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Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 229. Mai 2013
Vortrag im Rahmen der Ringvorlesung
Transformation des Energiesystems
an der Leibniz Universität Hannover
im Sommersemester 2013
Überschuss und Mangel an Regenerativer Energie – Lösungsansätze
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 329. Mai 2013
Inhalt
1. Strom aus Erneuerbaren Energien
2. Gesicherte Kraftwerksleistung
3. Reihenfolge für den Kraftwerkseinsatz
4. Überschuss und Mangel
5. Energiespeicherung
6. Aktueller Strommarkt
7. Fazit und Ausblick
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 429. Mai 2013
Stromerzeugung 2012 in Deutschland
22 % aus Erneuerbaren 58 % aus Konventionellen
4 % mit Pumpspeichern16 % aus Kernenergie
1. Strom aus Erneuerbaren Energien
Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen - Stand Januar 2013
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 529. Mai 2013
EEG-Ausbau in Deutschland
0
20
40
60
80
100
120
140
160Geothermie
Photovoltaik
Abfall *
Biomasse **
Windenergie
Wasserkraft ***
* biogener Anteil
(Annahme 50 %)
TWh
*** bei Pumpspeicher-
kraftwerken nur
Stromerzeugung aus
natürlichem Zufluss
** bis 1998 nur
Einspeisung in das
Netz der allgemeinen
Versorgung, Angaben
ab 2003 beinhalten
auch die industrielle
Stromerzeugung aus
flüssiger Biomasse
Stromeinspeisegesetz
ab 1. Januar 1991
Novelle BauGB
ab November 1997
EEG 2004
ab 1. August 2004
EEG 2000
ab 1. April 2000
EEG 2009
ab 1. Januar 2009
Novellierungen des
Erneuerbare Energien Gesetz (EEG)
2012: Σ EEG = 136 TWh
Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Erneuerbare Energien in Zahlen, Juli 2012 u. Februar 2013.
1. Strom aus Erneuerbaren Energien
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 629. Mai 2013
Ziele der Bundesregierung
Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Erneuerbare Energien in Zahlen, Juli 2012
35 %
50 %
65 %
80 %
2020 2030 2040 2050
Anteil erneuerbarer Energien
am Stromverbrauch
bis
spätestens
18 %
30 %
45 %
60 %
2020 2030 2040 2050
Anteil erneuerbarer Energien
am Brutto-Endenergieverbrauch
bis
spätestens
1. Strom aus Erneuerbaren Energien
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 729. Mai 2013
Erwartete Entwicklung des EEG-Ausbaus
0
50
100
150
200
2020 2030 2040 2050
in TWh
0
20
40
60
80
100
2020 2030 2040 2050
bei Höchstlast
bei Mindeslast
Kapazitätsentwicklung Energie-Überschüsse
Quelle: Fraunhofer IWES 2011,
„Haben wir Speicherprobleme?“
Quelle: Sachverständigenrat für Umweltfragen (RU)
Wege zur 100 % erneuerbaren Stromversorgung
Sondergutachten Januar 2011.
