SZENARIENANALYSEN FÜR DEN MASTERPLAN 2030 - ENINNOV GRAZ, 15.02.2012 KLEMENS REICH (APG) TU GRAZ: GUTSCHI, NISCHLER, NACHT , STIGLER
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Szenarienanalysen für den Masterplan 2030 EnInnov Graz, 15.02.2012 Klemens Reich (APG) TU Graz: Gutschi, Nischler, Nacht , Stigler AUSTRIAN POWER GRID AG
Ausgangssituation
Masterplan 2009 – 2020 im Jahr 2009 veröffentlicht
Zwischenzeitlich…
• energiewirtschaftliches Umfeld (weiterhin) hoch dynamisch
• Kurskorrektur Atomkraft (Ausstieg DE, …)
• Neue Zielsetzungen Ökoenergie
• Aktuelle Betriebserfahrungen
• Verbesserte Simulationsmodelle (ATLANTIS der TU Graz)
AUSTRIAN POWER GRID AG 06.03.2012 2Die Energiewende ….
20-20-20 Regionales Auseinanderfallen von
Klima & Erzeugung und Verbrauch
Energieziele Weiträumige Stromflüsse !
Neue “Erneuerbare“ Großkraftwerke
Atomausstieg
Integration der Zeitliches Auseinanderfallen von Erzeugung
und Verbrauch
Erneuerbaren
Zusätzliche Speichererfordernisse !
Steigender Erzeugungsorientierter Verbrauch ?
Verbrauch
Herausforderung an das Gesamtsystem !
Realisierung
Keine ganzheitliche Planung des Energiesystems
Strommarkt
Erzeugung – Netz – Kunde
Roadmap 2050 Gesamtbild wird nicht vermittelt
… stellt neue Herausforderungen an das Netz !
AUSTRIAN POWER GRID AG 3Transformation des europ. Erzeugungsmix
250.000 + 153 %
+ 13 %
200.000
150.000
in MW
+ 250 % 2010
2020
100.000
+ 84 %
50.000
0
Wasser * Solar Wind Biomasse
Quelle: Nationale Aktionspläne (EU-27)
* Ohne Pumpspeicherkraftwerke
ENTSO-E in 2010
Höchstlast: 530 GW
ENTSO-E in 2030
Höchstlast: 640 GW
Anteil
Wind: 25% Anteil
Wind: 75 %
Zusätz. Windenergie Zusätz. Wasserkraft u. Speicher
Zusätz. Photovoltaik Zusätz. Netze Source: EWEA / ENTSO-E
AUSTRIAN POWER GRID AG 06.12.11 4Europäisches entso-e Netz
Lückenhafter 380 kV Netzausbau
in Österreich
AUSTRIAN POWER GRID AG VERBUND APG I Gerhard Christiner 06.03.2012 5APG-Masterplanprojekte 2009 bis 2020
1. Salzburgleitung
APG- 1 (St. Peter – Salzburg)
APG-Masterplanprojekte bis 2020
2. Salzburgleitung 2 (St. Peter – Tauern)
1. Salzburgleitung 1 (Salzach neu – St. Peter)
3. Auflage 2. System nach Ungarn und
2. Salzburgleitung 2 (Tauern – Salzach neu) CZ
Integration von Windenergie im Burgenland
380-kV-Leitung der APG Slavetice Sokolnice
3. Auflage 2. System nach Ungarn und Integration
4. Netzverstärkung zur Anbindung der
220-kV-Leitung der APG
von Windenergie im Burgenland
Transportrechte der APG
Windenergie und Abdeckung von
auf Fremdleitungen
4. Netzverstärkung zur Anbindung
Umspannwerk der APG der
Verbrauchssteigerungen
Windenergie und in NÖ
Abdeckung von
geplantes Umspannwerk der APG
6 4
Verbrauchssteigerungen in NÖ
