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Workshop zum Unbundling
„Organisatorische und gesellschaftsvertragliche Gestaltung der
Entflechtung bei Transport- und
Verteilernetzen“
Regulatorische Anforderungen und
Rahmenbedingungen für den
(spartenübergreifenden) Verteilnetzbetreiber der
Zukunft
Berlin, den 14. 4. 2015
Wolfgang Neldner,
Geschäftsleiter des Landesbetriebes Berlin Energie
Dipl.-Ing. Wolfgang Neldner
14.4.2015
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Energiewende anschaulich gemacht
Wat is´ne Energiewend´? Da stelle ma
uns mal janz dumm, und sagen, es iss
was janz Jroßes, und es hat mit Energie
zu tun……so wie a‘ Dampfmaschin‘.
Was ist die Energiewende?
Das mit der Wende, das krieje ma späta ...
Quelle: http://i.computer-bild.de/imgs/103463322_fb096f9a1a.jpg
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NeldnerConsult-System-und Elektrizitätsnetzberatung
11.05.2012
Deutschland mit dem Ziel einer balancierten
Energiewende
Hohe VersorgungsSicherheit
Gesicherte Leistung !
Verbraucherfreundlichkeit
Erhaltung des
ElektrizitätsMarktes;
Bezahlbarkeit bei
Wirtschaft,
Handwerk und
Bevölkerung
Klima-und
Umweltschutz
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Dipl. Ing. W. Neldner
14.4.2015
Energien sind wichtig, aber sie benötigen
Netze!!
Rifkin: „Alle großen wirtschaftlichen Systemveränderungen der
Geschichte – vom frühen Agrarwesen über die feudale Gesellschaft bis
zum industriellen Kapitalismus – haben drei Dinge gemeinsam: neue
Kommunikationswege, um die Wirtschaft zu organisieren, neue Formen
von Energie, um die Wirtschaft anzutreiben, und neue Arten von
Transport und Logistik
Dipl. Ing. W. Neldner
14.4.2015
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•
Gliederung:
1. Die aktuelle Situation des GesamtSystems unter Berücksichtigung einer
zukünftigen Naturstrom-Ära und
gleichzeitiger Stützung des Wirtschaftsstandortes Deutschland
2. Die besonderen Chancen von
Metropolregionen und die
Herausforderungen für die Akteure
Das deutsche EVS ist von einer massiven
Asymmetrie geprägt: Hohe Erzeugung in NO und
starke Last in SüdWest, Quelle 50 Hertz und NeldnerConsult

NO=Ausgeprägtes
Schwachlastgebiet (ca. 20 % im
deutschlandweiten Vergleich)
 Anhaltende und grenzwertige
Belastung der Kuppelleitungen von
Ost nach West
 Lange Zeit kein Ausbau der
Kuppelleitungen Ost – West
 Inbetriebnahme der vierten
Kuppelleitung Schwerin-Hamburg
am 18.12.12, 17 Jahre nach der
„Elektrischen Wiedervereinigung“
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Dipl. Ing. W. Neldner
14.4.2015
Mastgestaltung und Bündelung, hier ICE München
Berlin und vorgesehene Südwestkuppelleitung
(„Thüringer Strombrücke nach Bayern“),Quelle 50 Hertz und FHS
Magdeburg
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Dipl. Ing. W. Neldner
14.4.2015
BNetzA-Einschätzung zur Situation
Unverändertes Haupt-Nadelöhr in
Deutschland (und Europa):
Die zu dünne und total verstopfte
Verbindung zwischen dem Freistaat
Thüringen und dem Freistaat Bayern
Da die die daraus resultierenden
redispatch- Kosten (§13 EnWG)
und die Kompensationskosten für
Abdrosselung (EEG) nicht (!)
