Projektteam Pumpspeicher unter Tage Energie-Forschungszentrum Niedersachsen

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Erna Arnold
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1 Pumpspeicherwerke in ehemaligen Erzgruben Konzeption einer Pilotanlage im Harz Projektteam Pumpspeicher unter Tage Energie-Forschungszentrum Niedersachsen Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Beck Projektleiter, Energie-Forschungszentrum Niedersachsen Dipl.-Wirtsch.-Ing. Marko Schmidt (Vortragender) Projektkoordinator, Energie-Forschungszentrum Niedersachsen Zeche Zollverein,

2 5 Universitäten, 80 Wissenschaftler forschen in Goslar gemeinsam am Thema Energie. 2

Ausgangspunkt: Arbeiten zur Wiederbelebung der untertägigen Wasserkraftnutzung in 2007 Das Aufschlagwasser wird heute meist zur Trinkwassergwinnung genutzt.

3 Ausgangspunkt: Arbeiten zur Wiederbelebung der untertägigen Wasserkraftnutzung in 2007 Das Aufschlagwasser wird heute meist zur Trinkwassergwinnung genutzt. Alternative: Pumpspeicherwerk unter Tage Frühe Idee: Kaiser-Wilhelm-Schacht Clausthal Aufstauen des Erbstollen nutzbares Volumen nur m³ bei mehreren km Länge Potenzialstudie: Suche nach geeigneten Standorten und Konzepten deutschlandweit Quelle: Termeer 3

Ein transdisziplinäres Team forschte 2009/10 am Pumpspeicherkraftwerk unter Tage Bergbau/ Geotechnik Wirtschaftlichkeit Markscheidewesen Prof.

Beck Projektmanager: M. Schmidt Maschinenbau Energiesystemtechnik Recht Umwelt- Prof. Langefeld (IBB) Prof. Beck (IEE, folgen- EFZN) Prof. Dr.

4 Ein transdisziplinäres Team forschte 2009/10 am Pumpspeicherkraftwerk unter Tage Bergbau/ Geotechnik Wirtschaftlichkeit Markscheidewesen Prof. Prof. Runge Weyer Erlei (OECOS) (IfW) (IBER) Koordination Energie-Forschungszentrum Niedersachsen abschätzung Projektleiter: Prof. Beck Projektmanager: M. Schmidt Maschinenbau Energiesystemtechnik Recht Umwelt- Prof. Langefeld (IBB) Prof. Beck (IEE, folgen- EFZN) Prof. Dr. Lampe Lohrengel (LBEG) (IMW) Prof. Dr.-Ing. Busch Schmidt (IGMC) Dipl.-Ing. Dr. Düsterloh Andrä (TUC) (Voith) (Harz Energie) Hr. Kerckhoff (Deilmann) 4

5 Zwischenergebnis der Forschungen: Vom umgebenden Gebirge sind meist ehemalige Erzbergwerke gut geeignet für die Nachnutzung als Pumpspeicherwerk. Legende Stein- und Pechkohle Kali- und Steinsalz Erze, Spat und Schiefer Quelle: Gorczyk,IGMC 5

6 Für eine Pilotanlage gibt es im Harz gute Standorte Modellbergwerk - Wiemannsbuchtschacht Quelle: ESRI, i-cubed, USDA FSA, USGS, AEX, GeoEye, Getmapping, Aerogrid, IGP 6

7 Die vorhandenen Grubenräume genügen nicht 19. Sohle: nur ca m³ Hohlraum vorhanden Quelle: IGMC, bearbeitet 7

8 Diverse Faktoren sind bei Planungen zu beachten Quelle: IGMC 8

9 Nachnutzung als Pumpspeicherwerk unter Tage vereinfachte schematische Darstellung Vorgeschlagene Daten: Volumen m³ Fallhöhe ca. 700 m Leistung Speicher 100 MW 400 MWh 9

10 Der Rechtsrahmen für ein Genehmigungsverfahren muss (noch) entwickelt werden Oberflächenverbrauch? Oberflächenauswirkungen? Zuständigkeit / Genehmigungsverfahren Konflikte mit Grundeigentümern? Netzanbindung? Laufendes Abschlussbetriebsplanverfahren? Konflikte mit Bergwerkseigentümern? Gewässerausbau? Wasserqualität? Umweltverträglichkeitsprüfung? 10

11 11 Die spez. Investitionskosten für untertägiges Pumpspeicherwerk sind nicht wesentlich über denen konventioneller Anlagen Kops II 667 /kw 450 MW Blautal Ritten Linthal 889 /kw 1200 /kw 1435 /kw 45 MW 250 MW 1 GW 4h-Pilotanlage Wiemannsbucht 100 MW/ 400 MWh /kw Goldisthal 650 /kw 1 GW Feldsee 724 /kw 67 MW 2h-Pilotanlage Wiemannsbucht 100 MW/ 200 MWh 1400 /kw Goldisthal (theoretischer, heutiger Planwert) Quelle: in Anlehnung an Neumann

12 Einflussfaktoren zur Investitionsentscheidung für ein Pumpspeicherkraftwerk unter Tage 12

13 Zusammenfasssung und Ausblick Pumpspeicherwerke sind eine Option für leistungsstarke Kurzzeitspeicher im elektrischen Energiesystem. Wenn neue Hohlräume aufgefahren werden, bieten sie unter Tage bei relativ geringen Eingriffen in die Umwelt die Möglichkeit, sehr große Fallhöhen zu nutzen. Tendenziell sind im umgebenden Gebirge von Erzbergwerken gute Bedingungen zu finden. Jedes betrachtete Bergwerk muss einer Einzelfallprüfung unterzogen werden. Der Rechtsrahmen für untertägige Pumpspeicherwerke muss noch entwickelt werden. Der Nachweis der tatsächlichen Realsierbarkeit und der nachhaltigen wirtschaftlichen Vorteilhaftigkeit in einer künftigen Energiewirtschaft muss noch erbracht werden. 13

14 Glückauf! Es ist nicht genug, zu wissen, man muß auch anwenden; es ist nicht genug, zu wollen, man muß auch tun. (J.-W. Goethe) (Quelle: Schmidt) Energie-Forschungszentrum Niedersachsen Marko Schmidt

15 Backup 15

16 Über Marko Schmidt Jahrgang 1973 Abitur 1993 Berufliche Schulen Witzenhausen (Schwerpunkt Elektrotechnik) danach tätig im Elektrohandwerk Diplom-Wirtschaftsingenieur 2004 TU Dresden (Schwerpunkte: Elektrische Energietechnik, BWL Junger Unternehmen, Innovationsmanagement, Betriebliche Umweltökonomie und Allokationstheorie, Diplomarbeit zum Arbeiten unter Spannung) seit 2004 TU Clausthal, IEE, wiss. Mitarbeiter (Projekt Virtuelles Kraftwerk Harz) seit 2007 Energie-Forschungszentrum Niedersachsen, Projektkoordinator (Projekt Pumpspeicherwerk unter Tage) 16

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