Potenziale der Wasserkraft im Neckar-Einzugsgebiet

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1 Eine Studie in Zusammenarbeit von: Büro am Fluss e. V., Johannes Reiss Büro Gewässer & Fisch, Uwe Dußling Fichtner GmbH & Co. KG, Dr. Stephan Heimerl Auftraggeber: Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 1

2 Fichtner Water & Transportation auf einen Blick Potenziale der Wasserkraft Mitglied der Fichtner-Gruppe, gegründet 1922, Deutschlands größtem unabhängigen Planungs- und Beratungsunternehmen Spezialisiert in Planungen und Ingenieurdienstleistungen für Infrastrukturprojekte, v. a. im Wassersektor einschließlich Wasserkraft Standorte in Stuttgart, Freiburg, Leipzig, Essen und Berlin Rund 150 Mitarbeiter Etwa 440 laufende Projekte - davon 320 im Inland Vertreten in mehr als 25 Ländern Planungsumsatz in 2011 ca. 21 Mio. (Fichtner Gruppe: 229 Mio. Planungsumsatz) Essen Stuttgart Freiburg Berlin Leipzig Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 2

3 Potenziale der Wasserkraft Wasserkraft - Bestand Ca. 830 Wasserkraftanlagen Davon 34 Anlagen P kw Erzeugte Strommenge (2007) knapp 0,8 TWh Vermeidung von knapp 1 Mio. Tonnen CO2 Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 3

4 Querbauwerke Potenziale der Wasserkraft Im Einzugsgebiet des Neckars finden sich ca durch den Menschen errichtete Querbauwerke. 16 % davon dienen der Nutzung der Wasserkraft. Ein Großteil ist nicht passierbar für die Fauna der Gewässer. Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 4

5 Wasserkraftpotenziale - Definitionen Potenziale der Wasserkraft Anderer et al., WasserWirtschaft 9/2010 Große Gewässer = 0,48 0,61 Mittelgroße & kleine Gewässer = 0,14 0,18 Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 5

6 Wasserkraftpotenziale - Definitionen Man unterscheidet sehr unterschiedliche Typen von Wasserkraftpotenzialen: Theoretische Potenziale Flächenpotenzial, Linienpotenzial Technische Potenziale Technisch-ökonomische bzw. wirtschaftlich realisierbares Potenzial Potenziale der Wasserkraft Technisch-ökonomisch-ökologisches Potenzial, d. h. mit ökologischen Belangen vereinbares Potenzial Im Neckar-Einzugsgebiet wurde ein auf Standorte bezogenes technischökonomisch-ökologisches Potenzial ermittelt. Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 6

7 Potenzialermittlung im Überblick Potenziale der Wasserkraft Die wichtigen Schritte der Potenzialermittlung Beschaffung von Datengrundlagen Hydrologische Daten Technische Daten der Anlagen und Querbauwerke Rechtliche Daten bestehender Wasserkraft Ökonomische Datengrundlagen (Stromgestehungskosten) Entwicklung von Szenarien für ökologische Restriktionen Mindestabflüsse Durchgängigkeit Berechnungsalgorithmus Plausibilisierung Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 7

8 Methodisches Vorgehen - Datengrundlagen Potenziale der Wasserkraft Kartierung und Bewertung der Querbauwerke im Neckar- Einzugsgebiet in den Jahren 2006 bis 2007 Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 8

9 Methodisches Vorgehen - Datengrundlagen Potenziale der Wasserkraft Auswertung der Triebwerksakten bei den Unteren Wasserbehörden mit Erhebung technischer Daten zu den bestehenden Wasserkraftanlagen: Nutzgefälle an der WKA, Betriebsstatus Schluckvermögen/Ausbaugrad Alter, Anzahl und Typ der Turbinen Ausgestaltung der wasserrechtlichen Erlaubnis (Befristung, Fischaufstieg, Fischabstieg, Mindestabfluss) Planungen zu Modernisierung, Aus- und Neubau Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 9

10 Methodisches Vorgehen - Datengrundlagen Potenziale der Wasserkraft Auswertung der Informationen über Stromeinspeisung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG): Ermittlung der öffentlich zugänglichen Informationen nach 15 EEG 2004 bzw. 45 ff. EEG 2009 Abfrage der EEG-Einspeisung aus Wasserkraft bei den regional zuständigen Netzbetreibern. Verknüpfung dieser Informationen mit den wasserwirtschaftlichtechnischen Informationen der Landesverwaltung Angaben zu: Leistung [kw el. ], Jahresarbeit [kwh/a], Vergütung Es konnten vor allem für die Jahre 2007 und 2008 weitgehend vollständige Informationen erhoben werden. Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 10

11 Methodisches Vorgehen - Datengrundlagen Potenziale der Wasserkraft Ermittlung hydrologischer Daten (A E0, MQ, MNQ) für ca Querbauwerke Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 11

12 Methodisches Vorgehen - Datengrundlagen Potenziale der Wasserkraft Ermittlung fischökologischer Kenngrößen und Rahmenbedingungen: Migrationsbedarf der Fischfauna Geltungsbereich des Aal-Bewirtschaftungsplans - FGE Rhein Standorte in FFH-Gebieten Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 12

13 Methodisches Vorgehen - Szenarien & Restriktionen Abschneidekriterium 1: Nur Potenziale 8 kw ( 8 1 m 1 m³/s) Abschneidekriterium 2: Nur Fallhöhen >0,30 m Entwicklung von 2 Szenarien für die Ermittlung des technischökonomisch-ökologischen Potenzials in Abstimmung mit Auftraggeber Ministerium für Umwelt, Naturschutz und Verkehr Baden-Württemberg Szenario 1: Ausschließliche Berücksichtigung des Orientierungswertes für den Mindestabfluss nach Wasserkrafterlass Baden-Württemberg (1/3 MNQ bei Ausleitungskraftwerken, 1/6 MNQ bei Flusskraftwerken) Szenario 2: Berücksichtigung spezifischer ökologischer Abflusswerte nach Wasserkrafterlass Baden-Württemberg (standardisiert) Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 13

