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Agora Toolbox für die Stromnetze

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Agora Energiewende | Toolbox für die Stromnetze - Für die künftige Integration von Erneuerbaren Energien Geräuschpegel) erfüllt werden; Wechselwirkungen mit kreuzenden Rohrleitungen anderer Netze (Gasnetz) müssen untersucht und der Einfluss auf die Maststatik muss berücksichtigt werden. Aufgrund dieser Einschränkungen ist der Einsatz der Technologien nicht auf jeder Freileitung möglich. Nur wenn bereits vor der Ertüchtigung eine Genehmigung der bestehenden Trasse für die höheren Stromwerte bestand, ist kein weiterer Genehmigungsprozess mehr nötig und die Aufrüstung kann zeitnah durchgeführt werden. Andernfalls ist ein neues Genehmigungsverfahren notwendig. 109 Die Grenzwerte der BImSchV können die Erschließung des Einsatzpotenzials von HTLS und FLM sehr stark beeinflussen. 110 →→Um an einer Leitung zur Installation von HTLS oder eines FLM zu arbeiten, muss diese abgeschaltet werden. Um eine hohe Netzsicherheit während der Installation zu gewährleisten, können daher immer nur wenige Leitungen gleichzeitig zu diesem Zweck abgeschaltet werden. Daher kann die Ertüchtigung von mehreren Freileitungen nur schrittweise durchgeführt werden. →→Beim Einsatz der Technologien muss nach wie vor das (n-1)-Kriterium beachtet werden. Wenn eine Leitung ausfällt, muss ihr Strom von anderen Leitungen übernommen werden. Wenn eine Freileitung mit einer der beiden Maßnahmen ertüchtigt wurde, kann sie einen dementsprechend größeren Strom führen. Es muss also darauf geachtet werden, dass die Leitungen, die diesen Strom bei Ausfall der Leitung mit HTLS oder FLM übernehmen, ebenfalls die größere Leistung bewältigen können. →→Alle dazugehörigen Betriebsmittel (Transformatoren, Leistungsschalter, Stromwandler etc.) müssen auf den höheren Strom ausgelegt sein. Bei HTLS müssen auch die höheren Temperaturen berücksichtigt werden. Das betrifft vor allem die Isolatoren und Armaturen der Freileitung. →→Die Technologien sind wirkungslos, wenn sie mit einem Engpass außerhalb der betreffenden Freileitung in Reihe geschaltet werden, weil dann dieser Engpass die Übertragungskapazität bestimmt. →→Der Widerstand einer Leitung steigt mit der Temperatur. Deshalb steigen bei HTLS die Verluste und damit auch die Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Leitern, wenn diese mit hohen Strömen betrieben werden. Die Temperatur, die sich auf einem HTLS einstellt, kann allerdings je nach Belastung stark variieren, wodurch auch der Widerstand stark variiert. Das muss beispielsweise bei Lastflussberechnungen und Stabilitätsanalysen berücksichtigt werden. 111 →→HTLS haben eine ähnliche Impedanz wie normale Freileitungsseile. Durch den Austausch der Leiterseile ändert sich der Lastfluss im Übertragungsnetz nur wenig, sodass die höhere Stromtragfähigkeit nicht immer voll ausnutzbar ist, weil im vermaschten Netz sonst andere Leitungen überlastet würden. Nicht alle der aufgelisteten Restriktionen treffen auf jede für eine Ertüchtigung infrage kommende Leitung zu. In der Praxis stehen die genannten Restriktionen und die Kosten der Anwendung von HTLS stärker entgegen als dem FLM, das bereits in größerem Umfang im deutschen Übertragungsnetz im Einsatz ist. Zusammenfassung der Bewertungen Hochtemperaturleiterseile und Freileitungsmonitoring sind wirksame Mittel zur Erhöhung der Leistung im Übertragungsnetz. Vor allem FLM ist eine relativ schnell einsetzbare und effiziente Maßnahme. Beide Technologien kommen schon heute zum Einsatz (wobei FLM deutlich weiter verbreitet ist als HTLS) und werden sich in Zukunft noch weiter verbreiten. Auch der aktuelle Netzentwicklungsplan (NEP 2030) berücksichtigt die Technologien, was deren Bedeutung für die zukünftige Netzentwicklung unterstreicht. 112 109 TA Lärm (1998), 26. BImSchV (2013) 110 Consentec (2016) 111 Gomez Exposito, A. et al. (2007) 112 50Hertz et al. (2017) 42

