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Systemsicherheit 2050

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dena-Studie zu Systemdienstleistungen und Aspekte der Stabilität im zukünftigen Stromsystem

Impressum Herausgeber:

Impressum Herausgeber: Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) Chausseestraße 128 a 10115 Berlin Tel.: +49 (0)30 66 77-0 Fax: +49 (0)30 66 77-699 E-Mail: info@dena.de Internet: www.dena.de Autoren Teil 1: Elias Brunken, dena Stefan Mischinger, dena Jakob Willke, dena Autoren Teil 2: Dr.-Ing. Christian Wagner Dr.-Ing. Marco Greve Maik Tretschock, M. Eng. Dr.-Ing. Stefan Kippelt Dr.-Ing. Jonas Maasmann Dipl.-Ing. Thomas Wohlfahrt Dr.-Ing. Ulf Häger Prof. Dr.-Ing. Christian Rehtanz Stand: 04/2020 Bildnachweis: Shutterstock: Titelbild/S. 6 – Capitano Productions Eye, S. 9 – Pfalzdrone, S. 21 – CAT SCAPE, S. 29 – engel.ca, S. 31 – B-roll Shots; iStock: S. 18 – Mawardibahar, S . 34 – SergBob Alle anderen Bilder Copyright: Deutsche Energie- Agentur GmbH (dena) Konzeption & Gestaltung: Heimrich & Hannot GmbH Alle Rechte sind vorbehalten. Die Nutzung steht unter dem Zustimmungsvorbehalt der dena. Die Studie wurde im Rahmen der dena-Plattform Systemdienstleistungen erstellt. Die dena-Plattform Systemdienstleistungen versteht sich als zentrales Bindeglied zwischen Marktakteuren (Netzbetreiber, Anlagenbetreiber, Hersteller etc.), Behörden, Politik und Fachöffentlichkeit. Im Themenfeld Systemdienstleistungen werden Herausforderungen und Lösungsansätze vor deren technischem Hintergrund fundiert analysiert und hinsichtlich ihrer ökonomischen und gesellschaftlichen Konsequenzen bewertet. Die stakeholderübergreifenden Diskussionen haben das Ziel, eine Brücke von technischen zu politischen Themen zu schlagen. Die Deutsche Energie-Agentur (dena) hat das Studienprojekt initiiert und geleitet. Die wissenschaftlichen Untersuchungen wurden von dem Forschungspartner ef.Ruhr GmbH durchgeführt. Teil 1 und Teil 2 der Veröffentlichung sind in enger fachlicher Abstimmung und unterstützt durch die Experten der Partner der Plattform erstellt worden. Bitte zitieren als: Deutsche Energie-Agentur (dena, 2020): „dena-Studie Systemsicherheit 2050“ 2 – Impressum

Die dena-Studie Systemsicherheit 2050 ist gegliedert in zwei Teile: Teil 1: Ergebniszusammenfassung und Handlungsbedarfe (dena-Plattform Systemdienstleistungen) Teil 2: Gutachterbericht (ef.Ruhr) Teil Executive Summary............................................................................................................6 Inhalt 1 1-39 1 Zusammenfassung der Studie....................................................................................9 1.1 Hintergrund und Ziele.....................................................................................................................9 1.2 Entwicklungen im Stromsystem...................................................................................................13 1.2.1 Betriebsführung............................................................................................................................15 1.2.2 Spannungshaltung........................................................................................................................16 1.2.3 Netzwiederaufbau.........................................................................................................................21 1.2.4 Frequenzhaltung...........................................................................................................................22 1.2.5 Stabilitätsaspekte – Beherrschung eines System Splits..............................................................27 2 Fazit und übergeordnete Handlungsbedarfe..............................................................34 Verzeichnisse und Abkürzungen.........................................................................................38 Teil Inhalt 240-230 1 Einleitung.................................................................................................................9 2 Szenarien und Netznutzergruppen...........................................................................14 3 Technische Anforderungen für die Erbringung von Systemdienstleistungen.................29 4 Zukünftige Möglichkeiten zur Systemdienstleistungserbringung................................45 5 Mittel- und langfristige Gesamtanforderungen..........................................................74 6 Ableitung der zukünftigen Anforderungen an Systemdienstleistungen...................... 124 7 Kernaussagen....................................................................................................... 160 8 Glossar................................................................................................................. 175 9 Literaturverzeichnis.............................................................................................. 177 Inhalt – 3

  • Seite 1: dena-STUDIE Systemsicherheit 2050 S
  • Seite 6 und 7: Executive Summary Die Klimaschutzzi
  • Seite 8 und 9: Netzwiederaufbau: Vorhandene Fähig
  • Seite 10 und 11: Erzeugungsadäquanz - nur ein Aspek
  • Seite 12 und 13: Zentrale Begriffe rund um den Syste
  • Seite 14 und 15: Entwicklung Beschreibung Herausford
  • Seite 16 und 17: Regelungkonzepte innerhalb der Netz
  • Seite 18 und 19: Entwicklungen in den Übertragungsn
  • Seite 20 und 21: Handlungsbedarfe für die Spannungs
  • Seite 22 und 23: Handlungsbedarfe für den Netzwiede
  • Seite 24 und 25: Mögliche Erbringer von Momentanres
  • Seite 26 und 27: Fähigkeiten und Eigenschaften ausg
  • Seite 28 und 29: Frequenz Maßnahmen des Systemschut
  • Seite 30 und 31: Bestimmung des Systembedarfs Um die
  • Seite 32 und 33: ■ Weiterführende Forschung zur E
  • Seite 34 und 35: 2 Fazit und übergeordnete Handlung
  • Seite 36 und 37: Bei der Erbringung von Systemdienst
  • Seite 38 und 39: Abbildungsverzeichnis Abbildung 1:
  • Seite 40 und 41: Teil 2 Gutachterbericht (ef.Ruhr) 4
  • Seite 42: Autor und Impressum Autoren Dr.-Ing
  • Seite 45 und 46: Inhaltsverzeichnis 3 4.2.3 Betriebs
  • Seite 47 und 48: Inhaltsverzeichnis 5 6.3.4 Netzwied
  • Seite 49 und 50: Abkürzungsverzeichnis 7 HöS BMWi
  • Seite 51 und 52: Einleitung 9 1 Einleitung 1.1 Motiv
  • Seite 53 und 54:

    Leitung 42 Leistung: 115% Einleitun

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    Einleitung 13 Das Ziel des dritten

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    Kernaussagen 173 Netzwiederaufbau

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    Glossar 175 8 Glossar EE-Anlagen An

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