Elektrizitätswirtschaft

Elektrizitätswirtschaft Sammlung von Fragen und Antworten Einleitung Die Sammlung erhebt keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit oder Korrektheit. Sollten Ihnen Fehler auffallen, bitte ich Sie, mir das per E-Mail mitzuteilen. Version: 1.0 Stand: 19.05.2005 Erstellt von: Bernhard Geiger (sigurd@sbox.tugraz.at) Bernhard Geiger, 2005 1

Paradigmen der Elektrizitätswirtschaft: Gesamtsystemgebundenheit: Durch die organisatorische Trennung zwischen Erzeugung, Übertragung und Verteilung darf die Funktion des Gesamtsystems nicht unterbunden werden. Netzgebundenheit (vor allem bei der Energieübertragung): Der Weg der Energie im Netz ist nicht beeinflussbar, da eine Regelung des Kraftwerkseinsatzes durch Netzbetreiber nun nicht mehr erlaubt ist (Unbundling). Leitungsgebundenheit: Energie muss über Leitungen übertragen werden (physikalisch; OHM, KIRCHHOFF, MAXWELL), deshalb gibt es ein natürliches Gebietsmonopol. Marktregeln für Elektrizitätsnetze werden notwendig. Nicht-Speicherbarkeit: Hat aus Gründen der Versorgungssicherheit Einfluss auf Schaffung und Sicherung der Versorgungskapazität (+Reserve) des Gesamtsystems. Lange Vorlaufzeiten für Planung und Errichtung von Anlagen: Versorgungsengpässe können nicht innerhalb kurzer Zeit abgedeckt werden. Lange Lebensdauer der Anlagen: Risiken, falls Erzeuger zu knapp an die Grenzen der Erzeugungskapazität gehen. Lebensdauer Kraftwerk ca. 10 Jahre. Hohe Kapitalintensität vor allem der Erzeugung: Unternehmerische Risiken bei Investitionen, Vorteil durch europäische Zusammenarbeit (geringere Spitzenlast, geringere Reserve). 1 kwh Kraftwerk kostet ca. 1000. Was wird durch das ElWOG geregelt? Bestimmungen für Erzeugung, Übertragung und Verteilung Die Organisation der Elektrizitätswirtschaft Bestimmung von Preisen Vorschriften über Rechnungslegung Wichtigste Zielsetzungen des ElWOG 2000: Kostengünstige Elektrizität in hoher Qualität für Bevölkerung und Wirtschaft Marktorganisation für die Elektrizitätswirtschaft Anteil erneuerbarer Energiequellen erhöhen Ausgleich für gemeinwirtschaftliche Verpflichtungen schaffen bzgl. Versorgungssicherheit, Regelmäßigkeit, Qualität, Preis und Umweltschutz Begriffsbestimmungen: Kunden: Endverbraucher, Stromhändler oder ELU, die elektrische Energie kaufen. ELU: natürliche, juristische Personen, die mindestens eine der Funktionen Erzeugung, Übertragung, Verteilung, Lieferung oder Kauf mit Gewinnabsicht übernehmen und die damit zusammenhängenden Aufgaben (kommerziell, technisch, Wartung) wahrnimmt; Endverbraucher ausgenommen. Versorgung: Lieferung oder Verkauf von Elektrizität an Kunden Erzeuger: natürliche, juristische Person oder Erwerbsgesellschaft, die Strom erzeugt Erneuerbare Energien: Wasserkraft, Biomasse, Biogas, Deponie- und Klärgas, geothermische Energie, Wind und Sonne. Dazu gehören nicht Müll und Klärschlamm. KWK-Energie: elektrische Energie, die unmittelbar und effizienzmaximiert als Koppelprodukt bei der Erzeugung von Fernwärme hergestellt wird. Bernhard Geiger, 2005 2