1. Strom aus Erneuerbaren Energien
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 829. Mai 2013
Ausfallarbeit und Entschädigungszahlungen
Quelle: Bundesnetzagentur Monitoringbericht 2012
* im wesentlichen abgeregelte Windenergie
Ausfallarbeit* Entschädigungszahlungen**
1. Strom aus Erneuerbaren Energien
0
100
200
300
400
500
2009 2010 20110
10
20
30
40
2009 2010 2011
in GWhin Mio. €421
127
74 6,0
10,2
33,5
** nach §13 Abs. 2 EnWG
i.V.m. §11 Abs. 1 EEG
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 929. Mai 2013
Systematik
2. Gesicherte Kraftwerksleistung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 1029. Mai 2013
Gesicherte Leistung und Jahres-Höchstlast 2000
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Netto-Leistung in Betrieb gesicherte Leistung
Nicht gesicherte Leistung
Geplante Nichtverfügbarkeiten
Ungeplante Nichtverfügbarkeiten
Systemdienstleistungen
Sonstige Erneuerbare Energien
Biomasse
Solarenergie
Windenergie
Pumpspeicher
Lauf- und Speicherwasser
Sonstige Konventionelle
Erdgas
Steinkohle
Braunkohle
Kernenergie
GW
Freie gesicherteLeistung
Jahres-Höchstlast
125 125
97
76
21
Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, Energiedaten u. eigene Berechnungen
2. Gesicherte Kraftwerksleistung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 1129. Mai 2013
Gesicherte Leistung und Jahres-Höchstlast 2011
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Netto-Leistung in Betrieb gesicherte Leistung
Nicht gesicherte Leistung
Geplante Nichtverfügbarkeiten
Ungeplante Nichtverfügbarkeiten
Systemdienstleistungen
Sonstige Erneuerbare Energien
Biomasse
Solarenergie
Windenergie
Pumpspeicher
Lauf- und Speicherwasser
Sonstige Konventionelle
Erdgas
Steinkohle
Braunkohle
Kernenergie
GW
Freie gesicherteLeistung
Jahres-Höchstlast
161 161
99
77
22
Quelle: Bundesnetzagentur Monitoring-Bericht 2011 u. eigene Berechnungen
2. Gesicherte Kraftwerksleistung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 1229. Mai 2013
Gesicherte Leistung und Jahres-Höchstlast 2012
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Netto-Leistung in Betrieb gesicherte Leistung
Nicht gesicherte Leistung
Geplante Nichtverfügbarkeiten
Ungeplante Nichtverfügbarkeiten
Systemdienstleistungen
Sonstige Erneuerbare Energien
Biomasse
Solarenergie
Windenergie
Pumpspeicher
Lauf- und Speicherwasser
Sonstige Konventionelle
Erdgas
Steinkohle
Braunkohle
Kernenergie
GW
Freie gesicherteLeistung
Jahres-Höchstlast
164 164
90
78
12
Quelle: www.Bundesnetzagentur.de u. eigene Berechnungen
2. Gesicherte Kraftwerksleistung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 1329. Mai 2013
Gesicherte Leistung und Jahres-Höchstlast 2013
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Netto-Leistung in Betrieb gesicherte Leistung
Nicht gesicherte Leistung
Geplante Nichtverfügbarkeiten
Ungeplante Nichtverfügbarkeiten
Systemdienstleistungen
Sonstige Erneuerbare Energien
Biomasse
Solarenergie
Windenergie
Pumpspeicher
Lauf- und Speicherwasser
Sonstige Konventionelle
Erdgas
Steinkohle
Braunkohle
Kernenergie
GW
Freie gesicherteLeistung
Jahres-Höchstlast
162 162
81
80
1
Quelle: www.Bundesnetzagentur.de u. eigene Berechnungen
