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Agora Toolbox für die Stromnetze

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Toolbox für die Stromnetze IMPRESSUM STUDIE Toolbox für die Stromnetze Für die künftige Integration von Erneuerbaren Energien und für das Engpassmanagement ERSTELLT IM AUFTRAG VON Agora Energiewende Anna-Louisa-Karsch-Straße 2 | 10178 Berlin T +49 (0)30 700 14 35-000 F +49 (0)30 700 14 35-129 www.agora-energiewende.de info@agora-energiewende.de DURCHFÜHRUNG DER STUDIE Verfasser Kapitel 2 und 3 Energynautics GmbH Robert-Bosch-Straße 7 | 64293 Darmstadt Dr. Nis Martensen, Sabrina Hempel, Daniel Masendorf Verfasser Kapitel 1 und 4 Agora Energiewende Dr. Stephanie Ropenus, Philipp Godron, Frank Peter, Dr. Matthias Deutsch PROJEKTLEITUNG Dr. Stephanie Ropenus stephanie.ropenus@agora-energiewende.de CO-PROJEKTLEITUNG Philipp Godron Dr. Matthias Deutsch Satz: UKEX GRAPHICr Titelbild: photocase/maspi 123/01-S-2018/DE Veröffentlichung: Januar 2018 Gedruckt auf 100 % Recycling Naturpapier Bitte zitieren als: Agora Energiewende und Energynautics (2018): Toolbox für die Stromnetze – Für die künftige Integration von Erneuerbaren Energien und für das Engpassmanagement. Studie im Auftrag von Agora Energiewende. www.agora-energiewende.de

Vorwort Liebe Leserin, lieber Leser, der Übertragungsnetzausbau ist ein wesentlicher Baustein der Energiewende, da nur so die stetig steigenden Windstrommengen von Nord- nach Süddeutschland transportiert werden können. Die beschlossenen Netzausbaumaßnahmen werden jedoch erst nach 2025 vollständig realisiert sein. Bis dahin sind insofern Netzengpässe vorprogrammiert – mit der Folge, dass Windstrom abgeregelt wird und die Netzbetreiber Redispatch-Maßnahmen ergreifen, um die einheitliche Preiszone in Deutschland zu stützen. Dies verursacht Kosten: Im Jahr 2016 betrugen sie etwa 600 Millionen Euro, im Jahr zuvor 900 Millionen Euro. Die Frage ist daher, wie man kurzfristig auf den bestehenden Stromtrassen mehr Strom transportieren kann – und so die Kosten senken. Auch langfristig, wenn einmal die Gleichstromtrassen gebaut sind, wird sich die Frage nach einer besseren Auslastung der Netze stellen, um nach 2030 nicht in eine ähnliche Situation zu geraten wie heute. Diese Kurzstudie stellt fünf Maßnahmen für eine optimale Ausnutzung der bestehenden Stromnetze und die künftige Integration Erneuerbarer Energien vor. Hierzu gehören netzseitige Maßnahmen, die bereits Stand der Technik sind und kurzfristig umgesetzt werden können. Außerdem öffnet die Studie den Blick für 2030, wenn die großen Stromautobahnen realisiert sind und die fortschreitende Digitalisierung innovative Möglichkeiten bei der Netzsteuerung bietet. Ich wünsche Ihnen eine anregende Lektüre! Dr. Patrick Graichen Direktor Agora Energiewende Ergebnisse auf einen Blick: 1 Mit einem „Sofortprogramm Bestandsnetze“ können die Kosten für Redispatch und für die Abregelung von Erneuerbare-Energien-Strom deutlich gesenkt werden, bis der Ausbau der Stromautobahnen realisiert ist. So kann eine höhere Auslastung der Bestandsnetze mit einem Vorlauf von zwei bis vier Jahren technisch problemlos umgesetzt werden. 2 3 4 Zur optimierten Auslastung der Netze gehört ein Bündel an Maßnahmen, das kurzfristig den flächen - deckenden Rollout von Freileitungsmonitoring und Hochtemperaturleiterseilen sowie den gezielten Bau von Phasenschiebern zur Lastflusssteuerung umfasst. Zudem kann der netzdienliche Einsatz von Speichern die Effizienz bei der Netzengpassbewirtschaftung erhöhen. Bundesnetzagentur und Netzbetreiber sollten Roadmaps für die flächendeckende Einführung der Maßnahmen vereinbaren, verbunden mit klaren Zeitzielen. Etwaige regulatorische und organisatorische Hemmnisse können zügig abgebaut werden. Bislang genießen Maßnahmen zur Steigerung der Kapazitäten im Bestandsnetz weder in Genehmigungsprozessen noch in der Umsetzung eine hohe Priorität. Bei entsprechender Fokussierung kann jedoch bis 2021 und 2023 viel realisiert werden. Längerfristig ermöglicht die Einführung einer innovativen, automatisierten Systemführung eine höhere Auslastung der Stromnetze. Kurze Reaktionszeiten durch automatisierte, schnelle Steuerungszugriffe kombiniert mit Online-Dynamic Security Assessment erlauben einen reaktiven, fehlerbasierten Redispatch. Um das hohe Sicherheitsniveau des deutschen Stromsystems aufrechtzuerhalten, sind jedoch noch eine Vielzahl von Fragen zu analysieren und Prozesse zu definieren. Unter Federführung der Bundesnetzagentur sollte schon jetzt eine Roadmap zur Strukturierung und Umsetzung entworfen werden, damit diese im Laufe der 2020er Jahre nach und nach umgesetzt werden können. 3

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