Das Tessiner Netz wird schlanker und robuster - Bulletin.ch

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Das Tessiner Netz wird schlanker und robuster - Bulletin.ch
DOSSIER | ENERGIENETZE

              Das Tessiner Netz wird
              schlanker und robuster
              Infrastruktur | Könnte man das ganze Stromnetz im Tessin heute neu bauen,
              würde es sich deutlich vom historisch gewachsenen unterscheiden. Aber auch
              eine Optimierung des bestehenden Netzes führt zu einer Vereinfachung der
              Netzebenen und Unterwerke und bietet zugleich eine höhere Versorgungsqua-
              lität, so das Resultat einer Zielnetzplanung der Azienda Elettrica Ticinese.

              R O B E RTO P R O N I N I

              D
                      as Tessin ist mit über 1,5 GW        Bei dieser Erneuerung der Netzebe­       Verteilanlagen der Netzebenen 2 bis 5.
                      schweizweit der drittgrösste      nen 3 und 5 der Azienda Elettrica Ticine­   Dabei ging man vom Basisszenario der
                      Produzent von Strom aus Was­      se (AET) und der Planung der Investi­       heutigen Produktionsentnahmestel­
              serkraft. Das Tessiner Stromnetz über­    tionen für die kommenden 30 Jahre ist       len und der Projektion auf den Zeitho­
              nimmt dabei zwei wichtige Rollen: den     die Zielnetzplanung das Referenz­           rizont 2050 aus. Die geschätzte Erhö­
              Abtransport der durch die Wasserkraft     instrument. Durch sie will der Tessiner     hung des Stromverbrauchs aus den
              erzeugten Elektrizität – der kantonale    Stromversorger die Qualität und die         Szenarien des Bundesamts für Energie
              Verbrauch beträgt etwa einen Drittel      Versorgungssicherheit erhöhen, die In­      und die zukünftige Produktion aus
              davon – und den Transit der Energie       vestitions- und Unterhaltskosten dank       Wasserkraft und den erneuerbaren
              vom Mittelland nach Norditalien. Dass     gezielter Eingriffe auf den Netz­ebenen 3   Energiequellen wurden ebenfalls
              das Netz sanierungsbedürftig ist, sieht   und 5 reduzieren und die Auswirkungen       berücksichtigt.
              man im Tessin als Chance: In Zusam­       von Freileitungen und Unterwerken auf          Zahlreiche Projekte, die die Netz­
              menarbeit mit Swissgrid, den SBB und      das Territorium durch das Zusammen­         ebenen 1 – das Swissgrid-Netz – bis 3 im
              dem Kanton Tessin, unter Berücksich­      legen von Trassen und dem Verkürzen         Tessin betreffen, sind derzeit in Arbeit
              tigung der Bedürfnisse der Bundespro­     von Strecken minimieren.                    oder in Planung und erfordern Anpas­
              jekte von Alptransit und Astra, will                                                  sungen im Netz. Auf der Produktions­
              man die Übertragungskapazität und         Analyse als erster Schritt                  seite wurde kürzlich der Windpark
                                                                                                                                                 Bilder: AET

              die Versorgungssicherheit erhöhen und     Am Anfang des Projekts stand eine           St. Gotthard fertiggestellt, der mit
              bewohnte Gebiete entlasten.               Analyse der Transformations- und            12 MW in die Netzebene 5 im Unter­

      24      bulletin.ch 5 / 2021

06_2105_Pronini.indd 24                                                                                                                   26.04.21 11:28
Das Tessiner Netz wird schlanker und robuster - Bulletin.ch
ENERGIENETZE | DOSSIER

          werk Lucendro einspeist. Ausserdem
          schreiten die Bauarbeiten für das neue,                     AIR
                                                                                                                                                                            EWA
                                                                                                                                                                                                 GOT
                                                                                                                                                                                                        1x 12 MW

          in der Leventina gelegene Ritom-
                                                                                   LUC

                                                                                                                                                                      AIR
                                                                                           STA                                                                                     LUC

