110-kV-Netzausbauplanung zur Aufnahme erneuerbarer Energien Dr. Markus Obergünner, Leiter Netzplanung / Asset Management Hannover, 02.11.2011
Agenda 1. Einleitung 2. DEWI II Potentialstudie als Grundlage für die Netzplanung 3. Netzausbau im Hochspannungsnetz auf Basis DEWI II Studie nach dem NOVA-Prinzip 4. Netzausbautechnologien 5. Zusammenfassung 2
Energiekonzept (Entwurf) des Landes Niedersachsen bis 2020: 25% des niedersächsichen Endenergieverbrauchs aus regenerativen Energien darunter: 90% des Bruttostromverbrauchs aus erneuerbaren Energien (ohne offshore-wind, heute ca. 1/3) Schwerpunkt Windenergie: potentieller Zuwachs um 7.500 MW bis 2020 auf dann über 14 GW Ausbau der Nutzung von Biomasse und Solarenergie Modernisierung und Neubau konventioneller Kraftwerke Niedersachsen als das Energieland Nr. 1 3
Entwicklung der Erneuerbaren Energien in Deutschland 120 heute Photovoltaik 100 mittlere Bezugslast: 69,4 GW (Stand 2010) Windenergie Biomasse installierte Leistung [GW] 80 60 40 vorrangige Entwicklung in Niedersachsen: starker Ausbau der Windenergie Deutschland: +6%/a Niedersachsen: +8%/a 20 0 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012* 2014* 2016* 2018* 2020* Wasserkraft 53 GW 35 GW 9 GW 5 GW * aus "Nationaler Aktionsplan Erneuerbare Energien", korrigiert Quelle: Erneuerbare Energien in Zahlen, Nationale und Internationale Entwicklung, BMU, Juli 2011 sowie: Nationaler Aktionsplan Erneuerbare Energien, Bundesregierung, August 2010 4
Netzausbau in Niedersachsen bisher und heute Netzsituation bisher Ergebnisse der DEWI I-Potentialstudie 2005/2006 wurden in Maßnahmen für die 110 kv-netze umgesetzt Grundsatz: NOVA-Strategie (Netz-Optimierung vor Verstärkung und Ausbau) Einsatz innovativer Methoden und Technologien Netzsituation heute Netze bereits heute vor allem im Küstenbereich an der Grenze der Belastbarkeit mit Einsatz neuer Technologien Erste Einspeisemanagementeinsätze (EISMAN) im Bereich Oldenburg (Weser-Ems) und Hannover 5
Netzentwicklungsplanung - Vorgehen 1. Bedarfsfeststellung der Ver- und Entsorgung installierte Leistung in GWel 25 20 15 10 5 0 9,3 8,9 7,3 2009 2010 2011* 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 * aus Stand Mitte 2011 extrapoliert? Biomasse Solar Windenergie Quelle: DEWI Studie, DEWI- Magazin Nds. Energiekonzept und eigene Berechnungen aus Anlagenstammdaten 2. Projektion des Bedarfs auf die heutigen 110 kv-hochspannungsnetze und Analyse der Belastungsprofile Verstärkung der UW-Kapazität Ausbaubedarf (410 km) 3. Planung, Abstimmung und Umsetzung konkreter Netzentwicklungsmaßnahmen Emden neues 380/110-kV-UW Wilhelmshaven Oldenburg Cloppenburg 6
Agenda 1. Einleitung 2. DEWI II Potentialstudie als Grundlage für die Netzplanung 3. Netzausbau im Hochspannungsnetz auf Basis DEWI II Studie nach dem NOVA-Prinzip 4. Netzausbautechnologien 5. Zusammenfassung 7
Installierte Leistung aus EE in Niedersachsen 25 Datenbasis: DEWI II Studie installierte Leistung in GWel 20 15 10 5 0 7,3 8,9 9,3 2009 2010 2011* 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 * aus Stand Mitte 2011 extrapoliert Biomasse Solar Windenergie Korridor der zukünftigen Entwicklung wird wesentlich durch politische und raumordnerische Rahmenbedingungen festgelegt!? Quelle: DEWI Studie, DEWI- Magazin Nds. Energiekonzept und eigene Berechnungen aus Anlagenstammdaten 8
