Das Energieinformationsnetz. ein Schlüssel für die Energiewende? Göttingen, 11. April 2013

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1 1 Das Energieinformationsnetz ein Schlüssel für die Energiewende? Göttingen, 11. April 2013

2 2 Marktkapriolen Korrelation von Last, Einspeisung (Wind) und Preis Höchstpreise zu Starklastzeiten Negative Preise zu Schwachlastzeiten Quelle: Fraunhofer IWES, Kassel, 2010 Last in GW

3 3 Auswirkung auf die Übertragungsnetze Transportstrecken für elektrische Energie Höhere Belastung der Übertragungsnetze durch Liberalisierung und verstärkte Einspeisung aus erneuerbaren Energien. Onshore Windparks

4 4 Auswirkung auf die Verteilernetze 1990: Residuallast von privaten Haushalten eines Sommertages ohne Energiewandlungseinheiten (1990, oben) 2030 PV (und Wind) Quelle: Dederichs, RWTH Aachen

5 5 Kleinkraftwerk PV Verteilernetz einer typischen ländlichen Region Installierte Leistung 1 GW PV-Anlagen ca. ¼ Steinkohlekraftwerk 800 Anlagen > 100 kw ~ 22% der Leistung abregelbar 0,5 GW Quelle: eigene Berechnungen/EWE Netz Anlagenanzahl in Tsd. (aufsteigend geordnet)

6 Interkonnektivität und Komplexität Gestern Morgen: > fach Übertragungsnetz Gesamtsystemverantwortung Übertragen Funktion: Top -> Down Gesamtsystemverantwortung + Funktion: Bottom Up Verteilernetz Verteilen IKT: #UW ~ Sammeln IKT: ~3 Mio Kraftwerke & ~ ONS Interkonnektivität schaffen & Realzeitanalyse und verarbeitung? Zuverlässigkeit? Verarbeiten hoher Datenvolumina? Interoperabilität und Standards? Komplexität beherrschen Automatisierung im VN? Hierarchische Steuerkonzepte? Heuristische/stochastische Optimierung? Echtzeitberechnung von Systemgrenzen? 6

7 7 Die Ampel : Marktbasierte Systemdienstleistungen in Verteilernetzen ÜNB/VNB ($14): 13 (2) EnWG 11 EEG ÜNB: 13 (1) 2. (Regelenergie) ÜNB/VNB ( 14): 13 (1) 1.(Netzschaltung) CEN-CENELEC-ETSI Smart Grid Coordination Group Sustainable Processes, 2012

8 8 IKT - Stand heute: Gesetzlich und Regulatorisch Smart Grid Übertragungsnetze sind intelligent : Umfassende Sensorik und Aktorik Verteilernetze: Wenig IKT in der Mittelspannung, annähernd keine in der Niederspannung Schritte im EnWG und EEG 20 (1a) sinngemäß erweitern um VNB-Aspekt? Smart Market Nur für große Energiemengen/Leistungen (EEX, Regelenergie)

9 9 IKT - Stand heute: EnWG Verteilernetze EnWG 12 (4) und 14: Betreiber von Erzeugungsanlagen.. industrielle und gewerbliche Letztverbraucher und Lieferanten von Elektrizität sind verpflichtet,... unverzüglich die Informationen bereitzustellen, die notwendig sind, damit die Übertragungsnetze sicher und zuverlässig betrieben, gewartet und ausgebaut werden können. Die Regulierungsbehörde wird ermächtigt, zum Datenformat der Bereitstellung an den Betreiber von Übertragungsnetzen oder den vorgelagerten Betreiber von Verteilernetzen. 14a Betreiber von Elektrizitätsverteilernetzen haben denjenigen Lieferanten und Letztverbrauchern im Bereich der Niederspannung, mit denen sie Netznutzungsverträge abgeschlossen haben, ein reduziertes Netzentgelt zu berechnen, wenn ihnen im Gegenzug die Steuerung von vollständig unterbrechbaren Verbrauchseinrichtungen, die über einen separaten Zählpunkt verfügen, zum Zweck der Netzentlastung gestattet wird. Die Steuerung kann direkt durch den Netzbetreiber oder indirekt durch Dritte auf Geheiß des Netzbetreibers erfolgen. Näheres regelt eine Rechtsverordnung nach 21i Absatz 1 Nummer 9. 21i: Rechtsverordnungen (9) auch Anforderungen an die kommunikative Einbindung Anforderungen an die Interoperabilität Kommunikation bidirektional

