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Netzstudie UCTE & IPS/UPS Netz


In der Studie konnte gezeigt werden, dass der Zusammenschluss zwischen dem europäischen und des nordasiatischen Stromnetzes zu einem großen Verband sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile mit sich bringen würde. Zum einen könnte mehr Energie in großen zentralen Kraftwerken, beispielsweise Klima- gasneutral mit Kohlendioxid Sequestrierung zum Energiemix beitragen. Zum Anderen kann in größeren Netzen ein höherer Anteil an erneuerbaren Energien eingespeist werden.

Ziel ist es, Vorteile und Gefahren einer Zusammenlegung des europäischen UCTE- und des nordasiatischen IPS/UPS-Stromnetzes zu identifizieren. Insbesondere soll untersucht werden, welche Auswirkungen dieser Zusam- menschluss auf Investitionsentscheidungen von Eneregieversorgern in neue Kraftwerke hat. Ebenso soll untersucht werden, welche Vorteile der neue Verband für die Einspeisung von regenerativen Energien wie Windenergie und Wasserkraft birgt. Weiter soll durch die Studie geklärt werden, welche Gefahren für einzelne Regionen entstehen können, wenn die eingesetzten Primärenergien Regional stark unterschiedliche Kosten aufweisen.

Zur Untersuchung der Projektziele wurde ein Modell erstellt. Dazu wurde Europa und Nordasien in 31 Regionen aufgegliedert. Im Allgemeinen repräsentiert jeder Knotenpunkt ein Land. Jedem Knotenpunkt wurde der durch- schnittliche Tagesverlauf der Stromnachfrage zugewiesen. Zwischen benachbarten Knoten wurden im Modell heutige Leitungskapazitäten installiert. Im weiteren wurde jedem Knotenpunkt die Möglichkeit gegeben Grund-, Mittel-, und Spitzenlastkraftwerke zu instal- lieren. Diesen Kraftwerkstypen wurden typische Variable-, und Fixe Kosten zugeordnet. Das Modell kann mit Hilfe des Programms new-URBS mathematisch gefasst werden und nach minimalen Gesamtkosten optimiert werden. Anhand des Modells zeigt sich, dass mit steigender Größe des Netzes derjenige Anteil am Strombedarf, der durch Grundlastkraft- werken gedeckt werden kann anwächst. Somit können die Stromerzeugungskosten gesenkt werden.

Um die Konsequenzen des neuen Stromnetzes für die Einspeisung von Windenergie zu ermitteln mussten große Mengen an Daten beschafft und aufgearbeitet werden. Für diese Modellierung wurden für alle Länder die heutigen Kraftwerkskapazitäten in das Modell eingearbeitet. Zur Bewertung des Windertrags verschiedener Standorte wurden Daten über die Windgeschwindigkeit von knapp 700 Windstandorten in Europa und Asien benutzt. In Vorarbeiten zur Modellierung zeigt sich bereits, dass aufgrund der Größe des Netzes Teile der Back-up-Kapazität für Windenergie eingespart werden können. Somit könnte in einem Netz dieser Größe nach einer ersten Einschätzung die Wirtschaftlichkeit der Windenergie gesteigert werden.

Es zeigte sich, dass der Zusammenschluss beider Netze aufgrund von Ausgleichseffekten den Einsatz von großen Grundlastkraftwerken begünstigt. Dies steigert beispielsweise die Einsetzbarkeit von neuen, umweltschonenden Technologien wie fossile Kraftwerke mit Kohlendioxid Sequestrierung oder in fernerer Zukunft Fusionskraftwerke. Ebenso scheint der Zusammenschluss positive Auswirkung auf die Einspeisung von Wind-, Solar-, und Wasserkraftenergie zu haben.

Projektteam:
Projektleitung: Dr. Thomas Hamacher
Dipl.-Phys. Joachim Herrmann