Modell zur Erstellung anlagenscharfer Ausbauszenarien für Windkraftanlagen zur Unterstützung der Netzplanung

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1 Modell zur Erstellung anlagenscharfer Ausbauszenarien für Windkraftanlagen zur Unterstützung der Netzplanung Beitrag zum 45. Kraftwerkstechnischen Kolloquium 2013 Tobias Schmid Luis Carr Christoph Pellinger 1

2 Inhalt Motivation Standorte für Windkraftanlagen Modellierung von Ausbauszenarien Darstellung der Ergebnisse 2

3 Inhalt Motivation Standorte für Windkraftanlagen Modellierung von Ausbauszenarien Darstellung der Ergebnisse 3

4 Wind Photovoltaik Biomasse Installierte Leistung erneuerbarer Energien bis Oktober GW 30 GW 35 GW 8 GW 6 GW 6 GW 20 GW 4 GW 10 GW 2 GW 0 GW FfE MOS_ GW 30 GW 0 GW FfE MOS_ GW 20 GW 10 GW 4 0 GW FfE MOS_

5 Wind Zukünftige Entwicklung im Bereich Windkraftanlagen NEP C: 86 GW NEP B: 49 GW NEP A: 46 GW Potenzial & Wahrscheinlichkeit 40 GW 30 GW + 10 Jahre 33 GW 20 GW 10 GW 5 0 GW FfE MOS_

6 Inhalt Motivation Standorte für Windkraftanlagen Modellierung von Ausbauszenarien Darstellung der Ergebnisse 6

7 Standorte für Windkraftanlagen Ausschlussflächen Siedlungs- und Verkehrsflächen Naturschutzgebiete FFH-Schutzgebiete SPA-Gebiete Nationalparks 7

8 Standorte für Windkraftanlagen Abwertung Landschaftsschutzgebiete Wald Naturpark Biosphärenreservate 8

9 Standorte für Windkraftanlagen Eignungsflächen 9 Potenzielle Standorte für Windkraftanlagen Plan Seehofer

10 Leistung [MW] Häufigkeit [-] Standorte für Windkraftanlagen Bewertung der Standorte 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Mittlere Windgeschwindigkeit Bayreuth Weibull-Verteilung FfE EONNetz-01#V EEG-Potenziale Bayern_eV_ Windgeschwindigkeit in 80 m über Grund [m/s] Enercon E-82, 3MW Enercon E-82 Potenzielle Volllaststunden Windkraft Niedersachsen in 80m über Grund < 800 h/a h/a h/a h/a h/a h/a h/a h/a > h/a 0 FfE EONNetz-01#V EEG-Potenziale Bayern_eV_ Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe [m/s] 10

11 Standorte für Windkraftanlagen mit Eignung Vereinfachte Klassifizierung 11

12 Zu priorisierende Gebiete für Windkraftanlagen Standorte in ausgewählten Gebieten sollen priorisiert bebaut werden: Flächennutzungspläne Vorrangflächen Genehmigte Windparks Geplante Windparks 12

13 Inhalt Motivation Standorte für Windkraftanlagen Modellierung von Ausbauszenarien Darstellung der Ergebnisse 13

14 Ausbauszenario für Windkraftanlagen mit WiSTl Beispiel für die Modellierung des Ausbaus im Wind-Szenario-Tool (WiSTl): 14

15 15 WiSTl Visualisierung mit GoogleEarth

16 WiSTl Visualisierung einer einzelnen Berechnung Ausbauszenario unter Berücksichtigung der Bestandsanlagen, VLS und Flächeneignung Priorisierung von Vorranggebieten Priorisierung von Windparks Räumliche Auflösung: Einzelanlage Einspeisedichte und Varianz nicht ablesbar 16

17 WiSTl Szenario mit Erwartungswerten 100 Einzelberechnungen werden durchgeführt (16 GW ca Anlagen 0,5 Mio. WEA) Zusammenfassung der Berechnungen als Erwartungswert je Rasterzelle Rasterzellengröße: 10 km, 5 km, 1 km Hohe Leistungsdichte Höhere Spg.-Ebene 17

18 18 WiSTl Szenario mit Erwartungswerten

19 WiSTl Potenzialanalysen ohne Leistungsdichte Beispiel GW Potenzial Windkraft Vorranggebiete und FfE- Eignungsflächen Bestandsanlagen Installierte Leistung je 25 km² 1 MW 1-2 MW 2-3 MW 3-4 MW 4-5 MW 5-6 MW 6-7 MW 7-8 MW 8-9 MW > 9 MW 19

20 WiSTl Potenzialanalysen ohne Leistungsdichte Beispiel GW 20

21 WiSTl Einfluss der Parameter Beispiel 1 Ausbau Windkraft Szenario 1 Bestandsanlagen Installierte Leistung je 25 km² 1 MW 1-2 MW 2-3 MW 3-4 MW 4-5 MW 5-6 MW 6-7 MW 7-8 MW 8-9 MW > 9 MW 21

22 WiSTl Einfluss der Parameter Beispiel 2 Ausbau Windkraft Szenario 2 Bestandsanlagen Installierte Leistung Je 25 km² 1 MW 1-2 MW 2-3 MW 3-4 MW 4-5 MW 5-6 MW 6-7 MW 7-8 MW 8-9 MW > 9 MW 22

23 Inhalt Motivation Standorte für Windkraftanlagen Modellierung von Ausbauszenarien Darstellung der Ergebnisse 23

24 Windkraft in Deutschland und Österreich Visualisierung der Leistungsdichte im quadratischen Raster Windkraft Leistungsdichte 0-3 MW/400 km² 3-6 MW/400 km² 6-9 MW/400 km² 9-14 MW/400 km² MW/400 km² MW/400 km² MW/400 km² MW/400 km² MW/400 km² MW/400 km² > 253 MW/400 km² 24

25 Windkraft in Deutschland und Österreich Visualisierung der Leistungsdichte im hexagonalen Raster Windkraft Leistungsdichte 0-3 MW/Zelle 3-6 MW/Zelle 6-10 MW/Zelle MW/Zelle MW/Zelle MW/Zelle MW/Zelle MW/Zelle MW/Zelle MW/Zelle > 200 MW/Zelle 25

26 Problem bei der Visualisierung mit Rastern 26

27 Windkraft in Deutschland und Österreich Visualisierung der Leistungsdichte mittels Kernel-Density Windkraft Leistungsdichte 0,7 MW/km² 0 MW/km² 27

28 Windkraft in Deutschland und Österreich Vergleich der verschiedenen Visualisierungsmöglichkeiten Kernel Density Hexagonales Raster Raster 28

29 Zusammenfassung Motivation Modell = räumliche Interpretation von Ausbauszenarien Standorte für Windkraftanlagen Windeignungsflächen + Abwertung (NP, LSG, ) + Aufwertung (VR) + Eignung (VLS) Wahrscheinlichkeiten = unterschiedliche Geschichten Modellierung von Ausbauszenarien Viele Durchläufe: Erwartungswert + Streuung Bildung von Windparks Darstellung der Ergebnisse Gemeinde, Raster, hexagonale Raster, Kernel-Density 29

30 30 Modell mitentwickelt im Rahmen des Projekts: Merit Order der Energiespeicherung 2030

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Tobias Schmid +49 (89) Dipl.-Ing. Luis Carr +49 (89) Dipl.-Phys. Christoph Pellinger +49 (89) Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.v. Am Blütenanger München 31