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Modellierung von Kraftwerksbetrieb und Regelenergiebedarf bei verstärkter Einspeisung von Windenergie in verschiedene Energiesysteme unter Berücksichtigung des Lastmanagement

Endbericht. Projekt 807717; Programmlinie Energiesysteme d. Zukunft, 1. Ausschreibung
 
: Auer, H.; Huber, C.; Stadtler, M.; Obersteiner, C.; Ragwitz, M.; Klobasa, M.
: TU Wien, Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft; Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung -ISI-, Karlsruhe

Wien: TU Wien, Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft, 2005, 179 S.
Nachhaltig wirtschaften
Deutsch
Bericht
Fraunhofer ISI ()
Energiespeicher; Energiemanagement

Abstract
Die vermehrte Integration von Windenergieanlagen (WEA) in elektrische Energieversorgungssysteme wirkt sich zunehmend auf den Systembetrieb aus und verursacht dadurch einerseits zusätzliche Kosten und führt andererseits zu einer Reduktion von CO2-Emissionen. Ausgehend von den bisherigen Erkenntnissen bleiben die Fragen offen, wie sich die Zusammensetzung des Kraftwerksparks auf diese Effekte auswirkt und ob bzw. in welchem Umfang die Verbrauchsseite in der Lage ist, die Integration der volatilen Winderzeugung zu unterstützen.
Die Verdrängung von konventioneller Erzeugung durch Windstrom führt in Österreich zu spezifischen CO2-Reduktionen in der Höhe von 0,75 MtCO2/MWh(Wind) im Jahr 2005. Diese sinken bis zum Jahr 2020 um 20-30 %. In Deutschland liegen die spezifischen Reduktionen ca. 15 % über den österreichischen Werten. Durch weitere Einflüsse der WEAEinspeiung auf den Systembetrieb werden die genannten Werte um maximal 8 % bei hoher Penetration in Deutschland reduziert. Zusätzliche Kosten entstehen durch die veränderte Fahrweise des konventionellen Kraftwerksparks sowie durch zunehmenden Bedarf an Minutenreserve und Ausgleichsenergie. Der letztere Effekt ist schon bei derzeitigen Penetrationen dominant und wirkt sich zunehmende mit steigender WEA-Einspeisung aus. Die gesamten spezifischen Kosten liegen im Baseline-Szenario für das Jahr 2020 bei 1,8 Euro/MWh(Wind) für Österreich und bei 3,5Euro/MWh(Wind) für Deutschland. Diese können durch eine verbesserte Windprognosegüte bis 2020 um bis zu einem Drittel gesenkt werden. Sinkt die Verfügbarkeit von flexiblen Reserveeinheiten zukünftig durch vermehrte Netzengpässe, steigen die Kosten der Reservehaltung um max. 15 %.
Durch Nutzung von verbrauchsseitiger Reserve kann der verminderte Beitrag von WEA zur Systemsicherheit indirekt erhöht werden. Potentiale sind in allen Verbrauchsektoren in ausreichendem Maße vorhanden und verglichen mit dem Neubau von Kraftwerken jederzeit aktivierbar. Für Bilanzgruppen mit zunehmendem Anteil an WEA-Einspeisung stellen flexible Lasten eine Option zur Verringerung der der Ausgleichsenergiekosten dar.
Kurz- bis mittelfristig sind verbesserte Windprognosemodelle der Schlüssel zu einer effizienten Windintegration in elektrische Netze. Durch Nutzung von Verbrauchern zur Reservehaltung kann der Wert der Windenergie indirekt erhöht werden. Die derzeitige Praxis der Finanzierung von windbedingten Netzkosten über Einspeisetarife widerspricht dem Prinzip des "Unbundling". In Österreich ist dadurch der diskriminierungsfreie Netzzugang nicht gesichert. Für die effiziente Erschließung von Offshore-Potentialen in Deutschland ist ein koordinierter Ausbau des küstennahen Netzes unumgänglich. Dazu sind, wie derzeit schon in Dänemark und den Niederlanden üblich, Netzerweiterungs- und -anschlusskosten den Netzbetreibern zuzuordnen und über Netznutzungsentgelte zu sozialisieren.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-33468.html