Die Bedeutung von Pumpspeicherwerken für die Energiewende am Beispiel der Schluchseewerk AG

Transkript

1 Tagung Unkonventionelle Pumpspeicher Energieforschungszentrum Niedersachen, Goslar, 21./ Die Bedeutung von Pumpspeicherwerken für die Energiewende am Beispiel der Schluchseewerk AG

2 Gliederung Vorstellung des Unternehmens Kraftwerksbetrieb Energiewende und Pumpspeicherwerke Neue Konzession Kraftwerk Häusern Neubauprojekt Atdorf

3 Schluchseewerk AG Joint-Venture der Energieversorger EnBW und RWE Betreiber von fünf Pumpspeicherkraftwerken und des Rheinkraftwerks Albbruck - Dogern Erfahrung in Bau und Betrieb von Pumpspeicherkraftwerken und Talsperren seit 1928 Im Südschwarzwald verwurzeltes Unternehmen Sichere und attraktive Arbeitsplätze für mehr als 350 Mitarbeiter 27 Ausbildungsplätze

4 Übersichtsplan

5 Leistungen der Kraftwerke MW Generatorbetrieb 910 WG- Hotzenwald Häusern Witznau Waldshut Säckingen Wehr Gesamt WG- Schluchsee WG- Schluchsee Verfügbares Regelband: 3324 MW Pumpbetrieb WG- Hotzenwald

6 PSW Häusern 4 vertikale Maschinensätze (Turbine, 2-stufige Pumpe mit Wandler, Motorgenerator) Generatorbetrieb 4 x 35 MW Pumpbetrieb 4 x 25 MW, 4 x 10 m 3 /s Inbetriebnahme 1931

7 PSW Wehr: Schematische Darstellung

8 PSW Wehr: Maschinensatz Generator Kupplung Wandler Pumpe Turbine TUKS PUKS PUKS

9 PSW Wehr: Betriebsübergangszeiten

10 Bau des PSW Häusern 1930: Trafotransport am Schluchsee

11 Kraftwerkseinsatz

12 Hz MW Stromausfall in Italien am , 03:25 Uhr Frequenz / Pumpleistung Frequenz/Pumpleistung 50,30 50,25 50,20 Frequenz SS B Pumpleistung , , , , , , ,85 3:16 3:18 3:20 3:22 3:24 3:26 3:28 3:30 3:32 3:34 3:36 3:38 3:40 3:42 3:44 800

13 kv Mvar Stromausfall in Italien am , 03:25 Uhr Spannung / kapazitive Blindleistung Spannung/kapazitive Blindleistung Spannung SS B Blindleistung :16 3:18 3:20 3:22 3:24 3:26 3:28 3:30 3:32 3:34 3:36 3:38 3:40 3:42 3:44 0

14 Herausforderungen und Lösungen Herausforderungen Steigende fluktuierende Einspeisung Prognoseungenauigkeit Hohe Lastgradienten Anteil konvent. Kraftwerke an Erzeugung sinkt Lösungen Netzausbau Flexible Kraftwerke Demand Side Management Energiespeicher

15 PSW Deutschland Wirkungsgrad (%) Adiabate Druckluftspeicher PSW Skandinavien Power to Gas Batterien Batterien Stromspeichertechnologien PSW: + weltweit einzige großtechnische Stromspeichertechnologie + Jahrzehntelang und weltweit bewährt + Höchste Effizienz großtechnischer Anlagen + kostengünstigste Speichertechnologie + Höchste Systemqualität + Ausbaupotenzial vorhanden - Natureingriffe (Adiabate) Druckluftspeicher: + weltweit 2 diabate Anlagen in Betrieb + relativ kostengünstig + relativ hoher Wirkungsgrad - noch keine adiabate Anlage gebaut - Standortkonkurrenz für Salzkavernen (Gas- und CO2-Speicherung) Power to Gas: + Potenzial für Langzeitspeicher - relativ hohe Kosten - geringer Wirkungsgrad - noch in der Entwicklungsphase E-Mobility: + relativ hoher Wirkungsgrad - begrenztes Ausbaupotenzial - hohe Kosten für Infrastrukturausbau - Batterieabnutzung - Verbraucherakzeptanz - noch in der Entwicklungsphase Batterien: + kurze Reaktionszeit + hoher Wirkungsgrad - begrenzte Anzahl von Lastzyklen - bisher keine großtechnische Anwendung Technologie Quelle: NABU Quelle: BDEW / dena

16 Pumpspeicherwerke Pumpspeichertechnologie ist die derzeit effizienteste Speichertechnologie Wirkungsgrad (%) PSW Wirkungsgrad Batterie Druckluftspeicher H2- Speicher PSW haben hohen Wirkungsgrad PSW haben lange Lebensdauer bei niedrigen Kosten der Speicherung PSW haben die geringsten Vollkosten Spezifische Vollkosten der Speicherung Aber: Vollkosten ( /MWh) PSW Druckluftspeicher H2- Speicher Batterie (RFB) PSW benötigen hohe Investitionskosten PSW brauchen deshalb lange Amortisationszeiträume