14 Methodisches Vorgehen - Abflussszenarien für Ausleitungskraftwerke Potenziale der Wasserkraft Regelungsbauwerk Wasserkraftanlage Triebwasserkanal Ausleitungsstrecke Fischaufstiegsanlage 1 Fischaufstiegsanlage 2 Fischabstiegsanlage Bypass Szenario 1: 1/3 MNQ 0,2 m³/s 0,1 m³/s Szenario 2: 1/3 MNQ, mit Mindestwert 0,2 m³/s Nur Szenario 2 Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 14

15 Methodisches Vorgehen - Abflussszenarien für Flusskraftwerke Regelungsbauwerk Potenziale der Wasserkraft Fischabstiegsanlage Bypass 0,1 m³/s Fischaufstiegsanlage Nur Szenario 2 W asserkraftanlage Szenario 1: 1/6 MNQ Szenario 2: 1/6 MNQ mit Mindestwert 0,2 m³/s bzw. 0,4 m³/s Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 15

16 Methodisches Vorgehen - Berechnung der Potenziale 1. Bewertungsschritt Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 16

17 Methodisches Vorgehen - Berechnung der Potenziale 2. Bewertungsschritt: 1. Abschätzung Jahresarbeit und -ertrag Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 17

18 Methodisches Vorgehen - Berechnung der Potenziale 2. Bewertungsschritt: Abschätzung von Investitionsvolumen Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 18

19 Methodisches Vorgehen - Berechnung der Potenziale 2. Bewertungsschritt: Berechnung vereinfachte Amortisationszeit Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 19

20 Methodisches Vorgehen - Berechnung der Potenziale 3. Bewertungsschritt: technisch-ökonomisches-ökologisches Kurzgutachten Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 20

21 Methodisches Vorgehen - Berechnung der Potenziale 3. Bewertungsschritt: technisch-ökonomisches Kurzgutachten Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 21

22 Methodisches Vorgehen - Berechnung der Potenziale Einteilung der Potenziale in Wirtschaftlichkeitsstufen orientiert an Mischvergütungssätzen nach EEG Dynamische Gestehungskosten DGK [ /kwh] Wirtschaftlichkeitsstufe 0 DGK 0,085 A 0,085 < DGK 0,11 B 0,11 < DGK 0,175 C DGK > 0,175 D Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 22

23 Ergebnisse Bearbeitet wurden Standorte: Sohlenbauwerke Regelungsbauwerke ohne WKA bekannte Wasserkraftstandorte Theoretisches Potenzial Ohne Berücksichtigung gesetzlich vorgeschriebener ökologischer Abflüsse und Wirtschaftlichkeitsaspekten An 357 bestehenden Wasserkraftanlagen besteht ein zusätzliches Potenzial 8 kw An 275 bislang nicht genutzten Querbauwerken besteht ein theoretisches Potenzial von 8 kw Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 23

24 Ergebnisse - Kartenausschnitt Szenario 1 Szenario 2 zusätzliches technisch-ökonomisch-ökologisches Potenzial 27 MW 25 MW zusätzliches Regelarbeitsvermögen 121 GWh/a 103 GWh/a Standorte an bestehenden WKA & Querbauwerken ca. 320 & 260 ca. 260 & 230 Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 24

25 Ergebnisse - Abschätzung der Stromgestehungskosten Differenzierung des zusätzlichen Potenzials nach geschätzten Stromgestehungskosten DGK 8,5 8,5 DGK DGK 17,5 DGK > 17,5 RAV [MWh] Szenario 2 RAV [MWh] Szenario 1 RAV [MWh] Szenario 1 RAV [MWh] Szenario 2 DGK geschätzt in ct/kwh Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 25

26 Hinweis Die Potenzialstudie trifft keine Vorentscheidung über die Genehmigungsfähigkeit der Potenziale am jeweiligen Standort. Die Genehmigungsfähigkeit, wie auch die erforderlichen ökologischen Anforderungen, bleiben dem spezifischen wasserrechtlichen Verfahren vorbehalten. In dessen Rahmen können die tatsächlich realisierbaren Potenziale im Einzelfall deutlich von den in der Studie unter standardisierten Annahmen ermittelten abweichen. Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 26

27 Realisierung der Potenziale - Herausforderungen Wirtschaftlichkeit Viele Potenziale sind unter den aktuellen Vergütungsvoraussetzungen nur schwer finanzierbar. Genehmigung Aufgrund von Umständen des Einzelfalls, die in einer Studie mit landesweitem Bezug nicht geprüft werden konnten, können Planung und Genehmigung schwierig sein. Alte Rechte Es gibt zahlreiche bestehende Anlagen, deren Betreiber keine finanziellen Möglichkeiten haben, die an ihren Anlagen bestehenden Potenziale zu erschließen. Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 27

28 Realisierung der Potenziale - Fördergrundsätze kleine Wasserkraft Baden-Württemberg seit 02/ stehen derzeit knapp 7 Mio. EUR zur Verfügung Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 28

29 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Potenziale der Wasserkraft Neckarblühen Horb 2011 Kontakt Dr.-Ing. Stephan Heimerl Fichtner Water & Transportation GmbH, Stuttgart Tel: +49 (0) 163/ Dr. Stephan Heimerl, Fichtner Water & Transportation GmbH - Bonn, Folie 29

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