Pumpspeicherwerke in Thüringen Ist-Stand und Ausblick. 12. November 2015

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1 Pumpspeicherwerke in Thüringen Ist-Stand und Ausblick 12. November 2015

2 Agenda 1 Vattenfall Wasserkraft GmbH & Co. KG 2 Energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen 3 Die neue Welt: Anforderungen an Pumpspeicherwerke 4 Deutschland braucht ausgereifte Speichersysteme 2

3 Agenda 1 Vattenfall Wasserkraft GmbH & Co. KG 2 Energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen 3 Die neue Welt: Anforderungen an Pumpspeicherwerke 4 Deutschland braucht ausgereifte Speichersysteme 3

4 Pumpspeicherwerke von Vattenfall in Deutschland Schleswig- Holstein Hamburg Schwerin Geesthacht Mecklenburg- Vorpommern PSW in Deutschland Installierte Leistung Arbeitsvermögen Vattenfall 3 GW 19 GWh davon Thüringen 1,52 GW 12,6 GWh Sonstige 4 GW 19 GWh Total 7 GW 38 GWh Bremen Niedersachsen Magdeburg Brandenburg Potsdam Berlin Sachsen- Anhalt Wendefurth Thüringen Erfurt Hohenwarte I Hohenwarte II Goldisthal Sachsen Dresden Niederwartha Markersbach Bleiloch Sonstige 4

5 Pumpspeicherwerke von Vattenfall in Thüringen PSW in Thüringen Installierte Leistung Arbeitsvermögen Bleiloch 80 MW 460 MWh Saalfeld Kaulsdorf Hohenwarte Ziegenrück Eichicht Leutenberg PSW Bleiloch Remptendorf Schleiz Saalburg Lobenstein Blankenstein Saale 5

6 Pumpspeicherwerke von Vattenfall in Thüringen PSW in Thüringen Installierte Leistung Arbeitsvermögen Hohenwarte I 64 MW 380 MWh Saalfeld Kaulsdorf PSW Hohenwarte I Hohenwarte Ziegenrück Eichicht Schleiz Leutenberg Remptendorf Saalburg Lobenstein Blankenstein Saale 6

7 Pumpspeicherwerke von Vattenfall in Thüringen PSW in Thüringen Installierte Leistung Arbeitsvermögen Hohenwarte II 320 MW MWh Saalfeld Kaulsdorf PSW Hohenwarte II Ziegenrück Eichicht Schleiz Leutenberg Remptendorf Saalburg Lobenstein Blankenstein Saale 7

8 Pumpspeicherwerke von Vattenfall in Thüringen PSW in Thüringen Installierte Leistung Arbeitsvermögen Goldisthal MW MWh PSW Goldisthal 8

9 Pumpspeicherwerke von Vattenfall in Thüringen Ehemaliges PSW in Thüringen (jetzt nur noch Laufwasserkraftwerk) Ehem. installierte Leistung Arbeitsvermögen Wisenta 6 MW 100 MWh Saalfeld Kaulsdorf Hohenwarte Ziegenrück Eichicht Leutenberg LKW Wisenta Schleiz Remptendorf Saalburg Lobenstein Blankenstein Saale 9

10 Agenda 1 Vattenfall Wasserkraft GmbH & Co. KG 2 Energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen 3 Die neue Welt: Anforderungen an Pumpspeicherwerke 4 Deutschland braucht ausgereifte Speichersysteme 10

11 Erzeugungsmix nach dem Netzentwicklungsplan Szenario B (2015) Kohle Nuklear Gas Wind Solar andere [GW] +59% % Wind Solar Installierte Nettokapazität Installierte Nettokapazität Kapazität 181 GW Last GW Kapazität 223 GW Last GW Quelle: Bundesnetzagentur [2014]: Szenariorahmen für die Netzentwicklungspläne Strom 2015 (Entwurf der ÜNB); Szenario B Die installierte Leistung an erneuerbaren Energien wird sich in den nächsten 10 Jahren nahezu verdoppeln. Der Verbrauch dagegen bleibt konstant. 11

