der systemstabilisator
der systemstabilisator
der systemstabilisator
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PRÄSENTATION ZUM KURZGUTACHTEN<br />
„DER SYSTEMSTABILISATOR“‐ TEIL<br />
EINES GESAMTSYSTEMATISCHEN<br />
ANSATZES<br />
EINE GUTACHTERLICHE STUDIE IM AUFTRAG DES<br />
NeldnerConsult<br />
System‐ und Elektrizitätsnetzberatung<br />
Dregerhoffstrasse 112<br />
12557 Berlin<br />
www.neldnerconsult.eu<br />
info@neldnerconsult.eu<br />
HAUPTVORSTANDES DER IGBCE<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner, 1
Das europäische Verbundnetz‐ in Deutschland vier<br />
regelzonenverantwortliche Übertragungsnetzbetzreiber<br />
3<br />
4<br />
1) 50Hertz<br />
2) TenneT TSO<br />
3) Amprion<br />
4) EnBW Transportnetze<br />
3<br />
2<br />
1<br />
01.03.2012 2
EU‐Vertrag von Lissabon<br />
1. Dezember 2009: Rahmensetzung<br />
TITEL XXI. Energie<br />
Artikel 194(Europäische Energiepolitik;Ziele und Maßnahmen)<br />
(1) Die Energiepolitik <strong>der</strong> Union verfolgt im Geiste <strong>der</strong> Solidarität zwischen den<br />
Mitgliedstaaten im Rahmen <strong>der</strong> Verwirklichung o<strong>der</strong> des Funktionierens des<br />
Binnenmarkts und unter Berücksichtigung <strong>der</strong> Notwendigkeit <strong>der</strong> Erhaltung und<br />
Verbesserung <strong>der</strong> Umwelt folgende Ziele:<br />
a) Sicherstellung des Funktionierens des Energiemarkts;<br />
b) Gewährleistung <strong>der</strong> Energieversorgungssicherheit in <strong>der</strong> Union;<br />
c) För<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> Energieeffizienz und von Energieeinsparungen sowie Entwicklung neuer<br />
und erneuerbarer Energiequellen und<br />
d) För<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> Interkonnektion <strong>der</strong> Energienetze.<br />
3 18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner,
Regulierung:<br />
‐ Tarife<br />
‐ Qualität<br />
Grundlage:<br />
‐ EnWG<br />
‐ NEV<br />
‐ NZV<br />
Das komplexes Zusammenspiel <strong>der</strong> Systeme<br />
Physik ( Basis des Energieversorgungssystems/EVS):<br />
Ziel: stabiler Normalbetrieb gemäß<br />
Grundanfor<strong>der</strong>ungen/hohe Versorgungssicherheit/SoS<br />
Grundlage: Physik(Kirchhoff u.a.), EnWG §13<br />
Wer: TSO‘s/ DSO‘s<br />
Netzkunden<br />
Elektrizitätsgeschäft (<strong>der</strong> Markt von Heute):<br />
Ziel: Elektrizitätshandel ohne Barrieren,<br />
freier Zugang<br />
Grundlage: Bilanzkreismanagement /BKM<br />
Wer: BKV‘s (ÜNB = BKO)<br />
Börsen‐Aufsicht<br />
Kontrolle und Aufsicht:<br />
EU: Energie, Wettbewerb(Art.194)<br />
Bund: BMWi (EnWG), BMU (EEG),<br />
BMI (krit. Infrastruktur), Kartellamt,<br />
Zollamt<br />
Län<strong>der</strong>: Energieaufsicht,<br />
Katastrophenschutz (Umwelt‐,<br />
Altlasten, Verkehrssicherung,<br />
Brandschutz, TÜV)<br />
EEG‐Abwicklung(<strong>der</strong> Markt von Morgen?)<br />
Ziel: Klimaschutz<br />
Entwicklung/ Integration/Subvention EE<br />
Grundlage: EEG<br />
Wer: EE‐Betreiber, BKV, DSO, ÜNB<br />
EEG‐Aufsicht???<br />
Erfolgsschlüssel: Kennen, Verstehen, Handeln !!!<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner, 4
Schema des EVS und (heutige) technische<br />
Grundanfor<strong>der</strong>ungen<br />
Konvent. Erzeuger<br />
Fahrplan (BKM)<br />
EE-Vorrang!<br />
Min ?<br />
Export/Import<br />
EE-Erzeug.<br />
max. 15<br />
GW<br />
100%<br />
0%<br />
!<br />
Speicher<br />
(Notfälle)<br />
Elektrizitätsnetz<br />
Max = 80 GW<br />
Min = 30 GW<br />
marktabhängig<br />
SOS-Kriterien(Auswahl):<br />
1.Überall Spannung (0,4 – 380 kV)<br />
2.Stabile Frequenz (50 Hz)<br />
3.Keine Überlast im Netz<br />
4.Erhalt des Stromverbundes in<br />
Europa und Deutschland<br />
Fahrplan/Technologie<br />
Tageszeit<br />
KMU Industrie Haushalte<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner,<br />