Umspannwerk im Fremdeigentum
5. Netzverstärkung im Raum Kärnten Pleinting
Aschach
Bisam-
berg SK
5. Netzverstärkung im Raum Kärnten Pirach
6. Netzverstärkung nach Deutschland Altheim Dürnrohr
6. Netzverstärkung nach Deutschland
7. Umstellung der Donauschiene auf 380 kV
Simbach
7 Kle-
3
Wallsee Etzersdorf
St. Peter dering
7. Umstellung der Donauschiene auf 380 kV
8. Verstärkung Westtirol – Zell am Ziller Hausruck
Ybbsfeld
WIEN
SÜDOST
1
8. Verstärkung Westtirol – Zell am Ziller ERNSTHOFEN Saras- Györ
dorf Neusiedl Györ
IBN Frühjahr 2011
D Salzach
Salzach-Neu
Klaus IBN 2011
Memmingen
Leupolz
2
Obermooweiler
Pyhrn
Ternitz
Weißenbach
H
Pongau
TAUERN Hessenberg
Zell am
Südburgenland
Meiningen
Ziller
Westtirol Kaprun
Hauptstufe
Bürs
8 5 Oststeiermark
Malta
CH Kainachtal
Pradella Lienz
OBER- IBN Mitte 2009
SIELACH
I
Maribor
Soverzene
5 0 10 20 30 40 50 km Podlog
SLO
AUSTRIAN POWER GRID AG 06.03.2012 6
Neben den Masterplanprojekten ist zur Gewährleistung des sicheren
Netzbetriebes die Installation des Phasenschieber Lienz 2010/2011 geplantMasterplan 2009: Netzsituation 2017 ohne Salzburgleitung
und ohne Anbindung an Deutschland
AUSTRIAN POWER GRID AG 06.03.2012 7Kernaufgaben der APG
Versorgungssicherheit
Integration der
Marktentwicklung Erneuerbaren
Energien
AUSTRIAN POWER GRID AG 8Der Netzentwicklungsplan als Ergebnis
umfassender Planungsprozesse
Regelmäßige
Fundierte energiewirtschaftliche, marktwirtschaftliche sowie insbesondere
Abstimmung mit netztechnische Analysen und Planungen bilden die Basis!
Netzpartnern
Masterplan der APG
Planungsprozesse
TYNDP der ENTSO-E
Regionale Masterpläne
mit Netzpartnern
Anfragen auf Netzanschluss
von Netznutzern
Netzverträglichkeitsprüfung u. GV
Budget-
planung
Netzentwicklungsplan
Zeithorizont
2012 2013 2014 2021 2030
3-Jahreshorizont: 10-Jahreshorizont:
• Detaillierte Budget- und Ressourcenplanung erforderlich • Prognose und Analyse energie- und marktwirtschaftlicher
• Projekte (2012-2014) sind verpflichtend umzusetzen Szenarien
• Verschiebungen nur begründet unter Zustimmung von ECA • Simulationsrechnungen zur Prognose der zukünftiger
möglich Übertragungskorridore
AUSTRIAN POWER GRID AG • Kohärenz mit nationalen und internat. PlanungenMethodik Masterplan 2030
Eingangsparameter Prognoserechnungen Ergebnisse
Erzeugung (an APG gemeldete
Kraftwerksprojekte, Ausbau der
Ökoenergie, Masterplan Wasserkraft)
und Verbrauch in der Regelzone APG Szenarienworkshops Erforderliche
Festlegung der zu Netzausbauprojekte
untersuchenden Szenarien der APG
Elektrizitätsbedarfs- und
Erzeugungsentwicklung für Europa
(Prof. Haas)
Berechnung und Analyse Grobkostenschätzung,
mit Marktmodell Atlantis Zeitplan, Finanzierung,