17 Speicherausbau Für die Netzstabilität und zum Lastausgleich sind Energiespeicher notwendig Regelenergie und Systemdienstleistungen Ziel: Netzstabilität Speicherung von Energie und Lastausgleich Ziel: Ausgleich von Nachfrageschwankungen Kurzfristig Langfristig Pumpspeicher Druckluftspeicher Batterie Wasserstoffspeicher

18 Schluchseegruppe Schluchseegruppe gesamt 470 MW 100 MW 220 MW 150 MW Speicherinhalt 133 GWh

19 WRRL vs. Energiewende Gewässerökologie Restwasser Durchgängigkeit Verbesserungsgebot nach WRRL Energiewende / Klimaschutz Beitrag Wasserkraft zur EE-Erzeugung Nutzung Zuflüsse über 600 m Fallhöhe (Schluchsee Rhein) Speicher zur Integration EE

20 Zeitplan Behörden -abstimmung & Vorbereitung Umweltuntersuchungen Technische Planung Bewilligungsverfahren Vorbereitung von Maßnahmen /Auflagen Umsetzung von Maßnahmen/ Auflagen Vorbereitung Bewilligungsverfahren Scoping Einreichung Bewilligung Weiterbetrieb Stand Jan 2013

21 Herausragend: Der Standort Atdorf Vieles spricht für PSW. Alles spricht für Atdorf: große Fallhöhe: große Leistung: großes Speichervolumen: optimale Geologie: 600 m MW 13 GWh Gneise/Granit Und zudem: keine Besiedelung im Baufeldbereich keine neue Freileitungstrasse notwendig Kraftwerksgelände eines vorhandenen Standorts kann genutzt werden

22 Visualisierung Hornbergbecken II

23 Atdorf Status Quo Zeitschiene Raumordnungsbeschluss Runder Tisch Planfeststellung Unterlagen eingereicht Planfeststellungsbeschluss voraussichtlich 2015 Inbetriebnahme nach 2022 Wirtschaftliche Situation Vorlaufkosten rund 4 % derzeit erwartete Projektkosten rund 1,6 Mrd.

24 Zuspruch für Atdorf Vier besondere Meilensteine für Transparenz und Akzeptanz 1. Schritt: Ökologische Begleitgruppe bislang 25 Sitzungen mit maßgeblichen Stakeholdern 2. Schritt: Info-Events Moderation des Öko-Instituts für Bürger und Interessengruppen 3. Schritt: Runder Tisch Start im Juni 2011, Abschluss im Januar 2012, Teilnehmer aus Schlüsselpositionen (regional und landesweit) 4. Schritt: Anwohnerinfo zu Planfeststellungsunterlagen 18 Veranstaltungen für direkt betroffene Anwohner Juni - November 2013 Ergebnis: ständig wachsende Akzeptanz und Zustimmung

25 PSW Atdorf: Längsschnitt 2 Druckschächte L = 720 m, DI 4,8 m Wasserschloss, mit Ober- und Unterkammer, Steigschacht Maschinen- und Trafokaverne UW-Stollen, 8,5 km, DI 9,2 m

26 PSW Atdorf Untertagebauwerke 2 Druckschächte L = 720 m, DI 4,8 m Zufahrtsstollen mit Fluchtstollen Maschinen- und Trafokaverne Energieableitungs-Stollen, UW-Stollen, 8,5 km, DI 9,2 m Wasserschloss, mit Ober- und Unterkammer, Steigschacht

27 Querschnitt Maschinenkaverne

28 Dimensionen Wasserschloss Obere Kammer Länge: 2 x 279 m Volumen: ca m³ Steigschacht Höhe: 86 m Durchmesser: 13 m Untere Kammer Länge: 2 x 258 m Volumen: ca m³ UW-Stollen

29 Physikalisches Modell

30 Lösungsansatz Doppelanschluss

31 Wirtschaftlichkeit Thesen Die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für Speicher haben sich dramatisch verschlechtert. Der rasante Ausbau der Photovoltaik führt zu einem stark schrumpfenden Spread zwischen Peak und Off-Peak. Die Realisierung der geplanten Neubauten von PSW ist mehr als fraglich. Auch Projekte in den Nachbarstaaten geraten in Diskussion. Selbst Bestandsspeicher stehen unter erheblichem wirtschaftlichen Druck. Kurzfristige politische Lösungen sind nicht zu erwarten, Lösungsansätze bei neuem Marktdesign mit Kapazitätsmechanismen vermutlich erst ab 2020 denkbar. Kein Abgleich zwischen Bedarfszeitpunkt und Bauzeiten für neue Speicher. Netzentgeltbefreiung ( 118 EnWG) würde Bestandsspeichern helfen.

32 Herausforderungen bei Neubauprojekten Energiewirtschaftliche Notwendigkeit Öffentliche Aktzeptanz Genehmigungsverfahren Technische Lösungen Wirtschaftlichkeit

33 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit