreisen bezogen auf Zubauziele Niederspannung Mittelspannung Hochspannung 2,6 Mrd. Euro Netzausbaukosten bis 2025 Windausbau bündeln und an HS-Ebene PV, Biomasse, etc. lastnah Kostenoptimierung durch Lenkung des EE-Ausbaus und Gesamtkostenbetrachtung (EE-Ausbaus + Netzausbau) Innovationen im Netz zur Ausbaureduktion Quelle: ef.ruhr NRW Verteilnetzstudie

8 AUSGLEICH ERNEUERBARER ENERGIEN DURCH SPEICHER UND TRANSPORTNETZE

9 Ergebnisse der Marktsimulation für ein Szenario 2035 Leistung [GW] Liebenau, Spieker, Teuwsen (ie³) Abregelung EE Öl Last nach Flex + PSW Braunkohle Pumpspeicher Last nach Flex Steinkohle Importe Residuallast nach Flex Gas EE + Klein-KWKA Pumpbetrieb Exporte wärmebedingte KWK-Erzeugung nicht verwertbare Energie So Sa Nettolast Nettoeinspeisung 3.5 GW 14.3 GW Last: 82,5 GW Exporte: 6,5 GW Last: 96,0 GW Exporte: 28,1 GW Einsp.: 89,0 GW Einsp.: 71,0 GW Importe: 0 GW Importe: 14,1 GW Einsp.: 124,1 GW Importe: 0 GW Last: 85,1 GW Exporte: 0 GW

10 Energiespeicherung am Beispiel Schluchseespeicher x entspricht Bedarf an Speicherenergie in Deutschland!

11 Transportnetzausbau Netzentwicklungspläne definieren den Bedarf an neuen Leitungen Überregionaler Ausgleich zwischen Wind- und PV- Erzeugung, Kraftwerken und Lasten Source: Netzentwicklungsplan Strom 2013

12 Gasnetz-Erweiterung Netzentwicklungsplan Gas Gasnetz überwiegend für Ost- West-Transport ausgelegt. Stromtransportnetz benötigt Nord-Süd-Ausgleich Quelle: Netzentwicklungsplan 2013 Source: Netzentwicklungsplan Gas 2014

13 ASPEKTE ZU NETZTECHNOLOGIEN

14 Transportnetztechnologien 380-kV-Freileitung 1,8 bis 2,5 GVA (je System) Schutzstreifen 2 * 40m Geringe Trassenpflege ca. 1 Mio. /km (Doppelsys.) + Betriebserfahrungen seit 70 a + Hohe Verfügbarkeit (AWE) + Robust / Überlastbarkeit + Lange Nutzungsdauern 80 a Sichtbarkeit Akzeptanzprobl. Atmosphärische Beeinflussung Kompaktleitungen eingeschränkte Zugänglichkeit (a) (b.1) (b.2) Hochtemperatur-Leiterseile ca. Leistungsverdoppelung Kosten ca. 1,1 bis 6-fach + Je nach Typ keine Maßnahmen an Masten + Höhere Trassenraumnutzung Geringe Betriebserfahrungen Höhere Verluste Betrieb näher an Stab.-Grenze

15 380-kV-Kabel ca. 1,0 GVA (je System) Kabelgraben ca. 15m + Muffenbauwerke 380-kV-Kabel und GIL Trassenpflege Kosten 4-10-fach gegenüber Freileitungen + Geringe Sichtbarkeit + Wartungsfreiheit (quasi) + Atmosphärische Unabhängigkeit Hohe Investitionskosten Geringe Überlastbarkeit schwieriger Systembetrieb Längere Störungsdauer Geringe Betriebserfahrungen 380-kV-Gasisolierte Leitung ca. 3 GVA Isoliermedium Treibhausgas Verlegung in Erde oder Tunnel Kosten 6-12-fach gegenüber Freileitungen + Übertragungsleistung + Gleiches Betriebsverhalten wie eine Freileitung + Geringe Trassenbreite Hohe Investitionskosten Geringe Impedanz Parallelbetrieb zur Freileitung schwierig Wenig Betriebserfahrungen, bislang nur kurze Strecken (<1km) realisiert Quelle: Siemens

16 Freileitung <-> Kabel Übergangsbauwerk Freileitung auf Kabel für eine 2-systemige Übertragungsleitung (30 m x 70 m )

17 HGÜ klassisch bis +/- 800 kv 6,4 GW mit Freileitung HGÜ / HVDC Kostengünstig bei hohen Leistungen und Längen + Lange Kabelstrecken ohne Kompensation möglich + Regelbarkeit der Übertragungsleistung + Betriebserfahrung seit > 60 Jahren (bzw. >20 Jahren VSC) Quelle: ABB 600 m x 360 m HGÜ VSC bis +/- 500 kv > 2 GW mit VPE-Kabel Kostengünstig bei längeren Strecken kompaktere Umrichter 150 m x 100 m Hohe Basiskosten durch Umrichter Flächenbedarf der Umrichter Klassisch: nur Punkt zu Punkt Verbindungen Keine Betriebserf. im vermaschten Netz und als teilverkabeltes System Quelle: ABB VSC klassisch Quelle: ABB

18 ZUSAMMENFASSUNG

19 Zusammenfassung Energiesystem hat immer eine starke Raumwirkung Bedarf an Verteil- und Transportnetzen durch Erneuerbare Energien Bedarfs- und Fachplanung sind stark technologieabhängig

20 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT!