Internationale Wasserkraft am Beispiel Russland Potenziale, Chancen, Grenzen

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1 Чистая энергия Frank Pöhler Internationale Wasserkraft am Beispiel Russland Potenziale, Chancen, Grenzen Wasser. Kraft. Bayern. Bayerisches Wasserkraftforum Ingolstadt, 15. Mai 2014

2 1. Energieverbrauch und Stromerzeugung weltweit 2. Bedeutung der Wasserkraft weltweit 3. Stromerzeugung und Wasserkraftnutzung in Russland 4. RusHydro - größter Stromerzeuger Russlands 5. Skizze einer verrückten Idee (zur politisch falschen Zeit) 2

3 1. Energieverbrauch und Stromerzeugung weltweit Primärenergieverbrauch (PEV) weltweit 2010: Anteil EE am PEV 13 % Zum Vergleich D: 2010: 9,9 % 2012; 11,5 % BMU Erneuerbare Energien in Zahlen, Juli 2013 PEV von 100 % auf 210 % TWh TWh TWh = 2,6% Prognose Wachstum PEV (NPS) bis 2035 ggü. 2010: + 40 % Strom von 100 % auf 350 % 614 TWh = 2,9% zum Vergleich Deutschland New-Policies-Scenario (NPS): Für dieses wird unterstellt, dass zusätzlich zu den aktuellen gesetzlichen Rahmenbedingungen die Länder ihre seit den Klimaverhandlungen in Kopenhagen annoncierten CO2-Reduktionsplane und -ziele umsetzen Key World Energy STATISTICS 2012 iea International Energy Agency Energie für Deutschland 2012 Fakten, Perspektiven und Positionen im globalen Kontext Weltenergierat Deutschland e.v. Mai 2012

4 1. Energieverbrauch und Stromerzeugung weltweit Stromerzeugung weltweit + 350% Wachstum 2000 bis 2010: D 8 % OECD 11 % Welt 50 % China 300 % Key World Energy STATISTICS 2012 iea International Energy Agency Die OECD in Zahlen und Fakten 2013, OECD

5 1. Energieverbrauch und Stromerzeugung weltweit Prognose Stromerzeugung weltweit bis 2035 Wachstum weltweite Stromerzeugung bis 2035 ggü. 2010: + 60 % bis % Energie für Deutschland 2012 Fakten, Perspektiven und Positionen im globalen Kontext Herausgeber: Weltenergierat Deutschland e.v. Mai 2012

6 1. Energieverbrauch und Stromerzeugung weltweit Veränderung in der Stromerzeugung wichtiger Märkte World Energy Outloock 2012, Fatih Birol, Berlin

7 1. Energieverbrauch und Stromerzeugung weltweit 2. Bedeutung der Wasserkraft weltweit 3. Stromerzeugung und Wasserkraftnutzung in Russland 4. RusHydro - größter Stromerzeuger Russlands 5. Skizze einer verrückten Idee 7

8 2. Bedeutung der Wasserkraft weltweit Stromerzeugung weltweit % Anteil EE, davon 80 % Wasserkraft 16% Anteil Wasserkraft an weltweiter SE Kohle 41% Erdgas 22% Erdöl 5% BMU Erneuerbare Energien in Zahlen, Juli 2013

9 2. Bedeutung der Wasserkraft weltweit Weltweite Verteilung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien 2011 Deutschland ,5% TWh BMU Erneuerbare Energien in Zahlen, Juli 2013

10 2. Bedeutung der Wasserkraft weltweit Globale Stromerzeugung aus Wasserkraft GW TWh 16% Anteil SE 80% der EE 50% in TOP 5-Länder REN21, Renewables 2013, Global Status Report 10

11 2. Bedeutung der Wasserkraft weltweit Weltweite Verteilung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien 2012 Zubau 2012: 30 GW, davon 2 GW in PSW 52% in China 75% in TOP 5-Länder In gesättigten Regionen, wie Europa und Nordamerika, liegt der Fokus auf der Modernisierung, Reaktivierung oder Erweiterung bestehender Anlagen. REN21, Renewables 2013, Global Status Report 11

12 2. Bedeutung der Wasserkraft weltweit Potential der Stromerzeugung aus Wasserkraft WK-Erzeugung TWh/a 30% genutztes wirtschaftliches WK-Potential in % Genutztes Wasserkraftpotential 2012: 990 GW TWh Wirtschaftliches WK-Potential: GW TWh/a Andritz BMU Erneuerbare Energien in Zahlen, Juli REN21, Renewables 2013, Global Status Report 12

