Revitalisierung wie geht s, wem nützt s? DI Christoph ASTE, MSc

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1 Revitalisierung wie geht s, wem nützt s? DI Christoph ASTE, MSc

2 .

3 Betreiber KW Rudolfschacht

4 Entwicklung Kleinwasserkraft 34% der Anlagen sind älter als 60 Jahre Das Kärntner Wasserbuch kennt 817 Anlagen 10% der Stromproduktion aus Wasserkraft stammen aus KWKW Reduktion von 3,8 Mio.t CO2

5 Definition Revitalisierung Investitionen in Kleinwasserkraftanlagen zur Erhöhung der Engpassleistung oder Erhöhung des Regelarbeitsvermögens um mindestens 15% Weiterverwendung von mind. zwei der wesentlichen Anlagenteile: Turbine Wasserfassung Druckleitung Triebwasserkanal Krafthaus Wehranlage

6 Revitalisierungsmaßnahmen Technisch: Wasserstandsregelung bzw. Stauzielerhöhung Automatisierung und Fernüberwachung Erneuerung der elektromaschinellen Ausrüstung, Turbinentausch Behebung von Wasserverlusten durch Schäden, z. B. an der Wehranlage, Maßnahmen an der Rechenanlage Anschluss an das öffentliche Netz Fallhöhe wiederherstellen, Reduktion von Druckrohrverlusten Wiederherstellung Konsenswassermenge Vergrößerung der Fallhöhe Vergrößerung des Ausbauwassermenge Ökologisch: Fischaufstiegshilfen Restwasserdotation Rückstauraum und Sedimenttransport

7 KW Payr Tiebel/Feldkirchen Stufe I: 1 Francis-Schachtturbine Bj 1931 Stufe II: 1 Francis-Spiralturbine Bj 1907 Sanierungsmaßnahmen: Instandhaltungsmaßnahmen an Wehr, Schützentafeln und Ausleitungsgerinne Ersatz bestehendes Druckrohr durch GFK-Rohr ab Wasserschloss Sanierung Turbinen, Wellenlager und Absperrorgan Austausch Generator durch Asynchronmotor Hydraulikeinheit für Verstellung Leitapparat Sanierung Feinrechen Elektronische Ausrüstung für Turbinenregler mit Pegelaufnehmer Neues Turbinenleitsystem Steigerung des Regelarbeitsvermögens beider Stufen um 39,6 %.

8 Erneuerung Turbinenregler

9 Erneuerung Lagerung

10 Lagerung/Temperaturüberwachung

11 Sanierung Kraftübertragung

12 Automatisation

13 Abdichtung Wehrschütz

14 Stauzielerhöhung

15 Abdichtung Ausleitungsstrecke

16 Rechenerneuerung

17 KW Benediktinerstift Lavant/St.Paul vertikale Francis-Schachtturbine Bj 1949 Sanierungsmaßnahmen: Erhöhung des Nutzgefälles o Sanierung der Decke der Turbinenkammer o Sanierung der Saugrohroberfläche o Räumung des Unterwasserkanals von angelandetem Material im Auslaufbereich des Kraftwerkes Sanierung der elektromaschinellen Ausrüstung o Generalsanierung der Francisturbine samt Welle Lagerung und Getriebe o Generatorinspektion und reinigung des Generators Steigerung der jährlichen Energieproduktion um 16,1%

18 Fischaufstieg

19 Erhöhung des Regelarbeitsvermögens Feststellung des tatsächlichen Regelarbeitsvermögens Leistungserhöhung durch mehr Nettofallhöhe höhere Wassermenge Verbesserung der Wirkungsgrade Betriebsstundenerhöhung bessere Nutzung weniger Ausfalls-und Stehzeiten geringere Wartungsstillstände Einfache Beispiele: Wehrsanierung (ev.stauzielerhöhung) bzw. Sanierung der Einlaufschützen Reinigung des Staubereichs Einbau Feinrechen und Verbesserung der Automatisierung Unterwasserabfluss verbessern, Anlandungen ausbaggern Austausch von veralteten elektromaschinellen Kraftwerkskomponenten Automatisierung durch Leit- und Regelungstechnik Modernisierung des Netzeinspeisung / Netzparallelbetrieb

