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BMWi-Wissen: Netz- und Systemsicherheit

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BMWi-Wissen: Netz- und Systemsicherheit

02.10.13  10:00 | Artikel: 956006 | News-Artikel (e)

BMWi-Wissen: Netz- und Systemsicherheit
© Amprion GmbH
Abschaltbare Lasten

Bestimmte Unternehmen verbrauchen nahezu rund um die Uhr Strom in erheblichen Mengen (in der Größenordnung von Ortschaften oder mittelgroßen Städten). Gleichzeitig sind sie jedoch in der Lage, ohne nachteilige Eingriffe in ihren Produktionsprozess kurzfristig ihre Verbrauchsleistung zu reduzieren oder nahezu komplett einzustellen. Diese Möglichkeit, den Strombezug zu verringern (d. h. Lasten abzuschalten), sollen die Übertragungsnetzbetreiber nutzen können, um so die Stromnetze in bestimmten Situationen zu stabilisieren. Unternehmen haben künftig die Gelegenheit, an Ausschreibungen der Übertragungsnetzbetreiber für abschaltbare Lasten teilzunehmen. Nach einem Zuschlag bekommen die Unternehmen zum einen monatlich eine bestimmte Vergütung für das Bereithalten der Abschaltbarkeit (sog. Leistungspreis), zum anderen eine weitere Vergütung (sog. Arbeitspreis) für tatsächliche Abschaltungen.

Das Ausschreibungsverfahren gestaltet sich wie folgt: Bundesweit müssen die Betreiber 3.000 Megawatt pro Monat an sog. "Abschaltleistung" auf einer IT-Plattform ausschreiben. 1.500 Megawatt davon müssen sofort abschaltbar sein, also innerhalb von Sekunden vom Netz gehen können. Die anderen 1.500 Megawatt müssen schnell - innerhalb von 15 Minuten - vom Netz genommen werden können. Die dem Netzbetreiber entstandenen Kosten darf dieser gleichmäßig auf alle Stromverbraucher umlegen. Für einen durchschnittlichen Haushalt dürften diese bei ca. 1 bis 2 Euro pro Jahr liegen (maximal ca. 4 Euro).

Die Bundesregierung hat 2012 eine Verordnung zu abschaltbaren Lasten auf den Weg gebracht. Im Dezember 2012 wurde eine zunächst auf drei Jahre befristete Verordnung vom Deutschen Bundestag angenommen und trat zum 1. Januar 2013 in Kraft.

Nachrüstung von Photovoltaik-, Windenergie-, Biomasse-, KWK- und kleinen Wasserkraftanlagen

Innerhalb der letzten Dekade hat die Einspeisung dezentraler Erzeugungsanlagen, insbesondere aufgrund der Förderung über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) und das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWK-G), stark zugenommen. Die Einspeisung dieser dezentralen Anlagen erfolgt größtenteils in das Nieder- oder Mittelspannungsnetz.

Untersuchungen im Jahr 2011 haben gezeigt, dass dezentrale Erzeugungsanlagen eine Systemgefährdung für das Stromnetz darstellen können. Eine akute Gefährdung würde zum Beispiel durch eine großräumige Störung im europäischen Verbundnetz entstehen, falls die Netzfrequenz stark von 50,0 Hz abweicht (z. B. über 50,2 Hz oder unter 49,5 Hz). In einem solchen Fall würde durch eine automatische (frequenzabhängige) Abschaltung dieser dezentralen Anlagen unter bestimmten Bedingungen die Frequenz im Stromnetz schlagartig sinken und könnte nicht mehr durch Gegenmaßnahmen der Netzbetreiber aufgefangen werden.

Von diesem Problem betroffen sind Photovoltaik (PV-) Anlagen, Biomasse- und Windkraftanlagen, kleine KWK-Anlagen sowie kleine Wasserkraftanlagen.

50,2-Hertz-Problem:

Bis 2011 waren die Wechselrichter von PV-Anlagen mit einer "Sicherung" ausgestattet, die eine automatische Abschaltung der Anlage bei einer Überfrequenz im Stromnetz von 50,2 Hertz vorsieht. Eine im Rahmen der Plattform "Zukunftsfähige Energienetze" von dem Beratungsunternehmen Ecofys erstellte Studie hat gezeigt, dass unter ungünstigen Umständen, d. h. bei Erreichen des kritischen Frequenzwertes von 50,2 Hertz bei gleichzeitiger Sonneneinstrahlung, sich in Deutschland PV-Anlagen mit einer Leistung von etwa 9 Gigawatt schlagartig abschalten würden (im Vergleich entspricht das der Leistung von ca. 9 bis 13 Großkraftwerken). Die im europäischen Verbundnetz vorgehaltene Regelreserve könnte maximal 3 Gigawatt auffangen. Eine kritische Netzsituation mit weit reichenden Folgen - bis zu einem Stromausfall - wären dann nicht auszuschließen. Zur Beseitigung dieser Systemgefährdung ist eine Nachrüstung von PV-Bestandsanlagen unbedingt notwendig geworden.

Die Bundesregierung hat deshalb die Systemstabilitätsverordnung (SysStabV) erlassen. Die Verordnung verpflichtet die Betreiber von Elektrizitätsverteilernetzen zur Durchführung der Nachrüstung und die Anlagenbetreiber zur Mitarbeit. Die notwendigen Kosten für die Nachrüstung werden von den Netzbetreibern gemäß § 10 SysStabV und § 47 Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) getragen.

49,5-Hertz-Problem:

Es besteht nicht nur Handlungsbedarf bei PV-Anlagen, sondern auch bei Windenergie-, Biomasse-, KWK- und kleinen Wasserkraftanlagen. Eine im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie erstellte Studie ("Entwicklung einer Umrüststrategie für Erzeugungsanlagen am Mittel- und Niederspannungsnetz zum Erhalt der Systemsicherheit bei Über- und Unterfrequenz") zeigt, dass sich bei Absinken der Netzfrequenz auf 49,5 Hz Anlagen mit einer installierter Leistung von insgesamt 27 GW automatisch abschalten. Sollte ein solcher Fall auftreten, könnten die Netzbetreiber das Stromnetz nicht mehr stabilisieren - mit weitreichenden Konsequenzen bis hin zum vollständigen Stromausfall. Die Frequenzschutzeinstellungen dieser Anlagen müssen daher geändert werden.

Im Rahmen der Plattform "Zukunftsfähige Energienetze" wird zur Zeit in enger Kooperationen mit den betroffenen Verbänden, den Netzbetreibern, der Bundesnetzagentur, dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) und dem Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) über die Nachrüstungsoptionen sowie über die rechtliche und organisatorische Ausgestaltung des Nachrüstungsprozesses beraten.




(Quelle: BMWi)


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Themenbereiche:

erneuerbare Energien | Energiepolitik | Netze

Schlagworte:

Abschaltbare Lasten (4) | Systemsicherheit (2) | Leistungspreis (4) | Nachrüstung (6) | Photovoltaik (210) | Windenergie (93) | Biomasse (19) | KWK (4) | Wasserkraftanlagen (2)




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