Bilanzgruppe: Zusammenfassung von Lieferanten und Kunden zu einer virutellen Gruppe innerhalb derer ein Ausgleich zwischen Aufbringung (Einspeisung) und Abgabe (Ausspeisung) erfolgt. Bilanzgruppenverantwortlicher: Vertritt die BG gegenüber dem BGK und den anderen Marktteilnehmern Bilanzgruppenkoordinator: natürliche oder juristische Person, die eine Verrechnungsstelle auf Grund einer Konzession führt. Fahrplan: Unterlage über den prognostizierten Leistungsmittelwert in konstanten Messperioden, der an Netzpunkten eingespeist und entnommen wird. Lastprofil: in Zeitintervallen dargestellte Bezugs- oder Liefermenge eines Einspeisers oder eines Entnehmers Ausgleichsenergie: Differenz zwischen Fahrplanwert und tatsächlichem Bezug bzw. Lieferung je Messperiode. Die Energie wird je Messperiode erfasst. Netzbetreiber: Betreiber von Übertragungs- oder Verteilernetzen mit 50 Hz Regelzone: kleinste Einheit des Verbundsystems mit Frequenz-Leistungsregelung (3 in Österreich) Regelzonenführer: Für Leistungs-Frequenzregelung verantwortlich (kauft und verkauft Energie, lässt Kraftwerke einschalten bzw. in Pumpspeicherbetrieb gehen). Übertragung: Transport über ein Hochspannungsverbundnetz (>110 kv) zum Zweck der Stromversorgung von Endverbrauchern und Verteilern (Kunden) Verteilung: Transport mit mittlerer oder niedriger Spannung über Verteilernetze zum Zweck der Stromversorgung von Kunden Netzzutritt: Erstmaliger Herstellung eines Netzanschlusses oder die Erhöhung der Anschlussleistung. Netzanschluss: physische Verbindung der Anlage eines Kunden oder Stromerzeugers mit dem Netzsystem Netzzugang: Nutzung eines Netzsystems durch Kunden oder Erzeuger Netzebene: durch Spannungshöhe bestimmter Netzteilbereich Netzbereich: Teil eines Netzes mit den selben Preisansätzen Arten von Stromerzeugern in neuer Wirtschaftsordnung: Klassische Stromerzeuger: kalorische Kraftwerke Ökostromerzeuger: Anlagen auf Basis erneuerbarer Energiequellen, Abfällen mit hohem biogenem Anteil oder Mischfeuerungsanlagen mit hohem biogenen Anteil. Kraft-Wärme-Kopplung: In solchen Anlagen wird aus Primärenergieträgern gleichzeitig elektrische Energie und Nutzwärme (=Fernwärme) gewonnen. Hoher Wirkungsgrad Kleinwasserkraftwerke: Engpassleistung <10 MW; werden durch Landesregierung benannt und zertifiziert. Wann darf der Netzzugang verweigert werden? Außergewöhnliche Netzzustände (Störfälle) Mangelnde Netzkapazität Fehlende Reziprozität Erzeuger werden durch fernwärmeorientiert (KWK), umwelt- und ressourcenschonende Erzeuger verdrängt, wenn diese auf die Marktpreise eingehen. Die EC-Kommission hat über Verweigerung zu entscheiden. Netzzugang bei nicht ausreichenden Kapazitäten: Es gilt folgende Prioritätenreihung für regelzonenüberschreitende Lieferung: Bernhard Geiger, 2005 3