5
Überschuss und Mangel liegen bei Naturstrom dicht<br />
beieinan<strong>der</strong><br />
Quelle: Coreso<br />
http://www.transparency.eex.com/<br />
• Der Ausgleich von Überschuss<br />
und Mangel ist abzusichern, aber<br />
auch die rasante Schnelligkeit,<br />
mit <strong>der</strong> naturbedingter Wind‐<br />
und Sonnenstrom ansteigt<br />
(kommt) und wie<strong>der</strong> abfällt<br />
(geht) muss im Interesse <strong>der</strong><br />
nachfragenden Verbraucher<br />
seitens <strong>der</strong><br />
regelzonenverantwortlichen<br />
Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB)<br />
sicher beherrscht werden.<br />
• Dazu bedarf es zukünftig<br />
verstärkt des Zugriffes auf sicher<br />
verfügbare Einrichtungen.<br />
01.03.2012 Neldner Consult 6
Naturstrombedingte Fehlprognosen erfor<strong>der</strong>n<br />
Ausgleichs‐Elektrizität!<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner,<br />
Photovoltaik:<br />
Beginn und Ende <strong>der</strong><br />
Sonnenstromgewinnung folgen den<br />
Regeln <strong>der</strong> Erdrotation!<br />
Die Intensität ist allerdings von vielen<br />
Faktoren abhängig (u.a. Bewölkung).<br />
Erhebliche Schwankungen zwischen<br />
Prognose und tatsächlicher Einspeisung<br />
Wind:<br />
Gegenüber <strong>der</strong> Photovoltaik ist sowohl <strong>der</strong><br />
Zeitpunkt als auch die Intensität in hohem<br />
Maßen schwankend und nicht für den<br />
konkreten Moment vorhersagbar!<br />
Elektrizitätssystem:<br />
Für ein stabiles Elektrizitätssystem<br />
sind daher elektrische Ersatzleistungen<br />
und energetische<br />
Ausgleichsmöglichkeiten notwendig!<br />
Quelle:<br />
Coreso; Day Ahead report for 13/09/2011<br />
http://www.transparency.eex.com/<br />
7
Deutsches Höchstspannungsnetz als Teil des<br />
Europäischen Verbundsystems(ENTSO‐E)<br />
Gemäß dem Vertrag von Lissabon<br />
Artikel 194 ist die Energieversorgungssicherheit<br />
des<br />
europäischen Stromverbundnetzes<br />
ein hohes Gut für alle EU-<br />
Mitgliedslän<strong>der</strong>!<br />
Wegen dem nicht erfolgten Ausbau <strong>der</strong><br />
innerdeutschen Leitungen im<br />
erfor<strong>der</strong>lichen Ausmaß und dem<br />
gleichzeitig geltenden Einspeisevorrang<br />
<strong>der</strong> überproportional im Nordosten<br />
erzeugten „grünen Energie“ werden<br />
zunehmend die Nachbarnetze von z.B.<br />
Polen und Tschechien in Anspruch<br />
genommen. Dies führt regelmäßig zu<br />
kritischen Situationen und wird seitens<br />
<strong>der</strong> Anrainer gerügt.<br />
Quelle: VDE/ FNN<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner, 8
Status quo und Entwicklungen (ohne<br />
Maßnahmen)<br />
SOS‐Kriterien: heute:<br />
1. Spannung(U/kV): angespannt/Stress<br />
2. Frequenz(f/ Hz): Zusatzmaßnahmen<br />
festgelegt<br />
3. Verbundnetz: Stress: häufig,<br />
intensiv , zeitgleich<br />
überregional<br />
4. Verbundbetrieb angespannt<br />
morgen:<br />
Bedrohliche Schwankungen<br />
(trotz TSO/DSO‐Eingriffen)<br />
Verbrauchs(Erzeugungs‐)<br />
‐Restriktionen<br />
Störungen, Teilnetzbildung,<br />
Inselung, Totalausfall<br />
Verlust des Verbundes,<br />
Blackout!<br />
Tage dauern<strong>der</strong> Wie<strong>der</strong>‐<br />
aufbau<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner, 9
einige wichtige Maßnahmen (kurz‐ und langfristig)<br />
?<br />
Training mit<br />
operativem<br />
Personal<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner,<br />
10
Markt<br />
Restriktion<br />
(Eingriffe<br />
des<br />
ÜNB(VNB‘<br />
s)<br />
Betriebszustände im operativen<br />
(Netz‐)Betrieb großer EGS<br />
EGS (nicht reguliert)<br />
Netze (reguliert)<br />
Normalbetrieb<br />
Stress-Betrieb<br />
(Frühwarnung)<br />
Stör-Betrieb (Alarm)<br />
Teil-/Totalausfall (Notfall)<br />
