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Dynamische Simulation der Stromversorgung in Deutschland nach dem Ausbauszenario der Erneuerbaren-Energien-Branche

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Abschlussbericht, Bundesverband Erneuerbare Energie e.V., (Dezember 2009)

Abstract

Der Bundesverband Erneuerbare Energien (BEE) hat in seiner Bran- chenprognose ein Ausbauszenario der Erneuerbaren Energien (EE) vorgelegt, das eine Erhöhung des EE-Anteils an der Stromversorgung auf ca. 47% bis 2020 vorsieht. Das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik wurde vom BEE beauftragt, die EE-Einspeisung, die sich unter den Ausbauannahmen der Branchenprognose ergeben würde, in einer stündlichen Auflösung für das Jahr 2020 unter den meteorologischen und hydrologischen Bedingungen des Jahres 2007 zu simulieren – in dem Sinne ist diese Studie als Fallstudie zu verstehen. Die EE-Einspei- sung wird hinsichtlich ihrer Fluktuationscharakteristik und des Anteils zur Deckung des Strombedarfs ausgewertet. Der Einsatz von Pumpspei- cherwerken sowie Stromimport und -export wird zum Ausgleich der Fluktuationen simuliert. Der verbleibende Strombedarf (Residuale Last) wurde hinsichtlich des Anteils an Grund-, Mittel- und Spitzenlast, der durch konventionelle Kraftwerke zu decken ist, ausgewertet. Für diese Fallstudie liegt der minimale Anteil der erneuerbaren Ener- gien an der Strombedarfsdeckung im Jahr bei 15%, d.h. erneuerbare Energien tragen das ganze Jahr über mit mindestens 15% zur Bedarfs- deckung bei. Für 84 Stunden des Jahres überschreitet die stundenmitt- lere EE-Einspeisung den Bedarf, die Überschüsse können durch den Einsatz von Pumpspeichern sowie durch Stromexport ausgeglichen werden. In geschickter Kombination folgt die erneuerbare Stromein- speisung dem variablen Strombedarf. Die EE-Einspeisung bewirkt eine Erhöhung des Spitzen- und Mittellast- bedarfs und eine deutliche Verringerung des Grundlastbedarfs an konventioneller Kraftwerksleistung. Der für die Studie angenommene Einsatz von Pumpspeichern und einem bedarfsorientierten begrenzten Import/Export zur Lastglättung führen zu einer Senkung des Grundlast- bedarfs von 36 GW, einer Erhöhung des Mittelastbedarfs um 4 GW und eine Erhöhung des Spitzenlastbedarfs um 9 GW gegenüber 2007. Die Anforderungen an die Flexibilität der konventionellen Kraftwerke werden zukünftig deutlich zunehmen. Um eine gewisse Anzahl an Be- triebsstunden und somit Wirtschaftlichkeit der Kraftwerke zu gewähr- leisten, sind häufige An- und Abfahrvorgänge notwendig. Um die Belastung für den konventionellen Kraftwerkspark zu minimie- ren bzw. die Integration von erneuerbaren Energien zu fördern, bedarf es einem Ausbau der Transportkapazitäten, einer Flexibilisierung von Stromerzeugung und Stromverbrauch sowie neuer Speicherkapazitä- ten für kurz- und langfristige Schwankungen, welche in dieser Studie andiskutiert werden.

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