10 10 IKT - Stand heute: EEG 6 Technische Vorgaben (1) KWK-Anlagen müssen ihre Anlagen mit einer installierten Leistung von mehr als 100 Kilowatt mit technischen Einrichtungen ausstatten, mit denen der Netzbetreiber jederzeit 1. die Einspeiseleistung bei Netzüberlastung ferngesteuert reduzieren kann und 2. die jeweilige Ist-Einspeisung abrufen kann. (2) Anlagenbetreiberinnen und Anlagenbetreiber von Anlagen zur Erzeugung von Strom aus solarerstrahlungsenergie 1. mit einer installierten Leistung von mehr als 30 Kilowatt und höchstens 100 Kilowatt müssen die Pflicht nach Absatz 1 Nummer 1 erfüllen, 2. mit einer installierten Leistung von höchstens 30 Kilowatt müssen a) die Pflicht nach Absatz 1 Nummer 1 erfüllen oder b) am Verknüpfungspunkt ihrer Anlage mit dem Netz die maximale Wirkleistungseinspeisung auf 70 Prozent der installierten Leistung begrenzen.

11 11 IKT - Stand heute: Praxis acatech, 2012

12 12 Das IKT-basierte Energiesystem im Future Energy Grid M/490 Mandate EC/ Acatech, 2012 Energieinformationsnetz Abbildung: acatech STUDIE Future Energy Grid, Februar 2012, S. 100

13 13 Entwicklungsschritte des Energieinformationsnetzes 1. Zentraler Verzeichnisdienst enthält die angebundenen Anlagen mit einigen technischen Angaben und Informationen, wie die Anlage IKT-technisch von außen angesteuert werden kann. Der Verzeichnisdienst kann auch von Marktakteuren außerhalb der Netze genutzt werden. (Verordnung BMWI; in Arbeit) 2. Kommunikationsschnittstellen und -dienste, welche die Integrität und Sicherheit der Daten gewährleisten, machen technisch relevanten Informationen auch überregional nutzbar ( Datendrehscheiben mit bedarfsgerecht und kontrolliert zugreifbaren Schnittstellen). Automatisierte Interaktion der Marktteilnehmer (incl. Netzbetreiber) 3. Komplette Vernetzung: Plug and Play Acatech, 2012

14 14 Konzept Data Access Point Manager (Smart Grid Task Force)

15 15 Konzept Data Access Point Manager 1 DAM:Data Access Point Manager Geräteregister (DAM 1 ) automatisierte Registrierung (Pflicht) (Strukturinformation, regulierte Dienstleistung) operative Daten, nach Bedarf Dienstleister 1 (z.b. Systembetreiber) Dienstleister 2 (z.b. Lieferant) Dienstleister 3 (z.b. Aggregator) dezentrale Einheiten, z.b. dezentrale Erzeugung, Lastbeeinflussung, Zähler, evtl. (Sekundär-)Verteilnetzautomatisierung J. Kreusel, 2013

16 16 Fazit und Ausblick IKT ist eine tragende Säule der Energiewende Verbindend zwischen Smart Grid und Smart Market steht das Energieinformationsnetz Zu regeln: Betreiber (VNB, ÜNB, Unabhängiger kompetenter Dritter): IKT-Provider mit komplexen technische Anforderungen Monopol oder Wettbewerb STANDARDS Einer für D? Pro Regelzone? Pro VNB? Europäische Perspektive (98/34 procedure/ Directive 98/48/EC) Später: Bekommt der Markt auch Daten über die Netze? Das Wissen zur zügigen Umsetzung des ersten Schrittes ist da.

17 17 Literatur