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envia Verteilnetz GmbH | Magdeburger Straße 36 | 06112 Halle (Saale) | www.envia-netz.de
Wandel der Energieversorgungsnetze - Zukünftige Herausforderungen, Schwerpunkte und
Lösungsansätze für Verteilnetzbetreiber
Hanjo During
Leiter Regionale Netzentwicklung
Seite 2 01.11.2011
Heute schon hoher Anteil erneuerbarer Energie Durch gesetzliche Regelungen starke Zunahme seit 2000
Beitrag der erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung
in Deutschland
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20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
[GW
h]
Wasserkraft Windenergie
Biomasse * Photovoltaik
* Feste und flüssige Biomasse, Biogas, Deponie- und Klärgas, biogener Anteil des Abfalls; 1 GWh = 1 Mio. kWh;
Aufgrund geringer Strommengen ist die Tiefengeothermie nicht dargestellt; StromEinspG: Stromeinspeisungsgesetz; BauGB: Baugesetzbuch; EEG: Erneuerbare-Energien-Gesetz;
Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Bild: BMU / Christoph Edelhoff; Stand: Juli 2011; Angaben vorläufig
EEG:
April 2000
EEG:
August 2004
StromEinspG:
Januar 1991 - März 2000
EEG:
Januar 2009
Novelle BauGB:
November 1997
Quelle: Bundesministerium für Umwelt,
Naturschutz und Reaktor-
sicherheit (BMU-KI III 1)
17% der Energie (kWh)
davon aus EEG
35 % der
Gesamtleistung (kW)
aus EEG
Gesamtstromerzeugung 2010 in Deutschland ca. 608 TWh
Seite 3 01.11.2011
Windkraftanlagen auf Grund natürlicher und
politischer Rahmenbedingungen sehr ungleich
in Deutschland verteilt
Jahresmittel der Windgeschwindigkeit Verteilung Windkraftanlagen 2007
Seite 4 01.11.2011
39
66
19
5136
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An
ga
be
n in
%
31.12.2009
gesamt Sachsen-Anhalt Sachsen Brandenburg Thüringen
Schon heute liegt der Anteil erneuerbar
erzeugter Energie im Netzgebiet der enviaM
weit über Bundesschnitt
39 % der im Netzgebiet verbrauchten Energie wurden bereits 2009
durch erneuerbare Energien erzeugt
Bundesschnitt bei 17 %
Entwicklung des EEG-Anteils am Letztverbraucherabsatzes im
Netzgebiet (nach Bundesland)
Bundesschnitt
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0
2000
4000
6000
8000
10000
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1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 …. 2025
MW
Schwachlast
Höchstlast
Die installierte Leistung an erneuerbaren
Energien liegt heute schon über der Höchstlast!
Die installierte Leistung von EEG-Anlagen im Netzgebiet liegt
2,5-fach über der minimalen Abnahmemenge.
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500,0
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3.500,0
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
An
ga
be
n i
n M
W
Entwicklung der installierten EEG-Leistung Wind
sehr starker und konstanter
Anstieg der installierten
Windkraftanlagen im
Netzgebiet
Als mitteldeutscher
Netzbetreiber triff envia NETZ
besonders das Nord-Süd-
Gefälle bei der Verteilung von
WKA
Envia NETZ hat seit 10 Jahren umfangreiche
Erfahrung bei der Integration von
Windkraftanlagen
Seite 7 01.11.2011
Planung
Juwi Solar
08/2011:
300 MW!!
Last und Einspeisung
kompensieren sich
nicht regional, jeweils
heute schon Transport
über alle Spannungs-
ebenen bis HöS
in Betrieb geplant
>50 MW
10..50 MW
<10 MW
Gebiet mit
größerem,
Leistungsbedarf
Gebiet mit großer
dezentraler Einspeisung
Trend im Netzgebiet zu PV-Großanlagen setzt
sich fort
Seite 8 01.11.2011
Das Höchstspannungsnetz in Ostdeutschland
kann schon heute hohe Einspeisemengen nicht
zu jedem Zeitpunkt abtransportieren
Installierte Leistung EEG in
Verteilnetzen > Gesamtleistung
Kraftwerke 50Hertz
Einspeisung zeitweise deutlich größer
als Last in der Regelzone von 50HzT
Transport / Export
Höchstspannungsnetz nicht in der Lage
zu allen Zeiten den Strom der erzeugt
wird abzutransportieren
Anforderung an Verteilnetz-
betreiber zur Anlagenabschaltung
Seite 9 01.11.2011
Abschaltungen von Einspeiseanlagen sind
notwendig um Netzsicherheit gewährleisten zu
können
2009: 16 Abschaltungen
Ursachen: - Anforderung von 50Hertz (Systemsicherheit)
- drohende Überlastung der Anlagen von envia NETZ
Seite 10 01.11.2011
Seit 2000 wurden bei envia NETZ umfangreiche
Maßnahmen zur Integration erneuerbarer
Energien umgesetzt
Netzausbaumaßnahmen u.a.:
> 110-kV-Ltg Falkenberg-Jessen (16,4 Mio. €)
> 110-kV-Ltg Lauta-Punkt Lauchhammer/West
(6,9 Mio. €)
> 110-kV-Ltg Uckro-Lübbenau (13,9 Mio. €)
> Umspannwerk Ragow (9,2 Mio.€)
Entwicklung und Einführung eines Netzsicherheitsmanagements
Intensive Mitarbeit bei der Entwicklung und Einführung technischer
sowie gesetzlicher Rahmenbedingungen
Seite 11 01.11.2011
Was erwartet uns durch die Energiewende?
