Wasserkraft und Wasserspeicherung

Transkript

1 Wasserkraft und Wasserspeicherung aus Sicht des Fachausschusses und der Arbeitsgruppen zur Wasserkraft Prof. Dr.-Ing. Nicole Saenger Fachgebiet Wasserbau Fachbereich Bauingenieurwesen Hochschule Darmstadt

2 Deutscher Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.v. (DWA) Die DWA repräsentiert alle in den Bereichen Abwasser, Abfall und Wasserwirtschaft tätigen Fachleute. Sie ist politisch und wirtschaftlich unabhängig. Sie behandelt technisch-wissenschaftliche Themen sowie wirtschaftliche und rechtliche Belange des Umweltschutzes Gründung ATV 1978 Gründung DVWK 2000 Fusion ATV-DVWK 2004 Umbenennung in DWA Mitglieder 119 Beschäftige ca ehrenamtliche Fachleute

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4 Veröffentlichungen und Regelwerke Erarbeitung durch Fachausschüsse und Arbeitsgruppen Standardisiertes Verfahren mit Öffentlichkeitsbeteiligung Einbringung des Regelwerkes in CEN-Gremien

5 Hauptausschuss Wasserbau und Wasserkraft Themenschwerpunkte: Flussbauliche Belange von großen Flüssen Feststoffe in Fließgewässern und Stauhaltungen Hydraulische Fragestellungen der Wasserbaupraxis Flusssperren, Staustufen, Deiche, Wehre, Talsperren Energiewirtschaft und Wasserkraftnutzung Küstenwasserbau Morphodynamik der Binnen- und Küstengewässer Dichtungssysteme im Wasserbau Durchgängigkeit von Fließgewässern

6 Ausgewählte aktuelle Regelwerke Fischaufstiegsanlagen - Bemessung, Gestaltung, Funktionskontrolle (M 232 / 1996 überarbeitet zu M 509 Gelbdruck Februar 2010, Weißdruck voraussichtlich 2012) Fischschutz- und Fischabstiegsanlagen - Bemessung, Gestaltung, Funktionskontrolle (Themen / Juli 2005) Funktionskontrolle von Fischabstiegsanlagen (Themen / April 2006) Naturnahe Sohlengleiten (Themen / Januar 2009)

7 Themen der DWA rund um die Energie Risikomanagement in Küstenregionen Planung, Bau und Betrieb von Stauanlagen Bewertung stofflicher und struktureller Einwirkungen auf Böden und Grundwasser Rechtliche Bewertung der CO-Vergärung Energie Sekundärbrennstoffe und hochkalorische Leichtfraktionen Wasserstoffbasierte Energiekonzepte, Beobachtung internationaler Forschungs- Erarbeitung M 114 Energiegewinnung aktivitäten aus Entwässerungsanlagen Beobachtung und Erfassung der Entwicklung nachwachsender Rohstoffe Integrierte Betrachtung von Stoff- und Energieströmen Berücksichtigung der VAwS-Belange bei Wassergefährdenden Stoffen

8 Fachausschuss und Arbeitsgruppen zur Wasserkraft FA-WW-5 Wasserkraft AG-WW-5.1 Wasserkraft nach EU WRR und EE AG-WW-5.2 Maritime Wasserkraft AG-WW-5.3 Pumpspeicherkraftwerke.

9 Ziele der DWA in Bezug auf Wasserkraft Wasserkraft und Ökologie / Naturschutz: eine gemeinsame Nutzung ist möglich Verständnis für ökologische Belange Akzeptanz anthropogener Nutzungen Optimierung beider Anforderungen Gemeinsame Sprache und Toleranz Die DWA möchte eine Moderationsfunktion einnehmen und mit Fachwissen zu optimierten Lösungen beitragen

10 AG WW-5.1: Wasserkraftnutzung nach EU WRR und EE (Merkblatt 528 in prep.) Titel: Wasserkraftnutzung nach EU WRR und EE 1. Anforderungen der Wasserrahmenrichtlinie 2. Bestandsaufnahme und aktueller Stand in der Wasserwirtschaft 3. Auswirkungen von Wasserkraftanlagen auf die Gewässer 4. Anlagengestaltung 5. Bewertungskriterien 6. Beispielprojekte 7. Ausblick

11 Hydromorphologische Bewertungskriterien nach EU WRR (2000) Wasserhaushalt Abfluss und Abflussdynamik, Verbindung zu Grundwasserkörpern Durchgängigkeit des Flusses Morphologische Bedingungen Tiefen- und Breitenvariation Struktur und Substrat des Flussbetts Struktur der Uferzone. Definition des guten ökologischen Zustands: "Die Werte für die biologischen Qualitätskomponenten des Oberflächengewässertyps zeigen geringe, anthropogene Verzerrungen an, weichen aber nur geringfügig von den Werten ab, die normalerweise bei Abwesenheit störender Einflüsse mit dem betreffenden Oberflächengewässertyp einhergehen."