12 Systemwechsel in der Energieversorgung Kein klassischer Betrieb (nachts Pumpen / tags Turbinieren) Gründe: Stochastisches Verhalten der höheren Einspeisung der Erneuerbaren Energien (EE) Wachsende Volatilität und Höhe der Peaks Preisspitzen in nur wenigen Stunden führen zur Unterauslastung der PSW Typische Tageslastganglinie 1990er Jahre Typische gegenwärtige Lastganglinie 12

13 Volatilität der Erneuerbaren Energien min. Leistung der EE: 0,1 GW 0,2% der Höchstlast Deutschlands 0,5% der Mindestlast Deutschlands max. Leistung der EE: 37,8 GW 47% der Höchstlast Deutschlands 100% der Mindestlast Deutschlands Quelle: 50Hertz Transmission GmbH, Amprion GmbH, TransnetBW GmbH, TenneT TSO GmbH 13

14 Herkömmliche Betriebsmodelle funktionieren nicht mehr Bisher basierte der Betrieb eines PSW auf der Ausnutzung des Spread = Differenz zwischen dem Tageshöchst- und -tiefstpreis: Entwicklung des Spread-Jahresdurchschnitts: /MWh /MWh /MWh 14

15 Flexibilität Steigende Belastungen der Betriebsmittel 15

16 Merit-Order-Auswirkung der EE Wachsende EE-Einspeisung großer Einfluss auf Großhandelspreisniveau: Netzbetreiber haben die EE-Einspeisung day-ahead oder intraday zu vermarkten (Vermarktungsgebot). Dadurch sinkt der besonders für die (nicht EEG-zertifizierten) Laufwasserkraftwerke bedeutsame EEX-Preis (Niveaueffekt): Monatsmittelwerte 16

17 Merit-Order-Auswirkung der EE EE verdrängen Kraftwerke am oberen Ende der Merit-Order Verringerung Marktpreisniveau. Beispiel der Solareinspeisung: In 2013 Preisrückgang um 14 /MWh gegenüber 2011 (Niveaueffekt) Zusätzliche Reduzierung von 5,50 /MWh durch Solareinspeisung (PV- Effekt) Quelle: BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft 17

18 Belastung durch Netznutzungsentgelte PSW Simulation Leistung max [MW] Leistung max im HLZF [MW] 200 Jahresarbeit [GWh]

19 Belastung durch Oberflächenwassernutzungsgebühr Zusätzliche Kosten für Laufwassernutzung der Saale Nutzungsgebühr [ /m³] 0,000.1 mittlerer Jahresabfluss [Mio m³ /a] 500 Ca. Jahresgebühr für alle 6 Kraftwerke [ ] Zusätzliche Kosten für Pumpspeicherbetrieb in den PSW Goldisthal und Hohenwarte II Nutzungsgebühr [ /m³] 0,000.1 Saalfeld Loquitz PSW Hohenwarte I Kaulsdorf Stausee LKW Eichicht Hohenwarte Hohenwarte Eichicht PSW Hohenwarte II Sormitz Stausee Eichicht Oberbecken Hohenwarte II Leutenberg SKW L Wisenta Stausee Walsburg LKW Burgkhammer Remptendorf Dreba Ziegenrück WKM Ziegenrück Stausee Bleiloch Stausee Wisenta Stausee Burgkhammer PSW Bleiloch Saalburg Wisenta Schleiz mittlere Jahreserzeugung [GWh /a] Fallhöhe [m] 300 Formel für Berechnung der Jahreswassermenge [m³] (lt. Gesetz) Jahreserzeugung [kwh] x / Fallhöhe [m] x 8,5 [m/s²] Lobenstein Blankenstein Saale Jahresgebühr für beide Kraftwerke [ ]

20 Agenda 1 Vattenfall Wasserkraft GmbH & Co. KG 2 Energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen 3 Die neue Welt: Anforderungen an Pumpspeicherwerke 4 Deutschland braucht ausgereifte Speichersysteme 20