Transporte auf Grund bestehender Verträge Belieferung von Kunden aus Wasserkraftwerken Elektrizitätstransite im Sinne der Richtlinie Die verbleibenden Kapazitäten sind zwischen den übrigen Berechtigten im Verhältnis der angemeldeten Leistung aufzuteilen Tarife für Systemnutzung: Netznutzungsentgelt: Deckt Kosten die Errichtung, den Ausbau, die Instandhaltung und den Betrieb des Netzsystems, Spannungshaltung, Blindleistung, Engpassbeseitigung, Betriebsführung, ; leistungsbezogen Netzbereitstellungsentgelt: leistungsbezogen; deckt Kosten der vom Netzbetreiber bereits vorgenommenen Investitionen zur Ermöglichung eines Anschlusses Netzverlustentgelt: deckt Übertragungs-(Leitungs-)verluste, Transformationsverluste, etc.; arbeitsbezogen Systemdienstleistungsentgelt: deckt die Kosten für Lastschwankungsausgleich durch Minutenreserve; arbeitsbezogen Entgelt für Messleistungen: aufwandsorientiert; Entgelte für das Zählermanagement (Anschaffung, Eichung, Lagerkosten, Betrieb), das Messdatenmanagement (Halbjahresablesung, Erfassung, Speicherung, usw.) sowie die Verrechnung verordnet. Netzzutrittsentgelt: deckt Kosten des Netzbetreibers für die erstmalige Herstellung eines Anschlusses oder die Erhöhung der Anschlussleistung eines Netzbetreibers. Entgelt für internationale Transaktionen Wie setzt sich der Strompreis zusammen? Das Entgelt ist in drei Bereiche aufgeteilt: Energiepreis: verbrauchter Strom und Kosten für alljährliche Zählerstandablesung (25%) Systemnutzungstarife (siehe oben, 35%) Steuern und Abgaben: Umsatzsteuer, Ökostromzuschläge, Elektrizitätsabgabe, Gemeindeabgabe (40%) Was war der Oskar von MILLER-Plan? Es wurden hier die zentralen Ziele eine ausreichenden, sicheren und billigen Elektrizitätsversorgung ausformuliert. Es wurde hier bereits eine länderübergreifende Zusammenarbeit (Alpenstauseen, Flusskraftwerke im Ruhrgebiet) vorgesehen und zu diesem Zweck ein europäisches Höchstspannungsnetz konzipiert. Der Plan wurde 1930 erstellt. Welche Institutionen gibt es in der neuen Elektrizitätswirtschaft? Regelzonen Regelzonenführer Bilanzgruppen BG-Verantwortliche BG-Koordinatoren (zur Definition siehe oben). Was ist Ökoenergie, was gehört nicht dazu? Zur Ökoenergie gehören Wind, Sonnenenergie, (Wasserkraft), geothermische Kraftwerke, Biomasse, Biogas, Deponiegas, Klärgas, Mischfeuerungsanlagen mit hohem biogenen Anteil. Nicht dazu gehören Müll und Klärschlamm. Bernhard Geiger, 2005 4

Definieren Sie die sieben Netzebenen: Höchstspannungsebene: 220-380 kv inkl. 220/380 Umspannungen; Übertragungsnetze Umspannebene von Höchst- auf Hochspannung Hochspannungsebene: Anlagen mit Spannungen zwischen 36 und 110 kv; bis 110 kv Übertragungsnetze, darunter Verteilernetze Umspannebene von Hoch- auf Mittelspannung Mittelspannungsebene: Betriebsspannung zwischen 1 und 36 kv; Verteilernetze Umspannebene von Mittel- auf Niederspannung Niederspannungsebene: 1 kv und darunter. Ortsverteilernetz. Wer muss sich einer Bilanzgruppe anschließen? Grundsätzlich jeder Netzbenutzer, also jeder Erzeuger, Lieferant, Kunde, Stromhändler, usw. Aufgaben und Pflichten des Bilanzgruppenverantwortlichen (BGV): Der BGV hat die Pflicht, die Bilanzgruppenmitglieder (BGM) und Lieferanten in Evidenz zu halten, BGM mit Ausgleichsenergie zu versorgen, Fahrpläne der BGM an den BGK weiterzuleiten, Verträge über Datenaustausch abzuschließen und diesen durchzuführen. Er hat weiters die Aufgaben, Fahrpläne bei Großabnehmern und Einspeisern zu melden, Verträge über Reservehaltung abzuschließen, Gebühren an den BGK und Entgelte an den RZF zu entrichten, und diese bei den BGM einzuheben. Regelzonen: Regelzonen sind die kleinsten Einheiten des Verbundnetzes mit eigener Frequenz- Leistungsregelung (f-pr). In Österreich gibt es drei RZ, die Austria Power Grid AG, die TIWAG und VKW, die je einen unabhängigen RZF haben. Die Aufgaben des RZF sind unter anderem: Systemdienstleistung (f-pr), Beschaffung von Ausgleichsenergie für Bilanzgruppen durch Kraftwerkseinsatz gemäß der Bieterkurve, Engpassmanagement und die dazu notwendigen Messungen, Messungen und Datenweitergabe an BGK, BGV usw., Fahrplanabwicklung mit den Bilanzgruppen, Verrechnung der Ausgleichsenergie. Generelle Unterschiede zwischen früherer und neuerer Elektrizitätswirtschaft: Die grundsätzlichen Unterschiede sind die Marktöffnung und die Entflechtung der Funktionen. Statt des natürlichen Gebietsmonopols für EVU gibt es jetzt vor allem für die Erzeuger und Stromhändler ein Wettbewerbsszenario (die Netze bleiben monopolistisch -> Netzgebundenheit der Energieübertragung, Leitungsgebundenheit). Die Kunden haben Wahlfreiheit bezüglich ihres Stromhändlers, dafür gibt es keine tarifliche Festlegung mehr. Die Erzeuger verlieren ihren sicheren Absatzmarkt, erweitern ihren Bereich aber auf ganz Europa. Die Entflechtung bedeutet, dass nun Erzeugung, Übertragung und Verteilung getrennt erfolgen, d.h. nicht mehr von einem Unternehmen durchgeführt werden. Trotzdem darf dadurch die Funktion des Gesamtsystems nicht unterbunden werden. Zu diesem Zweck und zur Sicherung des fairen Wettbewerbs werden Regulatoren eingesetzt. Unbundling: Die Entflechtung sieht nun eine Trennung der Funktionen Übertragung, Verteilung und Erzeugung vor. In diesem Szenario muss es folglich eine verwaltungsmäßige Trennung der Bereiche geben. Außerdem müssen integrierte ELU für jeden dieser Teilbereiche eigene Konten anlegen und für jeden eine eigene Bilanz veröffentlichen. So können z.b. Quersubventionen verhindert werden. Weiters haben alle Behörden Auskunftsrecht und Bernhard Geiger, 2005 5

