Potentiale des Schiffshebewerkes als

Pumpspeicher

Scharnebeck, 9. Juni 2017

EU-Großprojekt Innovations-Inkubator Lüneburg

Kompetenztandem EnERgioN

Zur Frage eines möglichen

Pumpspeicherkraftwerks am Elbe-

Seiten-Kanal (ESK) wurde 2015 im

Rahmen des Energion-Projekts eine

wiss. Publikation erstellt.

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Eine Stromversorgung basierend auf Erneuerbaren Energien wird in Zukunft mehr

Speicherkapazität benötigen.

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Welche Speichertechnologien gibt es?

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Im Energion-Projekt haben wir u.a. untersucht, ob sich der ESK als

Pumpspeicherkraftwerk eignet.

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Theoretisch ist bereits alles vorhanden, was für ein Pumpspeicherkraftwerk benötigt

wird.

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Dabei wurden auch die Schleusen Uelzen einbezogen.

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Der ESK ist eingebunden in das norddeutsche

Kanalsystem mit dem Mittellandkanal als

Scheitelhaltung.

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Die Regulierung der Wasserhaltung im Kanalsystem ist hochkomplex.

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Für ein Pumpspeicherkraftwerk wären zusätzliche Leitungen erforderlich.

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Im Energion-Projekt wurden mehrere Umbauvarianten untersucht und die

Gesamtinvestitionskosten ermittelt.

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In diesem Zusammenhang: Beachtung öffentlich-rechtlicher Vorschriften :

Werden die Bewirtschaftungsziele der WRRL eingehalten? §§ 27 Abs. 2, 34 WHG

Werden die umweltrechtlichen Anforderungen insb. an den Schutz von

Fischen eingehalten? §§ 35, 36 WHG, §§ 49, 57 NWG, § 50 Nds. FischG, §§ 14, 15 BNatSchG

Für den Bau des PSW wäre ein Planfeststellungsverfahren nach § 68 WHG erforderlich.

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Einholung eines gewässerökologischen

Fachgutachtens unter Zugrundelegung einer konkreten

Ausführungsvariante erforderlich

Wasserrechtliche Erlaubnis gem. §§ 9, 10 WHG

Strom- und schifffahrtspolizeiliche Genehmigung (ssG) nach § 31 Abs. 1 Nr. 1

WaStrG

Erteilung beider Genehmigungen gem. § 19 Abs. 1 WHG im

Planfeststellungsverfahren

Wasserentnahmegebühren

Der Betrieb des PSW stellt eine Gewässerbenutzung nach dem Wasserhaushaltsgesetz

dar.

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Die Entnahme von Wasser zum Pumpen und Turbinieren ist jeweils eine

Gewässerbenutzung i.S.d. § 9 Abs. 1 Nr. 1, 2 u. 4 WHG.

↓ für Entnahmen aus dem Oberwasser zum Turbinieren: keine Gebühren (§ 21

Abs. 2 Nr. 7 NWG)

↑ für Entnahmen aus dem Unterwasser zur Speicherung: keine spezifische

Regelung.

Der zur Einspeicherung aus dem Netz der allgemeinen Versorgung entnommene

Strom ist von folgenden Entgelten befreit:

EEG-Umlage, § 61k Abs. 1 EEG 2017 (unter bestimmten Voraussetzungen)

Netzzugangsentgelte für einen Zeitraum von 20 Jahren ab Inbetriebnahme (bei

Inbetriebnahme bis spätestens Aug. 2026), § 118 Abs. 6 Satz 1 EnWG

Im Zusammenhang mit Netzzugangsentgelten: Konzessionsabgabe und KWK-

Umlage, Entgelte für den Messstellenbetrieb, die Messung und Abrechnung

sind nicht Bestandteil des Entgelts für die Netznutzung im Sinne des § 118

Abs. 6 EnWG (OLG Düsseldorf, Beschluss v. 9.3.2016).

Stromsteuer, § 9 Abs. 1 Nr. 1 StromStG, wenn Strom aus Netz, das

ausschließlich mit EE gespeist wird.

Betrieb des PSW ist von bestimmten Stromkostenbestandteilen des zur Einspeicherung

bezogenen Stroms befreit.

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Ein öffentlicher Bauauftrag für die Installation ist bei einem Auftragsvolumen ab 6.242.000 €

erforderlich.

Ausschreibung einer Dienstleistungskonzession für das Betriebsrecht.

Bei Übergang des Betriebsrisikos auf eine Betriebsgesellschaft

Bau und Betrieb des PSW müssen vergaberechtlichen Anforderungen entsprechen.

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Wahl der Ausführungsvariante entscheidend.

(Investitionskosten zwischen 990.000,- und 11.650.000,- €)

Vergabe einer Dienstleistungs-

konzession

Bislang keine förmliche Pflicht zur europaweiten

Ausschreibung

aber: Bekanntgabe an potentielle Interessenten

erforderlich.