          Kraftwerk (120 MW Turbinierung und                                                      ROD
                                                                                                                                             OLI
                                                                                                                                                                                           STA
                                                                                                                                                                                                       2x 60 MW
                                                                                                                                                                                                       1x 60 MW
                                                                                                                                                                                                       1x 45 MW
                                                                                                                                                                                                                           P

          60 MW Pumpleistung) voran.
                                                                                                                                                                                                                                FU
                                                                                                                                                                                                 RIT

                                                                                                                                                                                                                                                       OLI
                                                                                                                                                                                                        ROD
                                                                                                              FAI

            Zusätzliche Projekte sind in der                                                                         LAV
                                                                                                                                       ACQ                                                                          FAI

          Leventina geplant, wo die Strompro­
                                                                                                        PIO
                                                                                                                                                                                                                                                 ACQ
                                                                                                                                                                                                                           LAV
                                                                                                                                                                                                              PIO

          duktion rund 300 MW beträgt, die in
                                                                                                                     BOD
                                                                                                                                 POL
                                                                                                                                                                                                                           BOD

                                                          Aktuelle                                                                                             Zukünftige
          dichter besiedelte südliche Regionen
                                                                                                                                                                                                                                           POL

                                                          Topologie                                                  IRA
                                                                                                                                 BIS
                                                                                                                                                               Topologie
          übertragen werden muss: Die Verstär­
                                                                                                                                                                                                                                           BIS
                                                                                                                                       BIA                                                                                 IRA

                                                                                                                                                                                                                                                 BIA

          kung der 50-kV-Leitung Lucendro-                                                                          LOD

                                                                                                                                                                                                                          LOD

          Piottino und des 50/16-kV-Unterwerks
                                                                                                 BEL
                                                                                                                           SAS
                                                                                                              CAS                                                                                      BEL

          Stalvedro, die Erweiterung der
                                                                                                                                                                                                                                     SAS
                                                                                         MCA
                                                                                                                                                                                                                    CAS

                                                                                                                                                                                         MCA

          220/50-kV-Transformierung im Unter­
          werk Airolo und der 150/50-kV-Trans­
                                                                                         GIU

                                                                                  ACR
                                                                                                                                                                                         GIU
                                                                                                                                                                                                                                                             Resultate der Zielnetz-
          formierung im Unterwerk Piottino.
                                                    RIA
                                                                                                                                                                                  ACR

                                                                                                                                                                                                                                                             planung im NE3 Tessin.
                                                                                                                                                   RIA

                                                                CAD

          Die in der Variante Leventina 14 vorge­
                                                                                                                                                                CAD

                                                          QUA                                                                                                                                                                                                Bei den roten Punkten
          sehenen neuen Leitungen von Swiss­
                                                                                                                                                         QUA

                                                                            CEN
                                                                                                                                                                            CEN                                                                              hat man eine höhere
          grid, SBB und AET werden ebenfalls                                                       NE1 Anschlüsse                                                                                                                                            Produktion (u. a. durch
          gebaut.
                                                                            SIG

                                                                                                   Swissgrid                                                                                                                                                 Gotthard-Windpark), aber
                                                                                                                                                                            SIG

