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Systemsicherheit 2050

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

Bestimmung des

Bestimmung des Systembedarfs Um die Frage zu klären, durch welche Maßnahmen sich das Auftreten eines System Splits am effizientesten beherrschen lässt, muss in einem ersten Schritt der Systembedarf bestimmt werden. Besonders herausfordernd ist es dabei, dass es für die Auslegung des Systems nicht ausreicht, wie im Rahmen der Studie, ein einziges Szenario zu betrachten. Theoretisch gilt es, eine sehr große Anzahl möglicher Konstellationen für die Auftrennung des europäischen Verbundnetzes bei der Auslegung des Systems zu berücksichtigen. Unstrittig ist, dass das Auftreten eines System Splits im Sinne der Vermeidung eines großräumigen Systemzusammenbruchs beherrschbar sein muss. Im Rahmen der Studie wurde notwendige Momentanreserve zur Beherrschung des betrachteten System Split-Szenarios unter der Voraussetzung untersucht, dass sich alle Teilnetze unter der Zuhilfenahme des Systemschutzplans stabilisieren. Die Ergebnisse legen nahe, dass eine entsprechende Vorhaltung mit erheblichen Kosten verbunden sein könnte. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, welche Anforderungen an die Beherrschbarkeit eines unter Umständen europaweiten System Splits in Zukunft gestellt werden sollten: ■ Ist es für die Planung und Absicherung von System Split-Szenarien ausreichend, abgestimmte Extremszenarien zu betrachten, oder müssen Methoden zur Bewertung einer großen Anzahl möglicher Konstellationen berücksichtigt werden? ■ Können technische Anpassungen im Stromnetz die möglichen „Bruchkanten“ bei einem System Split eingrenzen, sodass das Szenario eines System Splits nicht betrachtet werden muss? ■ Können technische und prozessuale Änderungen im Stromsystem vorgenommen werden, um die Eintrittswahrscheinlichkeit von System Splits ausreichend zu verringern, sodass das Szenario eines System Splits nicht betrachtet werden muss? ■ Kann das Schwarzfallen eines oder mehrerer Teilnetze akzeptiert werden und unter welchen Voraussetzungen? ■ Wie viel Zeit darf der Wiederaufbau der Versorgung in schwarzgefallenen Teilnetzen in Anspruch nehmen? Festlegungen zu diesen und ähnlich gelagerten Fragen sind eine wichtige Voraussetzung, um den Systembedarf bestimmen zu können, und damit ein wichtiger Schritt, um darauf aufbauend Anforderungen an Netznutzer sowie die Ausgestaltung des Systems abzuleiten. Kennwerte zur Bewertung der Versorgungs sicherheit Der Monitoringbericht zur Versorgungssicherheit des BMWi 13 bezieht sich ausschließlich auf das „Gleichgewicht von Erzeugung und Verbrauch im Stromversorgungssystem im Sinne eines Ausgleichs von Angebot und Nachfrage am Strommarkt“ und somit auf die Erzeugungsadäquanz. Auch alle weiteren definierten Kennwerte (SAIDI, LoLP, EENS) beschreiben entweder die historische Entwicklung oder die marktliche Perspektive und sind somit nicht geeignet, Aussagen über die Systemsicherheit/-stabilität in einem sich in Transformation befindenden System hinsichtlich der Auswirkungen seltener Störfälle zu machen. Die Definition von Beherrschbarkeit hängt unmittelbar davon ab, welches Sicherheitsniveau angestrebt werden soll, und ist somit neben den technischen Dimensionen auch eine politische Frage. Mit Bezug auf den System Split geht es hierbei im Kern darum, das Risiko eines Eintritts mit den Kosten für die Beherrschung abzuwägen. Im Grundsatz muss jedoch der System Split primär beherrschbar bleiben. Grundlegende Aspekte einer Risikobewertung wie die Eintrittswahrscheinlichkeit eines System Splits und die Höhe potenzieller Schäden lassen sich allerdings praktisch nur mit hohen Unsicherheiten quantifizieren. Hinzu kommt, dass die Bewertung der Versorgungssicherheit sehr vielschichtig ist und es bisher keine geeigneten Kennzahlen gibt, an denen ein zukünftiges Niveau der Versorgungssicherheit unter Berücksichtigung der Aspekte der Systemsicherheit festgemacht werden könnte (vgl. Infobox: Kennwerte zur Bewertung der Versorgungssicherheit). Die Bestimmung des Systembedarfs ist daher kein rein mathematisches Optimierungsproblem. Um dennoch systemische Anforderungen ableiten zu können, müssen andere Wege gefunden werden, damit Politik und energiewirtschaftliche Akteure ein gemeinsames Verständnis dazu erarbeiten können, wann ein System Split als beherrschbar gilt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass ein System Split Auswirkungen auf das gesamte Verbundnetz hat. Ein Konzept zum Umgang mit einer solchen Großstörung muss daher schlussendlich auf europäischer Ebene abgestimmt und umgesetzt werden. 13 Definition und Monitoring der Versorgungssicherheit an den europäischen Strommärkten (r2b energy consulting GmbH u. w., 2019). 30 – Teil 1

