Titelaufnahme

Titel
Maximierung des regenerativen Erzeugungsanteils an der österreichischen Elektrizitätsversorgung / von Christoph Groiss
VerfasserGroiss, Christoph
Begutachter / BegutachterinBrauner, Günther ; Fickert, Lothar
Erschienen2013
UmfangXI, 308 S. : Ill., zahlr. graph. Darst., Kt.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Diss., 2013
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)regenerative Erzeugung / Elektrizität / Österreich / Optimierung / Energieübertragung / Energiespeicher
Schlagwörter (EN)renewable generation / electricity / Austria / optimization / power transmission / energy storage
Schlagwörter (GND)Österreich / Elektrizitätsversorgung / Elektrizitätserzeugung / Erneuerbare Energien
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-72307 Persistent Identifier (URN)
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Maximierung des regenerativen Erzeugungsanteils an der österreichischen Elektrizitätsversorgung [9.57 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Verwendung von fossilen Energieträgern ist mit nachteiligen Auswirkungen auf die Umwelt verbunden. Aus diesem Grund werden klimaverträglichere, regenerative Erzeugungsformen immer stärker an Bedeutung gewinnen. Eine weitere Motivation für den Übergang hin zu einem regenerativen Energieversorgungssystem liegt in der verstärkt inländischen Wertschöpfung und der damit verbundenen verringerten Importabhängigkeit.

In der zukünftigen Elektrizitätsversorgung bleibt die Grundforderung bestehen, dass zu jedem Zeitpunkt eine exakte Deckung zwischen Erzeugung und Verbrauch vorliegen muss. Der verstärkte Einsatz dargebotsabhängiger Einspeiser erschwert diese Bilanzierung, da die Einspeiseleistung z.T.

starken Schwankungen unterworfen ist. Eine weitere Herausforderung besteht im saisonal gegengleichen Verlauf des Verbrauchs (Maximum im Winter) und der Einspeisungen von Laufwasserkraft, Windkraft und Photovoltaik, welche im Frühjahr bzw. Sommer ihren Maximalwert annehmen.

In dieser Arbeit wird ein Optimierungsansatz formuliert, welcher gleichzeitig den Kraftwerksausbau als auch den Kraftwerks- und Speichereinsatz aufeinander abstimmt. Hierzu wurden die Potenziale der regenerativen Erzeugung, sowie der aktuelle Bestand des Kraftwerksparks, der hydraulischen Speicher sowie des Verbundnetzes in Österreich erhoben. Darüber hinaus wurden zukünftige Entwicklungen im Bereich des Netzausbaus, dezentraler Speicher, Elektromobilität und Methanisierung von Strom dargestellt. Für unterschiedliche Kombinationen dieser Rahmenbedingungen wurde jeweils eine lineare Optimierung der 15 betrachteten Jahre durchgeführt, mit der Zielsetzung, eine möglichst regenerative Energieversorgung zu realisieren.

Im Vergleich zum derzeitigen regenerativen Erzeugungsanteil an der österreichischen Elektrizitätsversorgung von knapp 60 % ist durch den Ausbau der regenerativen Erzeuger eine erhebliche Steigerung möglich.

Der Restbedarf an fossilen Brennstoffen wird vor allem durch die zukünftige Verbrauchsentwicklung bestimmt. Neben dem Ausbau des Übertragungsnetzes an kritischen Abschnitten ist vor allem die Möglichkeit zur vereinzelten Abregelung überschüssiger regenerativer Erzeugung als wesentliche Maßnahme zu nennen. Aus technischer Sicht wird der regenerative Erzeugungsanteil durch die begrenzten Ressourcen an steuerbaren regenerativen Erzeugungseinheiten bzw. aufgrund zu geringer saisonaler Speichermöglichkeiten limitiert.

Zusammenfassung (Englisch)

The use of fossil fuels is associated with adverse effects on the environment. For this reason, climate friendly, renewable forms of generation are increasingly gaining in importance. Another motivation for the transition to a renewable energy supply system is the increased domestic value added and the resulting decreased import dependency.

In the future electricity supply, the basic requirement remains, that at any time there must be an exact covering of the load by the power generation. The increased use of renewable resources makes this balance more difficult, because of the stronger feed-in fluctuations. A further challenge is the opposing seasonal pattern of the consumption (with a maximum in winter) and the feed-in of hydro power plants, wind power and photovoltaics, which have their maximum in spring and summer.

In this work, an optimization approach is formulated which simultaneously tunes the expansion of power plants as well as the power plant utilization and storage use on each other. For this, the potential of renewable energy generation, as well as the current thermal power plants, the hydraulic storage and the transmission network in Austria were determined. Moreover, future developments in the field of grid expansion, distributed storage, electric vehicles and methanation were covered. For different combinations of each of these conditions, a linear optimization of the 15 years was performed with the aim to maximize the regenerative share of power generation.

Compared to the current share of renewable electricity generation in Austria of about 60 %, a substantial increase is possible by the expansion of renewable energy resources. The residual demand for fossil fuels is determined mainly by the development of future consumption.

Besides the expansion of the transmission network at critical sections, the possibility of occasional reducing the surplus of renewable generation is one method to realize a predominantly renewable electricity supply. The main task is to cover the electricity demand during winter. Therefore from a technical perspective, the share of renewable generation is limited by the given resources of controllable renewable generation units or due to low seasonal storage capacities.