Reduzierung des Übertragungsnetzausbaus durch Minderung der Austauschleistungen zwischen den Übertragungs- und Verteilnetzen

Eines der wichtigsten Instrumente zur Senkung des Bedarfs an fossilen Brennstoffen ist die Nutzung der erneuerbaren Energiequellen. Allerdings ist zum Ersatz der überwiegend an den Übertragungsnetzen angeschlossenen thermischen Kraftwerke eine sehr große Anzahl von erneuerbaren Energieanlagen notwendig, die leistungsbedingt vielmehr an den Verteilnetzen angeschlossen werden. Diese Situation führt unter Umständen dazu, dass ortsbedingt große Erzeugungsleistungen zur Verfügung stehen können, die allerdings nicht unbedingt vollständig ortsnah gebraucht werden und die Netzkapazitäten überschreiten können. Die technischen Möglichkeiten dazu sind im Allgemeinen entweder die Verstärkung der Netzkapazitäten oder das Energiemanagement bei Stromerzeugung und verbrauch zur Vermeidung von zusätzlichen Übertragungskapazitäten. In der vorliegenden Arbeit wird ein Konzept zur Modellierung der Austauschleistungen zwischen den Verteil- und Übertragungsnetzen entwickelt, um den Beitrag der regionalen Integrationsmaßnahmen auf der Verteilnetzebene zur Reduzierung der Netzkapazitäten auf der Übertragungsnetzebene zu untersuchen. In einer Top-down Grobanalyse werden anhand der Gegenüberstellung von regionalen Überschuss- und Defizitenergie erste Aussagen über die Integrationsmaßnahmen getroffen. Hierzu bietet sich die Möglichkeit, anhand von Energiemanagement-Maßnahmen die regionale Überschussenergie zum vollständigen Decken des regionalen Strombedarfs einzusetzen und somit den Netzausbaubedarf zu verringern. Die eventuell noch verbleibende Überschussenergie kann anhand der Zwischenspeicherung in Grundlastform gebündelt und über zwei vom Norden nach Süden laufende Leitungen nach Einspeisepunkten der Kernkraftwerke im heutigen Verbundnetz übertragen werden. In der anschließenden Bottom-up Detailanalyse werden die Einsatzplanung der Integrationsmaßnahmen und der thermischen Kraftwerksblöcke sowie der Energiefluss in den bestehenden Netzkapazitäten anhand von mathematischen Ansätzen modelliert und mitberücksichtigt. Es ist dabei festzustellen, dass der Leitungsausbau grundsätzlich auf vier Strecken erforderlich ist; nämlich vom Nordwesten nach Westen, vom Norden nach Südwesten, vom Nordosten nach Südwesten sowie vom Nordosten nach Westen. Der Ausbaubedarf hängt allerdings sehr stark vom Ausmaß der Integrationsmaßnahmen ab, wobei anhand Langzeitspeicherung mit besonders großen Speicherkapazitäten ein viel geringerer Ausbedarf und nur an wenigen Leitungen zu erwarten ist.

Autorentext

Soroush Nakhaie studierte Maschinenbau an der RWTH Aachen mit den Schwerpunkten Energie- und Kraftwerkstechnik. Zusätzlich absolvierte er ein Austauschstudium an der TU Delft in M.Sc. Management of Technology. Von 2010 bis 2012 war er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Elektrische Energietechnik der TU Clausthal tätig. Seine wissenschaftlichen Schwerpunkte lagen dabei in der Untersuchung der technischen Möglichkeiten zur Integration von erneuerbaren Energieanlagen in das Deutsche Energieversorgungssystem.