notwendigkeit & potenzial der geologischen speicherung ... · 2025 2035 2050 40 bis 45 % 55 bis...
Post on 05-Sep-2019
4 Views
Preview:
TRANSCRIPT
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian BoorKBB Underground Technologies GmbH | Baumschulenallee 16 | 30625 Hannover | Germany | info@kbbnet.de | www.kbbnet.de
9. Niedersächsische Energietage | Goslar | 1. & 2. November.2016
Notwendigkeit & Potenzial der geologischen Speicherung Erneuerbarer Energien in Deutschland
DIPL.-ING. SEBASTIAN BOOR
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
KBB Underground Technologies GmbH…
2
…plant und baut weltweitUntergrundspeicher für
Erdgas
Rohöl und Rohölprodukte
Druckluft & Wasserstoff
…ist tätig in der
Solegewinnung zurSalzproduktion.
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Aufbau des Vortrags
• Änderungen in der Energieversorgung bei der zunehmenden Nutzung von EE
• Änderungen der Anforderungen an Energiespeicher
• Optionen von untertägigen Energiespeichern
• Zukünftiger Bedarf an untertägigen Speichern in Deutschland für elektrische Energie
• Projekt InSpee: Potentialabschätzung für die Errichtung von Salzkavernen
3
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Energiepolitische Ziele der Bundesregierung
4
0 10 20 30 40 50 60 70 80
2025
2035
2050
40 bis 45 %
55 bis 60 %
mind. 80 %
Anteil Erneuerbarer Energien an der Stromversorgung in %
aktuell ca. 32%
Quellen: Koalitionsvertrag der Bundesregierung 2013; BMWi: Erneuerbare Energien in Deutschland. Das Wichtigste im Jahr 2015 auf einen Blick (08/2016)
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Ausbau des Anteils der Erneuerbaren Energien: PV & Wind
5
2016: 97 GW
Quelle: BMWi: Erneuerbare Energien in Deutschland. Das Wichtigste im Jahr 2015 auf einen Blick (08/2016)
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Erzeugung unabhängig vom Bedarf…
6
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Energiewandlungskette - heute
7
Primäre Energie-Quelle
Leistung vs. Zeit Speicher Leistung
vs. Zeit Speicher Netz
Elektrische Energie
Umwandlungin Leistung
Primärenergie
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Energiewandlungskette - heute
8
Primäre Energie-Quelle
Leistung vs. Zeit Speicher Leistung
vs. Zeit Speicher Netz
Elektrische Energie
Speicherung der primären Energiequellenvor Umwandlung.
Umwandlungin Leistung
Primärenergie
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Energiewandlungskette - zukünftig
9
Zunehmend Ersetzen der konventionellen Energieträger durch erneuerbare Energiequellen
Primäre Energie-Quelle
Leistung vs. Zeit Speicher Leistung
vs. Zeit Speicher NetzUmwandlungin Leistung
Primärenergie Elektrische Energie
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Energiewandlungskette - zukünftig
10
Zunehmend Ersetzen der konventionellen Energieträger durch erneuerbare Energiequellen
Primäre Energie-Quelle
Leistung vs. Zeit Speicher Leistung
vs. Zeit Speicher Netz
Speicherung der Energie nachUmwandlung.
Umwandlungin Leistung
Primärenergie Elektrische Energie
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Abregelung von Strom aus Erneuerbaren Energien
11
Quellen: Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume, Abregelung von Strom aus Erneuerbaren Energien und daraus resultierende Entschädigungsansprüche in den Jahren 2010 bis 2015; www.kernenergie.de
25% der Energieerzeugung des Kernkraftwerks Brokdorf in 2015
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Charakteristika verschiedener Energiespeicher
12
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Notwendigkeit von Speichern für elektrische Energie
13
240 TWh Erdgas
Kapazität der Untergrund-
Gasspeicher in Deutschland
Quelle: LBEG, Erdöl und Erdgas in der Bundesrepublik Deutschland 2015
Kapazität der Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland (ca. 0,04 TWh)
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Speicheroptionen im geologischen Untergrund
14
Ausgeförderte Öl-/Gaslagerstätten
AquiferSalzkavernen
Wasserstoff
DruckluftKohlen-
wasserstoffe
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Zukünftiger jährlicher Energie-Speicherbedarf in Deutschland (Strom-Sektor)
15
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Wie könnten 4 - 40 TWh realisiert werden?
Bei einmaligen Speicherumschlag wären erforderlich:
Pumpspeicher 500 –(Goldisthal – 8 GWh) 5.000
CAES-Kavernen 3.333 –33.330
H2-Kavernen 47 – 470
Erdgas-Kavernen 12 – 120
Annahme: Kavernenvolumen = 500.000 m³
16
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Wie könnten 4 - 40 TWh realisiert werden?