21 Anforderungen an PSW in der Energiewende Vergangenheit Überwiegend feste Leistungsscheiben Klassischer Tag-/ Nacht- Betrieb Spreadvermarktung Heute Hoher Flexibilisierungsgrad Auflösung des klassischen Tag-/Nacht-Betriebs Regelleistungsvermarktung Zukunft? 21

22 EE und Netzstabilisation durch PSW am 28. März 2012 X Ausfall 380-kV-Freileitung 491/492 Am informierte 50 Hertz über eine erwartete kritische Netzsituation MW Windleistung wurden bei einer installierten Leistung von MW erwartet. Kritische Netzsituation durch Ausfall der 380-kV- Freileitung Wolmirstedt Helmstedt ( : :05) infolge hoher Windeinspeisung und Außerbetriebnahme des KKW Brokdorf Vor allem die PSW Markersbach und Goldisthal trugen durch Pump- und Turbinenbetrieb zur Netzstabilisation bei (Laständerung von MW in weniger als 10 Minuten) 22

23 Flexibilität der PSWs zur Sonnenfinsternis am Einspeiseänderungen Solarenergie erwartet: 13 bis 19 GW frühzeitig Abstimmung zwischen Kraftwerksund Netzbetreibern Hohe Flexibilität der PSWs (kurze Anfahrzeiten, Systemdienstleistng.) nutzen Stillstandsgeschehen optimiert: Verschiebung von Stillständen (z.b. im PSW Goldisthal) Keine Tagesstillstände Zusätzliche Bereitstellung von Systemdienstleistungen. 23

24 Energiewende: PSW zur Verbesserung der Systemstabilität PSW Geesthacht PSPP Markersbach PSW Markersbach PSW Goldisthal Quelle: 50Hertz Transmission GmbH 24

25 Agenda 1 Vattenfall Wasserkraft GmbH & Co. KG 2 Energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen 3 Die neue Welt: Anforderungen an Pumpspeicherwerke 4 Deutschland braucht ausgereifte Speichersysteme 25

26 Energiewende: Herausforderung in der Zukunft Weiterer Ausbau EE: Bereitstellung und verstärkter Einsatz von Speichern mit systemdienlichen Eigenschaften PSW bieten schon heute Flexibilität und Speicher Andere Speichertechnologien: nur in kleinem Umfang vorhanden und benötigen F&E Verbesserung der Rahmenbedingungen für PSW: - PSW sind wirtschaftlich unter Druck - Energiewirtschaftliche Bedeutung der PSW muss berücksichtigt werden - Neues Marktdesign: notwendige Flexibilität muss wirtschaftlich sein - Verlässliche Rahmenbedingungen für Erhalt und Ausbau von Energiespeichern Ein erster wichtiger Schritt wäre die Abschaffung der Letztverbraucherabgaben für PSW im EnWG 26

27 Energiewende: Herausforderung in der Zukunft Ergänzung: 3 potentielle PSW an bestehenden Talsperren Quelle: HPI Pumpspeicherkataster Thüringen 27

28 Pumpspeicherwerke: (fast) Alleskönner Netzstabilisierung durch Bereitstellung von Systemdienstleistungen - Primärregelleistung, Sekundärregelleistung, Minutenreserveleistung - Blindleistungsbereitstellung Netzwiederaufbau - Durch ihre Schwarzstartfähigkeit sind PSW ein wichtiges Element für den Netzwiederaufbau Flexibilität: Ausgleichsfunktion im Stromerzeugungssystem - Integration der fluktuierenden Einspeisung der EE Reduzierung der Abregelung von EE - Gespeicherte Energie in Schwachlastzeiten steht für einen späteren Zeitpunkt der Hochlast zur Verfügung - Glättung der Residuallast - Redispatch (Eingriffe in die Erzeugungsleistung von Kraftwerken) verringern Quelle: Bundesnetzagentur 28

29 Die Zukunft hat viele Namen: Für Schwache ist sie das Unerreichbare, für die Furchtsamen das Unbekannte, für die Mutigen die Chance. Victor Hugo (franz. Schriftsteller ) Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!