Erhebung des internationalen (Prof. Stigler) Tarife
energiepolitischen Rahmens
(Prof.Stigler)
Markt und Rahmenbedingungen des Lastfluss- und
Elektrizitätswirtschaft in Europa Netzbelastungs-
(Prof.Stigler) berechnung
Netzausbauprojekte im für
Österreich relevanten Umfeld
Evaluierung und
Überprüfung durch
Prof. Renner/ TU Graz
Netzbelastungen aufbauend auf
realer Netzsituation 2009/2010
AUSTRIAN POWER GRID AGEntwicklung der Erzeugungsstruktur
in Österreich Installierte Kraftwerksleistung
im Norden der Regelzone APG
Laufwasser/Schwell Kraftwerke Erzeugung: rd. 9600 MW Slavetice
CZ Sokolnice
Pumpspeicher Kraftwerke Last: rd. 5233 MW
Thermische Kraftwerke (Wien, NÖ, OÖ, Burgenland)
Wind Kraftwerke Wien/NÖ-Ost
Pleinting Oberösterreich Bisam-
Ausbau Pumpspeicherkraftwerke Simbach
Altheim
Pirach
Inn Dürnrohr
berg
SK
in den Alpenregionen St. Peter
WIEN
Ausbau der Windkraft in Ostösterr. Ranshofen Hausruck ERNSTHOFEN
Ybbsfeld SÜDOST
Saras- Györ
Györ
Salzach dorf Neusiedl
thermische Kraftwerke D Salzach
Neu
Memmingen
Obermooweiler
Leupolz
Salzach
Steweag-Steg Steweag-Steg Ternitz
Energie AG Weißenbach
Salzburg Süd
Tirol
Pongau
Zell am TAUERN Hessenberg
Winkeln Südburgenland
Ziller
Mur
Westtirol Steiermark
Kärnten West Steweag-Steg
Oststeiermark H
Steweag-Steg
OBER- Kainachtal
CH Pradella Lienz SIELACH
Maribor
Soverzene
Podlog
Installierte Kraftwerksleistung
IT im Süden der Regelzone APG SLO
Erzeugung: rd. 4200 MW
AUSTRIAN POWER GRID AG Pumpleistung: rd. 1200 MW
VERBUND APG I Gerhard Christiner Last: rd. 2506 MW 06.03.2012
(Steiermark, Kärnten, Salzburg)Merit Order Effekte durch Erneuerbare
Supply (Base case)
• Folie wird nachgereicht
Supply (Wind case)
Mehrerzeugung aus Wind
verschiebt die Angebotskurve
Quelle: EWEA
AUSTRIAN POWER GRID AG 06.12.11 12Windenergieeinspeisung 1.12.2011 – 11.12.2011
1.000,000 25.000
900,000
800,000 20.000
700,000
600,000 15.000
500,000
APG
DE
400,000 10.000
300,000
200,000 5.000
100,000
0,000 0
01.12.2011
02.12.2011
03.12.2011
04.12.2011
05.12.2011
06.12.2011
07.12.2011
08.12.2011
09.12.2011
10.12.2011
11.12.2011
12.12.2011
AUSTRIAN POWER GRID AG 06.03.2012 13ATLANTIS-Simulation (TU Graz)
6000 Leitungen & Trafos
2800 Netzknoten
9600 Kraftwerksblöcke
30 Kraftwerkstypen
Zeitraum bis 2030
© IEE/TU Graz
AUSTRIAN POWER GRID AGBeispiel: Green Szenario
Green Szenario
• Erneuerbare Stromerzeugung steht im Vordergrund
(20-20-20 Ziele in allen Ländern erreicht ⇒ Top-Down)
KW-Park (Summen ja Staat) durch TU Wien/EEG recherchiert
• Netzausbau laut TYNDP 2010
• Verbrauchszuwachs:
– Westeuropa:
• 2011-2020: 1,15% p.a.
• 2021-2030: 0,95% p.a.
– Osteuropa:
• 2011-2020: 1,75% p.a.
• 2021-2030: 1,55% p.a.