2. Gesicherte Kraftwerksleistung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 1429. Mai 2013
Merit-Order
3. Reihenfolge für den Kraftwerkseinsatz
Quelle: Bundesnetzagentur, Kraftwerksliste - Stand 1.2.2013
Gre
nzk
ost
en d
er S
trom
erze
ugung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 1529. Mai 2013
Merit-Order Januar 2011 – mit Erneuerbaren Energien
3. Reihenfolge für den Kraftwerkseinsatz
Quelle: Bundesnetzagentur, Kraftwerksliste - Stand 1.2.2013
Gre
nzk
ost
en d
er S
trom
erze
ugung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 1629. Mai 2013
Merit-Order-Effekt
Gre
nzk
ost
en d
er S
trom
erze
ugung
3. Reihenfolge für den Kraftwerkseinsatz
Quelle: Bundesnetzagentur, Kraftwerksliste - Stand 1.2.2013
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 1729. Mai 2013
Merit-Order Januar 2012 – nach Abschaltung von 8 Kernkraftwerken
3. Reihenfolge für den Kraftwerkseinsatz
Quelle: Bundesnetzagentur, Kraftwerksliste - Stand 1.2.2013
Gre
nzk
ost
en d
er S
trom
erze
ugung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 1829. Mai 2013
Merit-Order Januar 2013 – Nach Reduzierung konventioneller Leistung
3. Reihenfolge für den Kraftwerkseinsatz
Quelle: Bundesnetzagentur, Kraftwerksliste - Stand 1.2.2013
Gre
nzk
ost
en d
er S
trom
erze
ugung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 1929. Mai 2013
Stromerzeugungsleistung in geordneter Reihenfolge
Quelle: www.bundesnetzagentur.de, eigene Berechnungen und
Bericht der deutschen Übertragungsnetzbetreiber zur Leistungsbilanz 2012 nach EnWG § 12 Abs. 4 und 5
4. Überschuss und Mangel
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 2029. Mai 2013
Residualleistung und Freie Gesicherte Leistung – Deutschland 2012
Quelle: www.bundesnetzagentur.de, eigene Berechnungen und
Bericht der deutschen Übertragungsnetzbetreiber zur Leistungsbilanz 2012 nach EnWG §12 Abs. 4 und 5
4. Überschuss und Mangel
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 2129. Mai 2013
Entwicklung bei geplantem EEG-Ausbau
Quelle: www.bundesnetzagentur.de, eigene Berechnungen und
Bericht der deutschen Übertragungsnetzbetreiber zur Leistungsbilanz 2012 nach EnWG §12 Abs. 4 und 5
4. Überschuss und Mangel
GW
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 2229. Mai 2013
Wohin mit den Überschüssen?
• Anreize für höheren Verbrauch bei Überlast
• Ausbau der Verteil- und Transportnetze
• Ausbau der Kapazitäten für den internationalen Stromaustausch
• Ausbau vorhandener Speichertechnologien
• Einführung neuer Speichertechnologien
4. Überschuss und Mangel
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 2329. Mai 2013
Verfügbare Speichersysteme
1. Akkumulatoren / Batterien
2. Druckluftspeicher
3. Wasserstoff-Elektrolyse / Power to Gas
4. Pumpspeicher-Kraftwerke
5. Energiespeicherung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 2429. Mai 2013
Akkumulatoren
Typ Energiedichte
in Wh/kg
Ladewirkungs-
grad in %
Einsatzgebiet
Blei-Akkumulator 30 - 40 80 - 98 Starterbatterie
Nickel-Cadmium-Zelle 40 - 70 66 Notfall-Stromversorgung
Nickel-Metallhydrid-Zelle 60 – 80 75 Elektroauto
Lithium-Ionen-Zelle 120 - 200 80 - 99 Elektroauto
Quelle: Uni Siegen, Seminar „Energiespeicher/Energiebereitstellung für Elektrofahrzeuge“, 2012.