bundesweit gewälzt werden, führt
das zur zunehmenden
Netzkostenspreizung und zur
weiteren Asymmetrie von
Erzeugung und Last in Deutschland
Quelle: Bundesnetzagentur, Bericht zum Zustand der
leitungsgebundenen Energieversorgung im Winter 2011/12;
aus: Maßnahmenscharfe Datenerhebung der BNetzA bei den
deutsch ÜNB, Grafik: BNetzA
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Dipl. Ing. W. Neldner
14.4.2015
Ein Zwischenfazit
Mit dem Fortschreiten der Energiewende und einer
weiteren Verzögerung des bundesweiten Netzausbaues
kommt es - unabhängig von einem zunehmenden
Stressbetrieb - zu einer weiteren Spreizung der
Netzkostenbelastungen und damit einer Asymmetrie von
„Nettoempfängern“ und „Nettozahlern“
Anforderung:
wirksam beschleunigter Netzausbau und bundesweite
Umlage aller „Betriebskosten“ der Transformation zur
Naturstromära
………………
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Die Produktion der EE-Kraftwerke ist nicht last-, sondern
strikt naturgebunden (!), mitunter ergibt die Addition ein
Supermaximum, mitunter nur „Null“- diese Nuss ist zu knacken !!
hier dargestellt die
deutsche PV-und
Windstromerzeugung für
eine Woche
Quelle: Coreso News, Weekly report, 2012 week 32 - 03/08/2012 till 09/08/2012, S. 03; zitiert nach:
http://www.transparency.eex.com/de/
Dipl. Ing. W. Neldner
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14.4.2015
Entwicklung der Addition von Wind- + Solarenergie in Deutschland 2011 bis März 2015
14.4.2015
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Äquivalent der Addition von Wind- + Solarenergie in Deutschland 2011 bis März 2015
14.4.2015
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Befriedigung der Nachfrage durch Erzeugung
1. klassisches Schulbeispiel und Realsituation über viele
Jahrzehnte, Quelle Neldnerconsult
Wel N = Wel E = Pel E x 8760 h
Pel N
Pel E
Wel N
=
80
80
60
60
40
40
20
20
1 Jahr
14.4.2015
Z
(h)
Wel E
1 Jahr
Z
(h)
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Befriedigung der Nachfrage durch Erzeugung
2. Zukunft, als energetische Grenzwertbetrachtung, nur mit PV
Quelle Neldnerconsult
Pel PV
Wel N = Wel E = Pel E x 8760 h
200
Pel N
Wel N
100
Wel N = Wel E ,
aber Strom nur
tagsüber und nur
bei Sonne- also
rein rechnerisch,
bzw. energetisch
und bilanziell!!
80
60
40
???
20
Z
1 Jahr
(h)
14.4.2015
20
Z
1 Jahr (h)
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In der neuen Ära steigt die Übertragungskapazität der
Netze zwangsläufig – trotz geringer Auslastung – sehr
stark,
Quelle NeldnerConsult
Last
EE-Kraftwerke (Vorrang)
konvent. Erzeugung
PEE
Reserveleistung (z.B. PSW,
Gas)
Übertragungskapazität des Netzes
Last
PR
PE
1 Jahr
Dipl. Ing. W. Neldner
14.4.2015
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Ein weiteres Zwischenfazit
Mit dem Fortschreiten der Energiewende und dem damit
verbundenen Einsatz von Naturenergien, die nur ein sehr
geringes energetisches Vollzeitdargebot aufweisen
können, wird ein erheblich größeres und
leistungsstärkeres ÜNB- und VNB - Netz und ein viel
umfangreicheres Netz- und Systemmanagement ,
einschließlich echtzeitbasierter IKT benötigt.