• Brennstoffpreise: hoch
• CO2-Preise: moderat bis hoch
AUSTRIAN POWER GRID AGEntwicklung des KW-Parks in ENTSO-E CE
Green Szenario
1.200 installierte Leistung 2020 (2030):
Windkraft: 144 (255) GW sonstige
Pumpspeicher: 57 (60) GW
1.000 Speicherkraft: 64 (66) GW Steinkohle
Braunkohle
Öl
Installierte Leistung in GW
800
Erdgas
Nuklear
600 Sonnenenergie
Biomasse
Wind Offshore
400
Wind Onshore
(Pump)Speicher
200
Laufwasserkraft
0
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
AUSTRIAN POWER GRID AGEntwicklung des KW-Parks in Deutschland
Green Szenario
250
sonstige
Steinkohle
Braunkohle
200
Öl
Installierte Leistung in GW
Erdgas
150 Nuklear
Sonnenenergie
Biomasse
100
Wind Offshore
Wind Onshore
50 (Pump)Speicher
Laufwasserkraft
0
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
AUSTRIAN POWER GRID AGEntwicklung des KW-Parks in Österreich
Green Szenario
35 installierte Leistung 2020 (2030):
sonstige
Windkraft: 2,7 (3,6) GW
Pumpspeicher: 6,1 (7,5) GW Steinkohle
30 Speicherkraft: 3,7 (4,2) GW
Braunkohle
Öl
25
Installierte Leistung in GW
Erdgas
Sonnenenergie
20
Biomasse
15 Wind Offshore
Wind Onshore
10 (Pump)Speicher
Laufwasserkraft
5
0
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
AUSTRIAN POWER GRID AGBeispiel Basisfall: Offpeak 04/2018
Green Szenario
Handelsflüsse
gemäß Market Coupling
Modell mit NTC
AUSTRIAN POWER GRID AGBeispiel Basisfall: Offpeak 04/2018
Green Szenario
CrossBorder-Lastflüsse
gemäß DC-Lastfluss-Sim.
basierend auf MC-Modell (nach
Redispatch)
AUSTRIAN POWER GRID AGBeispiel Basisfall: Offpeak 04/2018
Green Szenario
•
ca. 2,5 GW
Windkraft
Pumpspeicher
AUSTRIAN POWER GRID AGBeispiel Basisfall: Peak 07/2018
Green Szenario
Verbrauchs-
zentrum Wien
Pumpspeicher
AUSTRIAN POWER GRID AGEntwickelte Extremfälle
Beispiele:
Green Szenario
Case 1: Tag der deutschen Einheit Importszenario
Case 2: Schneeschmelze am Alpenbogen Exportszenario
Case 3: heißer Sommer Szenario mit hoher
horizontaler Netzlast
Case 4: kalter und trockener Winter Engpassszenario
Die erneuerbare Einspeisung wird jeweils mit dem 2,2%-Quantil (µ-2σ)
bzw. 97,8%-Quantil (µ+2σ) simuliert, d.h. „1 Auftreten in 50 Jahren“.
Case 1 Case 2 Case 3 Case 4
⇒ Insbesondere Case 1 und Case 3 zeigen Engpässe im APG-Netz auf.
AUSTRIAN POWER GRID AGCase 1: Tag der deutschen Einheit
Green Szenario
Annahmen f. Erzeugung und Verbr.
– hohe Windstromerzeugung
in Deutschland und Dänemark
– reduzierter Verbrauch in DE
aufgrund des Feiertags geringer Verbrauch
– geringe Wasserführung am in Deutschland
(Feiertag)
nördlichen Alpenbogen
Bedeutung dieses Cases
für das APG-Netz:
– Importszenario für AT
– Lastfluss von DE nach AT
– hoher Pumpeinsatz
Zeitpunkt: 3. Oktober/ Offpeak
(Morgenstunden)
AUSTRIAN POWER GRID AGLeistungsdeckung in AT in Case 1
Green Szenario
Redispatch
internation.