5. Energiespeicherung
Fahrzeugtyp Smart Tesla
Hersteller Daimler AG, Hambach, Frankreich Tesla-Motors, Palo Alto, USA
Typ / Gewicht Lithium-Ionen-Zellen / 175 kg Lithium-Ionen-Zellen / 408 kg
Lade-Leistung / -Dauer bei 230 V, 13 A (3 kW ) / ca. 7 h 400 V, 63 A (53 kW ) / ca. 2 h
Speicherkapazität 18 kWh 56 kWh
Motor-Leistung 55 kW 215 kW
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 2529. Mai 2013
Das weltgrößte Batteriekraftwerk
Kraftwerk BESS Fairbanks, Alaska
Betreiber Golden Valley Electric Association
Hersteller ABB, Baden, Schweiz
Akkumulator-Typ / Gewicht Nickel-Cadmium-Batterien / 1300 t
Platzbedarf 120 m x 26 m (Fußballfeld)
Batteriespannung 5000 V
Speicherkapazität 3680 Ah
Speichergröße 18,4 MWh
Netzspannung, -strom u. Frequenz 138 kV / 187 A / 59-60.5 Hz
Nennleistung 26,7 MW
Kurzzeitige mögl. Spitzenleistung 46 MWQuelle: ABB, Baden, Schweiz
Foto: Golden Valley Electric Ass., Fairbanks, USA
Battery Energy Storage System (BESS)
5. Energiespeicherung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 2629. Mai 2013
0,00001
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000
En
erg
ie
Einspeicherungs-Leistung
GWh
MW
Batteriespeicher
Golden ValleyElectric
Fairbanks,
Alaska
Elektroautos
Zielbereich
Smart3 kW, 18 kWh
Tesla53 kW, 56 kWh
GWh
MWh
TWh
PWh
MW GWkW
80 - 200 TWh
40 - 80 GW
Leistungsspektrum verschiedener Batteriesysteme
5. Energiespeicherung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 2729. Mai 2013
Druckluftspeicher
Quellen: Huntorf, E.ON SE; McIntosh, Power South Energy Corp.; Stassfurt, RWE AG
Anlage Einspeich.-
leistung
in MW
Erzeug.-
leistung
in MW
Speicher-
Kapazität
in MWh
Luftspeicher-Gasturbinen-Kraftwerk Huntorf, Niedersachsen, 1978 60 321 600
Compressed Air Energy Storage (CAES) McIntosh, Alabama, 1991 60 110 2860
ADELE (Adiabate Druckluftanlage) Stassfurt, Sachsen-Anhalt, 2013 90 90 360
5. Energiespeicherung
Speicher-Kraftwerk Huntorf
Speichervolumen 2 x 150 Tsd. m3
Einspeich.-Leistung 60 MW - 8 h
Erzeug.-Leistung 321 MW - 2 h
Druckbereich 40 - 65 bar
Energiespeicher 600 MWh
Brennstoff Erdgas
Baujahr 1978
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 2829. Mai 2013
0,00001
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000
En
erg
ie
Einspeicherungs-Leistung
GWh
MW
Druckluftspeicherkraftwerke
Kraf twerkHuntorf ,
Niedersachsen
Kraf twerkMcintosh,Alabama
Kraf twerkADELE
Stassfurt,
Sachsen-Anhalt
Batteriespeicher
Zielbereich
GWh
MWh
TWh
PWh
MW GWkW
80 - 200 TWh
40 - 80 GW
Druckluftspeicher-Kraftwerke
5. Energiespeicherung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 2929. Mai 2013
Das deutsche Erdgassystem
Länge 453 000 km
Transportkapazität ca. 1000 TWh
Absatz 2010 99,5 Mrd. Nm3
Anzahl Erdgasspeicher 47
Fassungsvermögen 23,5 Mrd. Nm3
Zulässiger H2-Anteil 5 %
H2-Speicherkap. b. 5 % 22,5 TWh
Quelle: DENA Strategieplattform „Power to Gas“
5. Energiespeicherung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 3029. Mai 2013
Elektrolyse-Technologien
Technologie Antriebs-
leistung
in MW
Wasserstoff-
produktion
in Nm3/h
System
Wirkungs-
grad in %
Investitions-
kosten
in €/kW
Alkalische Elektrolyse
nach dem Lurgi-Verfahren3 - 15 500 - 1500 78 - 82 800 - 1500
Proton Exchange Membran-
(PEM-) Elektrolyse0,2 - 2 30 - 250 64 - 86 1200 - 2500
Hochtemperatur-Feststoff –
(HT-) Elektrolyse (900 oC)
Erwartung:
> 80Forschung
Quelle: Fraunhofer ISE, „Stand und Entwicklungspotenzial der Wasserelektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff aus regenerativen Energien“
5. Energiespeicherung
Redoxreaktion
Kathode: 2 H2O (l) + 2 e-
H2 (g) + 2 OH-
Anode: 2 OH-
½ O2 + H2O + 2 e-
Gesamtreaktion: H2O (l) H2 (g) + ½ O2 (g)
Reaktionsenthalpie: D HR0 = + 572 kJ/mol
z.B. alkalische Elektrolyse:
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 3129. Mai 2013
Power to Gas
Elektrische Leistung 2 MW
Elektrolyseur-Lieferant Hydrogenics Corp., USA
Verfahren Alkali-Elektrolyse HySTAT™
Wasserstoffproduktion 360 Nm3/h
H2-Einspeisung Erdgasnetz der ONTRAS
Inbetriebnahme Voraussichtlich 2013-Q3
Quelle: E.ON Innovation Center Energy Storage
E.ON „power to gas“-
Demonstrationsprojekt
Falkenhagen, Brandenburg
Foto: Hydrogenics Corp.
