9. Leitungsgeb. En.vers. und -regul. (VL) Flashcards
Nenne die grundlegenden Charakteristika der Güter Strom und Gas! (7) und (2) nur für Strom
Bei Beiden:
- Homogenität (“Strom = Strom”, “Gas = Gas”)
- Leitungsgebundenheit
- Geringe Substituierbarkeit
- Hoher Fixkostenanteil bei Erzeugung und Transport
- Schwankende und in Grenzen prognostizierbare Erzeugung und Nachfrage
- Flüsse im Netz nach Kirchhoff’schen Regeln (Nichtspezifizierbarkeit)
- Auslegung der Betriebsmittel nach der Spitzenlast oder Einspeisespitze
Nur Strom:
- Begrenzte bzw. fehlende Speicherbarkeit
- Erfordernis der jederzeitigen Übereinstimmung zwischen Bereitstellung und Verbrauch
Die deutschen Strom- und Gasnetze sind in ein europaweites Netz eingebunden
Wie heißen die europäischen Strom- und Gasnetzwerk Verbunde?
Strom:
- ENTSO-E
-> umfasst 40 ÜNBs (in 36 Ländern)
Gas:
- ENTSO-G
-> umfasst 43 FNBs (in 24 Ländern)
(ENTSO: European Network of Transmission System Operators for…)
(siehe slide 6)
1) Zwischen welchen Netzen wird grundsätzlich beim deutschen und europäischen Stromversorgungssystem unterschieden?
-> Gehe auch jeweils auf die vorherrschenden Spannungen, die Einspeiser und Abnehmer ein
2) Wie sind diese Netze miteinander verknüpft?
1)
(Im Bau/Planung: Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsnetz (HGÜ)
- Spannung: 525 kV
- für Transport über sehr weite Distanzen)
Übertragungsnetz
- Höchstspannung: 220 oder 380 kV
- Einspeisung von Kraftwerken mit: 200 - 1600 MW Leistung
-> z.B. Atom-KW, Kohle-KW, Gas-KW, Offshore Windparks
- Abnehmer: Benachbarte Netze (PL, RE, Stromhandel)
Überregionales Verteilnetz
- Hochspannung: 60-110 kV
- Einspeisung von Kraftwerken mit: ~20 - 200 MW Leistung
-> Kohle-KW, Gas-KW, PV- und Windparks
- Abnehmer: z.B. Großindustrie
Regionales Verteilnetz
- Mittelspannung: 1-60 kV
- Einspeisung von Kraftwerken mit: ~ 0,5 - 20 MW Leichtung
-> Gas-KW
-> Solar- und Windparks
- Abnehmer: z.B. Kleinindustrie
Lokales Verteilnetz
- Niederspannung: 230 oder 400V
- Einspeisung < 0,5 MW
-> Nur EE: meistens Solar-PV
-> Abnehmer: Haushalte, Gewerbe (bei 400kV z.B. Herd mit Starkstromanschluss)
2) Über Transformatoren / Umspannwerk
Nenne die Aufgaben der folgenden Stromnetze:
1) Übertragungsnetz/Höchstspannungsnetze (220 oder 380 kV)? (3)
2) Überregionales Verteilnetz/Hochspannungsnetze (60-110 kV)? (2)
1) Übertragungsnetz:
- Aufnahme von großer Kraftwerksleistung (z.B. Kohle-KW, Offshore-Windpark)
- Transport über große Strecken
- Erzeugungsausgleich zwischen Kraftwerken und internationaler Austausch
2) Überregionales Verteilnetz:
- Aufnahme von mittlerer Kraftwerksleistung
- Stadtnahe Verteilung und Versorgung von Ballungszentren und Industriebetrieben
Nenne die Aufgaben der folgenden Stromnetze:
1) Regionales Verteilnetz (1-60 kV)? (2)
2) Lokales Verteilnetz (230 oder 400 V)? (1)
1)
Regionales Verteilnetz:
- Aufnahme von geringer Kraftwerksleistung
- Versorgung ländlicher Gebiete mit geringer Lastdichte oder städtischer Gebiete mit hoher Lastdichte und Kleinindustrie
2) Lokales Verteilnetz:
- Endverteilung an Haushalte, Gewerbe und Kleinindustrie
Beschreibe die Struktur der deutschen Stromnetzes!
