Willkommen zum Vortragsabend im KKL · 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld Enge Integration der Schweiz im europäischen Übertragungsnetz

CH-5325 Leibstadt Telefon +41(0)56 267 71 11 www.kkl.ch

Kernkraftwerk Leibstadt AG

Willkommen zum

Vortragsabend

im KKL

Thema heute:

Stromversorgung im

Spannungsfeld von

Wirtschaftlichkeit und

Versorgungssicherheit

Christian Schubert

Medien & Öffentlichkeit

Leibstadt, 12. Mai 2016

Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld Schweizer Stromversorgung im Spannungsfeld von

Wirtschaftlichkeit und Versorgungssicherheit

Paul Niggli, Leiter Crisis Management & BCM

KKL Infozentrum, Leibstadt, 12. Mai 2016

Schweizer Stromversorgung im Spannungsfeld von

Wirtschaftlichkeit und Versorgungssicherheit

12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld

Enge Integration der Schweiz im

europäischen Übertragungsnetz

Wichtiges Zusammenspiel zwischen

Kraftwerken und Netzen

Herausforderungen im Winter 2015/16

Fazit für den zukünftigen Netzbetrieb

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Verbundnetz Europa

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Schweizer Übertragungsnetz eng verknüpft mit Europa

5

7.0

0.3

16.0

3.0

26.2 0.8

4.3

9.6 Frankreich

Deutschland

Italien

Strom Import und Export

in Terawattstunden

(TWh) 2015

Österreich

Quelle: Swissgrid


Das Höchstspannungsnetz -

Bindeglied zwischen Produktion und Verbrauch

Erzeuger

Höchstspannung im Übertragungsnetz 220/380 kV

Transformator

Hochspannung im überregionalen Verteilnetz 50 bis 150 kV

Transformator

Mittelspannung im regionalen Verteilnetz 10 bis 35 kV

Transformator

Niederspannung im regionalen Netz 400/230 V

Verbraucher

a

2

3

4

5

6

7

b

1 1

6


Kosten für die Netznutzung und Strom

7

Verteilnetze 47%

Übertragungsnetz 7% (Swissgrid)

Kostendeckende Einspeisevergütung 7%

Energiebezug 36%

Abgaben 3%

Durchschnittliche Stromkosten für Schweizer Haushalt in 2016: CHF 880.– / Jahr

Ca. 7% davon sind Kosten für das Übertragungsnetz: CHF 62.– / Jahr

36%

47%

7%

7% 3%








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Das A und O einer sicheren Stromversorgung:

Stabilität und Kontinuität

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Bei Netzunter- oder Netzüberlast

werden Sofortmassnahmen

eingeleitet, um Ausgleich zu

schaffen

» Herstellung des Gleichgewichts zwischen Produktion und Verbrauch

» Konsequente Einhaltung der Frequenz von 50 Hertz

50 Hz


Was passiert, wenn ein Grosskraftwerk ausfällt …

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Für die Kompensation von Ausfällen stehen

Reservekraftwerke bereit

» Primärregelleistung innert Sekunden im Umfang des Flusskraftwerks Laufenburg

» Sekundärregelleistung innert Minuten in der Grössenordnung der Kraftwerke

Oberhasli

» Tertiärregelleistung innerhalb von 15 Minuten im Umfang des KKW Beznau

» Nach spätestens zwei Stunden ist der Kraftwerksbetreiber selber verantwortlich für

den Ersatz der ausgefallenen Leistung

Speicherkraftwerke

und Pumpen Abschaltbare Verbraucher Kernkraftwerke Flusskraftwerke

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Im Notfall helfen auch die ausländischen Netzbetreiber

» MEAS (Mutual Energy Assistance Service)

» Notreserve

» Aushilfe Winterengpass Deutschland /

Sommerüberschuss Italien

» Redispatch zur Entlastung der Grenzen

» Trilaterale-, Pentalaterale Prozedur

(Lehren aus dem Italien Blackout)