12 UBA (FZK ) Vorhandene Wasserkraftanlagen (Anderer et al. 2010)

13 Prognose für Deutschland bis 2020

14 Erntefaktor, Jahresarbeit, Förderung Wasserkraft Photovoltaik Wind Biomasse Erntefaktor * Jahresarbeit 2009 ** [GWh] < Gezahlte Vergütung nach EEG in 2011 (Trend-Prognose)*** [mio EURO] 135 ca ca ca * Energie-Fakten e.v. (2011) ** BMU (2010) *** Leipziger Institut für Energie GmbH (2010)

15 UBA (FZK ) Vorhandene Wasserkraftanlagen (Anderer et al. 2010)

16 Potenzialstudie Ingenieurbüro Floecksmühle Technisches Potenzial [TWh] Technisches Potenzial frei fließender Strecken an großen Flüssen bei Kompletteinstau Restpotenzial (neue WKA) Zu- und Ausbau bestehender WKA Zubau an bestehenden Querbauwerken Genutztes Potenzial P > 1MW (nach Anderer et al. 2010)

17 Potenzialstudie Ingenieurbüro Floecksmühle Technisches Potenzial [TWh] Technisches Potenzial [TWh] Technisches Potenzial frei fließender Strecken kleiner und mittlerer Fließgewässer Restpotenzial (neue WKA) Ökologische Abflüsse Zu- und Ausbau bestehender WKA Genutztes Potenzial P < 1MW (nach Anderer et al. 2010)

18 Kleinwasserkraft Konverter Ossberger Turbine (Fa. Ossberger) VLH Turbine (MJ2) Archimedes Schraube (Fa. Andritz) Schachtkraftwerk (TU München) Wasserdruckmaschine (Univ. Southampton, TU Darmstadt) Wasserrad (div.)

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21 (Schneider et al. 2011)

22 Wasserdruckmaschine (Schneider et al. 2011)

23 doch wie steht es mit der Durchgängigkeit? Ossberger Turbine (Fa. Ossberger) VLH Turbine (MJ2) Archimedes Schraube (Fa. Andritz) Schachtkraftwerk (TU München) Wasserdruckmaschine (Univ. Southampton, TU Darmstadt) Wasserrad (div.)

24 AG WW-5.1: Wasserkraftnutzung nach WRR und EE (Merkblatt 528 in prep.) Titel: Wasserkraftnutzung nach EU WRR und EE 1. Anforderungen der Wasserrahmenrichtlinie 2. Bestandsaufnahme und aktueller Stand in der Wasserwirtschaft 3. Auswirkungen von Wasserkraftanlagen auf die Gewässer 4. Anlagengestaltung 5. Bewertungskriterien 6. Beispielprojekte 7. Ausblick

25 AG WW-5.2: Maritime Wasserkraft Zusammenstellung des Potenzials der maritimen Wasserkraft in der deutschen Nordsee Bewertung der Situation im Hinblick auf die Demonstration und Nutzung von Energiewandlern Definition der Anforderungen an Energiewandler Abschätzung des Exportmarktes

26 AG WW-5.3: Pumpspeicher Bestandsaufnahme unter derzeitig aktuellen Gesichtspunkten Darstellung der energiewirtschaftlichen Bedeutung Szenarien darstellen Pumpspeicher sind die derzeit flexibelste Speichertechnologie zur Bereitstellung von Regelenergie (dena 2010) Pumpspeicher sind die wirtschaftlichste Option zum Lastenausgleich im großtechnischen Bereich (dena 2010) Netzstabilität (SRU 2011)

27 Fachausschuss und Arbeitsgruppen zur Wasserkraft FA-WW 5 Wasserkraft AG-WW-5.1 Wasserkraft nach EU WRR und EE AG-WW-5.2 Maritime Wasserkraft AG-WW-5.3 Pumpspeicherkraftwerke.