Bewertung regulatorischer Steuerungsinstrumente zur Synchronisierung des Zubaus von Anlagen auf Basis erneuerbarer Energien mit dem deutschen Übertragungsnetz

Aachen / printproduction M. Wolff GmbH (2020) [Buch, Doktorarbeit]

Seite(n): ix, 172 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten

Kurzfassung

Der durch das Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien geförderte Zubau von Erzeugungsanlagen auf Basis erneuerbarer Energien (EE-Anlagen) in Deutschland führte in den letzten Jahren zu steigenden Engpässen im Übertragungsnetz. Wachsende Kosten des Engpassmanagements ließen dabei zunehmend politische Diskussionen aufkommen, die Standortwahl der Windenergie- oder Photovoltaikanlagen regulatorisch mit dem Ziel zu steuern, den Zubau mit dem Ausbau der Transportkapazität des Übertragungsnetzes zu synchronisieren. Dabei wird eine Reihe unterschiedlicher regulatorischer Instrumente debattiert. Ungeklärt ist die Frage, welche Instrumente gesamtwirtschaftlich einen Mehrwert bieten, da die Verschiebung der Standorte zwar eine Kostensenkung im Engpassmanagement, aber auch eine Kostensteigerung in der Stromerzeugung bedeuten kann, wenn netzengpassbedingt Standorte geringeren Stromertrags genutzt werden müssen. Ziel dieser Arbeit ist es daher, den gesamtwirtschaftlichen Mehrwert regulatorischer Instrumente zur Synchronisierung des Ausbaus von Windenergie- und Photovoltaikanlagen mit dem Ausbau des deutschen Übertragungsnetzes hinsichtlich ihrer gesamtwirtschaftlichen Wirkung auf Erzeugungssystem und Netzbetrieb zu bewerten. Zur Beantwortung dieser Frage wird ein Modell entwickelt und ein Verfahren implementiert, welches die regionale Verteilung von Windenergie- sowie Dach- und Freiflächen-Photovoltaikanlagen unter Berücksichtigung relevanter Treiber nachbilden und unterschiedliche regulatorische Instrumente berücksichtigen kann. Zu diesen relevanten Treibern zählen die Wirtschaftlichkeit, die Flächeneignung und gesellschaftliche Vorbehalte, welche gemeinsam mit regulatorischen Steuerungsinstrumenten eine Differenzierung zwischen den unterschiedlichen Standorten bewirken und berücksichtigt werden müssen. Auf Basis der ermittelten räumlichen Verteilung zukünftiger EE-Anlagen können die Änderung der Stromerzeugungskosten sowie die Kosten von Redispatch- und Einspeisemanagementmaßnahmen mit Hilfe von Markt- und Netzbetriebssimulationen abgeleitet werden. In exemplarischen Untersuchungen erfolgt zunächst für das entwickelte Modell eine Parameterschätzung zur realitätsnahen Nachbildung der relevanten Treiber. Es zeigt sich, dass durch eine geeignete Parameterwahl eine gute Übereinstimmung mit dem historischen Bestand erreicht werden kann. Bestehende regulatorische Ansätze - die Mengensteuerung des Gesamtzubaus und das Referenzertragsmodell - sind dabei berücksichtigt. Anschließend erfolgt die Bewertung zusätzlicher Steuerungsinstrumente für Windenergieanlagen an Land im Betrachtungsjahr 2025. Ergebnisse sechs exemplarischer Varianten von Instrumenten zeigen Reduktionen, aber keine Verhinderung, der Übertragungsnetzengpässe. Kosteneinsparungen beim Engpassmanagement stehen aber Mehrkosten im Erzeugungssystem gegenüber, wodurch gesamtwirtschaftlich variantenabhängig durch diese zusätzliche Steuerung ein geringfügig positiver oder negativer Mehrwert erreicht wird. Eine gewisse Überschreitung der Transportfähigkeit des Übertragungsnetzes durch die Standortwahl der EE-Anlagen zeigt sich durchaus als volkwirtschaftlich effizient.

Autorinnen und Autoren

Autorinnen und Autoren

Lück, Lara

Gutachterinnen und Gutachter

Moser, Albert
Praktiknjo, Aaron Jonathan

Identifikationsnummern

  • ISBN: 978-3-941704-95-4
  • REPORT NUMBER: RWTH-2020-08691