SACH: Modellierung der System Adequacy in der Schweiz im Bereich Strom (Stromversorgungssicherheit)
Entwicklung eines Gesamtkonzepts für die Sicherheitsbewertung der Systemadäquanz mit folgenden Indikatoren:
- Nicht bediente Energie (GWh/a) - ENS
- Lastverluste (h) - LOL
- Reservekapazitätsspanne (GW) - RCM
Unter Berücksichtigung aktueller Trends und erwarteter Entwicklungen im Stromsektor in der Schweiz und in Europa über einen 20-Jahres-Horizont, von 2020 bis 2040.
Schwankungen im Angebot: Bewertung ihrer Auswirkungen auf die Versorgungssicherheit:
- Beschleunigter Anstieg der erneuerbaren Energien in der Schweiz ... (r)
- Vorzeitige Stilllegung von Kernkraftwerken (KKW) in Frankreich ... (f)
- Kohleausstieg in Deutschland ... (d)
- Kombination des KKW- und Kohleausstiegs ... (fd)
Schwankungen in der Nachfrage:
- Ab 2025 wird eine verstärkte Elektrifizierung (unter Berücksichtigung der Elektrifizierung von Heizung und Mobilität) mit einer jährlichen Wachstumsrate der Nachfrage von 1,25% angenommen ... (s)
Netzbezogene Sensitivitäten:
- 10-jährige Verzögerung der Netzausbaumaßnahmen ... (g)
- Netto-Importbeschränkungen ... (n)
Das schweizerische und europäische Stromsystem befindet sich in einem tiefgreifenden und raschen Umbau, wobei die Versorgungssicherheit gewahrt bleibt:
- Angebotsseite: zunehmende Dezentralisierung, Integration hoher Anteile variabler erneuerbarer Energien, schrittweiser Ausstieg aus einigen konventionellen brennstoffbasierten Erzeugungsquellen
- Nachfrageseite: Elektrifizierung von Mobilität und Heizung
Was sind die Konsequenzen für die Versorgungssicherheit?
FlexECO
- Das Tool führt einen jährlichen optimalen Dispatch durch und bewertet dementsprechend die Angemessenheit der Erzeugung und Übertragung, mit DC-Darstellung des Stromnetzes
- Optimierung in stündlicher Auflösung für 8760 Stunden
- Es wird keine Investitionsentscheidung getroffen. Das Tool wird erweitert, um Variablen für Investitionsentscheidungen einzubeziehen
- Erzeugungstechnologien: Bestehender Kraftwerkspark auf europäischer Ebene und die erneuerbaren Erzeugungspotenziale einschließlich Wind und Sonne
- Speichertechnologien: Bestehende Flotte auf europäischer Ebene, wie z. B. Pumpspeicherkraftwerke und Speicherkraftwerke
- Nodale Darstellung. Jeder Knoten kann modelliert werden als (i) das entsprechende Umspannwerk, (ii) Zonen innerhalb eines Landes, (iii) Land oder (iv) mehrere Länder. In dieser Studie repräsentiert jeder Knoten mehrere Zonen in jedem Land (z. B. wird Frankreich durch 9 Zonen dargestellt).
- Das Tool basiert auf einem optimierten C++-Code. (Beispiel für die Leistung: eine 1-Jahres-Simulation in stündlicher Auflösung kann bis zu 300 Sekunden für Probleme mit einer Größe von bis zu 100 Knoten dauern)
- Klimatische Unsicherheiten, die in der Folge sowohl die Wind-/Solar-/Wasser-Erzeugungspotenziale als auch die Nachfrage beeinflussen, werden durch Monte-Carlo-Simulationen berücksichtigt. Da statistische Verteilungen ausgewählter Parameter als Eingabe verwendet werden, ist das Ergebnis die statistische Verteilung jedes Indikators von Interesse.
- Eingangsdaten:
- Stündliche Zeitreihen der Stromnachfrage
- Installierte Kapazitäten der Elektrizitätserzeugung
- Stündliche Zeitreihen der Wind-, Solar- und Laufwasserproduktion
- Zuflüsse aus Wasserreservoirs
- Pumpspeicherkapazitäten der Länder
- Modell des europäischen Stromnetzes (in DC)