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GODDE_Die Energiewende und ihre Herausforderungen - Wie kann die

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Die Energiewende und ihre Herausforderungen:
Wie kann die Wasserkraft helfen?
Bayerisches Wasserkraftforum, 17. Juli 2013, Würzburg
Dominik Godde
Die Politik schreibt das Drehbuch
1991
Stromeinspeisegesetz
2000
Erneuerbare Energien Gesetz (EEG)
Anschluss- und Abnahmeverpflichtung
Vergütungssätze für lange Zeiträume festgelegt
Kostenumlage auf Gesamtheit der Verbraucher
Das EEG zeigt Wirkung: > 60 GW Wind- und PV-Kraftwerke
Herausforderungen: neue Form der Stromerzeugung passt nicht
zum Stromnetz, weder Verteil-, noch Transportnetz
zur Stromnachfrage, weder zeitlich noch räumlich
zum liberalisierten Marktmodell
Die Umsetzung des Drehbuchs bietet einige Herausforderungen
Vorgaben und Herausforderungen
Kern-
CO2-Ziele
energie
(Basis 1990)
EE
Minderung Energiebedarf
Brutto End-
Strom-
Primär-
Gebäude-
Endenergie
Strom-
energie
erzeugung
energie
Wärme
Verkehr
verbrauch
- 40%
18%
35%
- 20%
- 20%
- 10%
- 10%
2030
- 55%
30%
50%
2040
- 70%
45%
65%
2050
- 80 bis - 95%
60%
80%
- 50%
- 80%
- 40%
- 25%
2015
- 47%
2017
- 54%
2019
- 60%
2020
2021
- 80%
2022
- 100%
Energiewirtschaftliche Ziele in Deutschland
Quelle: „Treibhausgas-Emissionsprojektionen bis zum Jahr 2020“ für das BMU und UBA (Öko-Institut 2011), eigene Darstellung
Vorgaben und Herausforderungen
Kernenergieausstieg
Ausschluss CO2 –freier Grundlast
Ausbau Erneuerbarer Energien
Mehrfache Herausforderung:
Finanzierung, Transport,
Speicherung, Netzstabilität
CO2 -Reduktion
Doppelte Herausforderung:
CO2 -Reduktion + Kompensation
Kernenergieausstieg
Sinkender Energiebedarf
Effizienzsteigerung:
Weit über bisher
in Industriestaaten
erreichte Werte
Die Folgen werden zunehmend zum Thema, die Akzeptanz lässt nach.
Pumpspeicherkraftwerke als Lösungsoption für
spezifische Problemfelder
Problemfelder
Regenerative Erzeugung
Kosten
Wildwuchs im Zubau
Stromerzeugung ≠ f(Stromnachfrage)
Konventionelle Erzeugung
Kraftwerke gehen vom Netz
Netzstabilität kritisch
Strommarkt
Weniger Marktgeschehen
Pumpspeicherkraftwerke als Lösungsoption für
spezifische Problemfelder
Problemfelder
Regenerative Erzeugung
Kosten
Wildwuchs im Zubau
Stromerzeugung ≠ f(Stromnachfrage)
Konventionelle Erzeugung
Kraftwerke gehen vom Netz
Netzstabilität kritisch
Strommarkt
Weniger Marktgeschehen
Pumpspeicher als Lösungsoption
Pumpspeicher als Lösungsoption
Sonne und Wind werden eine bedeutende Rolle spielen
Szenario für 2021
Konventionelle Kraftwerke bleiben unabdingbar.
Deutschlandweite Solarproduktion Mai 2012
30.000
25.000
MW
20.000
15.000
10.000
5.000
0
Installierte Nennleistung: 32.389 MW (Stand: 31.12.2012)
Deutschlandweite Windproduktion Januar 2013
30.000
25.000
MW
20.000
15.000
10.000
5.000
0
Installierte Nennleistung: 31.332 MW (Stand: 31.12.2012)
Quelle: www.transparency.eex.com Grafik: VBEW
Verlust an Netzstabilität wird zum Problem
Normale Maßnahmen
Korrektives Schalten
Redispach
Umleitung ins Ausland bei
Starkwind
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Umfassende Eingriffe der ÜNB; bisher Glück gehabt günstige Wetterverhältnisse. Winterhalbjahre bleiben kritisch.
