Ökoeffizienz von Flexibilisierungsmaßnahmen in Energieversorgungsnetzen unter Berücksichtigung der Integration von Windenergie

Macharey, Uwe; Schnettler, Armin (Thesis advisor)

Aachen / Publikationsserver der RWTH Aachen University (2009) [Doktorarbeit]

Seite(n): III, 160 S. : graph. Darst.

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Methode zur Bewertung der Ökoeffizienz des Einsatzes von Flexibilisierungsmaßnahmen in elektrischen Energieversorgungssystemen. Der Einsatz dieser Maßnahmen wird unter anderem notwendig, weil die regionale Windenergieeinspeisung die regionale Verbraucherlast zum Teil deutlich übersteigt, so dass der Windstrom aus den Regionen mit überschüssiger Energie exportiert und in lastferne Gebiete transportiert werden muss und weil weder die bestehenden Verteilungsnetze noch das Übertragungsnetz für die heutigen Anforderungen ausgelegt sind. Der erforderliche Netzausbau kann mit der Anschlussrate von Wind-energieanlagen nicht Schritt halten, so dass bereits gegenwärtig Netzengpässe auftreten. Vor diesem Hintergrund werden neben dem Netzausbau andere technische Optionen zur Steigerung der Dynamik von elektrischen Energieversorgungssystemen diskutiert, bei denen teilweise Unsicherheit herrscht, ob sie als Alternative zum Netzausbau anzusehen sind oder ob sie ausschließlich als Übergangslösung dienen können. Bisherige Untersuchungen zur Bewertung alternativer Übertragungstechnologien verfolgten ausschließlich konkrete Vergleiche der Investitionskosten oder der entstehenden Umweltwirkungen vor dem Hintergrund des technischen Übertragungsvermögens. In der vorliegenden Dissertation wird eine abstrakte Methode zur Bewertung der Ökoeffizienz des Einsatzes von Flexibilisierungsmaßnahmen in elektrischen Energieversorgungssystemen entwickelt. Hierzu werden gängige Verfahren der ökologischen und ökonomischen Bewertung unter Berücksichtigung technischer Sachverhalte optimiert, um einen objektiven und abstrakten Vergleich der verschiedenen Maßnahmen und Verfahren zu ermöglichen. Hierbei wird herausgestellt, dass für die ökologische Bewertung nur eine direkte Bewertung von CO2-Emissionen erforderlich ist. Weitere Umweltwirkungen müssen durch eine Umweltverträglichkeitsprüfung projektspezifisch überprüft werden, die Teil eines Planfeststellungsverfahrens ist und in dieser Dissertation über die Realisierungszeit der Maßnahmen als Sensitivität berücksichtigt wird. Bezüglich der monetären Bewertung wird erörtert, dass ausschließlich Kosten, die innerhalb des Bilanzraums direkt durch die Umsetzung der jeweiligen Maßnahme auftreten, bewertet werden. Die Anwendung der Bewertungsmethode wird exemplarisch für ein im Rahmen der Dissertation entwickeltes repräsentatives Modell eines 110 kV-Netzbereichs unter Berücksichtigung der Umset-zung des Freileitungs-Monitorings, des Einsatzes des Hochtemperaturfreileitungsseils ACCR und des Neubaus einer Freileitungstrasse (ausgelegt mit dem Hochtemperaturfreileitungsseil TACSR) vorgestellt. Dabei wird deutlich, dass die Ergebnisse der Ökoeffizienzanalyse maßgeblich durch die einspeisbare Windenergie und durch die Deckung der Verbraucherlast beeinflusst werden. Ver-gleichsweise geringer Einfluss entsteht durch notwendige Investitionen. Die Objektivität des Vergleichs wird gestützt durch eine Sensitivitätsanalyse für die Kategorien Globaler Strommix, Entschädigung für ausgefallene Vergütung, Verbesserung des Erzeugungsma-nagements, Betrachtungszeitraum und Realisierungszeitpunkt. Vor diesem Hintergrund weisen die Ergebnisse der Untersuchungen für drei betrachtete Standorte (windstark, mittel und windschwach) die höchste Ökoeffizienz für den Neubau einer Freileitungstrasse aus.

Identifikationsnummern

  • URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-29735
  • REPORT NUMBER: RWTH-CONV-113659