Bedarf und Möglichkeiten für ein Super-Grid in Österreich WEC-Workshop: Die Energiewende Wandel der Infrastrukturen für die nachhaltige Energieversorgung 14.11.2012, Wien Michael CHOCHOLE chochole@ea.tuwien.ac.at TU Wien, Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe
Fragestellung Ist es möglich Österreich mit Strom aus Wind, Wasser und Sonnenkraft zu versorgen? Kann die Energie im österreichischen Super-Grid transportiert werden und wie muss es aussehen? Zur Verfügung standen Wetterdaten (von der ZAMG) für die Erzeugungswertereihen und Lastwerte jeder Region für 15 Jahre in stündlicher Auflösung. 2
Lastflussberechnungen 3 Szenarien mit unterschiedlicher Last L Niedrige Last (aktueller Stand) M Mittlere Last (+25%) H Hohe Last (+100%) Mit 2 Szenarien für die Wasserkraft kombiniert B Bestand der Wasserkraft Z Zubau der Wasserkraft Jahresreihen für die Last und Erzeugung in Stundenauflösung für die Lastflussberechnungen Ergebnisse für jeden Zeitpunkt: Leitungsbelastungen / Leitungsverluste / Speicherleistungen mit / ohne verteiltem Speicher 3
Modellnetz ENTSO-E Netz als Ausgangsbasis für ein Super- Grid von Österreich Berücksichtigt wurde der Verbund Masterplan: geschlossener 380-kV Ring Österreich als Insel Regionsgrenzen ---- Staatsgrenze ---- 380-kV Leitung ---- 220-kV Leitung ---- 4
Modellnetz ENTSO-E Netz als Ausgangsbasis für ein Super- Grid von Österreich Berücksichtigt wurde der Verbund Masterplan: geschlossener 380-kV Ring Österreich als Insel Regionsgrenzen ---- 380-kV Leitung ---- 220-kV Leitung ---- 5
Modellnetz -Speicher Die Residuallast wurde gemäß der (zukünftig) installierten Speicherleistung verteilt. Region 2 3 4 5 6 7 Anteil 58% 21% 16,3% 1,4% 2,8% 0,5% Verlustloser Speicher 6
Ergebnisse Leitungen max. auftretende Leitungsbelastungen durch verteilte Speicher reduzieren Unterschiede werden größer mit steigender Last Reduktion der Leitungsverluste möglich mit verteiltem Speicher [%] der Nennbelastung 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Leitungsbelastungen [%] LB-1 LZ-1 MB-1 MZ-1 HB-1 HZ-1 ohne verteiltem Speicher mit verteiltem Speicher [TWh] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Leitungsverluste [TWh] für 15 Jahre LB-1 LZ-1 MB-1 MZ-1 HB-1 HZ-1 ohne verteiltem Speicher mit verteiltem Speicher 7
Ergebnisse Leitungen Max. Leitungsbelastung an wenigen Zeitpunkten am stärksten belastete Leitung verbindet die Regionen 2 u. 5 Szenario MZ-1 ohne Speicherverteilung 8
Ergebnisse Leitungen Max. Leitungsbelastung an wenigen Zeitpunkten am stärksten belastete Leitung verbindet die Regionen 2 u. 5 Szenario MZ-1 mit Speicherverteilung 9
Ergebnisse zusätzlicher Speicher steigende Last führt zu höherem Speicherleistungsbedarf Szenarien für hohe Last: überproportionaler Anstieg der zusätzlichen Speicherinhalte % bezogen auf aktuelle Speicherleistung 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Vergleich der Speicherleistungen LB-1 LZ-1 MB-1 MZ-1 HB-1 HZ-1 Speicherinhalt [GWh] 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Benötigte zusätzliche Speicherinhalte Region 4 Region 5 Region 6 Region 7 Region 8 ohne Speicherverteilung mit Speicherverteilung LB-1 LZ-1 MB-1 MZ-1 HB-1 HZ-1 10
Schlussfolgerungen Es ist möglich Österreich aus Sicht des Übertragungsnetzes rein regenerativ zu Versorgen, sofern gewisse Bedingungen erfüllt sind: Geschlossener 380-kV-Ring Kein Lastzuwachs Zubau der Wasserkraft Bei +25% der Last mit Einschränkungen seltene thermische Überlastsituation auf der Leitung zwischen den Regionen 2 und 5, kann durch Last-, Erzeugermanagement oder mit Hilfe von benachbarten Leitungen beherrschbar sein Zusätzlicher Speicher muss abgestimmt werden auf die Erzeugung und Last im Netz. 11
Ausblick für steigende Last Stärkere Leitungen an Teilen des 380-kV-Ringes Verbindung zwischen den Regionen 2 und 5 Alternative oder ergänzende Maßnahmen zur weiteren Leitungsverstärkung: Zusätzliche verteilte Speicher in den Regionen 5 und 8 (Last- u. Erzeugungszentren) Energetische Überdeckung und Erzeugerabwurf bei drohenden Überlastsituationen im Netz Engpass-Management 12
Bedarf und Möglichkeiten für ein Super-Grid in Österreich DI Michael CHOCHOLE TU Wien Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe chochole@ea.tuwien.ac.at +43 1 58801 370140 www.ea.tuwien.ac.at Das Projekt Super-4-Micro-Grid wird aus den Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms NEUE ENERGIEN 2020 durchgeführt.