4 ÜNBs, die jeweils für ihre Regelzone zuständig sind (Tennet, Amprion, TransnetBW, 50 Hertz)
-> sind in die ENTSO-E als europäischen Verbund eingebunden
-> 220 oder 380 kV, zukünftig auch 525 kV bei HGÜ
ca. 900 Verteilnetzbetreiber betreiben die Nieder-, Mittel- und/oder Hochspannungsebene
Die gesamten Stromnetzkreislängen über alle Spannungsebenen hinweg betragen zwischen 1-2 Mio. km.
Die Stromkreislänge (km) nimmt mit abnehmender Spannungsebene zu.
Wahr/Falsch?
WAHR
-> Niederspannugnsnetz ist längstes Netz
Beschreibe die Versorgungskette von Erdgas über Ferngasleitungen!
1) On- und Offshore-Bohrplattformen
2) Speisen in Sammelleitungen ein
3) Erdgasaufbereitung
4) Verdichter (Druckerhöhung)
5) Ferngasleitung (regelmäßige Druckerhöhung in Zwischenverdichtern)
6) Regionaler Transport
7) Versorgung von Industriekunden und Kraftwerken ODER Druckanpassung (ggf. Speicherung -> Kugelspeicher) und dann Verteilnetze, Haushalte und Gewerbe
Beschreibe die Versorgungskette bei LNG!
1) On- und Offshore Bohrplattformen
2) Speisen in Sammelleitungen ein
3) Erdgasaufbereitung
4) Verflüssigungsanlagen
-> vorher: Gas ~ 600m^3 bei 15°C
-> nachher: LNG ~1 m^3 bei 162°C
5) LNG-Tanker
6) Entspannung (Regasification) und Speicherung
7) Regionaler Transport
8) Versorgung von Industriekunden und Kraftwerken ODER Druckanpassung (ggf. Speicherung -> Kugelspeicher) und dann Verteilnetze, Haushalte und Gewerbe
Beschreibe die technische Struktur von Gastransportnetzen!
Fernleitungsnetz
Hochdruckleitungen
Mitteldruckleitungen
Niederdruckleitungen
Beschreibe die Struktur der deutschen Gasnetze!
16 Fernleitungsnetzbetreiber (FNB’s), die in die ENTSO-G als europäischen Verband eingebunden sind
Seit 2021 gibt es in Deutschland nur noch ein Marktgebiet
-> Trading Hub Europe
Ca. 600 Verteilnetzbetreiber betreiben die Nieder-, Mittel- und/oder Hochdrucknetze
Die gesamten Netzlängen über alle Druckstufen hinweg betragen etwa 500.000km
-> meiste km bei Mitteldruckleitung!
Welche Auswirkungen hat die Energiewende auf die Stromnetze? (7)
Verlagerung der Stromerzeugung von laststarken Regionen im Westen und Süden in lastschwächere Regionen im Norden und Osten
-> wegen Ausbau von EE und Abschaltung von konventionellen Kraftwerken
Stromeinspeisung findet verstärkt auf Verteilnetzebene und weniger auf Übertragungsebene statt
-> wegen Ausbau EE (oft dezentralere, kleinere Einspeiser)
Umbau von Umspannwerken teils erforderlich
-> weil durch vermehrte Stromeinspeisung auf Verteilnetzebene teilweise Rückspeisung in höhere Spannungsebenen erforderlich wird (bidirektionale Lastflüsse)
Die Einspeisung wird volatiler
-> wegen fluktuierender, nicht-steuerbarer EE
Mehr Anforderungen bei Systemdienstleistungen (z.B. Spannungshaltung, Regelleistung/-energie)
-> wegen volatilerer Einspeisung
Verschiebung von Lastzentren
-> wegen neuen Verbrauchern (z.B. E-Autos, H2-Elektrolyseure, Power-to-X
Der grenzüberschreitende Handel wird weiter ansteigen
Welche Auswirkungen hat die Energiewende auf die Gasnetze?