STUDIE | Toolbox für die Stromnetze - Für die künftige Integration von Erneuerbaren Energien Grundsätzlich ist die Ertüchtigung einer bestehenden Leitung nach dem NOVA-Prinzip dem Neubau einer Leitung vorzuziehen. Allerdings sind HTLS deutlich teurer als herkömmliche Leiterseile. Ob der Nutzen, also die Erhöhung der Übertragungskapazität, im Vergleich zu den Kosten ausreichend ist oder ob stattdessen andere Maßnahmen ergriffen werden sollten, muss von Fall zu Fall geprüft werden. Bei FLM sind die Potenziale in Norddeutschland aufgrund des günstigen Zusammenspiels des erhöhten Übertragungsbedarfs bei Windenergieeinspeisung und gleichzeitiger Außenkühlung der Leiterseile wesentlich höher als beispielsweise in Süddeutschland. Außerdem sind beide Maßnahmen aufgrund der oben beschriebenen Restriktionen (vor allem der Stabilitätsgrenzen) nicht universell einsetzbar. Weil beim Einsatz der Technologien keine neuen Trassen erforderlich sind, ist der Widerstand betroffener Anwohner im Vergleich zum Leitungsneubau deutlich geringer. Dennoch sind Beschwerden von Bürgern denkbar, weil durch die höheren Ströme auch höhere Feldstärken auftreten, selbst wenn die relevanten Grenzwerte des Immissionsschutzes eingehalten werden. 3.3. Netzdienlicher Einsatz von Speichern 3.3.1. Beschreibung und Abgrenzung Stromspeicher können für eine Reihe unterschiedlicher Anwendungen genutzt werden, um damit die Erlösquellen zu diversifizieren und ihre Wirtschaftlichkeit zu verbessern. Beispielsweise können sie nicht nur durch den Handel am Spotmarkt Geld verdienen, sondern zusätzlich durch die Bereitstellung von Regel- oder Blindleistung. 113 Eine solche Mehrfachnutzung wird als Multi-Use bezeichnet. Für den Zweck dieser Analyse ist dabei besonders wich- 113 Diese Anwendungen werden zum Teil unterschiedlich zusammengefasst und klassifiziert; vgl. RMI (2015), IRENA (2017), dena (2017). tig, dass Speicher unter anderem auch netzdienlich eingesetzt werden können. Netzdienlich im engeren Sinne sind dabei die Vermeidung von Netzausbaubedarf und die Nutzung im Engpassmanagement. 114 Darüber hinaus können Speicher nutzerbezogen oder marktorientiert eingesetzt werden – was in einem Gegensatz zur Netzdienlichkeit stehen kann. 115 Entscheidend dabei ist, dass die Mehrfachnutzung ermöglicht, Speicher in (netz)kritischen Situationen netzdienlich zu betreiben. Dadurch kann die Effizienz des Speichereinsatzes für die Netzintegration Erneuerbarer Energien erhöht werden. Zu den größten Herausforderungen der Energiewende gehören einerseits der zeitliche Ausgleich zwischen der Erneuerbaren Erzeugung und dem Verbrauch und andererseits die räumliche Entfernung zwischen den ertragreichen Standorten für Erneuerbare Energien und den Verbraucherzentren. Für beide Formen des Ausgleichs wird Flexibilität benötigt, die durch Anpassung der Lastseite, der Erzeugungsseite und durch Speicher bereitzustellen ist. Das Netz dient der Überbrückung der räumlichen Entfernung. Welche Leistungen über welche Strecken übertragen werden müssen, hängt nicht nur von den Standorten der Erzeuger, Verbraucher und Speicher ab, sondern auch von deren Betriebsweise. Speicher, die durch die Signale des Marktes gesteuert werden, können hohe Erzeugungsspitzen zu Zeiten geringer Last oder hohe Lastspitzen zu Zeiten geringer Erzeugung ausgleichen. 116 Dafür sind sie auf ein entsprechend ausgebautes Netz angewiesen, das die benötigten Leistungen zu jeder Zeit über- 114 Im weiteren Sinne lässt sich auch die (eher als systemdienlich zu klassifizierende) Bereitstellung von Regelleistung dazu zählen. 115 Mit dieser Einteilung folgen wir weitgehend dena (2017). 116 Während die meisten Speichertechnologien nur einen zeitlichen Ausgleich von Angebot und Nachfrage ermöglichen, kann die Power-to-Gas-Technologie mithilfe von Gasnetz und -speichern auch einen räumlichen Ausgleich schaffen (FENES et al., 2014) 43

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