Gletscherschwund und Chancen der

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1 Prof. Dr. Anton Schleiss, Direktor Labor für Wasserbau, EPFL Bern, 29. April 2013 Inhalt der Präsentation 1. Besondere Rolle der Wasserkraft Schweiz im Alpenraum und in Europa 2. Zukünftiger Beitrag der Wasserkraft als Batterie im Alpenraum und in Europa 3. Stärkung der Konkurrenzfähigkeit durch Flexibilisierung Talsperrenerhöhungen Leistungserhöhungen 4. Synergien mit Mehrzweckprojekten 5. Nutzung von neuen Gletscherseen 6. Schlussfolgerungen April

2 Die besondere Rolle der Schweiz im Alpenraum und in Europa Deutschland Frankreich Österreich Slovenien Italien Schweiz Mittwoch, 24. April Wasserkraft in den Alpenländern und in Europa Land Installierte Leistung MW * Mittlere Jahresproduktion GWh/a (2011)* Anteil Wasserkraft an der tot. Elektrizitätsproduktion* Deutschland % Österreich % Frankreich % Italien % Slowenien % Schweiz % Alpenländer % Europa* % *gemäss Hydropower & Dams, World Atlas April

3 Bedeutung der Speicherenergie (Jahresspeicher Stauseen) Produktion GWh/a % der Wasserkraftproduktion Deutschland ca % Österreich % Frankreich ca % Italien % Slowenien - - Schweiz % 5 Talsperren > 150 m in der Schweiz Grande Dixence (285m) Mauvoisin (250m) Luzzone (225m) Contra (220m) Emosson (180m) Zeuzier (156m) Göscheneralp (285m) Curnera (155m) Zervreila (151m) April

4 Rolle der Schweiz als Batterie im Alpenraum und in Europa Installierte Leistung der Wasserkraftanlagen 45% Alpenländer 73 GW Deutschland Slovenien 1% Schweiz Suisse 6% 6% 19% Österreich Autriche 19 % 16% 16 % Italien 22% Frankreich 36% Europa (100% = 181 GW) Alpenländer (100% = 73 GW) 7 Zukünftiger Beitrag der Wasserkraft in der Schweiz als Batterie im Alpenraum und in Europa Mittwoch, 24. April April

5 Zukünftiger Beitrag: Erhöhung der Jahresproduktion Realistisch gemäss Potentialstudien (1987 und 2004 * ) Bruttoerhöhung der Jahresproduktion um TWh bei günstigen Rahmenbedingungen Einbussen nach Konzessionsablauf infolge Restwasserregelungen ca. 2 TWh (Mindestanforderungen) Einbussen Klimaänderung: bis 2050 noch gering Nettoerhöhung der Jahresproduktion um TWh gegenüber heute (2013) im besten Falle * Studien zuhanden BFE Elektrowatt Ing. (1987) und Elektrowatt-Ekono (2004) 9 Ziele Bundesrat bis 2050 Gemäss Studie «Wasserkraftpotenzial der Schweiz - Abschätzung des Ausbaupotenzials der Wasserkraftnutzung im Rahmen der Energiestrategie 2050» Heutige Nutzungsbedingungen Optimierte Nutzungsbedingungen Neubauten Grosswasserkraft Kleinwasserkraft Aus- und Umbauten, Erweiterungen Grosswasserkraft Auswirkungen GSchG Total Wasserkraftpotenzial (in GWh) April

6 Zukünftiger Beitrag: Erhöhung der Jahresproduktion Jahresproduktion [GWh] Energiestrategie 2050 Studie 1987 Studie 2004 Jahr Technisches Potenzial: ca GWh 11 Problem der Winterversorgung Einfuhr Ausfuhrüberschuss (Elektrizitätsstatistik) April

7 Stärkung der Konkurrenzfähigkeit der schweizerischen Wasserkraft durch Flexibilisierung der Produktion Mittwoch, 24. April Technische Möglichkeiten bei Erneuerung, Aus- und Neubauten Ziele Erhöhung der Jahresproduktion (geringes Potenzial): insbesondere durch Ausbau der bestehenden Anlagen Kleinstwasserkraftwerke an noch ungenutzten, naturnahen Gewässer sind energiewirtschaftlich wenig sinnvoll und kaum umweltverträglich Flexibilisierung der Produktion der bestehenden Kraftwerke und Erhöhung der Winterproduktion von grösster Bedeutung durch Vergrösserung der Speicherkapazität installierten Leistung Pumpleistung Ausgleichsbecken neue parallele Triebwassersysteme April