            Der SBB-Konverter und das 150-kV-                               CAP
                                                                                                   NE3 Anschlüsse
                                                                                                                                                                            CAP
                                                                                                                                                                                                                                                             die Anzahl Knoten bleibt
          Unterwerk in Giubiasco werden abge­                                                                                                                                                                                                                etwa gleich.
          baut, um Platz für ein neues Swiss­
          grid / SBB 220/132-kV-Unterwerk und
          einen neuen Konverter in Biasca zu           Auf der wirtschaftlichen Seite wer­                                                                                                               werden dabei verkabelt und zwei
          schaffen.                                 den durch die Optimierung der An­                                                                                                                    50/16-kV-Trafos entfernt.
            Eine grosse Herausforderung stellen     schlusspunkte zum Übertragungsnetz                                                                                                                      Durch die Kombination von zwei
          zurzeit die Blenio- und Maggia-Kraft­     der Swissgrid, das im Tessin sehr robust                                                                                                             Projekten – den Anschlüssen der
          werke dar, bei denen die Leitungen in     ist, und durch die bessere Nutzung der                                                                                                               Neat-Baustellen in Faido, Bodio und
          den 1950er-Jahren aus Kostengründen       Produktion der eigenen Anlagen auf                                                                                                                   Biasca und den definitiven Neat-An­
          unterdimensioniert gebaut wurden. Im      NE3 und NE5 die von Swissgrid stam­                                                                                                                  schlüssen in Faido und Bodio – konnte
          Sommer ist die Leitung auf 30 %           menden Kosten reduziert. Langfristig,                                                                                                                die gesamte Versorgung im Leventina-
          begrenzt, weil die Bodenabstände bei      mit einem Zeithorizont 2050, sollen die                                                                                                              Tal komplett erneuert und verbessert
          den Vögeli-Masten sonst nicht einge­      Kosten des regulierten Netzes bei                                                                                                                    werden. Die Spannungsebenen werden
          halten werden können. 500 MW sind         gleichzeitiger Garantie der Versor­                                                                                                                  von ursprünglich fünf bis zirka 2050
          somit im Sommer blockiert. Auch hier      gungsqualität optimiert werden.                                                                                                                      auf drei Ebenen reduziert. Die Ziel­
          besteht Handlungsbedarf.                                                                                                                                                                       netzplanung hat es möglich ge­macht,
            Grundsätzlich ist heute ein passen­     Umsetzung                                                                                                                                            fünf 50/16-kV-Unterwerke in einem
          der Zeitpunkt für das Projekt der Netz­   Die bisher durchgeführten Studien                                                                                                                    Umkreis von 10 km in der Region
          optimierung, denn diverse Unterwerke      umfassten die drei Tessiner Regionen                                                                                                                 Biasca und einer Energiedichte von
          erreichen nun das Ende ihrer Lebens­      Nord-West, Nord-Ost und Süd. Die in                                                                                                                  weniger als 25 MVA auf drei Unter­
          dauer von 40 Jahren.                      Betracht gezogenen 75 Varianten wur­                                                                                                                 werke zu reduzieren. Notringeinspei­
                                                    den unter topologischen, technischen                                                                                                                 sungen auf NE5 sind aber nötig.
          Mehrere Ziele                             und wirtschaftlichen Gesichtspunkten                                                                                                                    Schliesslich konnte in der Region
          Die Zielnetzplanung verfolgt sowohl       analysiert. Die Umsetzung dieser                                                                                                                     Bellinzona, wo es in einem Umkreis
          technische als auch wirtschaftliche       Ergebnisse wird es ermöglichen, viele                                                                                                                von 10 km sechs 50/16-kV-Unterwerke
          Ziele. Auf der technischen Ebene geht     der gesetzten Ziele zu erreichen.                                                                                                                    mit einer Leistung von 60 MVA gab, die
          es um die Optimierung des Netzes            In der Gotthard-Region werden die                                                                                                                  Anzahl Unterwerke auf vier verringert
          bezüglich Produktions- und Abnah­         Spannungsebenen, die unterschiedli­                                                                                                                  werden. Zudem wurde durch die Ziel­
          mepunkte und der zukünftigen Ent­         chen Eigentümern gehören, von sechs                                                                                                                  netzplanung ein topologischer Fehler
          wicklung mit der Reduzierung der          auf vier reduziert. Die Spannungsebe­                                                                                                                bei einer Kehrichtverbrennungsanlage
          Anzahl Spannungsebenen. Dies kann         nen 50 kV und 8 kV fallen weg, es blei­                                                                                                              (18 MW), die an Netzebene 5 ange­
          durch eine sorgfältige Analyse des        ben die Spannungsebenen 220 kV,                                                                                                                      schlossen war, behoben. Sie hat bei
          Kosten/Nutzen-Verhältnisses der           132 kV, 16 kV und 400 V. Möglich                                                                                                                     Unwettern viele Probleme im Netz ver­
          Investitionen in die Netzebenen 3 und     machen dies die Synergien, die dank                                                                                                                  ursacht. Nun ist die Anlage an Netz­
          5 erreicht werden. Die Einhaltung der     der Präsenz von drei wichtigen Projek­                                                                                                               ebene 3 angeschlossen und der Betrieb
          maximalen Leistung, die Vermeidung        ten in der Region aktiviert werden                                                                                                                   ist viel robuster.
          von Überlastungen des Netzes und das      konnten: dem Gotthard-Windpark, der
          Sicherheitskriterium «n-1» müssen         zweiten Autobahntunnel-Röhre und                                                                                                                     Schlussfolgerungen
          ebenso gewährleistet sein wie eine        dem Neubau des Kraftwerks Ritom.                                                                                                                     Die Zielnetzplanung zeigt, wie durch
          Minimierung der Netzverluste.             Viele Freileitungen der Netzebene 5                                                                                                                  verstärkte Netzinteraktionen/Netzver­