20 Hydraulischer Wirkungsgrad

21 Beispiel: RAV-Erhöhung um 30%

22 RAV vor Revitalisierung MAX Abfluss [l/s] , , , , , , , , , , , ,0 Überschreitungstage [d] 30,5 60,5 91,0 121,5 152,0 182,5 213,0 243,5 274,0 304,5 335,0 365,0 Frachten (Rohdaten) [m 3 ] Frachten (angepasst) [m 3 ] Abfluss (angepasst) [l/s] Dotationswassermenge [l/s] Wirkungsgrad Turbine+Getriebe ŋ 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,79 0,79 Wirkungsgrad Generator ŋ 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 Wirkungsgrad Gesamt ŋ 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,65 0,65 Saugrohrdurchmesser [mm] 1900 EINGABEDATEN Jährliches Mittelwasser [l/s] 9800,0 Jahreswasserfracht soll m 3 Ausbauwassermenge [l/s] 10840,0 ist m 3 Saugrohrlänge [m] 5,3 Wasserverluste Rohfallhöhe [m] 2,1 Q DO T, M I N 100 l/s Rauhigkeit [ks] [m] 0,0030 Q DO T,M A X 100 l/s Viskosität [n] 1,42E-06 Verluste [i] 3,48E-01 Rechenverlust MIN MAX Nutzwasser [l/s] Überwasser [l/s] Rohfallhöhe [m] 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 Druckverlust [m] 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Druckhöhe [m] 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 Leistung [kw] RAV [kwh] MIN Jahresarbeitsvermögen (gerundet) [MWh/a] asteenergy

23 RAV nach Vitalisierung MAX Abfluss [l/s] , , , , , , , , , , , ,0 Überschreitungstage [d] 30,5 60,5 91,0 121,5 152,0 182,5 213,0 243,5 274,0 304,5 335,0 365,0 Frachten (Rohdaten) [m 3 ] Frachten (angepasst) [m 3 ] Abfluss (angepasst) [l/s] Dotationswassermenge [l/s] Wirkungsgrad Turbine+Getriebe ŋ 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 Wirkungsgrad Generator ŋ 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 0,94 Wirkungsgrad Gesamt ŋ 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79 0,79 Saugrohrdurchmesser [mm] 1900 EINGABEDATEN Jährliches Mittelwasser [l/s] 10250,0 Jahreswasserfracht soll m 3 Ausbauwassermenge [l/s] 10840,0 ist m 3 Saugrohrlänge [m] 5,3 Wasserverluste Rohfallhöhe [m] 2,1 Q DO T, M I N 100 l/s Rauhigkeit [ks] [m] 0,0010 Q DO T,M A X 100 l/s Viskosität [n] 1,42E-06 Verluste [i] 2,00E-01 Rechenverlust MIN MAX Nutzwasser [l/s] Überwasser [l/s] Rohfallhöhe [m] 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 Druckverlust [m] 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 Druckhöhe [m] 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 2,0 2,0 2,0 2,0 Leistung [kw] RAV [kwh] MIN Jahresarbeitsvermögen (gerundet) [MWh/a] asteenergy

24 Beispiel: Erhöhung RAV um 30%

25 Revitalisierung und Wasserrecht Technische Novelle des WRG im Jahr 2011 ( 115) => Effizienzsteigerungen im Anzeigeverfahren möglich wenn: keine Änderung von Art & Maß der Wasserbenutzung keine Auswirkung auf Restwasserstrecke, Unterliegerstrecke oder Stauziel, keine Beeinträchtigung von fremden Rechten oder von öffentlichem Interessen die Umsetzung des NGP nicht erschwert wird. Wasserrechtliche Bewilligung notwendig, wenn sich die Konsensdaten ändern (z.b. Maß der Wasserbenutzung, Zweck der Anlage, Ausbaudurchfluss, Fallhöhe)

26 Wirtschaftliche Aspekte Energieverwendung: vollständige Verwendung als Eigenbedarf teilweise Eigenbedarf, Einspeisung des Überschusses ins Netz vollständige Einspeisung ins öffentliche Netz andere Verwendung, wie z.b. Partnerschaften, Direktvermarktung Anschlusspflicht und Abnahmepflicht technische Anschlussbedingungen Einspeisetarife (Tarifstruktur und höhe, Musterkalkulation) Abschätzung der gesamten Investitionskosten für eine exakte Kalkulation Erwartete Produktionsmengen/-steigerung Erwartete Einbußen durch ökologische Erfordernisse Erwartete Einnahmen Stromverkauf Förderungen

27 Strompreisentwicklung

28 Tarifförderung ÖMAG Erhöhung der Engpassleistung oder des Regelarbeitsvermögens um mindestens 15% bis max. 2 MW Fördereinspeisetarife 2015: für die ersten kwh... 8,10 Cent/kWh für die nächsten kwh... 5,91 Cent/kWh für die nächsten kwh.. 5,12 Cent/kWh für die nächsten kwh.. 3,73 Cent/kWh

29 Ökostromtarife Kleinwasserkraft

30 Ökostromvergütung 2014

31 Investitionsförderung ÖMAG Erhöhung der Engpassleistung oder des Regelarbeitsvermögens um mindestens 15%

32 Statistik Investitionsförderung /kw Steigerung Engpassleistung

33 Förderablauf Antragstellung bei der OeMAG (inkl. aller Genehmigungsbescheide) Übermittlung eines technischen Berichtes, welcher die geplanten Maßnahmen erläutert Prüfung des technischen Berichts durch OeMAG Zuweisung des frei verfügbaren Förderkontingents Förderzusage in Form des Vertrages über die Abnahme und Vergütung von Ökostrom Bau und Inbetriebnahme der Revitalisierung innerhalb von 36 Monaten ab Vertragsunterzeichnungsdatum der OeMAG-Vorstände Meldung der Revitalisierung durch den Netzbetreiber an die OeMAG Übermittlung eines technischen Gutachtens an die OeMAG Tariflaufzeit 13 Jahre ab Inbetriebnahme der Anlage