8 Potenzial der Erhöhung von bestehenden Talsperren Mit geringfügigen Erhöhungen, das heisst weniger als 10% der ursprünglichen Höhe, könnte bei rund 20 denkbaren Projekten ein zusätzliches Speichervolumen von rund 700 Mio. m 3 geschaffen werden. Damit könnte die Winterproduktion um mehr als 2 TWh und somit um mehr als 10% gegenüber heute erhöht werden. Die Vergrösserung des Speichervolumens ist für eine zukünftig sichere und eigenständige Stromversorgung der Schweiz und ihre vorrangige Stellung im europäischen Strommarkt von ausserordentlicher Bedeutung. 15 Potenzial der Erhöhung von bestehenden Talsperren Projektbeispiele Im Bau: Muttsee + 15 Mio. m 3 Vieux Emosson + 13 Mio. m April

9 Potenzial der Erhöhung von bestehenden Talsperren Projektbeispiele Geplant: Grimsel + 85 Mio. m 3 Winterenergie GWh Göscheneralp + 12 Mio. m Potenzial der Erhöhung von bestehenden Talsperren Denkbare Talsperrenerhöhungen: Albigna, Cavagnoli, Gebidem, Gries, Sihlsee, Klöntal, Sambuco, Ritom, Emosson, Santa Maria, Moiry, Limmern, Curnera, Nalps, Valle di Lei, Hongrin, Zervreila, Gigerwald, Mattmark, April

10 Ausnutzung von Synergien bei Mehrzweckprojekten Wissenschaftliche Fallstudie an der Rhone (KTI Projekt «Synergie») Forschungsprojekt Dr. Ph. Heller und Dr. M. Pellaud Mittwoch, 24. April Ausnutzung von Synergien bei Mehrzweckprojekten Denkbares Mehrzweckprojekt an der Rhone Oberfläche 1 km 2 Volumen 7.6 Mio. m 3 Hochwasserreduktion um 200 m 3 /s Eliminierung von Schwall und Sunk: 0.7 m im Becken Jährliche Energieproduktion: 43 GWh Bildung von Biotopen, Naturschutzgebiet Naherholung Beherrschung der Verlandung Investitionskosten: ca. 200 Mio. CHF April

11 NELAK : eine mögliche Antwort auf wegschmelzende Gletscher Nutzung von neuen Gletscherseen Mittwoch, 24. April April

12 Fallbeispiel Kraftwerke Mauvoisin und Gletscher Corbassière 23 Fallbeispiel Kraftwerke Mauvoisin und Gletscher Corbassière Scénario climatique de l ETH Zurich Aménagement d une nouvelle station de pompage-turbinage de 500 MW à Corbassière Ajouté et comparé à : l aménagement actuel seul l aménagement actuel et le projet «Mauvoisin II» (augmentation de la puissance: nouvelle station de pompage-turbinage de 550 MW) Etude menée sur 3 périodes : période de référence : mise en service du nouvel aménagement : fin du siècle April

13 Denkbares Pumpspeicherwerk Mauvoisin Corbassière 500 MW Barrage [Digue de protection] Hauteur: 40 m Longueur: 500 m Volume des retenues [en mio m 3 ] Mauvoisin: 204 Corbassière: 52 Mauvoisin reservoir 1838 to 1975 m.a.s.l. Caractéristiques Chute: m Débit T: 100 m 3 /s Débit P: 75 m 3 /s Rendement global: 75% Coûts de construction: 450 mio EUR (585 mio CHF) Power house 1800 m.a.s.l. Corbassière glacier currently 2670 m.a.s.l. Corbassière Lake 2360 to 2510 m.a.s.l. 500 m 25 Zusammenfassung Dank seinen Speicherkraftwerken in den Alpen kann die Schweiz ihre Position als Lieferant von Spitzen- und Regulierenergie in Europa verstärken (= Batteriefunktion). Die Zunahme von subventionierten Alternativenergien (Wind- und Sonnenenergie) wird den Bedarf an Regulierenergie aus Wasserkraft mit hoher Verfügbarkeit erhöhen, was die Attraktivität von Pumpspeicherkraftwerken und Vergrösserung der bestehenden Stauseen sowie Leistungserhöhungen nach der Reduktion der Subventionen verstärken wird. Um die Konkurrenzfähigkeit der schweizerischen Wasserkraft auf dem europäischen Strommarkt zu erhalten, ist die Flexibilisierung ihrer Produktion von grösster Bedeutung (u.a. Leistungs- und Talsperrenerhöhungen) Nach Rückzug der Gletscher ergeben sich Möglichkeiten für den Bau von neuen Stauseen, welche die Produktionsverluste kompensieren sowie die Flexibilität der Speicherkraftwerke erhöhen können April