Wind- & Sonnenstrom und Netzstabilität (Regelenergie)

Mehr Wind & Sonnenstrom belasten nicht unserer Netzstabilität

Die in Deutschland installierte Leistung von PV und Windkraftanlagen ist von 36 GW in 2009 auf 70 GW in 2013 angewachsen.  Der Beitrag zur Stromerzeugung Deutschlands ist dabei von 8% auf 13% gestiegen.
Da der Wind nicht immer weht und die Sonne sich öfters hinter den Wolken versteckt kommt es zu höheren Schwankungen im Stromnetz. Damit die Versorgungssicherheit jederzeit gewährleistet ist, verantworten die vier Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) 50Hertz, Amprion, TransnetBW, TenneT sogenannte Systemdienstleistungen.

Durch Regelenergie wird sichergestellt, dass ungeplanten Schwankungen im Stromnetz jederzeit ausgeglichen werden. Obwohl von 2009 bis 2012 der Anteil an "volatiler Stromeinspeisung" durch Windkraft und Photovoltaik erheblich gestiegen ist, sind die Kosten für die Systemdienstleistungen der ÜNB um etwa 30% zurückgegangen. Die Kosten für Regelenergie haben sich im gleichen Zeitraum nahezu halbiert.
Grundlegende Information zu "Regelenergie" und der Hinweis, dass seit 2012 auch Erneuerbare-Energien-Anlagen zur Netzstabilität durch Teilnahme an der Regelenergie-bereitstellung beitragen, finden Sie weiter unter auf dieser Seite.



Generell gibt es zum Thema Regelenergie zwei populäre Thesen:

  1. fluktuierende Erzeugung aus PV- und Windkraftanlagen verursacht einen steigenden Bedarf an Regelenergie
  2. durch die „Verdrängung“ konventioneller Kraftwerke durch Erneuerbare Energien sinkt (langfristig) das Regelenergie-Angebotsvolumen

 

Betrachtet man den Zeitraum seit 2009, erkennt man, dass dies nicht eingetreten ist. Warum das so ist, zeigt folgende Aufzählung:

  1. der Bedarf an Regelenergie ist seit 2009 nicht gestiegen
    Maßnahmen:
    • Schaffung des deutschen Netzregelverbundes
    • Erweiterung des internationalen Netzregelverbundes
  2. seit 2009 ist keine Engpasssituation aufgetreten
    Maßnahmen (auf dem Regelenergiemarkt):
    • Absenkung der Mindestangebotsgröße
    • Verkürzung der Angebotszeiträume
    • Zulassung steuerbarer Erneuerbarer-Energien-Anlagen

 

Für die Zukunft wird davon ausgegangen, dass durch verbesserte Prognosequalität für Wind- und Solarstrom die zukünftige Regelenergienachfrage voraussichtlich konstant bleibt oder lediglich moderat steigt.

Auf der Angebotsseite ergibt sich ein anderes Bild. Steigende Anteile an Erneuerbaren Energien erschweren den wirtschaftlichen Betrieb konventioneller Kraftwerke, da diese immer seltener zum Einsatz kommen um die verbleibende Stromnachfrage zu decken. Im Zuge dieses Wandels steigt die Anforderung zu mehr Flexibilität, d.h. zukünftig können die Erneuerbaren Energie noch verstärkt systemstabilisierende Aufgaben wie die Bereitstellung von Regelenergie leisten.
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Hintergrund: Regelenergie

Für eine stabile Stromversorgung muss die Netzfrequenz im europäischen Verbundnetz stets 50 Hertz betragen. Dies ist der Fall, wenn sich Stromeinspeisung und –entnahme im Gleichgewicht befinden. Kurzfristige Schwankungen werden durch die 4 deutschen Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) durch den Einsatz von Regelenergie ausgeglichen.

Gibt es im Netz plötzlich eine erhöhte Nachfrage bei nicht ausreichendem Angebot an Strom, ist ein Ausgleich mittels “positiver Regelenergie” notwendig, d.h. mehr Strom muss schnell in die Netze eingespeist werden. Der Ausgleich von erhöhtem Angebot und plötzlich schwacher Nachfrage wird hingegen “negative Regelenergie” genannt – Strom muss aus dem Netz genommen werden indem er gespeichert wird oder Kraftwerke schnell heruntergeregelt werden.

Um alle Schwankungen auf dem deutschen Strommarkt sicher ausgleichen zu können, müssen die Erzeugungsanlagen zu jedem Zeitpunkt insgesamt ein Volumen zwischen 4,5 bis 6 Gigawatt Regelenergie bereitstellen – je für positive wie negative Regelleistung. Die Übertragungsnetzbetreiber beschaffen die Reserven für Regelenergie in Form von

  • Primärregel-Leistung (bis 30 Sekunden)
  • Sekundärregel-Leistung (30 Sekunden bis 15 Minuten)
  • Minutenreserve-Leistung (15 Minuten bis 4 Stunden und länger)

auf einem speziellen Marktplatz für Regelleistung (www.regelleistung.net). Dort werden Kapazitäten im Rahmen von Auktionen gehandelt.  Primär- und Sekundärreserve wird wöchentlich ausgeschrieben, während die Minutenreserve werktäglich ausgeschrieben wird. Derzeit gibt es etwa 50 Anbieter, die von mindestens einem der vier Übertragungsnetzbetreiber für die Teilnahme an diesem Marktplatz präqualifiziert sind. Die Anbieterliste ist auf der Internetplattform einsehbar.

In der Praxis wird Primärregel-Leistung heute im Verbund der zentraleuropäischen Übertragungsnetzbetreiber ENTSO-E von den über 1000 großen Kraftwerken in Europa bereitgestellt, die auf minimale Lastschwankungen im Stromnetz automatisch reagieren.

Sekundärregel-Leistung und Minutenreserve-Leistung wird bisher von gut regelbaren und vollautomatisch schaltbaren Kraftwerken, wie z.B. Pumpspeicherkraftwerken oder Gas-Kraftwerke, bereitgestellt. Mit dem EEG 2012 wurden die rechtlichen Voraussetzungen für die Teilnahme von steuerbaren Erneuerbare-Energien-Anlagen am Regelenergiemarkt geschaffen. Seitdem wurden mehrere hundert MW an Anlagenleistung neu in den Regelenergiemarkt integriert. Kleine Kraftwerke, die aufgrund der Mindestleistung von 5 MW nicht direkt auf dem Regelenergiemarkt angeboten werden können, können über Dienstleister zu Pools bzw. virtuellen Kraftwerken vernetzt werden. Damit können Biogasanlagen, BHKWs, Notstromaggregate und zukünftig auch weitere Erneuerbare Energien am Regelenergiemarkt teilnehmen.