Studie Eignung von Speichertechnologien zum Erhalt der Systemsicherheit: FA 43/12 ; Abschlussbericht ; Goslar, 08. März 2013
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Göttingen
Cuvillier
2013
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| Series: | Schriftenreihe des Energie-Forschungszentrums Niedersachsen
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INHALTSVERZEICHNIS
WESENTLICHE AUSSAGEN DER VORLIEGENDEN STUDIE I
KURZFASSUNG III
1 EINFUEHRUNG 1
1.1 EINLEITUNG UND AUFBAU DES VORLIEGENDEN BERICHTS 1
1.2 BEGRIFFSBESTIMMUNG 4
2 MOEGLICHE EINSATZGEBIETE VON SPEICHERN IM ENERGIESYSTEM 9
2.1 DEFINITION VON SYSTEMDIENSTLEISTUNGEN 9
2.2 FREQUENZHALTUNG 10
2.2.1 PRIMAERREGELLEISTUNG 11
2.2.2 EINSATZGEBIETSABHAENGIGE ANFORDERUNGEN AN SPEICHERSYSTEME ZUR
ERBRINGUNG VON PRIMAERREGELLEISTUNG 12
2.2.3 SEKUNDAERREGELLEISTUNG 14
2.2.4 EINSATZGEBIETSABHAENGIGE ANFORDERUNGEN AN SPEICHERSYSTEME ZUR
ERBRINGUNG VON SEKUNDAERREGELLEISTUNG 15
2.2.5 MINUTENRESERVE 16
2.2.6 EINSATZGEBIETSABHAENGIGE ANFORDERUNGEN AN SPEICHERSYSTEME ZUR
ERBRINGUNG VON MINUTENRESERVE 17
2.2.7 MOMENTANRESERVE 17
2.3 SPANNUNGSHALTUNG 18
2.4 VERSORGUNGSWIEDERAUFBAU 20
2.5 KRITERIEN ZUR NETZTECHNISCHEN BEURTEILUNG UND ABSCHAETZUNG DES
BEDARFS
AN
SPEICHERSYSTEMEN UNTER BEACHTUNG ZUKUENFTIGER HERAUSFORDERUNGEN IM
VERBUNDNETZ 23
2.5.1 KONSTELLATION DES KRAFTWERKPARKS ZUR REGELLEISTUNGSERBRINGUNG
ZUM GEGENWAERTIGEN ZEITPUNKT 23
2.5.2 SZENARIEN FUER MOEGLICHE AUSWIRKUNGEN DES RUECKGANGS VON
SCHWUNGMASSEN IM NETZ 24
2.5.3 ENTWICKLUNG DES RESERVEBEDARFS UND DES REGELENERGIEBEDARFS 26
2.5.4 UEBERSCHUSSENERGIEMENGE. 28
2.5.5 MUST-RUN-KAPAZITAETEN UND DUMPED ENERGY 30
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2.5.6 BEDARF AN SPEICHERKAPAZITAETEN 31
2.5.7 BLINDLEISTUNGSBEDARF IM VERBUNDNETZ 33
2.6 FAZIT 35
3 CHARAKTERISIERUNG UND BEWERTUNG DER DERZEIT BEKANNTEN
SPEICHERTECHNOLOGIEN HINSICHTLICH IHRER ZEITLICHEN NND TECHNISCHEN
VERFUEGBARKEIT SOWIE ALTERNATIVE FLEXIBILITAETSOPTIONEN 37
3.1 CHARAKTERISIERUNG UND BEWERTUNG DER DERZEIT BEKANNTEN
SPEICHERTECHNOLOGIEN 3 7
3.1.1 SCHWUNGMASSENSPEICHER 37
3.1.2 SUPRALEITENDE MAGNETISCHE ENERGIESPEICHER 39
3.1.3 DOPPELSCHICHTKONDENSATOREN 39
3.1.4 ELEKTROCHEMISCHE SPEICHER 41
3.1.5 PUMPSPEICHERWERKE 46
3.1.6 DRUCKLUFTSPEICHER 49
3.1.7 STOFFLICHE ENERGIESPEICHER 54
3.2 CHARAKTERISIERUNG UND BEWERTUNG WEITERER FLEXIBILISIERUNGSOPTIONEN
77
3.2.1 STEUERUNG DER STROMNACHFRAGE ZUR VERRINGERUNG DES SPEICHERBEDARFS
77
3.2.2 ERZEUGUNGSMANAGEMENT 85
3.2.3 FLEXIBLE KRAFTWERKE 86
3.2.4 ENERGIEEXPORT UND -IMPORT 90
3.3 FAZIT 90
