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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

0

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

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39

66

19

5136

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

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

12000

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.

Seite 6 01.11.2011

0,0

500,0

1.000,0

1.500,0

2.000,0

2.500,0

3.000,0

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!

Seite 13 01.11.2011

Erzeugung und Last fallen zukünftig weit

auseinander

≠

Verteilung der Lastdichte in Deutschland

hohe Lastdichte – rot/gelb ; geringe

Lastdichte - blau

Erzeugung Last

Seite 14 01.11.2011

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 !

Seite 15 01.11.2011

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

Seite 16 01.11.2011

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

Seite 17 01.11.2011

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

Seite 19 01.11.2011

Schaffung von Akzeptanz ist Aufgabe von

Politik sowie Netz- und Anlagenbetreibern

Zur einvernehmlichen

Umsetzung der

Energiewende ist noch

viel Aufklärungs- und Abstimmungsaufwand nötig.

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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!