Dipl.-Ing. Jens Bömer Universidad de Chile Santiago de Chile 26. April 2005

1. Dezentrale Energieumwandlung in DeutschlandTechnische Grundlagen,Wirtschaftlichkeit und Regulierung Dipl.-Ing. Jens Bömer Universidad de Chile Santiago de Chile 26. April 2005

2. Einführung Entwicklung von dezentraler Energieumwandlung in Deutschland Regulierung Technische Erfahrungen Zusammenfassung Inhalt

3. Brutto-Stromerzeugung 597 TWh Erneuerbare Energien 45 TWh Heizöl/Sonstige Abfälle Enereuerbare Fotovoltaik 4% Biomasse 4% Energien 1% 8% 8% Kernenergie 27% Erdgas 10% Wasser 46% Wind Braunkohle 41% 27% Steinkohle 24% Netto-Stromverbrauch 521 TWh Handel, Gewerbe, Dienstleistungen 27% Industrie 46% Private Haushalte 27% Quelle: IEA Kennzahlen der Stromerzeugungin Deutschland 2003

4. Entwicklung des bestehendenKraftwerksbestands bis 2030 Installierte Leistung in Deutschland Quelle: VGB PowerTech

5. Fotovoltaik 45,7 Cent/kWh (bis 5 kW) Biomasse 8,4 Cent/kWh (bis 20 MW) Windkraft Onshore 8,7 Cent/kWh (bis 3 MW) (Kl. Wasserkraft bis 5 MW) Laufwasserkraft 6,6 Cent/kWh 2004 EEG EEG-Novelle Monatsdurchschnitt EEX-Spotmarkt: 4 Cent/kWh Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, und Reaktorsicherheit Zeitliche Entwicklung der Stromerzeugungaus erneuerbaren Energien

6. Fotovoltaik Windenergie Geothermie Kosten der CO2-Einsparung (StrEG, EEG) Biomasse Deponiegas Wasserkraft Grubengas Klärgas Nutzbares Potenzial (Datenbasis 1999) Quelle: Fraunhofer UMSICHT, 1999 Nutzbare Potenziale erneuerbarer Energien in Deutschland und „Kosten“ der CO2-Einsparung

7. Elektrische Leistung von 1 kW bis 20 MW Anschluss an das Nieder- oder Mittelspannungsnetz Definition und Klassifikation von dezentralen Energieumwandlungsanlagen

8. 20.000 16.000 18.500 Stromerzeugung installierte Leistung 18.000 14.000 Einführung Erneuerbare - Energien - 16.000 15.856 Gesetz (EEG) 14.000 12.000 12.000 10.456 10.000 10.000 [GWh/a] 9.500 8.000 8.000 [MW] 6.000 6.000 5.528 4.000 4.489 4.000 2.000 3.000 0 2.200 2.000 1.800 940 670 230 140 40 0 2004 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Novelle ErneuerbareEnergien-Gesetz (EEG-Novelle) Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, und Reaktorsicherheit Zeitliche Entwicklung derStromerzeugung aus Windenergie

9. Prognostizierter jährlicher Zubau von WEA Prognostizierte WEA-Leistung Quelle: DEWI Quelle: DEWI • Räumlich sehr unterschiedlicher Ausbau (Norddeutschland, Küste) • Repowering ersetzt/ erweitert bestehende Anlagen • Zyklischer Zubau an WEA-Leistung • Im Jahr 2030 wird die Leistung aller WEA knapp 40 % der heutigen Kraftwerksleistung entsprechen • Probleme der Integration von Offshore-WEA noch nicht gelöst • Maximale Durchdringung mit WEA bisher umstritten onshore und offshore onshore Ausbau der Windenergie in Deutschland

10. 1990 Stromeinspeisegesetz 1996 EU-Richtlinie 96/92/EG 1997 Kyoto-Protokoll (CO2-Senkung) 1998 Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) 2000 Ausstieg aus der Kernenergie 2002 “Ökologische Steuerreform” 2002 Novelle des EnWG 2005 Novelle des EnWG (noch vom Bundesrat zu ratifizieren) Allgemein 2000 Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) 2001Biomasseverordnung 2001 EU-Richtlinien zur Förderung erneuerbarer Energien 2002 Photovoltaik Vorschaltgesetz zum EEG 2004Novelle des EEG Regenerativ 2000 KWK-Vorschaltgesetz (angewandt auf EnWG) 2002KWK-Ausbaugesetz mit Erweiterung Brennstoffzelle 2004EU-Richtlinie KWK KWK abgelöst aktuell Historie der Gesetze und Richtlinien

11. Spotmarkt Konventionelle Kraftwerke Großkunden Bilanzkreise DEA Privatkunden Stromlieferung Teilnahme von DEA auf dem Markt

12. Realisierung der DEA Baubehörde Verteilungsnetz-betreiber (VNB) DEA-Investor Umweltschutzamt Forstamt Wasserschutzbehörde TelekommunikationsbehördeLuftfahrtbehörde Clearing-Stelle Streit, z. B. über Anschlusspunkt Genehmigungsverfahren für Planung, Errichtung und Anschluss von DEA in Deutschland

13. Empfehlungen und Richtlinien • Technische Anschlussbedingungen TAB • VDEW-Richtlinien MS & NS • VDEW-Richtlinien HöS/HS • zusätzliche Regeln • Internationale Normen • DIN EN 50160 Merkmale der Spannung in öffentl. Elektrizitätsversorgungsnetzen • DIN EN 61727 Photovoltaische (PV) Systeme • Deutsche Normen des VDE • VDE 0100 Elektrische Anlagen von Gebäuden • VDE 0838/9 Elektromagnetische Verträglichkeit • VDE 0126 Selbsttägige Freischaltstelle für Photovoltaikanlagen... • VDE 0127 Windenergieanlagen • VDE 0558 Halbleiter-Stromrichter • VDE 0530 Drehende elektrische Maschinen • VDE 0130 Brennstoffzellentechnologien • In Erarbeitung • DKE K 373 Photovoltaische Solarenergie Systeme • DKE K 384 Brennstoffzellen VDE: Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik Normen und Anschlussbedingungen für dezentrale Energieumwandlungsanlagen

14. Großflächige Integration von DEA in Netze • Netzstruktur muss eventuell angepasst werden • Lastfluss-Berechnung im Hinblick auf Spannung und Engpässe • Kurzschlussleistung • Schutzsystem • Versorgungsqualität • Blindleistung • Betrieb einer einzelnen DEA am Netz • Ohne Probleme regelbar • Teilweise individuell angepasster Betrieb notwendig Schlussfolgerung: In langfristig geplanten MS/NS-Netzen ist eine großflächige Integration von DEA möglich. Quelle: CIGRE-Symposium Athen, 2005 Erfahrungen aus dem Netzparallelbetrieb von DEA

15. Handlungsbedarf - Verschiedene DEA-Technologien - Koordiniertes Schutzkonzept - Netzintegration - Verteilungsnetz  Ausgleichsnetz - Netzleittechnik - Rückspeisung und Zählung - Wartungskonzepte Übergang zu großflächiger Integration - Frequenzhaltung - Spannungshaltung - Reserveleistung Netzdienstleistungen - Modelle für Lastverhalten - Prognose und Optimierung - Lastfluss - Wärme- oder stromgeführt - Speicherung Dezentrales Energiemanagement - Netzzugangs-/ Nutzungsvertrag - Energielieferungsvertrag - Netzrückwirkungen - Anschlusszertifizierung Normen und Empfehlungen