Mittel- und langfristige Herausforderungen für das Übertragungsnetz im Kontext der weiteren Energiewende Dr.-Ing. Matthias Müller-Mienack Technischer Leiter 17. Brandenburger Energietag, Cottbus, 3. September 2015
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Energiewende-Überblick 4
Energiewende gestern heute - morgen 104 GW (67%) Quelldaten: BDEW-Kraftwerksliste 2009 BNetzA-Kraftwerksliste 29.10.2014 NEP-Leitszenario für 2025/2035 Σ= 156 GW 26 24 20 28 20 10 5 0 5 0 6 6 5 Σ= 187 GW 38 35 28 21 28 12 7 1 4 0 6 4 3 Σ= 219 GW 55 7 11 64 4 1 9 30 1 13 0 22 3 Σ= 258 GW 60 19 89 13 41 11 8 4 1 1 9 0 3 Photovoltaik Biomasse Wind (offshore) Wind (onshore) Wasserkraft/Laufwasser sonstige reg. Erzeugung Pumpspeicher Erdgas Öl Braunkohle Steinkohle Kernenergie sonstige konv. Erzeugung 65 GW (25 %) 2009 29.10.2014 2025 2035 5
Energiewende in der 50Hertz-Regelzone Quelle: 50Hertz 6
Herausforderung Engpassmanagement und Netzverstärkung 7
Netzengpass-Situation in der 50Hertz- Regelzone (Fokus auf Übertragungsnetz) 2009 N-0-Netzbelastung > 5 h/a 2014 Quelle: 50Hertz Belastung 50% 50% < Belastung < 70% Belastung 70% 8
Netzengpass-Situation 50Hertz-Regelzone Durch 50Hertz netzengpassbedingt angewiesene Abschaltmaßnahmen Quelle: 50Hertz 9
Netzengpass-Situation 50Hertz-Regelzone Durch 50Hertz netzengpassbedingt angewiesene Maßnahmen 2015 Tage mit Maßnahmen nach 13(1) EnWG Tage mit Maßnahmen nach 13(2) EnWG i.v.m. 14 EEG Maßnahmenvolumen nach 13(2) EnWG i.v.m. 14 EEG [GWh] Datenquelle: www.50hertz.com Maßnahmentage 40 20 0 28 21 24 18 30 22 22 15 23 12 24 8 30 20 29 19-20 -40-60 -42-15 -32 Abschaltvolumen [GWh] -80-100 -120-71 -77-102 -140-160 -155-159 Januar Februar März April Mai Juni Juli August 10
Weiter steigendes Netzengpassmanagement-Erfordernis Steigendes Engpassmanagement durch: Marktbedingt weiterer Rückgang konventioneller KW-Einspeisung Vollständiger Kernkraft-Ausstieg bis 2022 Weiterer EE-Anstieg, insb. Wind im Norden Langsame Netzverstärkung/Netzausbau Phasenschiebertransformatoren am Ostprofil zur Begrenzung EE-bedingter Transitflüsse Aufrechterhaltung inhomogener DE-AT-Preiszone Sinkendes Lastniveau insb. im Norden und Osten Wichtige rechtliche Unterstützungswerkzeuge: Systemdienstleistungs-Verordnung (SDLWindV) Systemstabilitätsverordnung (SysStabV) Abschalt-Verordnung (AbschV) Reservekraftwerks-Verordnung (ResKV) (N-1)-Engpässe in 2016 bei Starklast/Starkwind Quelle: 4 ÜNBs 11
Installation von Phasenschieber- Transformatoren am Ostprofil Bsp. 1400 MVA PST in Zandvliet, Belgien HELM VIE WOL KRA 4 x 1200 MVA in Vierraden, 50Hertz MECK EI VIB 2 x 1200 MVA in Röhrsdorf HGW ROE MIK 4 x 1200 MVA in Mikulowa, PSE RE RED HRD 4 x 850 MVA in Hradec, CEPS 12