                                                                                                                                                                                                                                                                     bulletin.ch 5 / 2021     25

06_2105_Pronini.indd 25                                                                                                                                                                                                                                                                     26.04.21 11:28
Das Tessiner Netz wird schlanker und robuster - Bulletin.ch
DOSSIER | ENERGIENETZE

              bindungen zwischen NE1, NE3 und NE5             Der Bau möglichst kurzer Leitungen        Das Netz der Zukunft
              die Gesamtnetzkosten reduziert werden        – eventuell unter Einbezug neuer             Das Netz stösst zunehmend an seine
              können, ohne die Versorgungsqualität         Umspannwerke – und die Standardisie­         Kapazitätsgrenzen, daher sind Online-
              und Sicherheit bezüglich «n» und «n-1»       rung von Leitstellenaufbau und -betrieb      Lösungen erforderlich, die nicht nur
              zu beeinträchtigen. Dies im Gegensatz        ermöglichen Einsparungen und helfen,         die Bedürfnisse der Netzbetreiber, son­
              zum «Cost-Plus-Modell», das keine            Fehler und Nebenkettenreaktionen zu          dern auch die der Kraftwerkbetreiber
              Anreize für Netzkostensenkungen bie­         reduzieren.                                  berücksichtigen.
              tet, weil zusätzliche Investitionen mit         Die Zusammenarbeit mit Dritten,             Meteorologische Ereignisse werden
              dem WACC honoriert werden.                   auch von ausserhalb des Energiesek­          immer extremer, auch in Jahreszeiten,
                 Die Sunshine-Anreizregulierung            tors, sowie eine Kooperation auf über­       die bisher von ihnen verschont geblie­
              würde stärkere Anreize für die Entfal­       regionaler Ebene sind sinnvoll und not­      ben sind. Simulationen von Verbrauch
              tung von Synergien zwischen den ein­         wendig, da immer mehr Projekte               und Produktion auf zwei bis drei Tage
              zelnen Netzbetreibern und die Reduk­         miteinander verbunden sind und mehr          im Voraus sind deshalb wünschens­
              tion von Doppelspurigkeiten setzen.          Akteure betreffen, besonders, wenn           wert. Die Konzepte der saisonalen
                 Die Zusammenlegung der Briefmar­          sich Projekte über Jahrzehnte erstre­        Netzwartungsarbeiten und des Infor­
              ken auf der NE5 sowie auf der NE3            cken. Zudem kann die Lösung eines            mationsaustauschs über den Stand der
              ermöglicht die Optimierung der Inves­        Problems auf regionaler Ebene auch           Arbeiten mit den Kraftwerkbetreibern
              titionen, die Reduzierung der Preisdif­      dem nationalen Netz dienen.                  müssen neu überdacht werden.
              ferenzen zwischen den Gemeinden                 Die Kooperation der Netzebenen 1            Das Ziel des Projekts war, die Freilei­
              und die Nutzung der Wasser- und              und 3 bei der Erneuerung oder dem            tungstrasse um 40 % zu reduzieren.
              PV-Produktion in NE5/NE7 ohne                Neubau von Wasserkraftwerken ist             Gleichzeitig verdreifacht man mit der
              erneute Lieferung von Energie an NE1.        nötig, um die maximale Flexibilität der      gewählten Lösung die Übertragungs­
                                                           Kraftwerke zu gewährleisten.                 kapazität. Allfällige PV-Überschüsse
              Was es zu beachten gilt                         Die Entwicklung des Stromver­             können nach Norden und nach Süden
              Die mit der Zielnetzplanung von AET          brauchs und die des Neubaus von              übertragen werden. Gründe, die die
              gemachten Erfahrungen zeigen, dass           ­Photovoltaikanlagen muss im Detail          500 Mio. CHF rechtfertigen, die das
              es sich lohnt, die langfristigen Varian­      studiert werden. Der Kanton Tessin          Projekt insgesamt kosten soll, denn
              ten zu untersuchen, die über die einfa­       plant einen Ausbau des Solarstroms auf      man profitiert künftig von der vollen
              che Lösung von Einzelproblemen                400 MW bis 2050, was für das Netz           Flexibilität der Kraftwerke.
              h inausgehen. Betrachtet man die
              ­                                             eine grosse Herausforderung darstel­
              Investitionen unter dem Gesichtspunkt         len würde. Wenn man bedenkt, dass                       Autor
              des Endzwecks, so zeigt sich, dass das        man heute im Tessin an Arbeitstagen                     Dr. Roberto Pronini ist CEO der Azienda

