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Dr. René Kühne
Wissenschaftstag 201429.10.2014, Cottbus
Bedeutung von Pumpspeicherwerken in der EnergiewendeWasserkraft bietet Flexibilität und Speicher
Agenda
Speicheroption Pumpspeicherwerke | Dr. René Kühne | 28.10.2014
1 Status quo Pumpspeicherwerke
2 Anforderungen in der neuen Energiewelt
3 Wirtschaftliche Realität
4 Absicherung auch für die Zukunft Deutschland braucht ausgereifte Speichersysteme
2
Funktionsprinzip von Pumpspeicherwerken
Besonderheiten von Pumpspeicherwerken
• schnelle Bereitstellung großer Leistungsbänder (positiv und negativ)
• stufenlose Regelbarkeit im Turbinenbetrieb, teilweise auch im Pumpbetrieb
• durch Schwarzstartfähigkeit ist Netzwiederaufbau durchPumpspeicherwerke möglich
• Gegenwärtig die einzige Möglichkeit überschüssige Wind- undSonnenenergie in Größenordnung effektiv zu speichern undbedarfsgerecht ins Netz einzuspeisen
Speicheroption Pumpspeicherwerke | Dr. René Kühne | 28.10.20143
Pumpspeicherwerke in Deutschland
Speicheroption Pumpspeicherwerke | Dr. René Kühne | 28.10.2014
PSW in Deutschland
InstallierteLeistung
Arbeits-vermögen
Vattenfall 3.000 MW 19.000 MWh
Sonstige 4.000 MW 19.000 MWh
Total 7.000 MW 38.000 MWh
4
> 100 MW
Agenda
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1 Status quo Pumpspeicherwerke
2 Anforderungen in der neuen Energiewelt
3 Wirtschaftliche Realität
4 Absicherung auch für die Zukunft Deutschland braucht ausgereifte Speichersysteme
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Erzeugung und Kapazität – hoher Zuwachs an EE Kapazität
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2010 2020 2030 2010 2020 2030
40
80
120
160
200
240
Bruttostromerzeugung (TWh) Stromproduktionskapazitäten (GW)
► Zur Abdeckung der Spitzenlast werden ~ 3-mal der erforderlichen Kapazitäten installiert und finanziert werden müssen.
max
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Quelle: BDEW
Anforderungen an PSW in der Energiewende
Vergangenheit• Überwiegend feste
Leistungsscheiben• Klassischer Tag-/
Nacht- Betrieb• Spreadvermarktung
Heute• Hoher Flexibilisierungsgrad• Auflösung des klassischen
Tag-/Nacht-Betriebs• Regelleistungsvermarktung
Zukunft
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Flexibilität und Speicher nötig: Volatilität der EE
14.4.2014 max. Leistung der EE: 37,8 GW • 47% der Höchstlast Deutschlands• 100% der Mindestlast Deutschlands
12.4.2014 min. Leistung der EE: 0,1 GW • 0,2% der Höchstlast Deutschlands• 0,5% der Mindestlast Deutschlands
Quelle: 50Hertz Transmission GmbH, Amprion GmbH, TransnetBW GmbH, TenneT TSO GmbH
Speicheroption Pumpspeicherwerke | Dr. René Kühne | 28.10.20148
EE und Netzstabilisation durch PSW am 28. März 2012
X Ausfall 380-kV-Freileitung 491/492
• Am 28.03.2012 informierte 50Hertz über eine erwartete kritische Netzsituation. 9.300 MW Windleistung wurden bei einer installierten Leistung von 11.557 MW erwartet.
• Kritische Netzsituation durch Ausfall der 380-kV-Freileitung Wolmirstedt – Helmstedt (28.03.12 21:06 –29.3.12 01:05) infolge hoher Windeinspeisung und Außerbetriebnahme des KKW Brokdorf
• Flexibilität: Vor allem die großen PSW Markersbach und Goldisthal trugen durch Pump- und Turbinenbetrieb zur Netzstabilisation bei (Laständerung von 1.500 MW in weniger als 10 Minuten)
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Flexibilität: Steigende Belastungen der technischen Komponenten
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Energiewende und PSW als Partner für Systemstabilität
Speicheroption Pumpspeicherwerke | Dr. René Kühne | 28.10.2014
PSPP Markersbach
PSW Goldisthal
Quelle: 50Hertz Transmission GmbH
PSW Markersbch
PSW Geesthacht
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Agenda
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1 Status quo Pumpspeicherwerke
2 Anforderungen in der neuen Energiewelt
3 Wirtschaftliche Realität
4 Absicherung auch für die ZukunftDeutschland braucht ausgereifte Speichersysteme
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Belastung durch Netznutzungsentgelte seit 2008
PSW SimulationLeistung max [kW] 1.200.000Leistung max im HLZF [kW] 200.000Arbeit [kWh] 1.300.000.000
13 Speicheroption Pumpspeicherwerke | Dr. René Kühne | 28.10.2014
Herkömmliche Betriebsmodelle funktionieren nicht mehr
Differenz zwischen dem Tageshöchst- und tiefstpreis• 2012 38 €/MWh• 2013 35 €/MWh• 2014 28 €/MWh
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January February March April May June July August September October November December
Spread
Dienstleistungen mit hohem energiewirtschaftlichen Nutzen
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Quelle: dena Plattform Pumpspeicher
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Pumpspeicherwerke: (fast) Alleskönner
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• Netzstabilisierung durch Bereitstellung von Systemdienstleistungen- Primär- und Sekundärregelleistung,
Minutenreserveleistung- Blindleistungsbereitstellung
• Netzwiederaufbau- Durch ihre Schwarzstartfähigkeit sind PSW ein wichtiges
Element für den Netzwiederaufbau • Flexibilität: Ausgleichsfunktion im
Stromerzeugungssystem- Integration der fluktuierenden Einspeisung der
Erneuerbaren Energien Reduzierung der Abregelungvon Erneuerbaren Energien
- Gespeicherte Energie in Schwachlastzeiten steht für einen späteren Zeitpunkt der Hochlast zur Verfügung
- Glättung der Residuallast- Redispatch (Eingriffe in die Erzeugungsleistung von
Kraftwerken)
Quelle: Bundesnetzagentur
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Energiewende: Herausforderung in der Zukunft
Speicheroption Pumpspeicherwerke | Dr. René Kühne | 28.10.2014
• Erneuerbare und PSW: Weiterer Ausbau Erneuerbarer Energien erfordert verstärkten Einsatz und Bereitstellung von Speichern mit systemdienlichen Eigenschaften
• PSW bietet schon heute Flexibilität und Speicher• Andere Speicheroptionen sind nur in kleinem
Umfang vorhanden und benötigen F&E• Verbesserung der Rahmenbedingungen für PSW
- PSW sind wirtschaftlich unter Druck- Energiewirtschaftliche Bedeutung der PSW
muss berücksichtigt werden - Das neue Marktdesign muss sicherstellen, dass
die Bereitstellung der notwendigen Flexibilität wirtschaftlich ist- Für den Erhalt und Ausbau von Energiespeichern sind verlässliche
Rahmenbedingungen erforderlich
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Ein erster wichtiger Schritt wäre die Abschaffung der Letztverbraucherabgaben für PSW im EnWG
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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