5. Energiespeicherung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 3229. Mai 2013
0,00001
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000
En
erg
ie
Einspeicherungs-Leistung
GWh
MW
Druckluftspeicher
Batteriespeicher
Power to Gas
AlkalischeDruck-Elektrolyse
3,5 MW
PEM -Elektrolyse3 - 300 kW
Zielbereich
GWh
MWh
TWh
PWh
MW GWkW
80 - 200 TWh
40 - 80 GW
E.ON ProjektFalkenhagen,Brandenburg,
2 MW
Power to Gas
5. Energiespeicherung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 3329. Mai 2013
Pumpspeicher-Kraftwerke
System Pumpleistung
in MW
Speicherkapazität
in GWh
Investitionskosten
in Mio. €
Kraftwerk Goldisthal, Thüringen 1060 8,5 620
Kraftwerksgruppe Maltatal, Kärnten 1130 588 1000
Kraftwerksgruppe Sira-Kvina, Norwegen 1760 5600 > 1000
Quellen: Goldisthal, Vattenfall Europe AG, Berlin; Maltatal, Verbund AG, Salzburg; Sira-Kvina, Sira-Kvina Krafselskap, Tonstad
5. Energiespeicherung
Kölnbreinspeicher der Kraftwerksgruppe Maltatal Oberbecken des Kraftwerks Goldisthal
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 3429. Mai 2013
Nutzung vorhandener Speicher in Norwegen
Benötigte Netzkapazität ca. 40 GW
in Errichtung Nord.Link 01
Leistung Nord.Link 01 1,4 GW
Länge Nord.Link 01 530 km
Investition Nord.Link 01 1,5 - 2 Mrd. €
Errichtung 2016 - 2018
Anzahl Wasserkraftwerke ca. 150
Speicherkapazität 100 TWh
Installierte Leistung 30 GW
Jahresproduktion 100-120 TWh
Quelle: Statnett SF
Quelle: Statkraft AB
Bild-Quelle: Sira-Kvina Kraftselskap
5. Energiespeicherung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 3529. Mai 2013
0,00001
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000
En
erg
ie
Einspeicherungs-Leistung
GWh
MW
Pumpspeicher
Kraftwerks-gruppe
Maltatal,Kärnten
KraftwerkGoldisthal,Thüringen
Druckluftspeicher
Batteriespeicher
40 - 80 GW
Zielbereich
80 - 200 TWh
TWh
PWh
GWh
MWh
GWMWkW
Power to Gas
Kraftwerks-gruppe
Sira-Kvina,Norwegen
KraftwerkTonstad,
Norwegen
Speicher-Kraftwerke Norwegen
Pumpspeicher-Kraftwerke
5. Energiespeicherung
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 3629. Mai 2013
Mangel an Erzeugungskapazität - Lösungsansätze
• Kapazitätsmarkt für Kraftwerksleistung
• Nutzung im Ausland vorhandener Leistungsreserven
• Erschließung neuer Leistungsreserven im Ausland
• Errichtung einfacher neuer Kraftwerke
6. Aktueller Strommarkt
Bildquellen: energiespeicher.blogspot.com;
agraheute.com; atcopower.com;
Statnett SF
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 3729. Mai 2013
Stromerzeugungskosten und Marktpreise Mai 2013
0
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20
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ELIX
GuD 55 %
GuD 60 %
Steinkohle > 40 J
Steinkohle > 20 J
Steinkohle Neu
Braunkohle > 40 J
Braunkohle > 20 J
Braunkohle Neu
Kernenergie
€/MWh
%
800050004000300020001000 70006000
