Westnetz wir bewegen Energie

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1 Westnetz wir bewegen Energie Wir erproben die innovativen Technologien von morgen, Philipp Stöber SEITE 1

2 Agenda Aufgaben der Westnetz als Verteilnetzbetreiber Herausforderung Energiewende Mit innovativen Technologien die Energiewende gestalten Zusammenfassung und Ausblick SEITE 2

3 Als Verteilnetzbetreiber ist Westnetz verantwortlich für die Stromverteilung von der Hochspannung bis zum Haushalt 380 / 220 kv Übertragungsnetz 110 kv Hochspannungsnetz 30 / 20 / 10 kv 400 V Mittelspannungsnetz Niederspannungsnetz Verteilnetz SEITE 3

4 Westnetz ist der führende Verteilnetzbetreiber in Deutschland Kennzahlen Umsatz 5,8 Mrd. Mitarbeiter/innen Versorgte Fläche km² Netzlänge Strom km Netzlänge Gas km Kundenanschlüsse Strom Kundenanschlüsse Gas SEITE 4

5 Westnetz: Der Verteilnetzbetreiber für Strom und Gas im Westen Deutschlands > Wir sind der größte Verteilnetzbetreiber in Deutschland und versorgen ca. 7,5 Millionen Einwohner mit Strom und Gas > Wir verantworten Planung, Bau, Instandhaltung und Betrieb des Strom- und Gasverteilnetzes > Wir investieren kontinuierlich in den Aus- und Umbau von Netzen für die intelligente technische Infrastruktur von morgen > Mitarbeiter sorgen mit hoher technischer Kompetenz für eine zuverlässige Versorgung: 24 Stunden am Tag, an 365 Tagen im Jahr SEITE 5

6 Agenda Aufgaben der Westnetz als Verteilnetzbetreiber Herausforderung Energiewende Mit innovativen Technologien die Energiewende gestalten Zusammenfassung und Ausblick SEITE 6

7 Die Energiewende findet in den Verteilnetzen statt > 98 % der rund 1,9 Mio. km Stromleitungen... > 99,9 % der rund 45 Mio. Zählpunkte... > 98 % der Erneuerbaren Energien (75 GW / 118 TWh) befinden sich in der Verteilnetzebene 1 und führen dort zu signifikantem Netzausbaubedarf bis 27 Mrd in bis 43 Mrd in HöS HS MS NS Effekte durch die Energiewende Verteilnetz 1 VDN-Report, Energiehorizonte 2020 Stromversorgung der Zukunft 2 BDEW, 2011, Abschätzung des Ausbaubedarfs in deutschen Verteilungsnetzen aufgrund von Photovoltaik- und Windeinspeisungen bis dena, 2012, dena-verteilnetzstudie. Ausbau- und Innovationsbedarf der Stromverteilnetze in Deutschland bis SEITE 7

8 10 % der EE-Leistung in Deutschland ist an das Verteilnetz der Westnetz angeschlossen Gebiet Westnetz Deutschland 8 80 GW GW Photovoltaik 6 1 GW 60 Wind Sonstige Erneuerbare > 12 % der Windenergie- und 8 % der Photovoltaikleistung Deutschlands sind an das Verteilnetz der Westnetz angeschlossen Quelle: Westnetz, BNetzA, WindGuard SEITE 8

9 und führen bereits heute zu häufigen (und deutlichen) Zeiten mit Energieflussumkehr 1 Beispiel einer typischen, ländlichen 30-kV-Ebene (P<0: Nettobezug; P>0: Nettorückspeisung) UA mit 110/30-kV Trafos Verbrauch Rückspeisung Trafo 12 (40 MVA) Trafo 11 (40 MVA) Aus dem klassischen Lastgang wird ein Einspeiseprofil SEITE 9

10 Agenda Aufgaben der Westnetz als Verteilnetzbetreiber Herausforderung Energiewende Mit innovativen Technologien die Energiewende gestalten Zusammenfassung und Ausblick SEITE 10