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Angespannte Energie- und Netzsituation im Winter 2015/16

» Transformatorleistung 380/220 kV

ist begrenzt

» Transformatoren sind oft an der

Belastungsgrenze

» KKW Beznau I bis Juli 2016 nicht

am Netz (360 MW)

» KKW Beznau II bis 23.12.2015 nicht

am Netz (360 MW)

» Speicherseen unterdurchschnittlich gefüllt

» Viel Redispatch-Einsatz belastet Reserven

» Laufwasserproduktion liegt unter

langjährigem Mittelwert (100 MW)

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Anfang Dezember 2015 fehlte fast so viel Energie,

wie das KKL in eineinhalb Monaten produziert

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Füllstände Speicherseen

in GWh

Differenz zum Median

~1.2 TWh (07.12.15)

Szenario ohne

KKW Beznau 1 + 2,

ohne Einschränkung Transite

Min-Max Vorjahre (ab 1997)

Range 50% der Werte

Median Vorjahre (ab 1997)

Werte BFE 2015/2016

Szenario Stand 7.12.2015


Getroffene Massnahmen kurz- und mittelfristig

» Netzseitige Massnahmen

» Höhere Netzauslastung durch Umschaltungen und Provisorien im Übertragungsnetz.

» Parallelbetrieb von Reserve-Transformatoren zwischen dem 380- und 220-kV-Netz bzw. in

die Versorgungsnetze.

» Einspeisung von Kraftwerken in die tiefere Spannungsebene, wo diese Möglichkeit bestand.

» Vorzeitige Beschaffung von zusätzlichen Transformatoren (mittelfristige Massnahme, da die

Beschaffung eines Trafos nicht kurzfristig möglich ist).

» Markseitige Massnahmen

» Tägliche Optimierung der Importkapazität, damit in Zeiten mit geringen Trafobelastungen

mehr Energie für die Versorgung importiert werden konnte.

» Frühzeitige Beschaffung von Regelreserve um genügend Wasserreserven aus den

Speicherseen für den Netzbetrieb sicherzustellen.

» Zusätzliche Reservation von Energie in den Speicherseen für Redispatch

(Entlastung der Transformatoren durch Umlagerung der Produktion).

» Erhöhung der Preisobergrenze für Regelenergie als Anreiz für die Bilanzgruppen, ihren

Energiehaushalt ausgeglichen zu halten.

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Anspruchsvolle Ausgangslage:

Neue Produktionsmuster mit der Energiestrategie 2050

0

10

20

30

40

50

60

70

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110

2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

TWh

bestehende Wasserkraftwerke neue Wasserkraftwerke bestehende Kernkraftwerke

bestehende fossile KW bestehende Bezugsrechte bestehende Erneuerbare*

neue fossile WKK neue Erneuerbare* neue Kombikraftwerke

neue Kernkraftwerke neue Importe Bruttonachfrage

Hydrologisches Jahr*) gekoppelt und ungekoppelt

(c) Prognos 2012

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» Grosse Produzenten von Bandenergie sollen wegfallen und zum Teil durch volatile

Produktionen ersetzt werden.

» Die Prognosen der neuen Erzeugungsanlagen aus Sonne und Wind werden schwieriger.

» Die fluktuierende Einspeisung von Stromproduktion aus erneuerbaren Energien stellt hohe

Anforderungen an Netzbetrieb und Energiehaushalt.

» Flexibilität wird in Zukunft auch von den Verbrauchern verlangt werden.

» Der Ausgleich zwischen Produktion und Verbrauch ist noch stärker auf den Einsatz von

Speichern angewiesen.

» Die Schweiz hat mit ihren hydraulischen Pumpspeicherkraftwerken ein grosses Potential

an Speicher- und Ausgleichsmöglichkeiten.

» Die Bewirtschaftung der grossen Speicherkraftwerke bedingt ein leistungsfähiges Netz.

» Das Schweizer Übertragungsnetz weist bereits heute eine hohe Auslastung auf.