Die Wirtschaftlichkeit wurde am Beispiel des Spot- und Regelleistungsmarkts

untersucht.

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Umbauvariante „Installation

neuer Pumpturbinen“: ca. 5 MW

kumulierte Turbinenleistung; ca.

25 MWh Speicherkapazität

Einspeichervolumen =

Ausspeichervolumen

Weitere Nebenbedingungen

implementiert: Eistage,

Wasserentnahmen,

Freiwassermengen und

Schleusungsvorgänge

Keine vermehrten Sunk- und

Schwalleffekte

Dafür wurden verschiedene Annahmen vorausgesetzt.

Day Ahead-Daten des Spotmarktes sowie

Daten der Regelleistungsmärkte (Primär-,

Sekundär- und Minutenreserveleistung)

2011/2012/2013

Investitionskosten der Umbaumaßnahmen

ergeben sich auf Basis von ermittelten

Angeboten

Spezifische Investitionskosten der UV 545

€/kW, jeweils inklusive Maschinen- und

Elektrotechnik (Durchschnitt aller

untersuchten UV: ca. 1000 €/kW)

Spezifischen Betriebskosten: 2,5 €/MWh

Kapitalkosten: 8%

Jahresüberschuss oder Jahresfehlbetrag

auf den jeweiligen Märkten für

Umbauvarianten ermittelt und auf

Tagesbasis dargestellt

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Durchschnittliche Nutzungsdauer der Anlage: 50 Jahre, Amortisation nach der Hälfte

der Zeit

Annahmen:

Beim Regelenergiemarkt kommt es auf die Zeit bis zum Zur-Verfügung-Stellen des

Stroms an.

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Auf Grundlage der getroffenen Annahmen ist eine Wirtschaftlichkeit eines

Pumpspeicherkraftwerks nach ca. zehn Jahren zu erwarten.

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Nutzung der Anlage nur: Ausspeichererlöse > (Speicherkosten + Betriebskosten)

Jahresüberschüsse 328.840 € Amortisationszeit UV 6 = 14 Jahre

EPEX-Spotmarkt-Day Ahead:

Tägliche Benutzung der

Anlagen von max. 6,00 h (je

Pump- und Turbinenbetrieb)

Ermittlung zahlungswirksamer

Erträge oder Auszahlungen

der 6 höchst- und

niedrigstpreisigen Stunden

eines jeden Tages

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Durch Teilnahme am Spot- und Regelleistungsmarkt können nennenswerte

Überschüsse erzielt werden.

Regelleistungsmarkt:

16 h pro Monat (8 h positive

Regelleistung und 8 h

negative Regelleistung pro

Monat

Uelzen Scharnebeck

Betriebstage POS [-] 272 321

Überschüsse

Tagesbasis [€] 163,99 178,15

Sekundärregelleistung

Pos. RL (HT/NT) [€] 95.000 € p.a.

Neg.RL (HT/NT) [€] 138.000 € p.a.

Trotz der grds. positiven Ergebnisse im Energion-Projekt: auch in puncto

Energiespeicherung sollte die Aufmerksamkeit auf den geplanten Neubau einer

Schleuse in Scharnebeck gerichtet werden.

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Die in der Schleuse in vertikaler Anordnung vorgesehenen Sparbecken bieten ideale

Voraussetzungen für ein integriertes Pumpspeicherkonzept.

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https://de.slideshare.net/BAWasserbau/schleuse-lneburg-geotechnische-herausforderungen-beim-neubau-einer-schleuse-in-unmittelbarer-nhe-des-schiffshebewerks-lneburg

Die Planungen müssen aber noch erhebliche technische und geologische

Hindernisse überwinden.

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https://de.slideshare.net/BAWasserbau/schleuse-lneburg-geotechnische-herausforderungen-beim-neubau-einer-schleuse-in-unmittelbarer-nhe-des-schiffshebewerks-lneburg

Offenbar ist die Bundesregierung gewillt, die Planungen für die neue Schleuse

umzusetzen. Diese sollten von Beginn an mit der Energiespeicherkomponente

verknüpft werden.

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https://www.landeszeitung.de/blog/lokales/514472-

minister-dobrindt-bekennt-sich-zur-region (20.3.2017)

Der Kanal-Pumpspeicher ist grundsätzlich technisch, rechtlich und wirtschaftlich

machbar.

Vor einer Umsetzung ist ein gewässerökologisches Fachgutachten einzuholen.

Wirtschaftlich besonders interessant ist eine Einbindung in ein virtuelles

Kraftwerk.

Das wirtschaftliche Ergebnis ist dann erheblich besser, wenn ohnehin

Veränderungen an den Anlagen anstehen.

(Inspektionen, Austausch von Komponenten, Bau einer neuen Schleuse)

Fazit

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