11 Mit innovativen Projekten erweitern wir den Lösungsraum für den modernen Betrieb unserer Netze Vorteil Innovation smarte Lösungen bieten Vorteile, wenn konventionelle Methoden (ggf. mittelfristig) unwirtschaftlicher / unpopulärer / unökologischer, o.ä. sind Bewährte Technologien werden in den Planungs- und Betriebsgrundsätzen übernommen (RONT, Weitbereichsregelung ) Aus neuen Lösungsansätzen lassen sich neue Produkte und Geschäftsmodelle generieren (Hexacopter, AmpaCity, ggf. Speicher, ) Smart Grid Reduktion Betriebskosten Planungskonzepte Bestandsprojekte Smart Market Instandhaltung Assetoptimierung Power 2 x (Speicher) SEITE 11

12 Innovations- und F&E-Themen im Gebiet der Westnetz Düren Wesel Neuss Essen Bad Bentheim Münster 8 Recklinghausen Dortmund Siegen Osnabrück Arnsberg DSO 2.0 Entwicklung innovativer Netzsysteme und des zukünftigen Rollenverständnisses über Smart Grids / Smart Markets und Power 2 X (Speicher) Operative Exzellenz Optimierung des Assets und der Prozesse über Reduktion der Betriebskosten, Weiterentwicklung des Assets sowie der Instandhaltungs- und Planungsprozesse Trier Saffig Idar-Oberstein Von der Forschung in die Praxis Erfolgreich abgeschlossene F&E- und Innovationsprojekte im Einsatz SEITE 12

13 DSO 2.0 ElChe Wettringen liefert einen positiven Business Case für die Energiewende kV-Netzverstärkung wird erforderlich, um Spannungsprobleme in 10-kV und NSP zu verhindern; Trafoprobleme in ONS und UA sind dann nicht behoben. 2. UA Wettringen und Neuenkirchen werden aufgelöst und UA Maxhafen (110-kV) neu gebaut kV-Zielnetzkabel werden erforderlich zur Neueinbindung PV-Einspeisung 10-kV-Netzverstärkung (1) prinzipiell dann unnötig; stattdessen wird ein mobiler Speicher eingesetzt X X X heutige Umspannanlage SEITE 13

14 In Wettringen wird der bisher größte Speicher im elektrischen Verteilnetz der Westnetz eingesetzt DSO 2.0 Daten: 250 kw 350 kva kwh SEITE 14

15 DSO 2.0 In Ibbenbüren wird eine Anlage zur Wasserstofferzeugung per Elektrolyse getestet werden (Power to Gas) Container mit Elektrolyse-Einheit (Länge 6 m) Vereinfachter chemischer Prozess H 2 O PEM + - H + H 2 Elektrolyseur mit PEM (Proton Exchange Membrane)-Technologie Elektrische Nennleistung 150 kw Erzeugung von ca. 30 m³ N /h Wasserstoff bei 13 bar(g) Einbringung in regionales Erdgastransportnetz der RWE D AG Hoher Wirkungsgrad Strom/H2 71% + 15% durch Abwärmenutzung der PEM für GDRM Betrieb des Elektrolyseurs ausschließlich mit grünem Strom Aufbau kommerzieller/bilanzieller Prozesse Herstellung durch ITM O 2 Elektroden SEITE 15

16 DSO 2.0 Biogasspeicherung in Abhängigkeit von PV-Einspeisung 450 BHKW- CHP power Leistung PV-Leistung power Biogasspeicher 3.2 MWh el Leistung BHKW [kw] PV-Einspeisung [%] 220-kVA- BHKW :00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00: SEITE 16