4 ZUORDNUNG AND BEWERTUNG VON SPEICHERTECHNOLOGIEN UND EINSATZ
GEBIETEN SOWIE ABLEITUNG TECHNISCHER FOLGERUNGEN 92
4.1 ZUORDNUNG VON SPEICHERTECHNOLOGIEN UND EINSATZGEBIETEN 92
4.2 BEWERTUNG DER EINSATZGEBIETE UND SIGNIFIKANTER NUTZEN VON
ENERGIESPEICHERN
FUER DIE
SYSTEMSTABILITAET 105
4.2.1 BEWERTUNGSKRITERIEN DER SPEICHERSYSTEME 106
4.2.2 GEWICHTUNG DER ZUORDNUNG VON SPEICHERSYSTEMEN
ZU SYSTEMDIENSTLEISTUNGEN AUS
SICHT DER NETZSICHERHEIT 110
4.3 DARSTELLUNG UND EINSCHAETZUNG TECHNISCHER VORRICHTUNGEN ZUR
NOTWENDIGEN
STEUERUNG VON SPEICHERN 115
4.3.1 EINFUEHRUNG 115
4.3.2 NETZEBENEN DER KOMMUNIKATIONSTECHNOLOGIE 118
4.3.3 NETZEBENEN DER SPEICHER 122
4.3.4 ZUORDNUNG VON SYSTEMDIENSTLEISTUNGEN AUF NETZEBENEN
SOWIE KOMMUNIKATIONSANFORDERUNGEN 123
4.4 NETZDIENLICHER EINSATZ VON SPEICHERTECHNOLOGIEN 126
4.4.1 NETZDIENLICHER EINSATZ IM VERTEILNETZ 126
4.4.2 NETZDIENLICHER EINSATZ IM UEBERTRAGUNGSNETZ 128
4.5 SINNVOLLE WAHL VON VERANTWORTLICHKEITEN FUER DEN BETRIEB VON
SPEICHERN 131
4.5.1 BEWERTUNG DER PROGNOSTIZIERTEN ENTWICKLUNGEN AM REGELENERGIEMARKT
131
4.5.2 RECHTLICHE BEWERTUNG 136
4.6 FAZIT 167
5 POTENTIALE ZUR MARKTTEILNAHME VON SPEICHERTECHNOLOGIEN IN
KONKURRENZ ZU WEITEREN FLEXIBILITAETSOPTIONEN 170
5.1 OEKONOMIK DER SYSTEMSICHERHEIT 170
5.1.1 GRAD DER SYSTEMSICHERHEIT 174
5.1.2 WERT UND KOSTEN DER SYSTEMSICHERHEIT 175
5.2 FREQUENZHALTUNG 177
5.2.1 REGELENERGIEMAERKTE 177
5.2.2 MOMENTANRESERVE 184
5.2.3 LASTMANAGEMENT 185
5.2.4 ERZEUGUNGSMANAGEMENT 194
5.3 SPANNUNGSHALTUNG 196
5.4 WIEDERAUFBAU DES NETZES 197
5.5 KOSTEN DER
SPEICHERTECHNOLOGIEN 198
5.6 FAZIT 201
6 OEKONOMISCHE ANALYSE DER ANREIZE ZUM AUSBAU VON ENERGIESPEICHERN:
STATUS QUO UND OPTIONEN FUER EINEN VERSTAERKTEN ZUBAU 202
6.1 BEREITSTELLUNG DES GUTES *VERSORGUNGSSICHERHEIT" 202
6.2 HEMMNISSE FUER SPEICHERINVESTITIONEN DURCH DIE BESTEHENDEN
STROMMARKTREGELN 203
6.2.1 ANREIZREGULIERUNG 203
6.2.2 AUSSERMARKTLICHE PREISSETZUNGEN 204
6.2.3 FEHLENDE MAERKTE 205
6.2.4 EXTERNALISIERUNG VON KOSTEN 205
6.2.5 INVESTITIONSRISIKO UND MARKTDESIGNAENDERUNG 207
6.3 GESTALTUNG DES GESAMTEN ELEKTRIZITAETSWIRTSCHAFTLICHEN SYSTEMS VOR
DEM
HINTERGRUND VON KNAPPEN NETZ- UND ERZEUGUNGSKAPAZITAETEN 208
6.4 DISKRETIONAERE MASSNAHMEN ZUR FOERDERUNG EINZELNER
SPEICHERTECHNOLOGIEN:
WIRKUNGSANALYSE UND BEWERTUNG 210
6.4.1 EINLEITUNG 210
6.4.2 ORDNUNGSPOLITISCHES ANALYSERASTER 211
6.4.3 ANALYSE BESTEHENDER FOERDERSYSTEME 213
6.4.4 PORTFOLIOANSATZ WEITERER HANDLUNGSOPTIONEN 221
6.5 FAZIT 232
ANHANG 235
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 235
TABELLENVERZEICHNIS 238
LITERATURVERZEICHNIS 240 |
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