Pressefahrt „Wasserkraft in Thüringen“ Netztechnischer Bedeutung von kleinen Wasserkraftwerken Harald Uphoff, Geschäftsführer Denstedt, 15.08.2018

Bundesverband Deutscher Wasserkraftwerke Gegründet 1961 Acht Landesverbände Rund 1750 Einzelmitglieder Gründungsmitglied des Bundesverbandes Erneuerbare Energie (BEE)

Aktuelle Situation der Wasserkraft Wasserkraft insgesamt: 19.800 GWh (Bruttostromerzeugung 2017) installierte Leistung: 5.608 MW (2017) ca. 7300 EEG-Anlagen vermiedene THG-Emissionen: 15 Mio. Tonnen [1.000 t CO2-Äq.] (8,4% aller EE) Wasserkraft insgesamt: 19.800 GWh (2017) (Bruttostromerzeugung) Installierte elektrische Leistung: 5.608 MW (2017) (Lauf- und Speicherwasserkraftwerke sowie Pumpspeicherkraftwerke mit natürlichem Zufluss) Anteil an den Erneuerbaren Energien (Bruttostromerzeugung): 3,3% Quelle: AG EE Stat, Stand Feb.2018

Merkmale von Wasserkraftanlagen Sehr hohe Volllaststunden Sehr stetige, kontinuierliche und verlässliche Einspeisung Langjährige Betriebserfahrung Einfache und robuste Konstruktion der Anlagen Geringer Wartungsaufwand Sehr hohe erwartete Lebensdauer Keine Primärenergiekosten Hoher Erntefaktor Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland – Bergische Universität Wuppertal

Hintergrund der Studie Die Umsetzung der Pariser Klimaziele bedarf der gesamten Breite der Erneuerbaren Energien Im Koalitionsvertrag ist ein EE-Anteil von 65% in 2030 festgeschrieben Wir brauchen einen Perspektivwechsel beim Blick auf die Wasserkraft. Das Gutachten zeigt, dass Wasserkraftanlagen, insbesondere die kleinen, viele positive Beiträge zu einer gelingenden Energiewende leisten können.

Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland Vorstellung des Gutachtens Prof. Dr.-Ing. M. Zdrallek Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland

Repräsentative Clusterung der Netzregionen Bayerisches Alpenvorland Allgemeines Flusstal Schwäbisches Alpenvorland Mitteldeutsches Mittelgebirge Westdeutsches Mittelgebirge  19,7 MW (Mittelspannungsebene) + 430 kW (Niederspannungsebenen) 5 4 3 1 2 Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland – Bergische Universität Wuppertal

Netzanalysen: Methodik (Schema) Wie würde das Netz auf einen hypothetischen Ersatz der kleinen Wasserkraftwerke reagieren, wenn die gleiche Jahresenergie durch Windenergie- (MS) bzw. Photovoltaikanlagen (NS) ersetzt werden würde? UW Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland – Bergische Universität Wuppertal

Netzanalysen: Ausbaubedarf Spannungsbandverletzungen UW Betriebsmittelüberlastungen Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland – Bergische Universität Wuppertal

Kosten des hypothetischen Wasserkraft-Rückbaus Netzanalysen: Ergebnisse der betrachteten realen Netze Der Netzausbau zum Ersatz der Kleinwasserkraft verursacht in der Niederspannung etwa doppelt so hohe Kosten wie in der Mittelspannung. Netzausbaukosten: ca. 550 €/kW in der MS ca. 1.150 €/kW in der MS Kosten des hypothetischen Wasserkraft-Rückbaus * * Gewichtet nach installierter Wasserkraftleistung Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland – Bergische Universität Wuppertal

Die Gesamtkosten liegen daher bei rund einer Milliarde Euro! Netzanalysen: Ergebnisse der Clusterung Der Netzausbau zum Ersatz der Kleinwasserkraft verursacht in Deutschland konkret zusätzliche Netzausbaukosten von rund 762 Mio. Euro! Weiterhin fallen Kosten für erhöhte Netzverluste, Ausbaukosten der 110-kV-Netze und zusätzliche Komponenten an, die mit rund 250 Mio. Euro abgeschätzt werden können. Die Gesamtkosten liegen daher bei rund einer Milliarde Euro! Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland – Bergische Universität Wuppertal