Bei täglichem Speicherumschlag wären erforderlich:
Pumpspeicher 2 – 14(Goldisthal – 8 GWh)
CAES-Kavernen 10 – 92
Bei monatlichem Speicherumschlag wären erforderlich:
H2-Kavernen 4 – 40
Erdgas-Kavernen 1 – 10Annahme: Kavernenvolumen = 500.000 m³
17
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Volumetrische Energiedichte im Vergleich
18
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Das Projekt InSpEE
Informationssystem Salzstrukturen: Planungsgrundlagen, Auswahlkriterien und Potentialabschätzung für die Errichtung von Salzkavernen zur Speicherung von Erneuerbaren Energien (Wasserstoff und Druckluft)
Gefördert durch
im Rahmen der
Laufzeit Mai 2012 bis September 2015
19
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Verbundpartner
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) Arbeitspakete 1 und 2
Leibniz Universität Hannover, Institut für Geotechnik Hannover, Abteilung Unterirdisches Bauen (IGtH) Arbeitspaket 3
KBB Underground Technologies GmbH (KBB UT)Arbeitspakete 4 und 5, Projektkoordination
20
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Ziele und Arbeitspakete
AP 1 Erstellung eines Informationssystems über Salzstrukturen sowie von geologischen Niveauschnittkarten (BGR).
AP 2 Erfassung des Internbaus von Salzstrukturen und geologische 3D-Modellierung (BGR).
AP 3 Gebirgsmechanische Anforderungen an die Speicherung von Druckluft und Wasserstoff (IGtH).
AP 4 Definition von Bewertungskriterien und Planungsgrundlagen für eine Potentialabschätzung (KBB UT).
AP 5 Potentialabschätzung möglicher Speichervolumina und speicherbarer Energiemengen (KBB UT).
21
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Ziele und Arbeitspakete
AP 1 Erstellung eines Informationssystems über Salzstrukturen sowie von geologischen Niveauschnittkarten (BGR).
AP 2 Erfassung des Internbaus von Salzstrukturen und geologische 3D-Modellierung (BGR).
AP 3 Gebirgsmechanische Anforderungen an die Speicherung von Druckluft und Wasserstoff (IGtH).
AP 4 Definition von Bewertungskriterien und Planungsgrundlagen für eine Potentialabschätzung (KBB UT).
AP 5 Potentialabschätzung möglicher Speichervolumina und speicherbarer Energiemengen (KBB UT).
22
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
GIS-basierte Potenzialabschätzung: Druckluft & Wasserstoffspeicherung in norddeutschen Salzstrukturen
23
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
AP 4 - Eingangsdaten aus dem AP 1
24
Ca. 270 zur Wasserstoff- und Druckluftspeicherunggeeignete Salzstrukturen
Salzstruktur mit 4 Niveauschnitten
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
AP 5 – 3D-Darstellung Salzstruktur, Internbau
25
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
AP 5 – Ermittlung des geeigneten Kavernentyps
26
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
AP 5 – 3D-Seitenansicht Salzstruktur, Kavernenfelder
27
Druckluftkavernenfeld
Wasserstoff-kavernenfeld
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
AP 5 – Ermittlung der Kavernenanzahl (Wasserstoff)
28
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Ergebnisse der Potenzialabschätzung
Ausge-werteteStruk-turen
[-]
CAES[TWh]
H2[TWh]
CAES[-]
H2[-]
Gesamt 269 4,5 1.614 0,30 0,24Berlin / Brandenburg 24 0,5 159 0,05 0,13Bremen / Niedersachsen 160 2,0 702 0,33 0,30
Hamburg / Schleswig-Holstein 44 0,7 413 0,26 0,20
Mecklenburg-Vorpommern 9 0,6 193 0,15 0,12
Sachsen-Anhalt 32 0,8 147 0,44 0,21
29
Energiegehalt Abschlagsfaktor
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian Boor
Zusammenfassung
Zukünftig hoher Bedarf an Speichern für Erneuerbare Energienerforderlich
Untertagespeicher geeignet und Technik ist vorhanden
Abschätzung des Speicherpotentials norddeutscher Salzstrukturen fürDruckluft und Wasserstoff ergibt eine großes theoretischesSpeicherpotential in der bzw. über der Dimension des Speicherbedarfs
Potentialermittlung für die Salzstrukturen in Mittel- und Süddeutschland im Nachfolgeprojekt InSpEE-DS (seit Oktober 2015)
30
9. Niedersächsische Energietage | 1. & 2. November 2016 / Goslar | Sebastian BoorKBB Underground Technologies GmbH | Baumschulenallee 16 | 30625 Hannover | Germany | info@kbbnet.de | www.kbbnet.de
Notwendigkeit & Potenzial der geologischen Speicherung Erneuerbaren Energien in Deutschland
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
top related