Auslastung
Str
om
erze
ugungsk
ost
en
Strompreis: 42,09 €/MWh ELIX Day Base 28. Mai 2013
Erdgaspreis: 26,77 €/MWh EGIX Germany Mai 2013
Steinkohlepreis: 87,75 $/t Wallstreet 27. Mai 2013 (Schlusskurs)
CO2-Zertifikatspreis: 3,50 €/t Börse Frankfurt 28. Mai 2013
Brennelementsteuer: 145 €/g §13 KernBrStG ab 1. Jan 2011
VBh
6. Aktueller Strommarkt
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 3829. Mai 2013
Stromerzeugungskosten bei CO2-Zertifikatspreis 20 €/tCO2
VBh0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ELIX
GuD 55 %
GuD 60 %
Steinkohle > 40 J
Steinkohle > 20 J
Steinkohle Neu
Braunkohle > 40 J
Braunkohle > 20 J
Braunkohle Neu
Kernenergie
€/MWh
%
800050004000300020001000 70006000
Auslastung
Str
om
erze
ugungsk
ost
en
Strompreis: 52,09 €/MWh ELIX Day Base 28. Mai 2013
Erdgaspreis: 26,77 €/MWh EGIX Germany Mai 2013
Steinkohlepreis: 87,75 $/t Wallstreet 27. Mai 2013 (Schlusskurs)
CO2-Zertifikatspreis: 20 €/t Börse Frankfurt 28. Mai 2013
Brennelementsteuer: 145 €/g §13 KernBrStG ab 1. Jan 2011
6. Aktueller Strommarkt
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 3929. Mai 2013
Folgen der aktuellen Marktsituation
•Aktuelle Marktpreise für Kohle, Gas, CO2-Zertifikate und Strom
nur für Kohle- und Kernkraft auskömmlich
•Wegen hoher Gaspreise können selbst die modernsten Gas- und
Dampf- (GuD-) Kraftwerke keine Deckungsbeiträge erwirtschaften.
•Selbst bei Zertifikat-Preisen von 20 €/tCO2
sind moderne
GuD-Kraftwerke kaum wirtschaftlich
•Mit der Zunahme der Erzeugung aus Erneuerbaren Energien
wird sich die Situation am Strommarkt weiter verschärfen
6. Aktueller Strommarkt
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 4029. Mai 2013
Fazit und Ausblick
• Der Ausbau der Erneuerbaren Energien führt
zunehmend zu Produktions-Überschüssen.
• Mangel an gesicherter Erzeugungskapazität
durch Einspeise-Vorrang.
• Die Energie-und Kraftwerkstechnik bleibt ein
spannendes Thema.
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En
erg
ie
Einspeicherungs-Leistung
GWh
MW
Pumpspeicher
Kraftwerks-gruppe
Maltatal,Kärnten
KraftwerkGoldisthal,Thüringen
Druckluftspeicher
Batteriespeicher
40 - 80 GW
Zielbereich
80 - 200 TWh
TWh
PWh
GWh
MWh
GWMWkW
Power to Gas
Kraftwerks-gruppe
Sira-Kvina,Norwegen
KraftwerkTonstad,
Norwegen
Speicher-Kraftwerke Norwegen
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Erneuerbare Laufwasser Kernenergie Pumpspeicher Braunkohle Steinkohle GuD Gasturbine Öl u. sonst. Konv.
GW
Merit-order Effekt
Lastabdeckungmit Erneuerbaren
Lastabdeckung ohne Erneuerbare
Grenzkosten ohneErneuerbare
€/MWh
verfügbare Kraftwerksleistung
Grenzkosten mitErneuerbaren
Prof. Dr.-Ing. Roland ScharfInstitut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung
Seite 4129. Mai 2013
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