Anforderung:
Rechtlich-regulatorische Anerkennung von modernen
Verstärkungsmaßnahmen(z.B. regelbare
Ortsnetztransformatoren, RONT), Netzneubau und
anforderungsgerechter IKT auch bei VNB‘s
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Die Charakteristik von Naturstrom, hier PV, ist
a) naturgebunden und
b) hoch dynamisch (+/- dP/dt)
Quelle: Übertragungsnetzbetreiber, In: Bundesnetzagentur, Bericht zum Zustand der leitungsgebundenen Energieversorgung im Winter
2012/13, S. 18
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14.4.2015
Besondere Rolle der ÜNB/ VNB
Die fünf Herausforderungen für die Systemstabilität bei der
Leistungsbilanz
Für
Gesamtdeutschland
Für Regelzone
50Hertz
(Nordosten
von D)
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Die Systemdienstleistungen nehmen deutlich zu, auch
VNB können und müssen mitwirken:
Die neue Rolle der VNB als Koordinatoren, speziell für
die Vielzahl der neuen (Multi-)Akteure
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Elektrisches Verteilungssystem, in einer
Metropolregion auf engstem Raum konzentriert
KWK
Wärme
ÜNB-Netz
Export/Import;
Regelzonen-Verantwortung
VNB-Netz
Regionalverantwortung
EE-Anlagen
(110 kV)
(110, MS, NS)
Virtuelle Anlagen/ KW
Industrie
Industrie
(m. Erzeug.)
KMU
Haushalte
EE-Anlagen
(MS + NS)
KMU
(m. Erz.)
Haushalte
(m. Erz.)
konvention.
Erzeugung
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Dipl. Ing. W. Neldner
14.4.2015
Die besondere Koordinatorenrolle von VNB,
hier Beispiel Flächen- VNB
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Veränderungen bei den Verbrauchsgruppen
Industrie, KMU und Haushalte(kleine Auswahl)
„Vernetztes Leben
Energieeffizienz
und
Laststeuerung/
Lastverlagerung
und Arbeiten(IT- gestützt),
Multimodale (E-)Mobilität“
Global,
Smart
meter(bis zu
35000 Daten statt einem
Zählerwert)
vernetzte(IKT)
Produktion,
Finanzwirtschaft,
Verkehr
(weniger Reserve-und
Pufferzeiten,
Echtzeitpräzens)
MehrbereichsAkteure(Erzeugung
, Speicherung,
Lokalnetz und
Verbrauch)
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Dipl. Ing.
W. Neldner
Quelle
NeldnerConsult
14.4.2015
Ein weiteres Zwischenfazit
Mit dem Fortschreiten der Energiewende und dem damit
verbundenen Einsatz von Naturenergien steigen die
dynamischen Anforderungen für rechtzeitige positive und
negative Ersatzleistung und Ausgleichsenergie enorm an.
1. Die Strom-Zukunftslösungen sind keinesfalls nur im
Erzeugungsbereich (z.B. sogenannte Kapazitätsmärkte
oder strategische Reserven) realisierbar, sondern auch
beim Verbrauch (!!), dem Export/Import oder
Speicherlösungen.
2. Die energieartenübergreifenden Zukunftslösungen
betreffen z.B. die P2x- Technologien oder die
leistungsstarke Elektromobilität (z.B. Busse, Schiffe,
ÖPNV)
Anforderung:
Rechtlich-regulatorische Förderung und Anerkennung von
energieartenübergreifender Kopplung (§1 und §11 EnWG),
breitgefächerten Lastmanagement und –verlagerung, FuE
mindestens für spezielle Cluster und Piloten
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Gliederung:
1. Die aktuelle Situation des GesamtSystems unter Berücksichtigung einer
zukünftigen Naturstrom-Ära und
gleichzeitiger Stützung des Wirtschaftsstandortes Deutschland
2. Die besonderen Chancen von
Metropolregionen und die
Herausforderungen für die Akteure
Die Energiewende ist weit mehr als ein
Philosophien Streit um Energieerzeugungen und
um Elektrizität, Quelle Uni Leipzig
Sozioökonomische Ebene
„Soziale Kosten“oder
Metropolrendite
Wirtschaftliche Ebene
(Finanzierungen)
Informations- und
kommunikationstechnische Ebene,
IKT in Echtzeit !!
Physikalische Ebene
Strom, Gas, Wasser,
Abwasser, Datennetze usw.