13 2. Bedeutung der Wasserkraft weltweit Wasserkraft in Deutschland zum Vergleich Laufwasser- u. Speicherkraftwerke 4,7 GW 21 TWh/a ca WK-Anlagen (7.150 < 1 MW, 354 > 1MW) 60% WK-Erzeugung aus Bayern Anlagen, davon 95% < 1 MW erzeugen 8% 5% der Anlagen (220 Anlagen) > 1 MW erzeugen 92% Potential ca. 10% i.w. durch Modernisierung und Nachrüstung Pumpspeicherkraftwerke (PSW) 6,7 GW 0,036 TWh Speicherkapazität (entspricht 5,4 Volllast-Turbinenstunden) Konrad Hölzl, Wasserkraft im EEG 2009, 7. Seminar Kleinwasserkraft S. Heimerl Wasserkraft Der Klassiker der Erneuerbaren aus Energie im Dialog, Band 3, Teil 4, 2009, Herausgeber: T. Böhmer/Ch. Weißenborn 13

14 1. Energieverbrauch und Stromerzeugung weltweit 2. Bedeutung der Wasserkraft weltweit 3. Stromerzeugung und Wasserkraftnutzung in Russland 4. RusHydro - größter Stromerzeuger Russlands 5. Skizze einer verrückten Idee (zur politisch falschen Zeit) 14

15 3. Stromerzeugung und Wasserkraftnutzung in Russland Russischer Strommarkt * 2010: TWh Top 4 nach installierter Leistung 70% höhere Stromerzeugung im Vergleich zu Deutschland * D: installierte Leistung : 184 GW, davon 70,5 GW Wind und PV

16 3. Stromerzeugung und Wasserkraftnutzung in Russland Russischer Strommarkt 2010 und Prognose 2030 (Basisszenario) Чистая энергия Installierte Leistung und Stromerzeugung 2010 Installierte Leistung und Stromerzeugung GW Wasserkraft 58 GW Wasserkraft + 50 % 170 TWh Wasserkraft 210 TWh Wasserkraft + 60 % Fossil Wasser Kernkraft Fossil Wasser Kernkraft EE (ohne WK>30 MW) 16

17 3. Stromerzeugung und Wasserkraftnutzung in Russland Russischer Strommarkt im Wandel Liberalisierung der Märkte für Stromerzeugung - Freier Energiemarkt und freier Kapazitätsmarkt (Europa, Sibirien) - Regulierter Energie- und Kapazitätsmarkt (Fernost) Privatisierung Thermische Stromerzeugung (OGK, TGK) 2008 u.a. OGK4 an E.ON Kernenergie (Rosenergoatom) bleibt im Staatsbesitz RusHydro > 50% Staatsanteil Föderales Übertragungsnetz, Systembetreiber > 75% Staaatsanteil

18 3. Stromerzeugung und Wasserkraftnutzung in Russland Energiemarkt und Kapazitätsmarkt Europa Sibirien Fernost Spez. Vergütung 2011 Europa 3,7 ct/kwh 40% Kapazitätsanteil Sibirien 1,5 ct/kwh 25% Kapazitätsanteil Fernost 1,2 ct/kwh 90% Kapazitätsanteil

19 Млрд квтч 3. Stromerzeugung und Wasserkraftnutzung in Russland Wasserkraft - Potenzial erst zu 20% erschlossen - Erschließbares Potential 850 TWh - Zweiter Platz nach China - Mehr als 400 erkundete Sperrstellen - Bereits erschlossenes Potential 170 TWh/a - Weiterer Ausbau in Konkurrenz mit kostengünstigeren thermischen KW 20% 50% 20% 5% erschlossen: 50 % erschlossen: 20 % erschlossen: 5 % Чистая энергия Европейская часть освоено около 50% Сибирь освоено около 20% Дальний Восток освоено около 5% 19

20 3. Stromerzeugung und Wasserkraftnutzung in Russland Russland Große Flüsse, großes Wasserkraftpotential Wolga Kama Ob Lena Angara Yenissy Amur Länge Höhendiff. MQ HHQ km m m³/s m³/s Wolga Kama Ob Yenissy Angara Lena Amur Rhein

21 1. Energieverbrauch und Stromerzeugung weltweit 2. Bedeutung der Wasserkraft weltweit 3. Stromerzeugung und Wasserkraftnutzung in Russland 4. RusHydro - größter Stromerzeuger Russlands 5. Skizze einer verrückten Idee (zur politisch falschen Zeit) 21

22 4. RusHydro größter Stromerzeuger Russlands Drittgrößter WK-Erzeuger der Welt 22

23 4. RusHydro größter Stromerzeuger Russlands Drittgrößter WK-Erzeuger der Welt 23

