Kosten und Wert von CSP Solarstrom

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1 DLR.de Folie 1 Kosten und Wert von CSP Solarstrom Robert Pitz-Paal, Institut für Solarforschung

2 DLR.de Folie 2 Weltweiter CSP Markt

3 DLR.de Folie 3 Lieferanteile Deutscher Unternehmen Beispiel Andasol 3, Spain 50 MW; 6 h Speicher Total Invest ca. 285 m 40 deutsche Unternehmen beteiligt mit einem Gesamtvolumen von ca. 85 Mio. ~20% Andasol 2 Andasol 3 Andasol 1 ~80% 15% power block storage other solar field 100% mirrors receivers heat transfer system electronik heat transfer medium foundations others pylons steel construction ~80% ~70% thereof German share

4 DLR.de Folie 4 Lieferanteile Deutscher Unternehmen Beispiel Noor I, Marokko 160 MW, 3 h Speicher 40% des EPC von deutschen Unternehmen geliefert Noor I ~50% ~15% ~35% ~60% I&C and electrical system Storage Other Power block & BOP ~40% Solar Field ~30% Ouarzarzate Solar Complex Schott Receiver tubes Siemens Turbine BASF Salt FLABEG Mirrors Alstom HV busbars ABB Circuit breaker KSB Pumps MunichRe Insurance Flowserve Pumps and valves Schneider Solar field control system Krohne Rotameters, Flowmeters WIKA Pressure gauges and temperature elements VEGA Level transmitters GEA Condenser Fichtner Consultant List may not be complete

5 DLR.de Folie 5 Kostensenkung CSP und PV 5

6 DLR.de Folie 6 Warum Wärmespeicher? η>95% 2000 h 2000 h 500 h deckt Lasten zuverlässig η = 75% 6 6

7 Kombination von Solarfeld, Speicher und Kraftwerksblock erlaubt verschiedene Arten der Lastbereitstellung

8 DLR.de Folie 8 Welchen Technologien decken Residuallast bei hohen Anteilen von fluktuierendem Wind und PV Strom am günstigsten?

9 DLR.de Folie 9 Deutsche Akademien untersuchen die Frage für das deutsche Energiesystem in 2050

10 DLR.de Folie 10 Die Residuallast in 2050 hängt vom Strombedarf und vom Wind und PV Ausbau ab Daher schaut man 8 sehr unterschiedliche Szenarien an [TWh] Residualbedarf (netto) PV Wind, offshore Wind, onshore 0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 528 TWh / 57%FEE Trendszenario (BMWi 2014) 635 TWh / 45%FEE KSP B CCS (WI 2014) 458 TWh / 502 TWh / 67%FEE 95%FEE Zielszenario (BMWI 2014) Regionenverbund (UBA 2010) 509 TWh /91%FEE Szenario 2.1.a (SRU 2011) 602 TWh / 83%FEE Referenzszenario (Fh-ISE 2013) 749 TWh / 582 TWh / 68%FEE 79%FEE SZEN 100 (BEE 2014) KS 90 (BMUB 2014)

11 DLR.de Folie 11 Methodik: Aufteilung der R-Last in Leistungsbänder Letztes Leistungsband 3 h Volllast 1. Leistungsband 6000 h Volllast Bänder haben unterschiedlich Zahl von Volllaststunden Zur Deckung der Bänder wird die Technologie mit den geringsten Stromgestehungskosten gewählt Systeme die in einem Leistungsband liefern können nicht gleichzeitig in einem darüber liegenden Leistungsband anbieten, da die Lieferung zeitlich gleichzeitig erfolgt