9 Nettoimport
(Import - Export)
8 Steinkohle
Öl
7
Erdgas
6
Sonstige
Leistung in GW
in Österreich
5 Sonnenenergie
Engpässe
Biomasse
4
Windkraft
3
Speicherwasserkraft
2
Laufwasserkraft
1 Verbrauch ohne Pumpen
Verbrauch mit Pumpen
0
2015
AUSTRIAN POWER GRID AG 2020 2025 2030Case 1/ 2015: Leitungsbelastungen nach Redispatch • Hohe Importe aus Deutschland ⇒ Engpässe auf Leitungen DE-AT sowie ⇒ innerhalb Österreichs auf einigen Leitungen Lastflussanalysen der APG AUSTRIAN POWER GRID AG
Energiewirtschaftliche Planung für 2020
Planung ist mit österreichischen und europäischen Netzpartnern
abgestimmt
CZ
Slavetice Sokolnice
EON ^
Bisam-
SK
• Deutschland exportiert
Aschach berg
Pleinting
Dürnrohr
Neuötting
Simbach
Windenergie 5400 MW - bis
Korneuburg
Wegscheid Wallsee Etzersdorf Wien Kle-
St. Peter Satlet
West dering
14.000 MW erwartet
WIEN
Ranshofen Ybbsfeld
SÜDOST
D Hausruck
Rosenau
ERNSTHOFEN
Ebreichsdorf
Sarasdorf
Neusiedl
Györ
Györ
Memmingen Klaus Großraming Ebenfurth
Salzach
• Salzburgleitung
Leupolz
Obermooweiler Steweag-Steg
Pyhrn
Steweag-Steg
Ternitz
Weißenbach
Energie AG
Arthur-
werk H
Hessenberg
Zell am
TAUERN Südburgenland
• Verbrauchszuwachs der
Meiningen
Westtirol
Ziller
Kaprun
Stromkunden in Salzburg
Bürs Bös- Hauptstufe
Steweag-Steg
dornau
und Ausbau der Wolfs-
berg
Steweag-Steg
CH Kainachtal
Pumpspeicherkraftwerke:
Pradella Lienz
Steinfeld
OBER-
SIELACH
St.Andrä
Lands-
in Summe 2500 MW kron Schwabeck
Lavamünd
Maribor
Maribor
Cordignano
Podlog
AUSTRIAN POWER GRID AG
SLO 27 Verbund – Austrian Power GridCase 3: Heißer Sommer
Annahmen f. Erzeugung und Verbrauch
– erhöhter Verbrauch in Italien (Klimatisierung)
– schwache Wasserführung am gesamten
Alpenbogen
– Wettersituation in DE: sonnig
viel Stromerzeugung aus PV
– hohe Windstromeinspeisung
in Deutschland und Dänemark
Bedeutung dieses Cases für APG-Netz:
– hohe horizontale Netzlast in AT
– Lastfluss von DE nach IT über APG-Netz
Zeitpunkt: Juli Peak erhöhter Verbrauch
in Italien
(Klimageräte)
AUSTRIAN POWER GRID AGLeistungsdeckung in AT in Case 3
Green Szenario
Leistungsdeckung in AT (Greenszenario - Case 3:hohe horizontale Netzlast Juli Peak)
14
Export
12 Import
10 Steinkohle
Öl
8
Erdgas
Leistung in GW
6
Sonstige
4
Sonnenenergie
2 Biomasse
0 Windkraft
2015 2020 2025 2030
-2 (Pump)Speicherkraft
Laufwasserkraft
-4
Verbrauch ohne Pumpen
-6
AUSTRIAN POWER GRID AGCase 3 2015: Leitungsbelastungen
nach Redispatch
Green Szenario
• 2015: Österreich hat im Vergleich zum Basisfall eine ausgeglichene Bilanz,
jedoch hohe Reglerwerte (starke Nord-Süd-Lastflüsse)
• Engpässe:
Drautalleitung, Salzburg – Tauern (220 kV), Tauern–Weissenbach (220 kV)
Lastflussanalysen der APG
AUSTRIAN POWER GRID AGMasterplanprojekte 2030
Masterplan 2030 …
….Veröffentlichung Frühjahr 2012
AUSTRIAN POWER GRID AGVielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! AUSTRIAN POWER GRID AG 32
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