Wie<strong>der</strong>aufbau<br />
(Schwarzstart)<br />
EnWG<br />
EnSiG<br />
18. 2. 2012<br />
Achtung: Differenziert zuständige Bundes- und<br />
Landesbehörden je nach Betriebszustand, territorialer<br />
Zuordnung und Son<strong>der</strong>festlegung im Krisen- und<br />
Katastrophenfall<br />
Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner, 11
12<br />
Versorgungssicherheit: Anzahl <strong>der</strong> „Eingreif- und<br />
Gefährdungs“ – Tage mit Maßnahmen gemäß EnWG, nur im Nordosten<br />
Quelle:50 Hertz GmbH<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
§13 EnW G<br />
155 175<br />
Stand: 31.12.2011<br />
197<br />
18. 2. 2012<br />
160<br />
2007 2008 2009 2010 2011<br />
213
einige wichtige Maßnahmen (kurz‐ und langfristig)<br />
?<br />
Leitungsbau<br />
‐ sofort!<br />
Training mit<br />
operativem<br />
Personal<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner,<br />
13
Ein absolute Dilemma und Nadelöhr Nr. 1 ‐<br />
seit <strong>der</strong> „elektrischen Wie<strong>der</strong>vereinigung 1995“<br />
nur drei (!!) Leitungen zwischen Ost und West<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner, 14
einige wichtige Maßnahmen (kurz‐ und langfristig)<br />
?<br />
Leitungsba<br />
u ‐ sofort!<br />
Training mit<br />
operativem<br />
Personal<br />
Festschreibung von<br />
systemkonkreten<br />
Mindestanfor<strong>der</strong>ungen<br />
„System‐<br />
stabilisatoren“<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner,<br />
15
Der Systemstabilisator‐ die anlagenkonkreten<br />
Kriterien<br />
• Gesicherte Aufruf-und Startbereitschaft;<br />
• Anfor<strong>der</strong>ungsgerechte und unverzögerte Leistungs-und Spannungsbereitstellung,<br />
einschließlich <strong>der</strong> gefor<strong>der</strong>ten Än<strong>der</strong>ungsgeschwindigkeiten,<br />
alle Echtzeitdaten an ÜNB/VNB;<br />
• Vorhandensein rotieren<strong>der</strong> Massen als schwungradmäßiger<br />
Kurzzeitspeicher für Robustheit und Systemeigenschutz;<br />
• Inselbetriebsfähigkeit, autarker o<strong>der</strong> (abgesichert) unterstützter<br />
Wie<strong>der</strong>anfahrbetrieb;<br />
• Abgesicherte (Brennstoff-)Bevorratung;<br />
• Erprobtes Konzept für Training <strong>der</strong> zuständigen Führungskräfte und<br />
<strong>der</strong> Diensthabenden, ausreichende Bereitschaften;<br />
• Leistungsspannbreite: 20- 35 % <strong>der</strong> höchsten Systemlast als<br />
Normierungsgrundlage, weitere wissenschaftlich-praktische<br />
Untersuchungen erfor<strong>der</strong>lich, starke Abhängigkeit von<br />
Beson<strong>der</strong>heiten <strong>der</strong> Regelzone , <strong>der</strong> verfügbaren(!) Kuppelkapazität<br />
und dem Status <strong>der</strong> konv. u. regenerat. Kraftw.(Datenübertragung!)<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner, 16
Der Systemstabilisator‐ das Verfahren(1)<br />
• Veranlassung des Konzeptes unter Fe<strong>der</strong>führung BMWi/ BNetzA<br />
und in enger Abstimmung mit den regelzonenverantwortlichen ÜNB;<br />
• Umsetzungsstart mit Verpflichtung <strong>der</strong> ÜNB zur Präqualifikation,<br />
Ausschreibung und Deklaration von „Systemstabilisatoren“<br />
(Einrichtungen/Werken mit systemstabilisierenden Eigenschaften ,<br />
unabhängig von <strong>der</strong> Art(regenerativ o<strong>der</strong> konventionell), dem<br />
Ausgangs(Brenn-)-stoff(wie Biomasse, Gas, Wasser, Kohle)o<strong>der</strong><br />
dem Alter(rekonstruierter Bestand o<strong>der</strong> Neubau)<br />
• Zweistufiges Verfahren:<br />
a) grundsätzliche bundesweite Zulassung bei nachgewiesener<br />
Erfüllung von anlagenkonkreten Mindestkriterien und systemkonkreten<br />
Mindestanfor<strong>der</strong>ungen;<br />
b) Einsatzbetrieb pro Regelzone nach tagesscharfer Kriterien-<br />
