Fachgebiet Energiesysteme und Energiemanagement (ESEM)

Einfluss des Speichereinsatzes auf das Übertragungsnetz

Motivation

Mit dem Energiekonzept der Bundesregierung vom September 2010 wurde der Grundstein für eine nachhaltige, vorwiegend auf Erneuerbare Energien beruhenden Elektrizitäts­versorgung gelegt. Erklärtes Ziel der Politik ist es, bis spätestens 2050 einen Anteil Erneuerbarer Energien am Bruttostromverbauch von mindestens 80 % zu erreichen. Im Elektrizitätsversorgungssystem müssen Erzeugung und Verbrauch zu jedem Zeitpunkt gleich groß sein. Bedingt durch die Tatsache, dass für das angestrebte Ausbauziel eine installierte Leistung Erneuerbarer-Energien-Anlagen in Höhe eines Vielfachen der Spitzenlast Deutschlands erforderlich sein wird, erhöhen sich die nachzufahrenden Leistungsgradienten. Dadurch ergibt sich für das System ein erhöhter Flexibilisierungsbedarf. Dieser kann entweder durch den Einsatz flexibler Kraftwerke, verstärkten Import/Export von Leistung, Abregelung Erneuerbarer Erzeugung oder durch Speicher gedeckt werden.

Aufgabenstellung

Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Speichern im Elektrizitäts­versorgungs­system und des erforderliches Netzausbaus

  • Voraussetzungen, unter denen ein Speichereinsatz dazu beiträgt, Netzengpässe und den damit einhergehenden Netzausbaubedarf zu verringern
  • Ermittlung einer netzentlastenden Speicherallokation

Vorgehensweise

Mithilfe von Jahresbetriebssimulationen an Modellen des deutschen Übertragungsnetzes, die verschiedene Ausbauvarianten darstellen, wird anhand von Grundlastfluss- und Ausfallrechnungen der Einfluss der Speicher auf das deutsche Übertragungsnetz untersucht. Dabei wird die Zulässigkeit des jeweiligen Netzmodells anhand der Auslastung seiner Betriebsmittel bewertet.

Abb.1: Erwartungswerte der höchsten Betriebsmittelauslastung in Abhängigkeit von Speicher- und Netzausbau

Abb. 2: Unzulässige Systemzustände eines Netzmodells während einer Jahresbetriebssimulation

Bisherige Ergebnisse

  • Speicher entlasten das Übertragungsnetz ohne Betrachtung des Netzbetriebs kaum.
  • Keine Präferenz für last- oder erzeugungsnahe Speicherallokation

Bearbeiter

Dipl.-Ing. Helge Pluntke

Veröffentlichungen

Energiespeicher für die Energiewende - Speicherungsbedarf und Auswirkungen auf das Übertragungsnetz für Szenarien bis 2050, VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik e.V. Energietechnische Gesellschaft (ETG), Frankfurt (Main) 2012