Quelle: Tennet, 2011
Außergewöhnliche
Maßnahmen
Absage geplanter Freischaltungen für
Instandhaltungen des
Übertragungsnetzes
Verschiebung von KWRevisionsterminen
Zukauf von
Reservekapazitäten
Geringere Profitabilität durch fallende Spotmarktpreise
und nicht funktionierenden CO2 -Markt
EUR/MWh
EUR/to
60
20
Rückläufige Nachfrage,
steigendes Angebot
55
50
16
45
-30%
40
Überschuss an CO2Emissionsrechten
30
-50%
25
5
10
6
Strompreise (Spot)
4
CO2-Preise
2
0
01/2011
!
Positiv für Braun- und
Steinkohlekraftwerke
?
Nachteilig für
Gaskraftwerke
!
8
20
10
14
Nachteilig für alle
(nicht subventionierten)
Kraftwerke
12
35
15
18
0
04/2011
07/2011
Quelle: E.ON Energy Trading
10/2011
01/2012
04/2012
07/2012
10/2012
01/2013
Flexibilität ist gefragt, Bedeutung nimmt zu.
Beispiel Windeinspeisung
MW
6.000
5.000
- 6.000 MW
4.000
3.000
Gradient
(16 MW/Min.)
2.000
1.000
Mo, 20.12.
Di, 21.12.
Mi, 22.12.
Do, 23.12.
Fr, 24.12.
Sa, 25.12.
So, 26.12.
Neue Marktprodukte wie beispielsweise min. Start-up Time
oder Load Gradient werden wichtig sein.
Pumpspeicher
12
Pumpspeicherkraft zur Integration der Erneuerbaren
Pumpspeicherkraftwerke sind derzeit die
einzige großtechnisch verfügbare und seit
Jahrzehnten bewährte
Stromspeichertechnologie.
Sie können innerhalb weniger Sekunden
Regelenergie bereitstellen und damit das
Energienetz stabilisieren, um Stromausfälle zu
vermeiden.
Pumpspeicherkraftwerke stellen damit einen
idealen Partner der anderen Erneuerbaren
Energien dar.
Übersicht Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland
Energiemarkt
Pumpspeicherkraftwerke
Geesthacht
120 MW
In Deutschland werden 25 große
Pumpspeicherkraftwerke mit einer
Erzhausen
220 MW
Wendefurth
80 MW
Koepchenwerk
153 MW
Schwarzenbachwerk
43 MW
Niederwartha
Waldeck I & II
40 MW
620 MW
Bleiloch
Rönkhausen
80 MW
Markersbach
140 MW
Goldisthal
1.050 MW
1.060 MW Hohenwarte I & II
383 MW
Langenprozelten
164 MW
Reisach /
Happurg
Tanzmühle
160 MW
127 MW
Glems
90 MW
Schluchseewerke
1.836 MW
Leitzachwerk I & II
93 MW
Anmerkung: nur PSW > 20 MW enthalten.
Gesamtkapazität von 6.389 MW zur
Bereitstellung von Regelleistung
betrieben.
“Peak shaving” durch die Einspeisung subventionierter
EE nimmt Pumpspeicherkraftwerken die Profitabilität
65
Off-Peak 1
Peak
Off-Peak 2
60
Last (GW)
55
„Peak
Shaving“
50
45
40
00:00
02:00
04:00
06:00
08:00
10:00
12:00
14:00
16:00
18:00
20:00
22:00
Durchschnittlicher Sommertag (h)
Veränderung der Lastkurve durch PV-Einspeisung
ohne PV
12 GW PV
29 GW PV
Wesentliche Geschäftsgrundlage für PSW-Betrieb entfällt, während
für systemstabilisierende Flexibilität noch kein Markt besteht.
36 GW PV
Für die Versorgungssicherheit sind PSW notwendig
Pumpspeichergruppe Waldeck
PSW-Potentiale sind vorhanden, Marktmodell fehlt noch.
Die Energiewende und ihre Herausforderungen:
Wie kann die Wasserkraft helfen?“
Bayerisches Wasserkraftforum, 17. Juli 2013, Würzburg
Dominik Godde
E.ON Kraftwerke GmbH
dominik.godde@eon.com
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