Seite 12 01.11.2011
Die Energiewende führt zu grundsätzlichen
Änderungen in der Energieversorgung
Starke Zunahme
der installierten
Leistung nötig um
Bedarf an Energie
decken zu können Abschaltung der
Kernenergie bis
2022 Abschaltung AKW
80 % der in Deutschland
verbrauchten Energie
sollen aus erneuerbaren
Quellen stammen!
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Erzeugung und Last fallen zukünftig weit
auseinander
≠
Verteilung der Lastdichte in Deutschland
hohe Lastdichte – rot/gelb ; geringe
Lastdichte - blau
Erzeugung Last
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Die Integration von erneuerbarer Energie auf
allen Netzebenen wird zukünftig bestimmende
Aufgabe für envia NETZ
Windenergie
Solarenergie
Biomasse
Wasser
Minimallast bei ca. 1.300 MW
Maximallast bei ca. 3.800 MW –
Tendenz leicht fallend
Heute Zusätzich 8 GW
Weiterer Zubau von
Erzeugungsanlagen
im HS-Netz
Neu: Starke Zunahme von
Erzeugungsanlagen
in Mittel- und Nieder-
spannung
Bei Minimallast muss zukünftig das 9-fache der Last exportiert werden !
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NS
MS
HS
700
MW
400
MW
800
MW
EEG: 470 MW
2.170 MW
EEG: 6.700 MW
EEG: 2.800 MW
230 MW
HöS rd. 8.000 MW
Lastfluss 2020/25, sonniger + windiger
Sonntag 13.00 Uhr…
2010 Ausbau-
Kosten bis
2020 [T€]
HöS/HS
- UA
km HS-
Netz (System)
HS/MS-
UA
MS-/NS-
Netz
HöS/HS
- Trafos 35
16 60.000 (HS-Teil)
5.950 480.000 (Neubau und
Verstärkung)
180 230.000
73.000 330.000 (Neubau und
Verstärkung)
Zur Integration der Erneuerbaren besteht ein Ausbaubedarf
von 1,1 Mrd. EUR für envia NETZ auf allen Ebenen
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Zusätzliche Anforderung: Erdverkabelung
Gemäß § 43 h EnWG :
„ Hochspannungsleitungen auf neuen Trassen mit einer Nennspannung von 110 Kilovolt oder weniger sind als Erdkabel
auszuführen, soweit die Gesamtkosten für Errichtung und Betrieb des Erdkabels die Gesamtkosten der technisch
vergleichbaren Freileitung den Faktor 2,75 nicht überschreiten und naturschutzfachliche Belange nicht
entgegenstehen; […].“
Verkabelung aller Trassen
Hohe Kosten für Leitungsausbau
( pro Kilometer 800 – 1.200 T€)
Lebensdauer ca. 40 Jahre
aus technischen Gründen ist bei
Erhöhung des Verkabelungsgrades
eine Umplanung der Netze notwendig
Zusätzlich umfangreiche Kosten
Versorgungszuverlässigkeit geringer
als bei Freileitung
Akzeptanz nicht zwingend gegeben
Ausnutzung der
Freiheitsgrade für den Bau
von Freileitungen
Geringere Kosten für Leitungsausbau
(pro Kilometer 300 – 400 T€)
Lebensdauer ca. 80 Jahre
Planungsaufwand geringer
Besser integrierbar
Akzeptanzprobleme
Mittelweg ist
zu erarbeiten
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Technische Herausforderungen in Ortsnetzen bei
zunehmendem Einspeiseranteil
Begrenzende Größe ist aktuell weniger die übertragbare Leistung des
Kabels, sondern die Spannung beim Kunden (230 V +/- 10 %)
220 V
240 V
230 V
240 V
bis 255 V bei Sonne (dann Abschaltung)
bis 190 V bei Ladung
e-Mobil (nachts)
Verstärkung bestehender
Kapazitäten oder neue Leitungen
kurzfristig als einzige Lösung
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Das Netz der Zukunft wird intelligenter
Smart Meter
E-Mobility
Mini-BHKW
Photovoltaik
Netzleitstelle
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Schaffung von Akzeptanz ist Aufgabe von
Politik sowie Netz- und Anlagenbetreibern
Zur einvernehmlichen
Umsetzung der
Energiewende ist noch
viel Aufklärungs- und Abstimmungsaufwand nötig.
Seite 20 01.11.2011
Zur Integration der erneuerbaren Energien sind
umfangreiche Handlungsfelder zu bearbeiten
Netzausbau
Erhöhung der Intelligenz des Netzes
Speicherung der Energie
Schaffung von Akzeptanz
Seite 21 01.11.2011 envia Verteilnetz GmbH | Magdeburger Straße 36 | 06112 Halle (Saale) | www.envia-netz.de
VIELEN DANK
FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT!
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