Gasverbrauch wird deutlich sinken (wie stark abh. von Erreichung von Klimaschutzzielen -> Unsicherheit in Bezug auf zukünftige Höhe!)
Gasfernleitungsnetz
-> Möglicherweise Wasserstoffbeimischung und/oder Umwidmung zu Wasserstoff
Gasverteilnetze
-> Vermehrte Einspeisung von Biogas
-> Refinanzierungsproblematik: Weniger Kunden durch Umstieg z.B. auf Wärmepumpe -> hohe Netzentgelte (daher Umwidmung weiter Teile und/oder Rückbau denkbar)
1) Was stellt der Netzentwicklungsplan (NEP) für Strom dar?
2) In welchen Zeitabständen wird er vorgelegt und von wem?
3) Auf was basiert der NEP?
4) Was passiert sobald dieser Plan steht?
1) Stellt den Um- und Ausbaubedarf im deutschen Strom-Übertragungsnetz sowie der Offshore-Anbindungsleitungen dar.
2) Ein gemeinsamer NEP alle 2 Jahre von den 4 ÜNBs vorgelegt
3) Basiert auf Szenarien, die mithilfe eine Marktsimulation erstellt werden (Szenariorahmen)
-> Planung berücksichtigt Zeithorizont von 10-15 Jahren
4) Sobald der NEP steht, wird der Bundesbedarfsplan (BBP) von der BNetzA aufgestellt und vom Bundesgesetzgeber verabschiedet.
-> zuvor umfangreiche Konsultationen
(Detailliert slide 15+16)
Was wird in dem Netzentwicklungsplan (NEP) für Gas regelmäßig geplant?
Alle 2 Jahre wird der Um- und Ausbaubedarf der Gasnetze ermittelt und geplant. (FNBs erarbeiten und legen BNetzA vor)
Die Prozesse unterscheiden sich jedoch aktuell noch deutlich vom NEP Strom
-> geringerer Zeithorizont, keine Klimaschutzszenarien
(Entstehung des NEP-Gas -> siehe slide 19!)
Entwicklung und Realisierung des Netzentwicklungsplans - Beispiel Szenario B 2030
-> siehe slide 17
…
1) Welche Auswirkungen hat die Energiewende auf die Verteilnetze (Strom)?
2) Gründe dafür u.a.? (Nenne 2)
3) Wo werden die Um- und Ausbaupläne der Verteilnetze festgehalten?
1) Macht auch in Verteilnetzen Netzausbau notwendig!
2) Gründe dafür:
- EE-Anlagen speisen hauptsächlich in Verteilnetze ein (> 90% der PV- und Windanlagen)
-> daher bidirektionale Lastflüsse (Rückspeisung in höhere Spannungsebenen), was Umbau Transformatoren, dezentrale Transformatoren notw. macht)
- neue Verbraucher (z.B. E-Autos, Elektrolyseure) für die Netzinfrastruktur ausgelegt sein muss
3) Im NAP (Netzausbauplan), welcher von den Verteilnetzbetreibern der Hochspannungsebene erstellt wird. (analog zum NEP)
Langfristig ist ein Wandel vom Methan- zum Wasserstoffnetz zu planen
Separates H2-Netz wird vorrangig aus umgewidmeten Erdgas-Leitungen entwickelt
-> Beachtung separater Transportaufgaben CH4 & H2
-> Umfang H2-Netz vom konkreten Szenario abhängig
1) Dabei sind zahlreiche offene Fragen zu berücksichtigen, u.a.? (3)
2) Welche Strategie bietet sich an?
1)
Standorte und Betrieb von Elektrolyseuren
Transitbedarfe (CH4/H2)
Nachfrageentwicklung in nachgelagerten Gasverteilnetzen
2)
-> Parallele Infrastruktur erkennen (Nachfragestandorte, bestehende Kavernenspeicher, Interkonnektoren zu Nachbarländern, etc.)
