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STROMÜBERTRAGUNG FÜR DEN KLIMASCHUTZ13.02.2012 / 1 Präsentation Stromübertragung für den Klimaschutz Potentiale und Perspektiven einer Kombination von Infrastrukturen Studie der
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Empfohlene Zitierweise Beim Zitieren empfehlen wir hinter den Titel des Beitrags das Datum der Einstellung und nach der URL-Angabe das Datum Ihres letzten Besuchs dieser Online-Adresse anzugeben. [Vorname Name: Titel. Untertitel (Datum der Einstellung). In: http://www.hss.de/...pdf (Datum Ihres letzten Besuches).]
STROMÜBERTRAGUNG FÜR DEN KLIMASCHUTZ POTENTIALE UND PERSPEKTIVEN EINER KOMBINATION VON INFRASTRUKTUREN
Publikation Vorlage: Datei des Autors Eingestellt am 16.2.2012 unter www.hss.de/download/120208_Praesentation_Pokojski_.pdf Autor
Dipl.-Ing. Martin Pokojski Mitglied ETG im VDE Veranstaltung
Münchner VDE/HSS-Kolloquium Stromübertragung für den Klimaschutz Expertentagung der Hanns-Seidel-Stiftung am 8.2.2012 im Konferenzzentrum München
13.02.2012 / 1
Präsentation
Stromübertragung für den Klimaschutz
Potentiale und Perspektiven einer Kombination von Infrastrukturen
Studie der Energietechnischen Gesellschaft im VDE (ETG)
Dipl.- Ing. Martin Pokojski
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Präsentation
BearbeiterETG Task Force Infrastruktur
Dr.-Ing. Christoph Dörnemann Amprion GmbHWolfgang Glaunsinger VDE/ETGDr.-Ing. Jutta Hanson ABB AGDr. Carl Caspar Jürgens NETWORK InstituteMatthias Kirchner Nexans Deutschland GmbHDr.-Ing. Martin Kleimaier ConsultantMaren Kuschke TU BerlinDr.-Ing. Hermann Koch Siemens AGMartin Pokojski VDE/ETGAxel Schomberg TenneT TSO GmbHProf. Dr.-Ing. Kai Strunz TU BerlinWolfgang Tausend EnBW Regional AGDr.-Ing. Kristian Weiland DB Energie GmbHFred Wendt ILF Beratende Ingenieure GmbHProf. Dr.-Ing. Dirk Westermann TU Ilmenau
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Präsentation
Aufgaben des zukünftigen Übertragungsnetzes
TransiteStrombezüge
West
Strom-speicher
TransiteStrombezüge
Ost
On- / OffshoreWindaufkommen
TransiteStrombezüge
Nord
TransiteStrombezüge
Süd
Bestimmung desStromaufkommens
zur Abschätzung der Übertragungsleistung
PVDez. Erzeugung
Sonst. Erzeugung
TransiteStrombezüge
West
TransiteStrombezüge
West
Strom-speicherStrom-
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TransiteStrombezüge
Ost
On- / OffshoreWindaufkommen
TransiteStrombezüge
Nord
TransiteStrombezüge
Nord
TransiteStrombezüge
Süd
TransiteStrombezüge
Süd
Bestimmung desStromaufkommens
zur Abschätzung der Übertragungsleistung
PVDez. Erzeugung
PVDez. Erzeugung
Sonst. Erzeugung
Sonst. Erzeugung
Zielstellungen erfordern massiven Ausbau des Übertragungsnetzes
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Präsentation
Schwierigkeiten beim Ausbau des Übertragungsnetzes
Zunehmende Belastung des 400-kV-Transportnetzes durch Einspeisung von lastferner fluktuierender regenerativer Energie.Nur punktuelle Erleichterungen durch Maßnahmen wie Hochtemperaturseile (TAL) und Temperaturmonitoring (FLM). Beeinträchtigungen durch benachbarte Netze (Quer-/Längsregler).Ertüchtigung des Netzes trotz Dena I und EnLAG wenig erfolgreich. Lt. Dena II zusätzlicher Bedarf an rd. 3.600 km Leitungen.Fehlende Akzeptanz in der Bevölkerung für neue Leitungsprojekte.
Änderung der Genehmigungspraxis mit dem Ziel föderal-einheitlicher VerfahrenSteigerung der Akzeptanz durch Ressourcen schonende Kombination von Infrastrukturen
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Präsentation
Nutzbare Infrastrukturen• Bahnstromtrassen 7.800 km / Schienentrassen 34.000 km:
Nutzung des Böschungsbereiches und sonstige Freiräume. • Autobahnen: 12.700 km:
Nutzung von Standstreifen sowie Erweiterungsflächen• Pipelinetrassen (flächendeckende Öl + Erdgasleitungen):
Nutzung der Randstreifen (Arbeitsstreifen) von Trassen.• Flüsse und Kanäle 7.360 km Binnenwasserstraßen:
Einbringen in Flussbett oder Uferbereich.• Höchstspannungsnetz 35.700 km:
Nutzung der Trassen und Schutzstreifen
Potenziale vorhanden: Nutzung ist differenziert zu werten!
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Präsentation
Optionen für die Integration von Energieversorgungssystemen in
bestehende Infrastrukturen(Bsp. Bundesautobahn)
Tele-kommunikation
Kabelsysteme und GIS-Systeme
LKW PKW PKW PKW E-CarLKW
380
kV c
a. 5
0 –
60 m
80
0 kV
ca.