Ergebnisse der DEWI II Potentialstudie - landkreisscharf Wittmund Cuxhafen Aurich Fries- Wilhelmshaven Bremerhaven Stade Emden land Wesermarsch Leer Ammerland Osterholz Rotenburg (Wümme) Harburg Lüneburg [MW] Oldenburg (Oldb.) Bremen Oldenburg Delmenhorst Verden Soltau- Fallingbostel Uelzen Lüchow- Dannenberg Emsland Cloppenburg Diepholz Celle Vechta Grafschaft Bentheim Nienburg (Weser) Gifhorn Osnabrück Hannover Wolfsburg Osnabrück Schaumburg Peine Braunschweig Helmstedt Hameln- Pyrmont Hildesheim Salzgitter Wolfenbüttel Holzminden Goslar Northeim Osterode am Harz Göttingen 9
Agenda 1. Einleitung 2. DEWI II Potentialstudie als Grundlage für die Netzplanung 3. Netzausbau im Hochspannungsnetz auf Basis DEWI II Studie nach dem NOVA-Prinzip 4. Netzausbautechnologien 5. Zusammenfassung 10
Erhöhung der Übertragungskapazität zur Aufnahme der Leistung aus EE NOVA-Strategie der E.ON Netz zur Windintegration I Netz-Optimierung II vor -Verstärkung vor III -Ausbau/Ersatzneubau 11
Integrierte Betrachtung über alle Spannungsebenen ist dringende Voraussetzung: Gefahr regionaler Ausspeisefallen Genehmigungs- und Realisierungszeiten können EE-Aufnahme verzögern! Windpark MS-Netz HS-Netz HöS-Netz Ausweisung neuer Windeignungsflächen Aufnahme von 80-90 % der Leistung im MS-Netz Zubringer zu den Kuppelstellen mit dem HöS-Netz Ausbau der Kuppelstellen und des Transportnetzes 12
Notwendiger 110-kV-Netzausbau für Ausbaustufe 2015 am Beispiel Netzgebiet Oldenburg (Basis: DEWI II-Studie) Wilhelmshaven Leistung [MW] 6000 5000 4000 3000 2000 Starklast Schwachlast Biomasse Solar Windenergie Emden 1000 Oldenburg 0 2010 2015 Last Cloppenburg 13
Notwendiger 110-kV-Netzausbau für Ausbaustufe 2015 am Beispiel Netzgebiet Oldenburg (Basis: DEWI II-Studie) Wilhelmshaven Leistung [MW] 6000 5000 4000 3000 2000 Starklast Schwachlast Biomasse Solar Windenergie [MW] Emden Oldenburg 1000 0 2010 2015 Last Regionalisierung Cloppenburg Prognose EEG-Leistung 2015 installierte EEG-Leistung 2011 14
Notwendiger 110-kV-Netzausbau für Ausbaustufe 2015 am Beispiel Netzgebiet Oldenburg (Basis: DEWI II-Studie) Netzausbaubedarf Emden neues 380/110-kV-UW notwendig! Wilhelmshaven 110-kV-Leitungen: zunächst überwiegend in bestehenden Trassen (hier: ca 400 km) UW-Kapazität zwischen HS- und HöS-Netz zur Abführung regional überschüssiger Leistung Oldenburg Cloppenburg Leistung [MW] 6000 5000 4000 3000 2000 Starklast Schwachlast Biomasse Solar Windenergie 1000 0 2010 2015 Last 15
Notwendiger 110-kV-Netzausbau für Ausbaustufe 2015 am Beispiel Netzgebiet Oldenburg (Basis: DEWI II-Studie) [MW] Emden neues 380/110-kV-UW Wilhelmshaven Oldenburg Leistung [MW] 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Starklast Schwachlast Biomasse Solar Windenergie 2010 2015 Last Regionalisierung Cloppenburg Prognose EEG-Leistung 2015 installierte EEG-Leistung 2011 Ausbaubedarf 110-kV Leitungen (ca. 400 km) 110/380 kv UW Kapazität 16
Agenda 1. Einleitung 2. DEWI II Potentialstudie als Grundlage für die Netzplanung 3. Netzausbau im Hochspannungsnetz auf Basis DEWI II Studie nach dem NOVA-Prinzip 4. Netzausbautechnologien 5. Zusammenfassung 17