-> Entwicklung H2- % CH4-Transportnetz (Aufteilung Ursprungsnetz in zwei zusammenhängende Topologien -> H2-Transportnetz und schrittweise reduziertes Methan Netz)
Strom- und Gasnetzverbundunternehmen waren in der Vergangenheit allein in staatlicher bzw. anteilig in staatlicher und privater Eigentümerschaft
Nenne und erkläre die wichtigsten Aspekte der Liberalisierung im Strom- und Gassektor! (4)
Wettbewerb/Deregulierung:
- Einführung von Wettbewerb auf Wertschöpfungsstufen (Erzeugung, Handel, Vertrieb), die dies zulassen (alle außer Netze)
-> Abbau von Marktzutrittsschranken/Diskriminierungspotenzialen
-> Abschaffung kartellrechtlicher Ausnahmebereiche (Gebietsmonopole/Demarkationsverträge)
Internationaler Handel/Energiebinnenmarkt:
- Schaffung eines Energiebinnenmarktes
-> Ermöglichung eines grenzüberschreitenden/diskriminierungsfreien Handels für Strom und Gas
Privatisierung:
- Verlagerung bestimmter bisher staatlicher Aktivitäten in privaten Sektor, um Allokation der Ressourcen marktlich erfolgen zu lassen
- Betrifft alle Bereiche (Netzbetrieb, Groß- und Einzelhandel)
Regulierung und Entflechtung (Unbundling):
- Entflechtung (Unbundling)
-> Trennung des Netzes als natürliche Monopolbereiche von vor- und nachgelagerten Wettbewerbsbereichen (Erzeugung, Handel, Vertrieb)
-> nach und nach Verschärfung der Anforderungen durch überarbeitete EU-Richtlinien (Entflechtungsschritte)
1) Wann liegt ein Monopol vor? (3)
2) Wann liegt ein natürliches Monopol vor? (2)
1)
Ein Unternehmen ist der einzige Verkäufer eines Produktes
Produkt hat keine Substitute von anderen Herstellern
Vorliegen von (Markt-)Eintrittsbarrieren wichtig für Fortbestand des Monopols
2)
Einzelnes monopolistisches Unternehmen
Kann Güter oder Dienstleistungen immer zu geringeren Kosten anbieten, als zwei oder mehr Konkurrenzunternehmen dies könnten
(Dies lässt sich durch die Subadditivität der Kostenfunktion beschreiben)
Warum ist Regulierung im Netzbereich notwendig?
Strom- und Gasnetze sind natürliche Monopole ((denn einzelnes Unternehmen kann Netz volkswirtschaftlich am effizientesten bereitstellen))
Regulierungsbedarf wegen Marktmissbrauchspotenzial, was die Gefahr überhöhter Kosten birgt (also potentiellen Wohlfahrtsverlust)
Marktversagen allein ist nicht ausreichend für die Begründung der staatlichen Regulierung
1) Welche Gründe rechtfertigen grundsätzlich staatliche Regulierrung?
2) Warum sollte trotz vorliegender Gründe immer abgewogen werden, ob der Staat regulieren sollte oder nicht?
1) Gründe:
- Markt-/Wettbewerbsversagen
- Marktmacht
- Diskriminierung
Begleiterscheinungen:
- Externe Effekte
- Informationsmängel
- Unteilbarkeiten
2) Abwägung von Kosten und Nutzen der Regulierung:
(- Kosten Bsp.: Regulierungskosten, Fehlanreize
- Nutzen Bsp.: Teilweise Eliminierung des Markt- oder Wettbewerbsversagens)
Die ?? Regulierung als Status quo des liberalisierten europäischen Energiesektors
disaggregierte
-> also Beschränkung der Regulierung auf Netze
(“Disaggregation” -> Aufschlüsselung in einzelne Bestandteile)
Erkläre den disaggregierten Regulierungsansatz bei den Strom- und Gasmärkten!
Aufteilung der Wertschöpfungskette
1) Beschaffung, Großhandel, Vertrieb:
- Wettbewerbliche Teilmärkte
- Keine Regulierung
- Anwendung Kartellrecht
2) Transport und Verteilnetze:
- Natürliche Monopole
-> daher Regulierung
- Anreizregulierung + Netzentgeltfestlegung