24 4. RusHydro größter Stromerzeuger Russlands Größtes WKW von RusHydro MW, 21,9 TWh/a (+ Mainskaya WKW Kontraregulator Unterwasser 321 MW, 1,5 TWh/a) Zum Vergleich WKW Deutschland: MW Laufwasser-KW, 21 TWh/a ( MW PSW)

25 4. RusHydro größter Stromerzeuger Russlands Wolga-Kama-Kaskade Wolga-Kama-Kaskade Cash-Cow der RusHydro 10 Kraftwerke MW 35 TWh/a MW, 10,1 TWh, 20 Turbinen Stausee 58 km³

26 4. RusHydro größter Stromerzeuger Russlands Wasserkraft im Kaukasus beispielhaft Filiale Dagestan-WKW MW 11 Kraftwerke Chirkeyskaya HPP 1000 MW Miatlinskaya HPP 220 MW

27 4. RusHydro größter Stromerzeuger Russlands Pumpspeicherkraftwerk Zagorsk (nördlich von Moskau) Zagorsk I: MW, 6 Pumpturbinen 100 m Fallhöhe Zagorsk II: 840 MW IBN Pumpturbinen

28 4. RusHydro größter Stromerzeuger Russlands Umfangreiches Programmes der komplexen Modernisierung (PKM) 100,0% 90,0% 80,0% 70,0% 60,0% 50,0% 40,0% 30,0% 20,0% 10,0% 0,0% 98% 100% 100% 100% 88% 89% 69% 68% 65% 65% 56% 54% 50% 44% 40% 34% 35% 34% Verschleiß der Hauptausrüstungen von ОАО «РусГидро» - Nach Zusammenbruch der Sowjetunion fast 20 Jahre keine grundlegenden Modernisierungen durchgeführt - Nach Havarie in Sayano Shushenskaya in 2009 wurde Zustand und Lebensdauerverbrauch des Kraftwerkparks bewertet - Darauf aufbauend umfangreiches Programm der Modernisierung in 2010 gestartet Текущее значение Целевое значение Без учета ПКМ Lebensdauerverbrauch Heutiger Wert 2010 Lebensdauerverbrauch Zielwert 2020/2025 Lebensdauerverbrauch ohne PKM 2020 Hauptorientierung von PKM Modernisierung der Hauptausrüstungen und Einführung innovativer energieeffizienter Technologien Optimierung der Ausnutzung der Wasserressourcen Senkung des energetischen Eigenverbrauchs Realisierung innovativer Lösungen 28

29 4. RusHydro größter Stromerzeuger Russlands Umfang Programm der komplexen Modernisierung (PKM) Im Rahmen von PKM sollen ausgetauscht werden: 140 Turbinen, oder 50% des gesamten Turbinenparks 114 Generatoren, oder 40% des gesamten Generatorenparks Transformatoren, oder 60% des gesamten Transormatorenparks Leistungsschalter > 7000 Einheiten der Ausrüstungen der sekundären Kommunikation > 3000 Einheiten von Hilfseinrichtungen 29 Umfang ca. 20 Mrd. bis 2025 Чистая энергия Gründung von Gemeinschaftsunternehmens zur Produktion von Hydroturbinenausrüstungen - mit Fa. Alstom - mit Fa. Voith

30 4. RusHydro größter Stromerzeuger Russlands Umfang Neubauprogramm in Realisierung und in Planung Neubauprojekte in Planung (14 GW) und in Realisierung (7 GW) Projekte in Projektierung bzw- R&D (ca MW) Projekte in Realisierung (ca MW)

31 4. RusHydro größter Stromerzeuger Russlands Boguchanskaya WKW - Богучанская ГЭС WKW an der Angara (Nebenfluss Yenissy) 3000 MW Leistung 17,9 TWh/a Regelerzeugung 9 Turbinen Inbetriebnahme 2012/2013 Investkosten 90 Mrd. Rbl = 2,25 Mrd 750 /kw 31

32 1. Energieverbrauch und Stromerzeugung weltweit 2. Bedeutung der Wasserkraft weltweit 3. Stromerzeugung und Wasserkraftnutzung in Russland 4. RusHydro - größter Stromerzeuger Russlands 5. Skizze einer verrückten Idee (zur politisch falschen Zeit) 32

33 4. Skizze einer verrückten Idee (zur politisch falschen Zeit) Energiewende in Deutschland Bayern besonders betroffen 43,8 TWh 24,2 TWh Erzeugungslücke in Bayern entspricht z.b. 10 Kohleblöcke a 500 MW, h/a???