Erfüllung und systemkonkreter Anfor<strong>der</strong>ungssituation<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner, 17
Der Systemstabilisator‐ das Verfahren(2)<br />
•Systemstabilisieren<strong>der</strong> Auf-und Wi<strong>der</strong>ruf durch ÜNB gemäß<br />
konkreter EVS-Gesamt-Situation, einschließlich europäischer<br />
Nachbarnetze;<br />
•Verfahrensbestätigung und –kontrolle durch BNetzA;<br />
• Monitoring und Anpassung <strong>der</strong> Festlegungen zum Systemstabilisator:<br />
BMWi(ggfs. über EnWG§49 i.A. E- Aufsichtsbehörden);<br />
•Überprüfung <strong>der</strong> anlagenkonkreten Kriterien: unabhängige Prüfer,<br />
ggfs. Energieaufsichtsbehörden;<br />
•Europaweite Harmonisierung über ENTSO-E(ÜNB) und ggfs.<br />
ACER(BNetzA)<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner, 18
Ausblick 1 (Auszug)<br />
• Basierend auf den Grundanfor<strong>der</strong>ungen von ENTSO-E und ACER,<br />
sowie bereits erarbeiteten Studien ist das Konzept für „Systemstabilisatoren“(Technische<br />
Mindestanfor<strong>der</strong>ungen, wirtschaftlichrechtliche<br />
Ausgestaltung) unter Fe<strong>der</strong>führung des Regulators und in<br />
enger Abstimmung mit den regelzonenverantwortlichen ÜNB auszuarbeiten<br />
und zur baldmöglichen Umsetzung vorzubereiten;<br />
• Ausgestaltung von bindenden Verpflichtungen für alle Akteure des<br />
EVS, vom Normalbetrieb bis zum Stör- und Havariebetrieb, einschließlich<br />
Ausbildung und Training (für Führungskräfte und<br />
Diensthabende), mit dem Ziel, je<strong>der</strong>zeit eine den Mindestanfor<strong>der</strong>ungen(s.o.)<br />
adäquate Energieversorgungssicherheit des EVS zu<br />
gewährleisten;<br />
• Prüfung <strong>der</strong> (volks-)wirtschaftlichen Wirkung <strong>der</strong> Regelungen des<br />
EVS von heute im Zuge <strong>der</strong> Transformation, einschließlich<br />
grundlegen<strong>der</strong> Fragestellungen wie <strong>der</strong> Marktfähigkeit(Marktpreisbildung)<br />
eines regenerativ geprägten EVS;<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner, 19
Ausblick 2(Auszug)<br />
• Massiver Ausbau und wirksame Beschleunigung <strong>der</strong><br />
Maßnahmen zum (innerdeutschen) Netzausbau und <strong>der</strong> Netzverstärkung,<br />
kurzfristig gemäß EnLAG, mittelfristig nach NABEG,<br />
einschließlich von Ausgleichs- und Kompensationsmaßnahmen(in<br />
Analogie und auch Erweiterung <strong>der</strong> NABEG-Regelungen);<br />
• Prüfung, inwieweit diese Anfor<strong>der</strong>ungen für eine hohe<br />
Energieversorgungssicherheit, für einen funktionierenden<br />
Elektrizitätsbinnenmarkt, für eine Transformation hin zum<br />
naturstrombasierten EVS eine Anpassung <strong>der</strong> rechtlichregulatorischen<br />
Verfahren und Festlegungen erfor<strong>der</strong>n, um<br />
Handlungs- und Planungssicherheit für alle Akteure und die<br />
regulierten Netzbereiche zu garantieren;<br />
• Überprüfung <strong>der</strong> Regelwerke von einer Bündelung<br />
(„Elektrizitätsgesetzbuch“) bis zur Praktikabilität von<br />
Einzelaspekten(EnSiG, infrastrukturrelevanter Katastrophenschutz)<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner, 20
Ausblick 2022<br />
Konvent. Erzeuger<br />
Export/Import<br />
EE-Erzeug.<br />
Speicher<br />
Höchstspannungsnetz<br />
nnNNNNLeitungsbau<br />
Grund-und Mindest-<br />
Anfor<strong>der</strong>ungen<br />
KMU Industrie Haushalte<br />
Systemstabilisatoren<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner,<br />
21
VIELEN DANK FÜR IHRE<br />
AUFMERKSAMKEIT!<br />
NeldnerConsult<br />
System‐ und Elektrizitätsnetzberatung<br />
Dregerhoffstrasse 112<br />
12557 Berlin<br />
www.neldnerconsult.eu<br />
info@neldnerconsult.eu<br />
18. 2. 2012 Dipl.‐Ing. Wolfgang Neldner, 22
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