Druckluftspeicher. Technik-Dialog 2012 der Bundesnetzagentur Speichertechnologien Bundeskunsthalle Bonn, 16. März 2012
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1 Druckluftspeicher Technik-Dialog 2012 der Bundesnetzagentur Speichertechnologien Bundeskunsthalle Bonn, 16. März 2012 Dr. Peter Moser, Neue Technologie, RWE Power AG SEITE 1
2 Druckluftspeicher als neue Option zur Deckung des zukünftigen Speicherbedarfs > Hydraulische Pumpspeicher + hoher Wirkungsgrad (75 80%) + extrem schnelle Einsatzverfügbarkeit lange Genehmigungsverfahren begrenztes Ausbaupotenzial > Konventionelle Druckluftspeicherkraftwerke (CAES Compressed Air Energy Storage) + sichtbare Eingriffe in das Landschaftsbild gering + Einsatz in Mittel- und Norddeutschland möglich verfügbare CAES erfordern Erdgaseinsatz, damit verbunden CO 2 -Emissionen geringer Wirkungsgrad (42% und 54%) > Neu zu entwickelnde Option: Adiabater Druckluftspeicher + Wirkungsgradziel 70% (in der Nähe von Pumpspeicher) + Kein Erdgaseinsatz, keine CO 2 -Emission Pumpspeicher technisch-wirtschaftlich weiterhin 1. Wahl Adiabate Druckluftspeicher aussichtsreiche Alternative Neue Technologie erfordert Komponentenentwicklung und Demonstrationsanlage SEITE 2
3 ADELE: Beladung des Speichers Adiabate Druckluftspeicher für die Elektrizitätsversorgung P el Lufteinlass Verdichterauslass: T 620 C m p 300 kg/s Luftauslass M G Q geringe Zwischenkühlung T hot_end 620 C Wärmespeicher T cold_end = 50 C Druckluft in Kaverne: T < 50 C p bar Kaverne unabhängig voneinander wählbar Speicherkapazität Speicher- und Erzeugungsleistung Verhältnis Be-/Entladedauer Verdichtung von Luft mit möglichst geringer Zwischenkühlung Wärmespeicher speichert Verdichtungswärme zur späteren Nutzung SEITE 3
4 ADELE: Entladung des Speichers Adiabate Druckluftspeicher für die Elektrizitätsversorgung Lufteinlass Luftauslass P el M G Expansionsturbine Lufteintritt: 590 C ca kg/s Gesamtwirkungsgrad: ca. 70% Wärmespeicher Kavernenluft Kaverne Zieldaten für kommerzielle Anlage: ca. 200 MW Kompressorleistung ca. 260 MW Turbinenleistung ca. 1 2 GWh Speicherkapazität ( 4 8 Turbinen-Volllaststunden) Wärmespeicher gibt thermische Energie wieder an Druckluft ab Entspannung in einer Luftturbine ohne Erdgaszufeuerung SEITE 4
5 Einsatzfelder für Druckluftspeicher >Erhöhung des Anteils regenerativer Strombereitstellung durch Zwischenspeicherung von Sonnen- und Windstrom >Stabilisierung des Stromversorgungssystems Bereitstellung von Regelenergie Entlastung von Stromtransportnetzen Entlastung von Stromverteilnetzen Schwarzstartfähigkeit Blindleistungskompensation >Entlastung des konventionellen Kraftwerksparks Minderung von Lastspitzen, Lasttälern und Lastgradienten Vermeidung von häufigem An- und Abfahren SEITE 5
