Präsentation - EEG, TU-Wien

www.oeko.de
Dezentrale Stromerzeugung und
Netzausbau
Vorstellung der Projektergebnisse aus den Projekten „BMWi DFlex“, „BMBF Stromnetze“ & „UBA Energiemanagementsysteme“
Moritz Vogel | IEWT 2017 | Wien, 15.02.17
www.oeko.de
Motivation
Der Ausbau erneuerbarer Energien ist in vielerlei Hinsicht
dezentral orientiert:
Erzeugung
Verbrauch
Flexibilität
Forschungsfrage:
Welche Auswirkungen hat ein dezentraler Ausgleich in Hinblick auf
Netznutzung und –ausbaubedarf, Flexibilitätsbedarf, THGEmissionen?
Dezentrale Stromerzeugung und Netzausbau | Moritz Vogel | IEWT Wien 2017
2
www.oeko.de
Praxisbeispiele
Es befinden sich bereits eine große Anzahl an EMS in der praktischen Anwendung.
Marktübersicht dezentraler Energiemanagementsysteme
Quelle: Öko-Institut e.V., Dr. Langniß – Energie & Analyse (2016), Bestandsaufnahme und orientierende Bewertung dezentraler
Energiemanagementsysteme, UBA: Dessau.
Dezentrale Stromerzeugung und Netzausbau | Moritz Vogel | IEWT Wien 2017
3
www.oeko.de
Dispatch model „PowerFlex-Grid“
●
Lineares Optimierungsproblem mit stündlicher Auflösung
●
In GAMS formuliert und durch CPLEX gelöst.
●
Unterschiedliche Erzeugungstechnologien,
Flexibilitätsoptionen sowie Speicher
●
Simulation des deutschen Übertragungsnetzes durch den
vereinfachten DC-Ansatz
Eingangsparameter
•
•
•
•
•
Entscheidungsvariablen
Stromnachfrage
Dispatch von
Kraftwerkspark
Kraftwerken,
EE-Einspeisung
Speichern und
Speicher
Flexibilitäten
/Flexibilitätsoptionen
Netztopologie/Netzkapazität
Dezentrale Stromerzeugung und Netzausbau | Moritz Vogel | IEWT Wien 2017
Ergebnisindikatoren
•
•
•
•
•
•
Stromgestehungskosten
Brennstoffmix
CO2-Emissionen
Leitungsauslastung
Speicherverluste
Nutzungsgrad von
Flexibilitätsoptionen
4
www.oeko.de
Szenarienvergleich BMWi D-Flex
Referenzszenario
Gemäß BMU Leitstudie Szenario A‘ 2020/30
Vereinfachtes Übertragungsnetz (5 Knoten)
Keine zusätzlichen Flexibilitätsoptionen
Szenario Dezentrale und Zentrale Steuerung
Zusätzliche Flexibilitätsoptionen: Biogasspeicher und
Wärmespeicher, DSM, Elektromobilität
Zentrale Steuerung
Dezentrale Steuerung
Überregionaler Ausgleich
vorrangig lokaler Ausgleich
Dezentrale Stromerzeugung und Netzausbau | Moritz Vogel | IEWT Wien 2017
5
www.oeko.de
BMWi Projekt D-Flex: BHKW Dispatch in verschiedenen
Steuerungsansätzen
Dezentrale Stromerzeugung und Netzausbau | Moritz Vogel | IEWT Wien 2017
6
www.oeko.de
Szenarienvergleich BMBF Stromnetze
Referenzszenario
Gemäß NEP Szenario B2 2025
Übertragungsnetz (500 Knoten)
Kein Einsatz dezentraler Flexibilitätsoptionen
Szenario Dezentral
Mehr Erneuerbare Energien
Lastnähere Verteilung
Kohleausstieg
Vorrangig dezentraler Ausgleich
Dezentrale Stromerzeugung und Netzausbau | Moritz Vogel | IEWT Wien 2017
7
www.oeko.de
BMBF Stromnetze: Jahresdauerlinie der
Übertragungsnetzauslastung
Hohe Netzauslastung korreliert mit hoher EE-Einspeisung
Volllaststunden: 1.280 h/a
Leitungsverluste: 23,4 TWh
Volllaststunden: 1.180 h/a
Leitungsverluste: 20,7 TWh
●
Durchschnittliche Netzauslastung sinkt um 8%
● Übertragungsverluste sinken um 12%
● Durchschnittliche Transportentfernungen sinken
Dezentrale Stromerzeugung und Netzausbau | Moritz Vogel | IEWT Wien 2017
8
www.oeko.de
Schlussfolgerungen
1.
2.
3.
Eine dezentrale Steuerung führt zu höheren Erzeugungskosten,
da teurere Kraftwerke und weniger effiziente Flexibilitätsoptionen
zum Einsatz kommen.
Bei einer zentralen Steuerungsstrategie werden die effizienteren
Flexibilitätsoptionen häufiger eingesetzt, dafür wird das Stromnetz
stärker ausgelastet.
Bei einem dezentralen Steuerungsansatz wird das Stromnetz
etwas weniger stark ausgelastet, Exportkraftwerke und
Transitflüsse schmälern den Absenkungseffekt.
Dezentrale Stromerzeugung und Netzausbau | Moritz Vogel | IEWT Wien 2017
9
www.oeko.de
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Thank you for your attention!
Haben Sie noch Fragen?
Do you have any questions?
?
www.oeko.de
Projektliste
Projekt Stromnetze (2013-2017): Erhöhung der Transparenz
über den Bedarf zum Ausbau der Strom-Übertragungsnetze,
gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und
Forschung
Projekt D-Flex (2013-2015): Dezentral und zentral gesteuertes
Energiemanagement auf Verteilnetzebene zur
Systemintegration erneuerbarer Energien, gefördert durch das
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Projekt (2016): Bestandsaufnahme und orientierende Bewertung
dezentraler Energiemanagementsysteme, gefördert durch das
Umweltbundesamt
Dezentrale Stromerzeugung und Netzausbau | Moritz Vogel | IEWT Wien 2017
11