Durch die Einbindung von fluktuierenden Energiequellen in unser Elektroenergiesystem entstehen wirtschaftliche und technische Herausforderungen, die es zukünftig zu bewältigen gilt. Ein Lösungsbeitrag kann dabei von Energiespeichern erbracht werden, die auf der Seite der Erzeugungskapazitäten (Angebot) sowie der Verbraucher (Nachfrage) eine höhere Flexibilität ermöglichen.
Nach der Vorstellung der grundsätzlich geeigneten Flexibilisierungsoptionen wird in einem Kostenvergleich von Speichertechnologien dargestellt, dass zukünftig verschiedene Energiespeicher mit Energiedurchsatzkosten unter oder bei 10 ct/kWh zur Verfügung stehen könnten. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Untersuchung der Konzeption eines untertägigen Pumpspeicherwerks (PSWuT) in stillgelegten Bergwerken unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten.
In der Kostenbetrachtung für ein PSWuT bildet die Bestimmung der Einflussfakto-ren auf die Speicherkosten einen elementaren Bestandteil. Insbesondere sind die Investitionskosten hervorzuheben, die durch einen Bottom-up-Ansatz ermittelt werden, wobei für die Betrachtungen zwei Modellbergwerke als Grundlage dienen. Die Ergebnisse der Analysen zeigen, dass unter den gewählten Annahmen im Ver-gleich zu anderen Speicheralternativen höhere Energiedurchsatzkosten resultieren. Dies ist prinzipiell als Wettbewerbsnachteil einzuordnen, wenn diese die prognostizierten Kostensenkungspotenziale umsetzen werden. Allerdings werden auch für die betrachtete Speichertechnologie des PSWuT mehrere Ansätze für Kostenreduktionen aufgezeigt.
Die Identifizierung und Analyse der Erlösmöglichkeiten zeigt, dass deutliche Unterschiede in den Vermarktungsalternativen des Speicherstroms eines PSWuT bestehen. So ist zum Beispiel der alleinige Handel am Spotmarkt nicht ausreichend, damit die investitionsintensive Anlage sich amortisieren könnte. Der Regelenergiemarkt bietet als Kapazitätsmarkt, bei dem ein Großteil der Erlöse durch die reine Leistungsbereitstellung generiert werden kann, unter Umständen eine interessante Möglichkeit, obgleich die Märkte durch Unsicherheiten eine Investitionsentscheidung erschweren.
Da die Anreize für Investitionen in Speichertechnologien in Deutschland zu gering sein könnten, als dass derartige Projekte alleine durch private Investments getätigt würden, wird eine Analyse zu den aktuell diskutierten Förderkonzepten durchgeführt. Insbesondere eine direkte Förderung des Speicherstroms muss dabei kritisch bewertet werden.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einführung
- 2 Herausforderungen durch die Integration der erneuerbaren Energien
- 3 Energiespeicher Bestandteil eines Elektroenergiesystems
- 3.1 Möglichkeiten der Flexibilisierung
- 3.2 Betrachtung ausgewählter Energiespeicher
- 3.3 Kosten der Energiespeicheroptionen
- 4 Wirtschaftlichkeitsanalyse eines PSWuT
- 4.1 Einführende Betrachtungen
- 4.2 Vorgehensweise
- 4.3 Investitionskosten eines untertägigen Pumpspeicherwerks
- 4.3.1 Maßnahmen zur Errichtung des Energiespeichers
- 4.3.2 Modellbergwerk Grund
- 4.3.3 Modellbergwerk Pöhla
- 4.4 Einflussfaktoren auf die Speicherkosten
- 4.5 Bewertung eines untertägigen Pumpspeicherwerks
- 4.5.1 Modellbergwerk Grund
- 4.5.2 Modellbergwerk Pöhla
- 4.6 Sensitivitätsanalyse
- 4.7 Vergleich der Modellbergwerke
- 4.8 Ableitung von Erkenntnissen aus der Kostenbetrachtung
- 5 Aktuelle Marktsituation und zukünftige Entwicklungen
- 5.1 Ausnutzung von zeitlichen Preisdifferenzen
- 5.2 Regelenergiemarkt
- 5.3 Blindleistungsbereitstellung
- 5.4 Schwarzstartfähigkeit
- 5.5 Ein Business Case
- 6 Fördermöglichkeiten für Energiespeicher
- 6.1 Status Quo: Forderung nach einer Förderung
- 6.2 Legitimation staatlicher Eingriffe
- 6.3 Mögliche Konzepte für höhere Anreize
- 6.3.1 Abbau von Hemmnissen
- 6.3.2 Forschungsförderung intensivieren
- 6.3.3 Speicherstromvergütung analog zur Förderung von erneuerbaren Energien
- 6.3.4 Kombikraftwerksmodell
- 6.3.5 Marktprämienmodell
- 6.3.6 Weitere Ansätze
- 6.3.7 Bewertung und Empfehlung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit untersucht die wirtschaftliche Machbarkeit von Energiespeichern, insbesondere untertägiger Pumpspeicherwerke (PSWuT), im Kontext der Energiewende. Es wird ein Kostenvergleich verschiedener Speichertechnologien durchgeführt und die Wirtschaftlichkeit von PSWuT anhand von Modellbergwerken analysiert.
- Kostenanalyse verschiedener Energiespeichertechnologien
- Wirtschaftlichkeitsanalyse von untertägigen Pumpspeicherwerken
- Einflussfaktoren auf die Kosten von PSWuT
- Vermarktungsmöglichkeiten von Speicherstrom
- Fördermöglichkeiten für Energiespeicher
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 (Einführung): Einführung in die Thematik der Energiespeicherung im Kontext der Energiewende und Vorstellung des Schwerpunkts der Arbeit: die wirtschaftliche Bewertung von untertägigen Pumpspeicherwerken.
Kapitel 2 (Herausforderungen durch die Integration der erneuerbaren Energien): Beschreibung der Herausforderungen, die sich durch den zunehmenden Anteil fluktuierender Energiequellen im Stromversorgungssystem ergeben.
Kapitel 3 (Energiespeicher Bestandteil eines Elektroenergiesystems): Vorstellung verschiedener Flexibilisierungsoptionen und Kostenvergleich ausgewählter Energiespeichertechnologien.
Kapitel 4 (Wirtschaftlichkeitsanalyse eines PSWuT): Detaillierte Kostenanalyse von untertägigen Pumpspeicherwerken anhand von zwei Modellbergwerken. Analyse der Einflussfaktoren auf die Speicherkosten und Bewertung der Wirtschaftlichkeit.
Kapitel 5 (Aktuelle Marktsituation und zukünftige Entwicklungen): Analyse der aktuellen Marktsituation für Energiespeicher und möglicher zukünftiger Entwicklungen, z.B. die Nutzung des Regelenergiemarktes.
Kapitel 6 (Fördermöglichkeiten für Energiespeicher): Diskussion verschiedener Förderkonzepte für Energiespeicher und deren Bewertung.
Schlüsselwörter
Energiespeicher, Pumpspeicherwerk, untertägiges Pumpspeicherwerk (PSWuT), Wirtschaftlichkeitsanalyse, Kostenanalyse, erneuerbare Energien, Flexibilisierung, Regelenergiemarkt, Förderkonzepte, Energiewende.
- Quote paper
- Christoph Neumann (Author), 2011, Ökonomische Analyse von Energiespeichern unter besonderer Berücksichtigung eines untertägigen Pumpspeicherwerks, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/181948
