Energiekreislauf in Verbindung von alter Technik mit neuen Ideen

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1 Energiekreislauf in Verbindung von alter Technik mit neuen Ideen Kolloquium Energie & Rohstoffe Werkstattgespräche Referent: Albert Schicketanz Goslar den Seite 1/16

2 Inhalt - Rollenverteilung in der elektrischen Energieversorgung - Systeme zur Energiewandlung - Struktur einer Lastganglinie - Verteilung der Primärenergieträger - Zukunft der deutschen Stromerzeugung - Stromerzeugung der EU 25 - Statistiken und Prognosen - Ein Lösungsansatz - Grundprinzip eines Pumpspeicherkraftwerkes - Lösung mit einer Peltonturbine - Technische Grunddaten zu unserer Modellanlage - Schluss Seite 2/16

3 Rollenverteilung in der elektrischen Energieversorgung Händler Erzeuger Betreiber Großkraftwerke Kraftwerkeinsatzplanung ÜNB VNB Netzbetreiber ÜNB VNB Kunde Netz Schnittstellen zum europäischen Verbundnetz - Laststeuerung - Netzbetrieb (Stabilität) - Regelenergiesteuerung Kunde Einspeiser nach EEG und KWKG Seite 3/16

4 Systeme zur Energiewandlung Kraftwerke Betriebsarten Thermische Kraftwerke Regelbereich Kernenergie Grundlast Braunkohlekraftwerke Grundlast Steinkohlekraftwerke Grundlast Mittellast Ölkraftwerke Mittellast Spitzenlast Gaskraftwerke Spitzenlast Müllkraftwerke Mittellast Heizkraftwerke (wärmegeführt) Mittellast Blockheizkraftwerke Saisonlast Regenerative Kraftwerke Laufwasserkraftwerke Grundlast Speicherkraftwerke Mittellast Spitzenlast Pumpspeicherkraftwerk Spitzenlast Windkraftwerke Saisonlast Voltaikkraftwerke Saisonlast Geothermiekraftwerke Grundlast Saisonlast heißt, dass diese Leistung in einer Einsatzplanung schwer zu erfassen ist. Die Leistung steht zur Verfügung, wenn der Einspeiser es will oder die Primärenergie zur Verfügung steht. Seite 4/16

5 Struktur einer Lastganglinie Spitzenlast geregelt Saisonlast Mittellast geregelt Grundlast frei gewählte Datenstruktur Seite 5/16

6 Verteilung der Primärenergieträger / Stand 2008 soll bis % betragen 8 % 5 % 5 % 30% 2030 auf Null % beschlossener Atomausstieg 3 % 30 % Kernernergie Braunkohle Steinkohle Öl Gas 22 % Wasser Wind/Sonne 27 % Es sollen keine weiteren Kohlekraftwerke mehr gebaut werden? Seite 6/16

7 Zukunft der deutschen Stromerzeugung Seite 7/16

8 Zukunft der deutschen Stromerzeugung Installierte Leistung in GW Seite 8/16

9 Stromerzeugung der EU 25: 2000 ist und 2020 erwartet Seite 9/16

10 So viel zu den Statistiken und Prognosen. Die Aufgabe: Um den Klimawandel zu verlangsamen bzw. den CO 2 -Ausstoß zu verringern, können wir nur auf den Ausbau der regenerativen Primärenergieträger setzen. Die Windkraft steht hierbei an vorderster Stelle. Die Forderung: Wir wollen, dass die Versorgung mit elektrischer Energie permanent zur Verfügung steht. Die bei der Windkraft gewandelte Energie kann leider nicht bedarfsgerecht eingespeist werden. Hier wechseln sehr schnell die Phasen von Maximal- und Minimaldarbietung der Energie. Ein Lösungsziel: Das Ziel muss sein, die Einspeisung der Windenergie mehr und mehr zu Vergleichmäßigen. Die Energie muss deshalb besser speicherbar werden. Pumpspeicherkraftwerke bieten als einzige Energieanlagen die Möglichkeit, Elektrizität wirtschaftlich und in nennenswertem Umfang mit Hilfe potentieller Energie (Speicherwasser) zu speichern. Nur, wo wollen wir solche Anlagen bauen? Der Landschaftsvorrat für solche Projekte ist in Deutschland fast aufgebraucht. Viele Flächen sind heute in Schutzgebiete eingebunden und damit schwer antastbar. Wenn also keine Möglichkeit besteht, Pumpspeicherkraftwerke über Tage zu bauen, warum denn nicht Untertage? Hier bieten sich alte, stillgelegte bzw. zur Stilllegung vorbereitete Anlagen an, diese mit einer neuen Aufgabe wieder anzufahren. Eine weitere Möglichkeit wäre die Speicherung über Druckluftkavernen. Leider werden hier mögliche Lagerstätten schon zum großen Teil von Erdgasspeichern beansprucht. Ein vor einem Jahr aufgesetztes Projekt der TU Clausthal soll die Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit eines Kavernen-Pumpspeicherkraftwerkes untersuchen. Seite 10/16

11 Ein Lösungsansatz? Artikel aus Seesener Beobachter 134. Jahrgang / Ausgabe Nr. 185 vom 11. August 2009 Seite 11/16

12 Grundprinzip eines Pumpspeicherkraftwerkes Oberwasserbecken Zulauf 80 m Näherungsweise Berechnung bei einem Wirkungsgrad von ca. 70 % (g ρ η 7 kn /m³) m³ 80 m 80 m P(MW) = Q(m³/s) x h(m) x 7kN/m³ x10-3 Druckrohrleitung 300 m Turbine mit Generator oder Motor mit Pumpe T-G Unterwasserbecken Überlauf 80 m m³ 80 m 80 m Anlagen vorhanden Seite 12/16

13 Lösung mit einer Peltonturbine KKW/WKW - Grundlast AKW - Grundlast Fallrohr Düse an der Turbine Seite 13/16

14 Technische Grunddaten zu unserer Modellanlage Angaben Volumen Kavernenspeicher V Fallhöhe Einheit m³ m³ Größe ,00 300,00 Annahmen Betriebszeit Generatoren Fließgeschwindigkeit Anzahl Fallrohre Einheit h m/s St Größe 8,00 2,00 4 Berechnung Durchfluss Fallrohrdurchmesser Austrittsgeschwindigkeit Düse Durchmesser Düse Pelton- Turbine Hydraulische Leistung (Näherung) Einheit m³/s mm m/s mm MW Größe 17,36 831,13 75,19 135,56 41,67 Seite 14/16

15 Projektidee Pumpspeicherkraftwerk Bremketal Oberwasserbecken Unterwasserbecken Prinzenteich 540m NN Neubau 260m NN Rohrstrecke ca. 3,5km Rohrleitung Oberirdisch oder Wasserstollen Kraftwerk als Kaverne Wasserkraftanlagen unterliegen einem Privilegierten Baurecht Seite 15/16

16 Seite 16/16 Danke für Ihre Aufmerksamkeit

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