6 ADELE Standortscreening Erhebliche Potenziale in D und NL > Vielzahl von Standortoptionen für mindestens eine Anlage vom ADELE-Typ in den windreichen Regionen (Nord- und Ostseeküste, Mitteldeutschland) > In Deutschland Standorte möglich (ca. 30 GW) gut geeignet (Teufe, Mächtigkeit, Solinfrastruktur) evtl. geeignet (Teufe, Mächtigkeit, erste Informationen) > In den Niederlanden 5-10 Standorte möglich (ca. 10 GW) gut geeignet > Einige Standorte erlauben die Errichtung einer Vielzahl von Anlagen (theoretisch bis zu 50) > Keine Konkurrenzsituation bezüglich Erdgasspeicherung, CO 2 -Speicherung oder Geothermie wegen Teufenlage > Aussolung der Kaverne benötigt aber Zeit und in der Regel Zugang zum Meer Alleine in Deutschland und den Niederlanden besteht ein Potential von 40 GW für adiabate Druckluftspeicher ab 2020 SEITE 6
7 FuE-Programm ADELE Entwicklungsprogramm Adiabater Druckluftspeicher > Projektkoordination, Definition Anforderungsprofil (RWE Power) > Kompressor, Luftexpander (GE Oil & Gas) > Gesamt-Anlagenkonzept (GE GRC) > Wärmespeicher (DLR, Züblin, OIH) > Kaverne (ESK Erdgasspeicher Kalle) Budget Machbarkeit FuE-Programm ADELE Demoprojekt > Gesamtbudget ca. 12 Mio., RWE 4,9 Mio. Förderung > 50 % Förderung durch BMWi Ziel: Komponentenentwicklung und Klärung grundlegender technisch-wirtschaftlicher Fragestellungen sowie Konzeptentwicklung einer großtechnischen Demo-Anlage SEITE 7
8 Entwicklungskette FuE Engineering Demonstration: ADELE ADELE-ING ADELE-Staßfurt FuE: ADELE Genehmigung, Engineering: ADELE-ING Bau: ADELE-Staßfurt ADELE Zielgröße 260 MW, 1 GWh Einsträngige ADELE-Demonstrationsanlage knapp 90 MW, 360 MWh, Flächenbedarf ca. 4 ha 3 Turbomaschinenstränge Wärmespeicher Turbomaschinenstrang Kaverne 3 Wärmespeicher Kaverne Kaverne Die Demonstrationsanlage umfasst einen Full-Scale-Strang des späteren dreisträngigen Anlagenkonzepts SEITE 8
9 Demonstrationsprojekt ADELE-Staßfurt Kenndaten Ein Full-Scale-Strang: 90 MW el / 360 MWh Standortuntersuchungen laufen Geologie und Netzanschluss: RWE (RWE Gasspeicher GmbH) betreibt am Standort den Kavernenspeicher Staßfurt Vorhandene Kavernen im bevorzugten Teufenbereich können erweitert werden Fast 40-jährige Aussolerfahrung, umfangreiche Datenbasis zur Geologie Existierende soltechnische Infrastruktur und der Betreiber Sodawerk Staßfurt erlauben eine kontinuierliche und umweltfreundliche Solenutzung Netzknoten in erreichbarer Nähe vom Standort Als stark windgeprägte Netzregion ist Staßfurt der derzeit favorisierte Standort für ein Demonstrationsprojekt SEITE 9
10 Fazit > Massiver Ausbau von Erneuerbaren Energien und nicht bedarfsorientierter Stromerzeugung mit Kraftwärmekopplung fordert den weiträumigen Ausbau der Netze, sehr flexiblen Betrieb der konventionellen Kraftwerkskapazität, Ausbau der Elektrizitätsspeicherleistung und -kapazität. > Der Adiabate Druckluftspeicher kann nach Pumpspeichern die besten technisch-wirtschaftlichen Kennzahlen für Tagesspeicher erreichen und besitzt ein großes Potential, vor allem in Norddeutschland. > Die Entwicklung und Demonstration von ADELE ist bezüglich Gesamtanlagenkonzept und Einzelkomponenten sehr innovativ und bedarf der öffentlichen Förderung. > Marktanreize für neue Energiespeichertechnologien entstehen derzeit nicht. SEITE 10
11 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit SEITE 11
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