Einsichtsrecht in alle Unterlagen. Netzbetreiber sind darüber hinaus zum Betriebsgeheimnis verpflichtet. Unterschiede zwischen früherer und neuerer Optimierungsaufgaben: Da früher die Elektrizitätsversorgungsunternehmen (EVU) durch das Gebietsmonopol einen gesicherten Absatz hatten, belief sich der Optimierungsprozess auf eine Kostenminimierung von Erzeugungs- und Bezugskosten. Nun, da der Markt offen und wettbewerbsfähig ist, geht es eher um Gewinnmaximierung. Also sollen die Verkaufserträge groß gegenüber den Stromaufbringungskosten sein. Erstere sind z.b. aus Kunden, anderen Erzeugern, Stromhändlern, Strombörsen, usw. zu beziehen, letztere gehen an andere Erzeuger, Stromhändler, Börsen, und dergleichen mehr. Ablauf der Stromlieferung: Kunde erstellt Fahrplan für den nächsten Tag Kunde übermittelt Fahrplan an den BGV BGV übermittelt alle Fahrpläne seiner BGM an den BGK BGK informiert RZF RZF führt f-pr durch RZF misst den tatsächlichen Verbrauch und Erzeugung Bestimmung der Ausgleichsenergie Verrechnung der Kosten Unterschiede zwischen Übertragungs- und Verteilungsnetzbetreibern: Der grundlegende Unterschied besteht in der Spannungshöhe: 110 kv stellen die Grenze dar. Verteilernetzbetreiber bedürfen einer Konzession. Neue Marktteilnehmer: Aufsicht und Regulierung (E-Control, Städte, Länder Gemeinden, E-Beiräte, ), Interessensvertretungen, Aktionäre von ELUs, Kunden (Großkunden, Broker, Eigenerzeuger, ), Erzeuger, Stromhändler, Strombörsen, Netzbetreiber, Anlagenhersteller, Dienstleister (Rechtsanwälte, Berater, Unis), Systemdienstleister (BGV, Software, Datenübertragung) Reziprozität der Marktöffnung: Diese besagt, dass die kommunalen ELUs nur dann in die Versorgungsgebiete privater Anbieter eindringen dürfen, wenn das Landesrecht die Gegenseitigkeit (Reziprozität) verbürgt. Dadurch wird die einseitige Marktöffnung verhindert. Netzzugang für Berechtigte: Die Netzbenutzer müssen sich eine BG anschließen oder eine gründen, Lieferanten- und BG- Wechsel melden, Fahrpläne an Netzbetreiber und RZF weitergeben, Daten und Zählerwerte bereitstellen, Datenaustausch vertraglich vereinbaren, Vertragsdaten melden. Regelungsinhalt der Elektrizitätsbinnenmarkt-Richtlinie: Grundsätzlich die Marktöffnung in Europa. Mehr dazu unter dem Regelungsinhalt des ElWOG 2000. Bernhard Geiger, 2005 6

