Veröffentlichungen
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Zum Forschungsthema untertägiger Pumpspeicherung wurden seitens des EFZN der Abschlussbericht zum wissenschafltichen Projekt "Windenergiespeicherung durch Nachnutzung stillgelegter Bergwerke" [Beck, Schmidt (Hrsg.) 2011] und die darauf aufbauende Studie "Abschätzung der Wirtschaftlichkeit zur Errichtung und des Betriebes eines untertägigen Pumpspeicherwerks" [Neumann et al., 2012] veröffentlicht (Details und Download siehe unten). Der BINE Informationsdienst hat das EFZN-Projekt unter die Lupe genommen und sie in der vierseitigen "Projektinfo 18/2013" mit dem Titel "Windenergie unter Tage speichern" vor. Hier geht's zum BINE Informationsdienst.
Desweiteren enthalten die Tagungsbände der Pumpspeicher-Tagungen 2013, 2014 und 2015 wertvolle Beiträge verschiedener Autoren aus Industrie und Wissenschaft zur Pumpspeicherung und deren neuen Anwendungsmethoden.
Diese Publikationen wurden in der Schriftenreihe des Energie-Forschungszentrums Niedersachsen beim Cuvillier Verlag Göttingen veröffentlicht (Band 7, 9, 16, 23 und 34). Link zum Cuvillier Verlag.
"Windenergiespeicherung durch Nachnutzung stillgelegter Bergwerke" Abschlussbericht 2011
Im Rahmen der Studie wurde das Potenzial untersucht, einen Teil der künftig für die Netzintegration der Windenergie notwendigen Energiespeicher im elektrischen Energieversorgungsnetz Deutschlands durch die Nachnutzung von stillgelegten Bergwerken mittels untertägiger hydrodynamischer Pumpspeicherwerke zu decken. Da die ehemaligen Bergwerke nicht für diesen Zweck errichtet wurden, ist es notwendig, sie durch Auffahrungen und Erweiterungen für die neue Aufgabe zu ertüchtigen. Unter den gegebenen Einschränkungen, Kriterien und auf Basis bergmännischer Erfahrungen wurden sechs Bergwerksregionen in Deutschland identifiziert, die für die Errichtung von untertägigen Pumpspeicherkraftwerken gut oder bedingt geeignet sind. Die drei gut geeigneten Regionen sind das Erzgebirge, der Harz sowie das Siegerland und Lahn-Dill-Gebiet. In diesen Regionen werden nach einer ersten Potenzialschätzung theoretisch bis zu 10 GW installierte Leistung bei bis zu 40 GWh Gesamtspeicherkapazität erwartet.
Dabei stellt die Planung und Errichtung eines derartigen untertägigen Speicherkraftwerks eine besondere Herausforderung dar, wobei die jeweiligen Besonderheiten eine Einzelfallprüfung erfordern. Auf ingenieurwissenschaftlicher Seite müssen geotechnische, bergmännische und markscheiderische Probleme gelöst und die maschinen- und elektrotechnischen Voraussetzungen geschaffen werden. Im Rahmen der Wirtschaftlichkeitsanalyse sind die Fragen zur Investitions- und Wirtschaftlichkeitsrechnung zu beantworten sowie insbesondere als Voraussetzung für staatliche Förderungen die ökonomische Vorteilhaftigkeit darzustellen. Im Rahmen des Genehmigungsverfahrens sind insbesondere wasser- und umweltrechtliche Fragestellungen zu beachten. Nach den bisherigen Untersuchungen erscheint die Technologie Pumpspeicherwerke unter Tage vor dem Hintergrund des zusätzlichen Speicherbedarfs für die Netzintegration von Windenergie erfolgversprechend. Auch rechtlich, umweltplanerisch und wirtschaftlich erscheint die Errichtung möglich.
Beispielhaft wurden zwei Bergwerke, die ehemaligen Erzgruben Grund im Harz und Pöhla im Erzgebirge auf eine Nachnutzung für ein Pumpspeicherwerk unter Tage untersucht. In beiden Fällen erscheint eine Realisierung technisch möglich. Im Ergebnis stellen sich die größeren Herausforderungen aufgrund der Rohstoffsicherung, des Zugangs, hinsichtlich der Umwelt- und Akzeptanzfragen im Vergleich der beiden am Standort Pöhla.
Der ausführliche wissenschaftliche Abschlussbericht "Windenergiespeicherung durch Nachnutzung stillgelegter Bergwerke" ist als Online-Publikation frei verfügbar unter:
http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn=urn:nbn:de:gbv:104-2011EB11300
Bitte haben Sie etwas Geduld beim Download, da der Bericht insgesamt 864 Seiten unfasst und eine Größe von knapp 50 MB hat.
"Abschätzung der Wirtschaftlichkeit zur Errichtung und des Betriebes eines untertägigen Pumpspeicherwerks" Studie 2012
Aufbauend auf den oben genannten Untersuchungen wurde gemeinsam mit VW Kraftwerk und Harz Energie eine Abschätzung der betriebswirtschaftlichen Machbarkeit eines solchen Projekts als Entscheidungshilfe für ein weiteres Engagement der Partner erstellt. Ergebnis der Studie ist, dass unter den aktuellen Rahmenbedingungen keine Wirtschaftlichkeit für derartige Speicherinvestitionen gegeben ist. Bei den untersuchten Szenarien konnten die Kosten nur zu 9 bis 50 % erwirtschaftet werden. Dennoch ist es insbesondere unter Berücksichtigung der gesamtwirtschaftlichen Aspekte einer sicheren und zuverlässigen Energieversorgung notwendig, diese Technologie mittels einer realen Pilotanlage zu entwickeln. Dies erfordert:
- Unterstützung der Technologiewende bezüglich der Notwendigkeit künftiger Speicher-Energiesysteme zur Netzstabilität
- Überprüfung und Anpassung der marktlichen Anreizstruktur
- Integration von Aspekten der Systemstabilität in die Fördermechanismen für regenerative Energien, Förderung neuer Speichertechnologien bzw. Schaffung von Anreizen für Investitionen in bereits verfügbare Speichertechnologien
- Verteilung technischer und wirtschaftlicher Risiken neuer Speichertechnologien zwischen privaten Investoren und öffentlicher Hand, um die derzeit nicht wirtschaftlich zu realisierenden Anlagen rechtzeitig verfügbar machen zu können
In der Entwicklung innovativer großtechnischer Energiespeicher verfügt das Energieland Niedersachsen im Bereich untertägiger Pumpspeicherwerke derzeit noch über einen Wissensvorsprung, den es auf der technischen Ebene (Errichtung einer Pilotanlage im Harz) und im wissenschaftlichen Bereich auch durch die Unterstützung des Landes weiter auszubauen gilt.