Handlungsbedarfe für die Beherrschung von System Split-Szenarien ■ Erarbeitung einer Gesamtstrategie Systemsicherheit und Netzstabilität unter Berücksichtigung der Beherrschbarkeit von System Split-Szenarien Durch den Rückgang der Trägheit von thermischen Großkraftwerken und zunehmende Leistungstransite stellen sich die Fragen, wie das Auftreten eines System Splits in Zukunft beherrscht werden soll und wie Konzepte zur Absicherung aussehen können. Auch in anderen Bereichen führt die Transformation des Energiesystems dazu, dass neue, aktiv zu gestaltende Konzepte vormals im System vorhandene Sicherheiten und Reserven schrittweise ablösen werden müssen: ■ ■ Entwicklungen hin zur einer optimierten Auslastung der Stromnetze führen dazu, dass vorhandene Reserven in Netzbetriebsmitteln genutzt werden, um die Übertragungskapazität der Höchst- und Hochspannungsebene zu erhöhen. Die Systemsicherheit wird hierdurch von den Reserven der Betriebsmittel zunehmend in die Systemautomatisierung verlagert. Unter anderem um die zunehmende Komplexität im Systembetrieb zu beherrschen, wird die Digitalisierung der Stromnetze und der Energiewirtschaft vorangetrieben. Durch den verstärkten Einsatz von IKT- Systemen gewinnen IT-Sicherheit und -zuverlässigkeit an Bedeutung für die Ausgestaltung von Sicherheitskonzepten im Systembetrieb. Wie bei der Frage danach, wann ein System Split als beherrschbar gilt, werden durch diese Entwicklungen grundlegende Fragen zum Verständnis von System- und Versorgungssicherheit aufgeworfen. Folgerichtig wird durch die Bundesregierung im Klimaschutzprogramm das Ziel ausgegeben, eine Gesamtstrategie „Systemsicherheit und Netzstabilität, Digitalisierung und IT-Sicherheit der netzgebundenen Stromversorgung“ zu erarbeiten 14 . Richtschnur und zentrales Element einer solchen Strategie sollte ein gemeinsames Verständnis der Politik und der relevanten energiewirtschaftlichen Stakeholder davon sein, welches Sicherheitsniveau unter Berücksichtigung der resultierenden Aufwände angemessen ist. Da die Sicherheit der Stromversorgung in Deutschland unmittelbar von Entwicklungen im Verbundnetz abhängt, werden eine Strategie zur Systemsicherheit und sich daraus ableitende Konzepte für eine Umsetzung auch auf europäischer Ebene abgestimmt werden müssen. Wie bei dem 2015 veröffentlichten Weißbuch „Ein Strommarkt für die Energiewende“ 15 sollte die Erstellung einer Gesamtstrategie rund um die Systemsicherheit auf einem branchenweiten Konsultationsprozess fußen. Wissenschaftliche Grundlagen für den Prozess sollten durch die energiewirtschaftlichen Stakeholder und Forschungseinrichtungen geschaffen werden. Ein Beispiel sind Untersuchungen zum technisch-wirtschaftlichen Potenzial von netzbildenden Umrichtern, Momentan reserve bereitzustellen. 14 Klimaschutzprogramm 2030 der Bundesregierung zur Umsetzung des Klimaschutzplans 2050 (Bundesregierung, 2019). 15 Ein Strommarkt für die Energiewende – Ergebnispapier des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi, 2015). Teil 1 – 31

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