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Gesicherte Stromversorgung für Bayern - Kraftwerkspark und Netzausbau

05. November 2014, Holiday Inn Nürnberg City Centre, Nürnberg

Bericht

  • Versorgungssicherheit hat höchste Priorität
  • Systemdienstleistungen für stabilen Netzbetrieb zunehmend im Fokus
  • Wechselwirkung zwischen künftigem Kraftwerkspark und Stromnetzausbau

Motivation und Hintergrund

Die Stromversorgung in Bayern steht vor grundlegenden Veränderungen. Mit dem beschlossenen Ausstieg aus der Kernkraft fallen in den nächsten 8 Jahren mehr als 5 GW Erzeugungsleistung und damit etwa 40% der gesicherten bayerischen Kraftwerkskapazität weg. Der Ausbau der regenerativen Energien und einhergehend der Umbau des Kraftwerkparks sind zentrale Punkte der Energiepolitik Bayerns. Darauf abgestimmt muss die erforderliche Ertüchtigung der Stromnetze, sowohl im Übertragungs- als auch Verteilnetz, erfolgen. Aktuelle Herausforderungen liegen in der Systemintegration der zunehmend dezentralen Erzeugungsanlagen. Die Wahrung der Systemstabilität, mit dem Schwerpunkt der künftigen Erbringung von Systemdienstleistungen, und die gesamtwirtschaftliche Optimierung sind zentrale Faktoren.

Ergebnisse und Erkenntnisse

Das energiepolitische Zieldreieck einer wirtschaftlichen, nachhaltigen und sicheren Stromversorgung könnte um den Aspekt der Bürgerakzeptanz erweitert werden. Vertrauen und Transparenz sind hierbei unverzichtbare Bestandteile des gestarteten Energiedialogs. Die Mobilitäts- und Wärmewende ist in der aktuellen Diskussion unterrepräsentiert. Zuzug und neue Anwendungen für elektrisch Energie lassen den Strombedarf in Bayern aktuell steigen.

Die neuen, in der Planung befindlichen Stromtrassen werden, mit Ausnahme der „Thüringer Strombrücke“, in den zwanziger Jahren in Betrieb gehen und mit einer Lebensdauer von 40 Jahren bis 2060 in Betrieb bleiben. Der weitgehende Ausstieg aus der Braunkohleverstromung ist in diesem Zeitraum unverzichtbar um die selbst gesetzten Klimaziele zu erreichen. Das Ausbaupotenzial von Wasserkraft, Biomasse und Geothermie, als regenerativ gesicherte Leistung ist begrenzt. Für die gesicherte Leistung, die zunehmend flexibel bereitgestellt werden muss, stehen damit in erster Linie Gaskraftwerke und gegebenenfalls Steinkohlekraftwerke zur Verfügung. Der Bau dieser Kraftwerke ist nicht zwingend an Standortvoraussetzungen gekoppelt und kann deshalb verbrauchsnah, bevorzugt in KWK erfolgen.
Der Bau neuer Übertragungstrassen ist für die überregionale Verteilung von Wind und PV-Strom unverzichtbar und damit Voraussetzung für das Gelingen der Energiewende. Der Standort künftiger Gaskraftwerke hat aber einen Einfluss auf den erforderlichen Umfang dieses Trassenausbaus. Durch verbrauchsnahe Standorte können Übertragungsverluste minimiert und die Versorgungssicherheit, insbesondere für Ballungsräume, erhöht werden. Die aktuell mangelnde Wirtschaftlichkeit der Gaskraftwerke ist dabei dem noch laufenden Betrieb von Braunkohle und Kernkraft geschuldet. Für den Migrationspfad des Kraftwerksparks sind die erforderlichen Rahmenbedingungen, beispielsweise in Form eines Kapazitätsmechanismus, zu setzen.
Es ist sinnvoll und erforderlich, insbesondere unter dem Aspekt der Bürgerakzeptanz, die Diskussion um Trassenbedarfe eng mit der Diskussion um den Wandel des Kraftwerksparks der nächsten Jahrzehnte zu verknüpfen. Hierzu braucht es einen im Bund abgestimmten Umbaupfad der Kraftwerkslandschaft und keine 16 einzelnen Energiewenden.

Aktuell bestehende, technische Möglichkeiten zur Minimierung des Ausbaubedarfs im Übertragungsnetz werden heute schon genutzt. Leitungsmonitoring, Lastflusssteuerung und Trassenertüchtigung spielen dabei eine wichtige Rolle. Erdkabel sind, bei derzeit geringer Betriebserfahrung und Kosten, die um den Faktor von etwa vier höher liegen als bei Freileitungen, eine Alternative für begrenzte, kritische Abschnitte.

Alle anstehenden Überlegungen finden dabei vor dem Hintergrund der Integration in das europäische Verbundsystem statt. Systemanalysen, welche die komplexen Zusammenhänge in Rechenmodellen abbilden, sind dabei unverzichtbare Werkzeuge zur ganzheitlichen Planung und Optimierung der Stromversorgung.

Zunehmend in den Fokus der Versorgungssicherheit rückt die künftige Erbringung von Systemdienstleistungen, insbesondere jene mit hoher regionaler Relevanz, also Blindleistung, Kurzschlußleistung und Momentanreserve. Neben dem Einsatz hierfür bereits verfügbarer Betriebsmittel, wie beispielsweise Kompensatoren, gewinnt das Netzebenen übergreifende Zusammenspiel bei der Erzeugung und Bedarfsermittlung eine zunehmend wichtige Rolle. Neue Prozesse zur Abstimmung ÜNB/VNB sind hier zu entwickeln und die Suche nach wirtschaftlichen Lösungen, unter Einbeziehung der erneuerbaren Energien, bedarf noch erheblicher Forschungsanstrengungen. Ebenso ist eine Diskussion um die künftigen Vergütungsmodelle hilfreich.

Batterien entfalten ihren Nutzen in verschiedenen Anwendungen, die sich aktuell auf unterschiedliche  Rollen in der Stromwirtschaft verteilen. Damit wird eine Bündelung dieser verschiedenen Mehrwerte als wahrnehmbarer wirtschaftlicher Vorteil sehr erschwert. Redox Flow Batterien sind in Leistung und Energieinhalt frei skalierbar und eignen sich für die Bereitstellung von Systemdienstleistungen (Blindleistung, Regelenergie, Momentanreserve), und zur Netzentlastung durch Kappung von Lastspitzen. Ein Ersatz gesicherter Erzeugungsleistung ist aber aufgrund der begrenzten Speicherkapazität absehbar nicht möglich.

Dezentrale Versorgungsstrukturen weisen ein erhebliches Potential zur Netzentlastung auf. Die Ziele Versorgungssicherheit und Effizienz lassen sich durch die Kopplung von Strom- und Wärmeversorgung gleichermaßen erreichen. Schlüsselkomponenten hierbei sind Wärmepumpen, Blockheizkraftwerke und dezentral erneuerbare Erzeugung.

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