              gesamte Netzprojekt am Schluss preis­         Spitzenlasten von 500 MW hat, sieht                     Elettrica Ticinese.
                                                                                                                    JJ AET, 6513 Monte Carasso
              günstiger sein kann, auch wenn ein­           man, dass der Solarstrom netzrelevant                   JJ roberto.pronini@aet.ch
              zelne Etappen mehr kosten.                    sein wird.

                RÉSUMÉ
                               Le réseau tessinois devient plus svelte et plus robuste
                               Infrastructure

              Le Tessin est le troisième plus gros producteur d’hydro­           pour les 30 prochaines années. Elle poursuit des objectifs à
              électricité de Suisse. Un rôle important de son réseau élec­       la fois techniques et économiques. Sur le plan technique, il
              trique consiste donc à transporter l’électricité produite à        s’agit d’optimiser le réseau en ce qui concerne les points de
              partir de l’énergie hydraulique. En outre, ce réseau sert à        production et de soutirage, ainsi que le développement ­futur
              faire transiter l’énergie du Plateau suisse vers le nord de        en réduisant le nombre de niveaux de tension. Sur le plan
              l’Italie. Les exigences qui y sont liées peuvent cependant         économique, l’optimisation des points de raccordement au
              parfois le pousser à ses limites. Le fait que le réseau ait        réseau de Swissgrid et la meilleure utilisation de la produc­
              ­besoin d’être rénové est toutefois considéré comme une            tion de ses propres centrales aux niveaux de réseau 3 et 5
               oppor­tunité au Tessin : en collaboration avec Swissgrid,         permet­tront de réduire les coûts provenant de Swissgrid.
               les CFF et le canton du Tessin, l’objectif est d’augmenter la         Au total, 75 variantes ont été examinées dans le cadre du
               capacité de transport et la sécurité d’approvisionnement          projet dans le but de réduire de 40 % le tracé de la ligne
               tout en soulageant les zones habitées. Les tracés doivent         ­aérienne. Par la même occasion, la solution choisie triple la
               être combinés et les lignes raccourcies.                           capacité de transport, et d’éventuels excédents de produc­
                  La planification du réseau cible constitue l’instrument de      tion photovoltaïque peuvent être transportés au nord et au
               référence pour le renouvellement de l’infrastructure des           sud. Des raisons qui justifient les 500 mio. CHF que le projet
               ­niveaux de réseau 3 et 5 de l’Azienda Elettrica Ticinese ainsi    devrait coûter au total, car il sera possible de profiter à l’ave­
                que pour la planification des investissements nécessaires         nir de l’entière flexibilité des centrales électriques.        NO

      26      bulletin.ch 5 / 2021

06_2105_Pronini.indd 26                                                                                                                                       26.04.21 11:28   is_an
Das Tessiner Netz wird schlanker und robuster - Bulletin.ch
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