17 DSO 2.0 Der Smart Operator liefert dezentrale Intelligenz im Niederspannungsnetz Im Zentrum des intelligenten Stromnetzes in der Niederspannung installiert: der Smart Operator. Über Kommunikationstechnik mit Stromerzeugern, Verbrauchern und Speichern verbunden. Erfassung von Einspeisungen, Lasten und Speichermöglichkeiten im Stromnetz mit Einspeise- und Lastprognosen. Feldtests in Wertachau, Kisselbach und Wincheringen Berücksichtigung der physisch-technologischen Effekte im Netz; keine Annahme einer Kupferplatte, sondern Einbeziehung der lokalen Netztopologie. Speichertechnologien; behind the meter und als Netzbetriebsmittel; Li-Ion, Blei-Gel SEITE 17

18 Operative Exzellenz AmpaCity Thema Untersuchung der technischen Eignung supraleitender Technologien (Kabel und Strombegrenzer) im Verteilnetzbereich samt Verlegung einer Demonstrationsstrecke, die das innerstädtische Hochspannungskabel ersetzen soll. Nutzen Vermeidung einer höheren Spannungsebene Geringerer Raumbedarf bei Anlagen und Trassenbreite Höhere Betriebssicherheit Langfristig Kosteneinsparungspotenziale SEITE 18

19 Operative Exzellenz Gegenschallsystem in Umspannanlagen Thema Einsatz eines Gegenschallsystems um die von Transformatoren erzeugten Geräusche zu dämpfen Nutzen Geringere Geräuschbelastung der Anwohner Günstigeren Schallschutz (im Vergleich zur Schallschutzwand) SEITE 19

20 Bestandsprojekt Hexacopter Thema Inspektionen und Fehlerortung als interne und externe Dienstleistung sicher und innovativ Nutzen Verbesserung der Inspektionsergebnisse durch optimierte Inspektionsflüge Effizienzerhöhung der Inspektionsflüge Erhöhung der Arbeitssicherheit SEITE 20

21 Bestandsprojekt Regelbare Ortsnetztransformatoren Thema Stationen mit regelbaren Ortsnetztransformatoren messen die Spannung an den NS-Abgangsfeldern und können so die Spannung im unterlagerten Niederspannungsnetz autark über einen stufbaren Transformator hoch- und runterregeln Zielerwartung Erhöhung der Einspeisekapazität Vermeidung von unzulässigen Spannungsanhebungen Vermeidung von Netzausbaumaßnahmen SGB SEITE 21

22 Bestandsprojekt Weitbereichsregelung Thema flexible Anpassung der Sammelschienenspannung unter Einfluss von Messstellen im unterlagerten Mittelspannungsnetz. Nutzen Vermeidung von Netzausbaumaßnahmen Sicherstellung der Spannungsbandgrenzwerte obere Spannungsgrenze Grenzwertverletzung Schwachlastfall mit Einspeisungen Starklastfall mit Einspeisungen Sollwert Sammelschienenspannung Umspannanlage abgesenkte Sammelschienenspg. Schwachlastfall ohne Einspeisungen untere Spannungsgrenze Starklastfall ohne Einspeisungen Grenzwertverletzung ONS: Strecke relevante Einspeisungen: SEITE 22

23 Agenda Aufgaben der Westnetz als Verteilnetzbetreiber Herausforderung Energiewende Mit innovativen Technologien die Energiewende gestalten Zusammenfassung und Ausblick SEITE 23

24 Westnetz: Wir sind Gestalter der Energiewende > Wir integrieren bereits heute Erneuerbare Energien in der Größenordnung von rund 7 Großkraftwerken in unser Verteilnetz > Heute und zukünftig stellen wir die Qualität unserer Netze durch Einsatz bestehender und neuer Technik sicher > Wir sammeln mit Innovationsprojekten bereits heute Erfahrungen für die Herausforderungen von morgen > Wir setzen unsere Kompetenz bei der aktiven Gestaltung der Energiewende ein SEITE 24

25 Back-Up - Fragen - Diskussionen SEITE 25