» Die Zunahme von Frequenzschwankungen erfordert hohe Aufmerksamkeit von den

Betreibern des Netzes.

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Der Betrieb des Netzes wird immer anspruchsvoller


Gefährliche Entwicklung der Frequenzabweichungen,

bei 50.2 Hz schalten viele PV Anlagen ab

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11. Januar 2014 - Netzfrequenz / Hz

49.92

49.94

49.96

49.98

50

50.02

50.04

50.06

50.08

50.1

05:00:00 05:30:00 06:00:00 06:30:00 07:00:00 07:30:00 08:00:00 08:30:00 09:00:00 09:30:00 10:00:00

Typisches Verhalten in den Morgenstunden


Vielen Dank für Ihre

Aufmerksamkeit



Haben Sie noch

Fragen an den

Referenten Paul

Niggli?

Unsere Stromversorgung - Fortschritt oder Irrweg?

Prof. em. Dr. Silvio Borner

WWZ/Universität Basel

Carnot-Cournot-Netzwerk

Leibstadt, 12. Mai 2016

aus Nebelspalter 11/2013

Wettlauf zwischen Innovation und Regulierung

12. Mai 2016 | Silvio Borner | ES 2050: Fortschritt oder Irrweg? 24

Innovation

Regulation

Globaler Primärenergieverbrauch in Mrd. Tons of Oil Equivalents, 1965-2035

Quelle: BP (2014)


Jährliche CO2-Emissionen weltweit (äusserer Kreis) und Anteil ausgewählter Länder

26

Sa

udi

Ar

abi

en

In

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ne

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Ira

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Indien

USA

China

CH (0.1%)

Quelle: Avenir-

Suisse

USA

CO2-Ausstoss und BIP pro Kopf


Hohe Energieeffizienz und CO2-Besteuerung in der Schweiz


Besteuerung von CO2-Emissionen

und CO2-Emissionen/BIP

Real Commodity Prices in the Long Run


Quelle: Jacks (2013) und eigene Berechnungen auf Basis IMF.

Energiedichte und Umweltbelastungen


Flatterstrom PV und Wind: GW versus TWh in Deutschland

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Solar: 38 GW *(365*24 h)= 333 TWh / Energie effektiv: 33 TWh Lastfaktor = 10%

Lastfaktoren: Kernenergie 90%, Braunkohle 77%, Steinkohle 40%*, Gas 14%*, Wind 17%

Biomasse 77%, Wasserkraft 38%

* Backup-Problematik

Stromerzeugung und Stromverbrauch Deutschland, 2015


Quelle: Agora Energiewende

Marktverzerrung durch «Merit Order-Effekt»

33 12. Mai 2016 | Silvio Borner | ES 2050: Fortschritt oder Irrweg?

Strompreis für Haushalte in Europa 2015 (inkl. Steuern)


Quellen: Eurostat, ElCom, eigene Berechungen.

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kW

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Hohe Effizienzstandards im Gebäudebereich

Quelle: BPIE (2011)

CO2-Emissionen pro Quadratmeter Energiebezugsfläche in europäischen Ländern.


Quellen: SECO und BFE

Wirtschaftswachstum und Energieverbrauch in der Schweiz, 1970-2012


Elektrizitätsverbrauch pro BIP in KWh pro Franken

Quellen: SECO und BFE


Entwicklung der Elektrizitätsnachfrage pro Kopf in den drei Szenarien, in kWh


Stromhelden

Ressourcen gegen Bares oder «Dummes gegen Wahres»




Haben Sie noch

Fragen an den

Referenten Prof.

Silvio Borner?

Folie


Vielen Dank

für Ihre

Aufmerksamkeit und

auf Wiedersehen!



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Willkommen zum Vortragsabend im KKL · 12. Mai 2016 / Paul Niggli / Sicherer Netzbetrieb in einem dynamischen Umfeld Enge Integration der Schweiz im europäischen Übertragungsnetz