Bedeutung von Pumpspeicherwerken in der Energiewende

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

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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


Pumpspeicherwerke in Deutschland


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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Erzeugung und Kapazität – hoher Zuwachs an EE Kapazität


Kon

vent

ione

llEE

Kon

vent

ione

ll

EE

Kon

vent

ione

ll

EE

Kon

v.

EE

Kon

v.

EE

Kon

v.

EE

100

200

300

400

500

600

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

. Las

t in

Deu

tsch

land

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

?

7 Speicheroption Pumpspeicherwerke | Dr. René Kühne | 28.10.2014

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


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)


Flexibilität: Steigende Belastungen der technischen Komponenten


Energiewende und PSW als Partner für Systemstabilität


PSPP Markersbach

PSW Goldisthal

Quelle: 50Hertz Transmission GmbH

PSW Markersbch

PSW Geesthacht

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Agenda





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


January February March April May June July August September October November December

Spread

Dienstleistungen mit hohem energiewirtschaftlichen Nutzen


Quelle: dena Plattform Pumpspeicher

Agenda






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Pumpspeicherwerke: (fast) Alleskönner


• 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


• 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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Engineering

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