Sogenannte Netzreserve für den Engpassmanagement-Einsatz im Übertragungsnetz Bemessungsführendes Szenario 2013/ 2014 2014/ 2015 2015/ 2016 2016/ 2017 2019/ 2020 Starkwind/ Starklast 2,5 GW 3,1 GW 6,7 7,8 GW 6,6 7,7 GW 1,6 GW Quelle: BNetzA-Bericht, 30.04.2015 Ausblick: Annahme: Inbetriebnahme Südwestkuppelleitung Annahme:Teilung DE/AT-Preiszone Deutliche Erhöhung des Reservekraftwerksbedarfs ab 2016 u.a. durch Stilllegungsplan bzgl. Gas-KW-Blöcke Irsching 4 und 5 (insg. 1.400 MW) Erfordernis temporär abzuregelnder Windleistung bis zur Höhe von 30 % Gemeinsames Marktgebiet DE/AT forciert Netzengpässe, Prognose der Einführung eines NTC von 5,5 GW bis 2019 senkt Reservekraftwerksbedarf deutlich. 13
Aktuelle 50Hertz-Netzausbauprojekte 8 18 18 Südost-Gleichstrompassage (Korridor D) 8 Quelle: 50Hertz 14
Offshore-Netzausbauprojekte Quelle: 50Hertz 15
Herausforderung System Adequacy 16
Sinkende Verfügbarkeit konv. Kraftwerke Verlauf dt. Wind-/PV-Einspeisung vs. Spotpreis am 17.08.2014 Entwicklung Durchschnitts-Spotpreis 51 43 38 [ /MWh] 33 31 2011 2012 2013 2014 2015 (bis 21.05.) Quelldaten: www..transparency.eex.com; www.eex.com 17
Aktuell 57 Stilllegungen von Kraftwerken und Kraftwerksblöcken in DE beantragt (BNetzA-Liste) Angaben beinhalten in Teilen aber auch Kraftwerksersatz durch neue KW Kernkraftwerke (9%) Insg. 14,4 GW, (davon bereits 2,7 GW systemrelevant) Steinkohlekraftwerke (28 %) DE Gaskraftwerke (51 %) Braunkohlekraftwerke (2 %) PSW (1 %) Ölkraftwerke (10 %) Braunkohlekraftwerke (6 %) 50Hertz Insg. 0,9 GW Daten: Kraftwerksstilllegungsanzeigeliste der BNetzA, Stand 20.07.2015 Gaskraftwerke (94 %) 18
Sogenannte Kapazitätsreserve in Energiemarkt-Diskussion (BMWi-Weißbuch) Quelle: BMWi, Weißbuch 19
Last but not least: Schrittweiser Verlust flexibler + schwarzstartfähiger Erzeugungseinheiten Type of conventional generation Controllable range (above technical must run) [% of nominal power] Power ramp (average values within 10 minutes period) [% of nominal power per minute] Lignite-fired plants 50 100 3 Hard coal plants 30 100 4 Nuclear plants 60 100 4 Combined cycle gas plants 20 100 5 Gas-fired plants 20 100 10 Pumped storage plants (generation modus) Quelle: 50Hertz 25 100 100 20
Neues Energiemarktdesign bedingt neues Rollenverständnis ÜNB-VNBs 21
Aktuelle Rollen ungenügend für weiter zunehmende Dezentralisierung ÜNB/BK- Koordinator Ausschreibung/ Aktivierung Globaler SDL-Markt Strommarkt Systemvorhaltung, Monitoring Bilanzkreis- Verantwortlicher VNB Engpassmanagement/Redispatch Verteilnetz-Engpassmanagement Netzvorhaltung, Monitoring 22
Notwendige Rollenanpassung hin zu regionalen SDL-Märkten ÜNB/BK- Koordinator Globaler SDL-Markt Strommarkt Systemvorhaltung, Monitoring Regionale SDL-Märkte Bilanzkreis- Verantwortlicher VNB Netzrestriktionen Aggregatoren Netzvorhaltung, Monitoring Gateway-Administrator Smartmeter- Gateway* * BSI-Schutzprofil BSI-CC-PP-0073 23
10-Punkte-Programm 50Hertz + VNBs 24
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