34 4. Skizze einer verrückten Idee (zur politisch falschen Zeit) Russische Wasserkraft nach Deutschland Idee: Grundlast und Spitzenlast aus Wasserkraft von Russland nach Deutschland Rücklieferung von Überschussstrom aus Wind und Solar Gleichstromübertragung mittels HGÜ (800 kv oder kv) ermöglicht geringe Übertragungsverluste (2,5 %/1000 km) Beispiel soll die technische und wirtschaftliche Machbarkeit veranschaulichen In Russland sind bisher nur 20% der Wasserkraftnutzung erschlossen Vielleicht gibt es noch bessere Alternativen? 34

35 4. Skizze einer verrückten Idee (zur politisch falschen Zeit) Russische Wasserkraft nach Deutschland Grundlast und Spitzenlast aus Wasserkraft nach Deutschland Rücklieferung von Überschußstrom aus Wind und Solar 12 GW 46 TWh Lieferung von Strom nach Deutschland Verluste 18,5% 38 TWh In 2030 allein im deutschen Netz ca. 40 TWh Überschußstrom Verluste 8,5% Lieferung von Überschußstrom aus Deutschland Vermarktung im europ. Russland (ggf. Zwischenspeicherung Wolga-Kama-Kaskade) 35

36 4. Skizze einer verrückten Idee (zur politisch falschen Zeit) beispielhaft: Ewinskaya WKW Erzeugung in Sibirien (Untere Tunguska); Übertragung des Stromes mittels HGÜ Installierte Leistung Jährliche Stromerzeugung nutzbares Speichervolumen 101 km³ = 45,4 TWh 12 GW 46 TWh Investitionen PB 2012: Kraftwerk: 14,4 Mrd 1200 /kw zum Vergleich: Studie Ewinskaya WKW von Hydro Projekt 2006: Bogushanskaya 2013 (3000 MW-KW) 867 /kw 750 /kw HGÜ+ Converter * 8,8 Mrd 730 /kw Kosten pro kwh (bei 38 TWh/a in D) unter Berücksichtigung von - Übertragungsverlusten 18,5 % * - annuitätische Bewertung Kapitalkosten 6%, 30 Jahre KW: 2,7 ct/kwh HGÜ: 1,7 ct/kwh - Betriebskosten - ohne Berücksichtigung von Erlösen aus Vermarktung von Überschussenergie aus Deutschland im russischen Markt (Beispiel: 12 GW, 1000 h, 8,5 % Verluste = 11 TWh, 2,22 ct/kwh im Europäischen Teil = 250 Mio /a, bezogen auf 38 TWh/a ca. 0,7 ct/kwh) * Quelle: Invest kosten und Verluste HGÜ: Trans-Mediterraner Solarstromverbund Studie von DLR im Auftrag BMU, 2006 * ca. 5 ct/kwh in D HGÜ 800 kv Verluste: 2,5%/1000 Investition HGÜ 5 GW: 350 Mio /1000 km Converter-Station Verluste: 0,9%/Station Investition 5 GW: 350 Mio /Station 36

37 4. Skizze einer verrückten Idee (zur politisch falschen Zeit) Erzeugungslücke schließen durch 1. EEG-KW für 15 ct/kwh (Ausbau bereits berücksichtigt) fluktuativ, nicht grundlastfähig 2. Neue thermische Kraftwerke BK 5,7 (13,4) ct/kwh bei 8000 (2000) VBh SK 6,2 (12,8) ct/kwh GUD 8,0 (11,3) ct/kwh 24,2 TWh Oder vielleicht doch russische Wasserkraft? grundlastfähig flexibel einsetzbar (Spitzenlastdeckung) regenerativ, CO 2 -frei für ct/kwh? Quelle: BMU Leitstudie

38 4. Skizze einer verrückten Idee (zur politisch falschen Zeit) Idee eines Gemeinschaftsprojektes Was wäre der Vorteil für beide Seiten? 1. Vorteil Russland (RusHydro) Bei Realisierung eines Gemeinschaftsprojektes Arbeitsplätze, Wertschöpfung im Inland etc. zusätzliche und stabile Gewinne, Zugang zum deutschen Strommarkt Zusatznutzen = Stromverbund mit EU, Ausgleich von Spitzen- u. Reserveleistung (Moskau 3 Stunden Zeitunterschied Mitteleuropa) Rücklieferung von regenerativen Überschußstrom nach Russland Steigerung des internationalen Images Russlands als Mitgestalter der internationalen Integration 2. Vorteil für Deutschland Bezug von regenerativen und CO 2 -freien Wasserkraftstrom in erheblichem Umfang, dazu Speicherstrom und flexibel einsetzbar Speicherung des Überschussstromes aus Wind und Solar mit Erzielung von Erlösen Erhebliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Energiewende in Deutschland Politisch derzeit nicht möglich (Stichwort: Abhängigkeit), aber ohne Zusammenarbeit = fehlendes Verständnis, keine Annäherung Die Welt kann ihre Probleme nur miteinander lösen! 38