12 DLR.de Folie 12 Die Jahresdauerlinie der RLast hängt vom gewählten Szenario ab

13 DLR.de Folie 13 Die günstigste Technologie wird für jedes Band ausgewählt Vollaststunden Band 1 Band 2 Band 3 Band 4 Band 5 Band 6 Band 7 Band 8 Band 9 Band 10 Band 11 Band 12 Band 13 Band 14 Band 15 DT Steinkohle 600 MW 0,089 0,089 0,090 0,090 0,091 0,091 0,092 0,092 0,093 0,093 0,094 0,095 0,095 0,096 0,097 Gasturbine 0,099 0,099 0,099 0,099 0,099 0,099 0,099 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,101 0,101 0,101 Gasturbine - Biogas 0,127 0,127 0,127 0,127 0,127 0,127 0,128 0,128 0,128 0,128 0,128 0,128 0,129 0,129 0,129 GuD 0,083 0,083 0,083 0,084 0,084 0,084 0,085 0,085 0,085 0,086 0,086 0,087 0,087 0,087 0,088 GuD - Biogas 0,103 0,103 0,104 0,104 0,104 0,105 0,105 0,105 0,106 0,106 0,107 0,107 0,107 0,108 0,108 Motorenkraftwerk 0,106 0,107 0,107 0,107 0,107 0,108 0,108 0,108 0,109 0,109 0,109 0,110 0,110 0,110 0,111 Motorenkraftwerk - Biogas 0,135 0,135 0,136 0,136 0,136 0,136 0,137 0,137 0,137 0,138 0,138 0,138 0,139 0,139 0,139 Industrielle KWK 1MW 0,078 0,079 ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### 999, , , , , ,000 Holz-KW 5MW 0,135 0,136 0,138 0,139 0,140 0,142 0,144 0,145 0,147 0,149 0,151 0,153 0,155 0,158 0,160 CSP 0,082 0,083 0,085 0,085 0,087 0,087 0,089 0,090 0,094 0,092 0,098 0,099 0,100 0,104 0,105 Geothermie 0,200 0,203 0,206 0,209 0,212 0,215 0,219 0,223 0,226 0,230 0,235 0,240 0,244 0,250 0,255 Pumpspeicher ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### 999, , , , , ,000 CAES ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### 999, , , , , ,000 Wasserstoffspeicher 0,114 0,114 0,115 0,116 0,116 0,116 0,116 0,117 0,117 0,117 0,117 0,117 0,117 0,117 0,116 Methanspeicher Gasturbine 0,356 0,360 0,362 0,365 0,360 0,362 0,358 0,362 0,361 0,357 0,354 0,349 0,351 0,352 0,349 Methanspeicher GuD 2,001 2,011 2,020 2,027 2,016 2,024 2,019 2,049 2,060 2,034 2,037 2,016 2,014 2,019 1,993 Generische Batterie 1,719 1,733 1,751 1,764 1,774 1,797 1,824 1,837 1,852 1,868 1,880 1,900 1,912 1,928 1,923 Kombinierte DSM für Haushalte ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### 999, , , , , ,000 GHD DSM ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### 999, , , , , ,000 DSM Industrie ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### ###### 999, , , , , ,000 Günstigster Preis 0,078 0,079 0,083 0,084 0,084 0,084 0,085 0,085 0,085 0,086 0,086 0,087 0,087 0,087 0,088 Zweitgünstigster Preis 0,082 0,083 0,085 0,085 0,087 0,087 0,089 0,090 0,093 0,092 0,094 0,095 0,095 0,096 0,097 Drittgünstigster Preis 0,083 0,083 0,090 0,090 0,091 0,091 0,092 0,092 0,094 0,093 0,098 0,099 0,100 0,101 0,101 Obwohl die Kosten zur Deckung der Residuallast höher liegen als die Gestehungs-kosten für Wind und PV Strom ist es gesamtwirtschaftlich günstiger diese Technik einzusetzten, da sie zur richtigen Zeit produziert

14 DLR.de Folie 14 Die Rolle von CSP für Deutschland : Stromimport bei mehr als 6000 Vollaststunden kann günstigste Option sein PV Wind onshore Wind offshore = 0,058 /kwh = 0,058 /kwh = 0,078 /kwh

15 DLR.de Folie 15 Welche Technologien decken die Residuallast bei 90%CO2 Reduktion in 2050? Batterie 90 DSM Haush 80 H2 Speicher 70 Ind. KWK Gasturbine GUD GUD Biomasse 0 Power to Heat installierte Leistung [GW] Referenz Ohne CSP. 100% 100% P1S3 (67 % FEE) P1S1 (57 % FEE) 103% P1S7 (68 % FEE) 98% P1bS1 (57 % FEE) CSP mittlere Kostendeg. 96% P1bS2 (45 % FEE) 102% P1bS7 (68 % FEE) 96% P5S3 (67 % FEE) CSP max Kostendeg. 93% P5S1 (57 % FEE) 88% P5S2 (45 % FEE) 100% P5S7 (68 % FEE) 96% P6S1 (57 % FEE) Geothermie max. Kostendegression 92% P6S2 (45 % FEE) 101% In Szenarien P6S7 (68 % FEE) 94% P9S3 (67 % FEE) 90% P9S1 (57 % FEE) 88% P9S2 (45 % FEE) 98% P9S7 (68 % FEE) Braunkohle CCS Biomasse GuD; Import CSP Geothermie Braunkohle mit CCS könnten ähnliche Beiträge zu Deckung der Residuallast leisten

16 DLR.de Folie 16 Zusammenfassung CSP Technologien ist geeignete und kostengünstige Technologie um die Residuallast auch in Deutschland durch Stromimport zu decken Der Wert für die Deckung der Residuallast liegt über den Kosten für die Bereitstellung von intermittierend Wind und PV Leistung. Die Differenz hängt von den genauen Lastrandbedingungen ab CSP steht mit anderen Technologien zur Deckung der Residuallast in Konkurrenz, insbesondere Biomasse GuD, Braunkohle mit CSS und ggf. der Geothermie. CSP konkurriert aber nicht direkt mit Wind und PV