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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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