34 Förderung KPC Zur Reduktion der hydromorphologischen Belastungen Maßnahmen zur Verbesserung der Durchgängigkeit Fischaufstiegshilfen Entfernen des Querbauwerks Umbau zu aufgelöster Rampe Wiederherstellung naturnaher Mündungsbereiche Maßnahmen zur Minderung der Auswirkungen von Ausleitungen Gestaltungsmaßnahmen zur Habitatverbesserung mit ökologischen Mindestabflusses Maßnahmen zur Verminderung der Auswirkungen von Rückstau Gestaltung/Strukturierung Stauwurzel und der Ufer im Stauraum Verringerung Stauziel, Leitwerke und Buhnen, Nebengewässervernetzung Maßnahmen zur Verminderung der Auswirkungen von Schwall Maßnahmen zur Restrukturierung Auanbindung, Initialmaßnahmen zur dynamischen Eigenentwicklung zu morphologischem Flusstyp Strukturierung im bestehenden Abflussprofil Wiederherstellung der natürlichen Sohle ingenieurbiologische Uferstrukturierung

35 Planungsförderung Land Kärnten Förderung der Modernisierungsplanung für Kleinwasserkraftwerke bis 1 MW Regelarbeitsvermögen +mindestens 15% Mögliche Maßnahmen zur Modernisierung, Wiedererrichtung oder Erweiterung Wirtschaftlichkeitsabschätzung und Anwendung neuer Technologien im Bereich Kraftwerksbau, Regelungstechnik Vorschläge zur ökologischen Verbesserung (z.b. Fischaufstiegshilfe) Vorschläge zur Verbesserung der Umweltsituation (Lärm) Information zum Ökostromgesetz (Förderungsmöglichkeit) ACHTUNG max. 50 Projektstudien förderbar Förderungssatz beträgt 50-90% der Beratungskosten pro Kraftwerksstandort mit max

36 Potential Revitalisierung generelle Erfahrungswerte für die Leistungssteigerung je nach Zustand der Anlage: 8-45 % durchschnittliche Leistungssteigerung aus 14 Anlagen: 19 %

37 Potential Hermagor Im Bezirk Hermagor +12% über alle bestehenden Anlagen Revitalisierung mit einer Leistungssteigerung von derzeit 10,7 MW auf etwa 12 MW. Damit würde eine jährliche Energiemenge von rund 57,5 GWh/a produziert werden. Damit würden rund 6 GWh/a Strom im Bezirk Hermagor zusätzlich produziert werden können.

38 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt

39 Effizienz von Turbinen Source: ESHA 2004

40 Stromeinspeisung

41 Kraftwerk Weidenburg Turbinentyp: Ausführungsort: Auftraggeber: Fallhöhe: Wassermenge: Leistung: Peltonturbine Kraftwerk Weidenburg Hasslacher Holzwerke GmbH 270 m 160 l/s Ca. 420 kw

42 Kraftwerk Dielenbach Turbinentyp: Peltonturbine Ausführungsort: Kraftwerk Dielenbach 1 E-Werk Dielenbach Auftraggeber: Stein 9772 Dielenbach

43 Kraftwerk Rausch Turbinentyp: Ausführungsort: Auftraggeber: Fallhöhe: Wassermenge: Leistung: Peltonturbine Kraftwerk Rausch Dir. Helmut Rausch 331 m 100 l/s 280 kw

44 Kraftwerk Wietersdorfer Turbinentyp: Francisturbine Ausführungs-ort: Kraftwerk 4 Maschine 1 Auftraggeber: Knoch, Kern & Co KG Fallhöhe: 53,5 m Wassermenge: 2,3 m3/s Leistung: 1115 kw

45 Kraftwerk Grünburg Turbinentyp: Ausführungsort: Auftraggeber: Leistung: Francisturbine Kraftwerk Grünburg M2 Hasslacher GmbH ca. 160 kw

46 Kraftwerk Brückl Generalsanierung der Anlage besondere Turbinentyp Stirnkesselturbinen Einsatz neuartiger Beschichtungstechnologie, neue Welle Hinweis auf das Baujahr seit 1908 im Einsatz!!!! Mehr als 100 Jahre!!! Turbinentyp: Ausführungsort: Auftraggeber: Fallhöhe: Wassermenge: Leistung: Francisturbine Kraftwerk Brückl Donau Chemie AG 13 m 8,75 m3/s 845 kw

47 Kraftwerk Hirt Turbinentyp: Kaplanturbine Ausführungsort: Kraftwerk Hirt 1 Auftraggeber: Brauerei Hirt Gesellschaft m.b.h. Fallhöhe: Wassermenge: Leistung: 2,1 m 4 m3/s 68 kw