Dipl. Ing. W. Neldner
14.4.2015
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Anforderungen an Infrastrukturen, Kooperation und Koordinierung in
Berlin
Kreative und netzwerkartige Mitwirkung bei :
Energiewende gestalten,
Klimaschutz, Beitrag zur
Schonung der Umwelt
Stadtentwicklung,
Lebensqualität,
multimodale Mobilität
Sicherheit kritischer
Infrastrukturen,
Hauptstadtfunktion
Umweltfreundliche und
regionale Beschaffung
von Energie
Wirtschaftlichkeit,
nachhaltige Investitionen,
Innovation,
„Gründermetropole“
Erfüllung der Anforderungen durch den künftigen Netzbetreiber, jeweils im Rahmen der
rechtlich-regulatorischen Konditionen
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Berlin auf dem Weg in
die Zukunft
Klima & Energie
•
•
•
•
•
•
Energiewendegesetz
Machbarkeitsstudie
Strategisches
Klimaschutz- und
Energiekonzept
Rekommunalisierung der Netze
Gründung ÖkoStadtwerk
Klimaschutzvereinbarung
Stadtentwicklung 2030
Stadtleben
•
•
•
•
•
Bezahlbarer
Wohnraum
Günstige
Nebenkosten
Zuverlässige
Mobilität
Gesunde Umwelt
Hohe
Lebensqualität
Infrastruktur
•
•
•
•
•
•
•
Energie
Verkehr
Daseinsvorsorge
Intelligente
Infrastruktur
Superschnelles
Internet
Smart City
Infrastrukturgesellschaft
Partizipation
und Transparenz
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Dipl. Ing. W. Neldner
14.4.2015
Die multimodalen Kombinations(netz-)systeme der
Zukunft für Metropolregionen,
Quelle NeldnerConsult
Genehmigungs-und
Bündelungsaspekte
die Nutzer der Infrastrukturen
Andere Infrastrukturen (Wasser,
Abwasser), einschließlich PremiumInternet und Versorgung für EMobilität(ÖNPV, Nutzfahrzeuge, Bahn
Gas (reguliert)- und Wärme –
Verteilungssysteme
Elektrische (regulierte)
Verteilungssysteme
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Dipl. Ing. W. Neldner
Dipl.-Ing. Wolfgang Neldner
14.4.2015
28
.
Quelle TU Berlin,
Prof. Kai Strunz
2014
29
14.4.2015
Studie der TU Berlin, Prof. Kai Strunz, zum
Kombinationsnetzbetrieb, hier zu den Potenzialen
bei den Infrastrukturen selbst
„Chancen durch Kombination
Baumaßnahmen an Infrastrukturen sind besonders dann unbeliebt, wenn diese
Lärmimmissionen und Verkehrsstörungen mit sich bringen. Diese lassen sich durch
ein über die Sparten Strom, Gas, Wärme und Verkehr abgestimmtes Vorgehen
reduzieren. So könnten Projekte für Erneuerungen und Erweiterungen aufeinander
abgestimmt werden.
Nach Abbildung (siehe dort) wurden fast dreiviertel der Kabel im Stromnetz Berlin bis
1990 in Betrieb genommen. Bei einer betriebsgewöhnlichen Nutzungsdauer von ca.
40 Jahren ist bis 2030 von einem erheblichen Investitionsbedarf zur Erneuerung von
Kabelstrecken auszugehen. Die hierbei fälligen Bauarbeiten können gegebenenfalls
kombiniert werden. Denkbar sind z. B. das Verlegen schneller Datenleitungen oder
die Installation von induktiven Ladepunkten für den öffentlichen Nahverkehr.“
Quelle, TU Berlin, Prof Kai Strunz
14.4.2015
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Infrastruktursysteme – Die Vernetzung nutzt für
Effizienz im Normalbetrieb und für Gefahrenabwehr
im Stress- und Störbetrieb
Telefon(Festnetz)
und Funk(Handy)
IT-Technik(Internet)
Öffentl. Verkehr
Trinkwasser
Vernetzung/
Koordinierung/
Datenaustausch/
Dokumentation
Abwasser
Wärme
Gasnetz
Stromversorgung
Quelle: 50Hertz
31
Dipl. Ing. W. Neldner
14.4.2015
Studie der TU Berlin, Prof. Kai Strunz, zum
Kombinationsnetzbetrieb, hier zu den Potenzialen
bei der Bündelung bei der Entstörung u.a.
„Im Nachgang des Erdbebens in Kobe 1995 konnten die Verluste folgender Systeme
direkt der beschädigten Stromversorgung zugeschrieben werden [9]:
Haustelefonleitungen, Satellitenkommunikation für Notverbindungen, öffentliche
Nottelefone, Wasserversorgung wegen nicht laufender Pumpen, Feuer in
Gasleitungen durch Funkenschlag, Ampelanlagen……..
In der Analyse der Katastrophen wurde neben der Wichtigkeit von mit der
Gefahrenabwehr abgestimmten Notfallplänen auch die interdisziplinärere
Zusammenarbeit von Mitarbeitern zur Erkennung von Störungen und deren
Beseitigung deutlich. Ein tiefgehendes Verständnis der Zusammenhänge über
verschiedene Infrastrukturen hinweg ist dabei essentiell. So wurden zur
Schadensaufnahme und Wiederherstellung der Wasserversorgung nach dem
Erdbeben 1994 in Los Angeles Einsatzgruppen aus zehn Personen gebildet: zwei
Elektroingenieure, zwei Maschinenbauingenieure, zwei Bauingenieure, zwei
Pipelinespezialisten, zwei Feldinspektoren.“
Quelle TU Berlin, Prof. Kai Strunz
14.4.2015
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Ein weiteres Zwischenfazit
Mit dem Fortschreiten der Energiewende, aber auch den großen
Anforderungen zum Klimaschutz, zur Daseinsvorsorge und
zum rasanten Wachstum der Metropolen sind althergebrachte
Dreisatzlösungen von separierten Eigentümern und Betreibern
für die Infrastrukturen viel zu langsam und viel zu teuer.
Für die Anforderungen von Industrie 4.0 und moderner,
gesundheitsfördernder Lebensqualität bedarf es intelligenter
Bündelungen der Infrastrukturen von der Planung über den
Bau bis zur Störungsbeseitigung, der Dokumentation und
zugehöriger Verträge und Abrechnungen. Ein wesentlicher Weg
ist ein beschleunigter und konditionierter Wettbewerb um die
Konzessionen.
Anforderung:
Rechtliche Klarstellungen beim §46 hinsichtlich umfassender
Datenbereitstellung, Übernahme des Betriebspersonales, Präklusion
und Befristungen sowie Anerkenntnis der
Selbstverwaltungserfordernisse nach GG, z.B. zum Klimaschutz, zur
Lebensqualität oder zur Nachhaltigkeit.
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Credo: Nachhaltiger Erfolg – bei jedem Netzbetreiber - nur durch
funktionierende Technik und trainiertes Personal
Das Wunder vom Hudson:
Glück allein reicht nicht!
Vor einem Jahr notwasserte der mutige Pilot
Chesley „Sully“ Sullenberger mit einem Airbus
mitten im Hudson River in New York. Alle
Passagiere überlebten – fast unverletzt!
Air-France-Absturz:
Nur ein Pilotenfehler?
Die Instrumente des Airbus zeigten falsche
Daten an, die hilflosen Piloten waren schlecht
ausgebildet […].
Quelle: www.bild.de
NeldnerConsult-System-und Elektrizitätsnetzberatung
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Quelle: www.merkur-online.de
11.05.2012
VIELEN DANK FÜR IHRE
AUFMERKSAMKEIT!
QUELLEN: TU BERLIN, PROF. STRUNZ
50 HERTZ TRANSMISSION
BNETZA BONN
CORESO BRÜSSEL
FRAUNHOFER MAGDEBURG
ROLF SCHUSTER
LANDESBETRIEB BERLIN ENERGIE
UNIVERSITÄT LEIPZIG
NELDNERCONSULT BERLIN