110 kv Leiterseil-Temperatur-Monitoring - Prinzip Norm-Bedingungen: Lufttemperatur: 35 C Wind: 0,6 m/s Strom: 100 % 110 kv 110 kv Leitung ist für 80 C trassiert about 32 m 687 A (80 C) 35 C, 0,6 m/s about 32 m about 32 m Mindestbodenabstand 1800 A 18
110 kv Leiterseil-Temperatur-Monitoring - Prinzip Klima-Bedingungen: Lufttemperatur: 25 C Wind: 5,5 m/s Strom: 100 % Strom: 159 % 110 kv 110 kv Leitung ist für 80 C trassiert about 32 m 1092 A (80 C) 25 C, 5,5 m/s about 32 m about 32 m Mindestbodenabstand 1800 A 19
Hochtemperaturleiter bis 150 C Auflegen von Beseilungen mit einer zulässigen Betriebstemperatur von 150 C Kern: Aluminium ummantelter Stahl Mantel: Temperaturbeständiges Aluminium (TAL) mit Betriebstemperatur max. 150 C zulässige Strombelastbarkeit: ca. +55 % höher als Standardleiter bis 80 C Betriebstemperatur 20
Ersatzneubautechniken Doppelte Übertragungsfähigkeit durch verdoppelte Systembelegung 21
Freileitungen und Kabel Freileitung Kabel 4 m 2 m 21 m 22
Agenda 1. Einleitung 2. DEWI II Potentialstudie als Grundlage für die Netzplanung 3. Netzausbau im Hochspannungsnetz auf Basis DEWI II Studie nach dem NOVA-Prinzip 4. Netzausbautechnologien 5. Zusammenfassung 23
Netzsituation bis 2015 Zuwachs EE Einspeisung von heute ca. 9500 MW auf voraussichtlich über 13.000 MW in 2015 Weitere Optimierungen, Verstärkungen und Ausbau von insgesamt über 1000 km HS-Freileitungen in Niedersachsen notwendig Schaffung zusätzlicher Umspannkapazitäten HS/HöS notwendig Weiterer Zubau nach 2015 Ausspeise-Engpass bei nicht zeitgerechter Realisierung des Netzausbaus: 30-50% der einspeisenden EEG-Leistung potenziell eingeschränkt 24
Handlungsbedarfe aus Sicht E.ON Netz Politisches und behördliches Commitment zu konkreten, verbindlichen und regionalisierten EEG-Ausbauzielen 2015/2020 Ermittlung und Bereitstellung konkreter, bedarfsgerechter Netzentwicklungsvarianten durch betroffene Netzbetreiber Festlegung verbindlicher Netzentwicklungsmaßnahmen im Einvernehmen mit Landesregierung und weiteren Stakeholdern (u. a. BNetzA) Berücksichtigung einer kapitalmarktgerechten Verzinsung des investierten Kapitals in der Anreizregulierung Schaffung regulatorischer Anreize für Innovations-Investitionen Kontinuierlicher Abstimmungsprozess unter Beteiligung aller Stakeholder zur verbindlichen Festlegung der weiteren Schritte zur Erreichung der EE-Ziele notwendig! 25
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Zur optimalen Aufnahme der Erneuerbaren Energien sind drei zentrale Voraussetzungen zu erfüllen 1 2 3 Netzausbaukonzept Genehmigungsverfahren Investitionsrahmen Politisch vereinbarte verbindliche Szenarien für den Netzausbau Integrierte Netzausbauplanung der Netzbetreiber Gesetzliche Grundlagen zur Beschleunigung von Genehmigungsverfahren Schnelle und effiziente Handhabung der Vorschriften durch die Behörden Politisch vereinbarte Korridore für Freileitungsausbau Konzentration von ROV, PFV & Besitzanweisungsverfahren bei einer Behörde (Land) Angemessene Verzinsung des eingesetzten Kapitals Beseitigung Zeitverzug bei Anerkennung der Investitionskosten Finanzierung des Netzausbaus über Investitionsbudgets auch für Verteilnetzbetreiber Von Kostenminimierung zu einer Modernisierung 28