70
-80
m
Kabelsysteme und GIS-Systeme
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Präsentation
Kombination von Energiesystemen mit Éisenbahn-, Pipelinesystemen, Flüssen und Kanälen
- Gleichspannung (DC)- DC +/- 320-kV-DC-Freileitung- DC +/-320-kV-DC-Kabel
• Weitere Annahmen• Vermaschtes Netz• Erdlösungen ohne und mit Tunnel• 400-kV-AC-Freileitung als Referenz
Neues KabelDC 320 kV
VSC-HGÜVSC-HGÜ
Kon
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Net
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00 k
V
AC-Schalt-anlage
Neue FreileitungAC 400 kV
Transformator
Phasenwinkelregler
Neue GIL AC 550 kV
AC-Schalt-anlage
Transformator
AC-Schalt-anlage
Transformator
Phasenwinkelregler + Spannungsumsetzer
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Präsentation
KostenvergleichAnnahme: Übertragung von 6 GW über eine Distanz von 400 km
Bewertung des kompletten Systems einschließlich Schaltanlage, Quer- und Längsregler, Auf-/Abspanntrafos und VSC-HGÜ-Stationen
Vergleich der Übertragungskosten(normiert auf 6.000 MW und 400 km Distanz)
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DC
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DC
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DC
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Freileitung 4x400 kVSysteme
VPE Erdkabel 6 x 400 kV-Systeme
inkl. Kompensation
GIL (400-kV 3 Systeme / 550 kV 2 Systeme)inkl. Kompensation
Freileitung 4 x 320 kVSysteme
VPE-Kabel 5 x 320 kV Systeme
AC (einschl. Schaltanlage, Längs-/Quersteller oder Trafo) DC (einschl. VSC-Kopfstation)
AC DCFreileitung und Kabel Gasisolierte Systeme (GIL) Freileitung und Kabel
A IHG1GDC1CB F1FE J J1
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Präsentation
Qualitative Aspekte Gesellschaftliche Akzeptanz Bessere GenehmigungsfähigkeitPositive Auswirkung auf die VolkswirtschaftGeringerer PlatzbedarfInstallations-, Reparatur- und Wartungsfreundlichkeit Potential für Leistungssteigerung InnovationsfähigkeitKombination mit anderen Medien Sicherheit (insbesondere Schutz gegen Terrorismus)
Qualitative Vorteile für Tunnelsysteme durch Innovationspotenzial und gesellschaftliche Akzeptanz
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Präsentation
Zukunftsorientierter Lösungsansatz für Stromtransport
TransiteStrombezüge
West
Strom-speicher
TransiteStrombezüge
Ost
On- / OffshoreWindaufkommen
TransiteStrombezüge
Nord
TransiteStrombezüge
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Bestimmung desStromaufkommens
zur Abschätzung der Übertragungsleistung
PVDez. Erzeugung
Sonst. Erzeugung
TransiteStrombezüge
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TransiteStrombezüge
West
Strom-speicherStrom-
speicher
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TransiteStrombezüge
Ost
On- / OffshoreWindaufkommen
TransiteStrombezüge
Nord
TransiteStrombezüge
Nord
TransiteStrombezüge
Süd
TransiteStrombezüge
Süd
Bestimmung desStromaufkommens
zur Abschätzung der Übertragungsleistung
PVDez. Erzeugung
PVDez. Erzeugung
Sonst. Erzeugung
Sonst. Erzeugung
Neue Anforderungen:• On-/Offshore-Einspeisung
• EU-Binnenmarkt für Elektrizität
Änderung der TransportaufgabeKombination von Infrastrukturen Notwendigkeit eines Overlay-Netzes
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Präsentation
Beispielhafte Overlay-Struktur für DeutschlandOverlay-Netz in AC und DC darstellbar
- Weitgehender Abtransport des Energieaufkommens in Nord- und Ostsee
Kennzeichnend für Netzkonzept- 12 GW-Leistungstrassen zu Verbrauchs-
schwerpunkten- Anbindung des Overlay an das 400-kV-Netz - Sukzessiver Aufbau der Systeme - Lastflussoptimierung durch Querverbindung
Voraussetzung für DC-LösungVerfügbarkeit leistungsstarker HGÜ-Stationen(Voltage Source Converter (VSC)-Technologie)
Einsatzfähigkeit von DC-Leistungsschaltern
Overlay als Kern eines europäischen Netzes
6 GW6 GW
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rd. 5 GWrd. 22 GW
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rd. 5 GWrd. 22 GW
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rd. 5 GWrd. 22 GW
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Präsentation
Overlay-Netz - Vorteile• Stromversorgung
- großräumiger Energieaustausch - Finanzielle Vorteile durch Optimierung von Investition und Folgekosten- Verbesserte Umsetzung von Netzausbau und -umstrukturierung
• Wirtschaftliche Effekte- Beschleunigte Ablösung fossiler Energieträger, reduzierter Speicherbedarf- Einheitliche Strompreiszone- Impuls für großflächigen europaweiten Ausbau; Deutschland als
Innovationsführer. - Effizienz- und Beschäftigungseffekte durch Ausbau des Transportnetzes
• Umweltpolitische Effekte- Reduzierter Trassenbedarf - Optimierung der Systemführung bei der Verwertung von erneuerbarer Energie