Zusammenfassung: Acht wesentliche Erkenntnisse Erkenntnis 1: Die verlässlichen Wasserkraftwerke sind eine wichtige Säule der Energiewende Erkenntnis 2: Kleine Wasserkraftwerke reduzieren den Netzausbaubedarf im Verteilnetz erheblich (gut 750 Mio. EUR) Erkenntnis 3: Verbrauchsnahe Erzeugung aus kleinen Wasserkraftwerken verringert die Netzverluste signifikant Erkenntnis 4: Kleine Wasserkraftwerke stabilisieren zukünftig das Gesamtsystem durch Bereitstellung von Systemdienstleistungen Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland – Bergische Universität Wuppertal

Zusammenfassung: Acht wesentliche Erkenntnisse Erkenntnis 5: Kleine Wasserkraftwerke erhöhen die Versorgungsqualität auf Verteilnetzebene Erkenntnis 6: Inselnetz- und schwarzstartfähige kleine Wasserkraftwerke können bei großflächigen Blackouts lokal die Versorgung aufrechterhalten Erkenntnis 7: Kleine Wasserkraftwerke sind ein kostengünstiger Baustein der Energieversorgung Erkenntnis 8: Kleine Wasserkraftwerke dienen als dezentrale Energiespeicher Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland – Bergische Universität Wuppertal

Aktuelle Situation der Wasserkraft Fazit des Gutachtens: Je stärker Wind und PV werden, desto unverzichtbarer ist die kleine Wasserkraft! Aber: Hohe ökologische Auflagen gefährden Wirtschaftlichkeit der Anlagen Verbrauchsnahe Eigen- und Direktversorgung mit Abgaben und Umlagen belastet Fähigkeiten der Wasserkraft werden nicht honoriert Zubau stagniert seit Jahren

BDW-Empfehlungen für die aktuelle Legislaturperiode Wasserkraftanlagen für die Zukunftsaufgaben erhalten Ökologische Modernisierung fördern  EEG: Degression abschaffen Systemdienstleistungen angemessen vergüten Umlagen- und Abgabensystem reformieren Umsetzungsfristen verlängern

Fragen

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bundesverband Deutscher Wasserkraftwerke (BDW) e.V. Invalidenstraße 91 10115 Berlin Fon 030 / 275 825 05 Fax 030 / 278 794 32 E-post: info@wasserkraft-deutschland.de Präsident: Hans-Peter Lang Geschäftsstellenleiter: Dipl. Biol. Harald Uphoff

Netz- und systemdienliches Verhalten von Kleinwasserkraftwerken Regelbarkeit (pos. / neg. Regelleistung), Primär- und Sekundärregelung Schwarzstart- und Inselnetzfähigkeit im Falle eines flächendeckenden Blackouts Bereitstellung von Blindleistung Reduzierung der Netzverluste 5 s 30 s 15 min 1 h Primärregelung Sekundärregelung Minutenreserve Stunden- reserve Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland – Bergische Universität Wuppertal

Netzanalysen: Szenario für reale Netze Welche installierte Leistung müssten die Erzeugungsanlagen besitzen, um die Einspeisung der Wasserkraftanlagen zu ersetzen? Deutlicher Anstieg der nötigen installierten Spitzenleistung Netz wird in den Einspeisespitzen entsprechend stärker belastet 306 % 550 % Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland – Bergische Universität Wuppertal

Beispiel 1: MS-Netz bei Starkeinspeisung Wasserkraft als Einspeiser WKA ersetzen Wasserkraft Zur Kompensation der Spannungsüberhöhung sind Kabel mit der Länge von 46,5 km mit Gesamtkosten von rd. 3,7 Mio. EUR zu verlegen. Dies entspricht rd. 850 EUR pro kW installierter Leistung Wasserkraft. Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland – Bergische Universität Wuppertal

Beispiel 2: NS-Netz bei Starkeinspeisung Wasserkraft als Einspeiser PVA ersetzen Wasserkraft Zur Kompensation der Spannungsüberhöhung sind Kabel mit der Länge von 1,2 km mit Gesamtkosten von rd. 70 TEUR zu verlegen. Dies entspricht rd. 650 EUR pro kW installierter Wasserkraftleistung. Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland – Bergische Universität Wuppertal

Netzanalysen: Ergebnisse der betrachteten realen Netze Mittel- spannung Mittel- spannung Nieder- spannung Niederspannung Die erhöhte Netzbelastung durch Windenergie- bzw. Photovoltaikanlagen sorgt für einen deutlichen Netzausbaubedarf und hiermit verknüpfte hohe Kosten. Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland – Bergische Universität Wuppertal

Aktuelle Situation der Wasserkraft Quelle: Netztransparenz.de, Stand Okt.2017