Neue Elektrizitätswirtschaftsordnung Grafik: Subjektivität des Energiebegriffs: Im Allgemeinen werden Hub- und Beschleunigungsarbeit viel zu niedrig eingeschätzt. Kalorische Energie hingegen wird leicht unterschätzt. Formeln: mv² W = mgh = = 4187m ϑ 2 Zusätzliche Paradigmen: Zur Speicherproblematik sei gesagt, dass diese vor allem bei den Bedarfsspitzen im Winter ins Gewicht fällt. Problematisch ist dabei auch die dargebotsabhängige Energieerzeugung, da in Österreich 70% des Bedarfs durch Wasserkraft gedeckt werden, die im Sommer im leistungsfähigsten ist, im Winter, wo die Belastungsspitzen auftreten, aber sehr dünn ausfällt. Die Energieerzeugung ist nicht bedarfsgerecht. Schließlich sei noch auf Kuppelproduktionen hingewiesen, bei denen zugleich mehrere Produkte erzeugt werden, z.b. Wärme und Elektrizität, und folglich eine Zuordnung der Kosten nicht immer möglich ist. Lastprofil und Lastprofilzähler: Das Lastprofil ist die in Zeitintervallen dargestellte Liefer- bzw. Bezugsmenge eines Kunden (Entnehmer) oder eines Lieferanten (Einspeiser). Ein standardisiertes Lastprofil ist für eine bestimmte Gruppe von Netzbenutzern charakteristisch. Der Lastprofilzähler dient der Verbrauchsermittlung. Aufgaben und Pflichten der Netzbetreiber: Übertragungsnetzbetreiber müssen: Informationen an andere Netzbetreiber zum sicheren und stabilen Netzbetrieb und zur Interoperabilität zur Verfügung stellen Elektrizitätstransite durchführen Das System sicher und stabil, leistungsfähig und umweltgerecht betreiben Die dazu notwendigen technischen Voraussetzungen erfüllen Die allgemeinen Bedingungen (AB) und die Systemnutzungstarife (SNT) veröffentlichen Datenübermittlung und Verrechnung Verteilungsnetzbetreiber müssen: Bernhard Geiger, 2005 7

Netzbetrieb sicher und leistungsfähig ermöglichen Abschätzung der Lastflüsse (Engpassmanagement) Messung der Leistungen und Datenweitergabe (BGK, RZF, Marktteilnehmer, ) Anschlusspflicht gem. AB und SNT AB und SNT veröffentlichen Einheben der Entgelte Evidenz aller BG und BGV im Netz führen Evidenz aller Lieferanten im Netz führen BG für Netzverluste und Ökoenergie einrichten+ Ökoenergie an ECK melden Bezugsmessung und Weitergabe der Daten an BGK, BGV, usw. Daten für Ausgleichsenergie zur Verfügung stellen Aufteilung der Differenzen aus standardisierten Lastprofilen Datenaustausch Wie setzt sich die Energie in Österreich zusammen? 70% Wasserkraft 10% Kohle 15% Gas 5% sonstiges Flussbild der elektrischen Energie: Zuflüsse: 76 TWh 53 TWh aus Erzeugern 14 TWh aus Importen 9 TWh aus Eigenanlagen Abflüsse: 76 TWh 22 TWh an Tarifabnehmer 32,5 TWh an Sonderabnehmer 15 TWh an Exporten 3 TWh an Verlusten 2 TWh an Pumpspeicherung 1,5 TWh an Eigenbedarf Bernhard Geiger, 2005 8

Flussbild der elektrischen Energie in Österreich: Wie nehmen die gesellschaftlichen Ziele auf die Energiepolitik Einfluss? Bernhard Geiger, 2005 9