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Kleine Wasserkraft mit großer Wirkung: Einsparpotenzial im Netz liegt bei etwa einer Milliarde Euro

© EnergieAgentur.NRW
© EnergieAgentur.NRW

| Anna Katharina Meyer |

Kaum jemand spricht im Rahmen der Energiewende über die kleine Wasserkraft. Sie war quasi immer schon da und ihr Anteil am Strommix ist nicht besonders hoch. Aktuell wurde ihre Bedeutung jedoch in ein besonderes Licht gerückt: durch eine Studie der Bergischen Universität Wuppertal zum netztechnischen Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken.

Unter der Leitung von Prof. Zdrallek wurde am Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik berechnet, wie sich der Netzausbaubedarf der Verteilnetze deutschlandweit ohne einen Beitrag der kleinen Wasserkraft (Anlagen < 1 MW) entwickeln würde. Da gerade kleine Anlagen oftmals wirtschaftlich auf der Kippe stehen, ist das in Wuppertal formulierte Szenario nicht völlig unrealistisch. Würde also durch einen Wegfall der kleinen Wasserkraft in Deutschland die bisher bereitgestellte Energiemenge durch Windkraft- und Photovoltaikanalagen substituiert, würden sich zusätzliche Netzausbaukosten allein im Mittel- und Niederspannungsnetz von etwa 750 Millionen Euro ergeben (zuzüglich Planungs- und Anlagenkosten für PV und Wind). Das quasi ist die Kernaussage der Studie.

Weitere Erkenntnisse beziehen sich auf die Reduktion von Netzverlusten. Gerade die kleine Wasserkraft als schwankungsarme regenerative Energiequelle speist in der Regel direkt in die verbrauchsnahen unteren Spannungsebenen des Verteilnetzes ein und vermeidet somit Übertragungsverluste höherer Ebenen. Prof. Zdrallek beziffert den Wert von Netzdienstleistungen, die ohne die kleine Wasserkraft verloren gehen würden, auf rund 250 Mio. Euro. Um allerdings zum Leistungsbilanzausgleich im Rahmen der Sekundärregelung und Minutenreserve eingesetzt werden zu können, ist die Zusammenfassung mehrerer Kraftwerke zu virtuellen Kraftwerken erforderlich.

Darstellung der im Vergleich zu PV sehr stetigen Einspeisung von Strom aus Wasserkraft

Abbildung: Darstellung der im Vergleich zu PV sehr stetigen Einspeisung von Strom aus Wasserkraft

Zudem leistet die kleine Wasserkraft einen Beitrag zur erforderlichen Spannungsqualität. So unterstützt sie die Spannungshaltung in Zeiten schwacher regenerativer Einspeisung bei erhöhter Last, besonders in den extrem belasteten Mittel- und Niederspannungsnetzen.

Da aktuell der Ausgleich von Einspeisung und Verbrauch größtenteils durch die Regelung konventioneller Kraftwerke erreicht wird, wird im Laufe der Energiewende die Verfügbarkeit regenerativer Einspeiser immer wichtiger. „Die Wasserkraft kann also im flexiblen Energiesystem der Zukunft einen wichtigen Beitrag leisten. Deshalb ist es für NRW wichtig, mindestens die 430 bestehenden Wasserkraftstandorte im Land zu erhalten, einen wirtschaftlichen Betrieb zu gewährleisten und auch den weiteren Ausbau zu ermöglichen“ erläutert Philipp Hawlitzky, Geschäftsführer der Arbeitsgemeinschaft Wasserkraftwerke, die Ergebnisse der Studie.

Für den Einsatz von Wasserkraftanlagen sprechen weiterhin die langjährige Betriebserfahrung und deren im Vergleich zu anderen Technologien robuste Konstruktion. Da ihr Betriebszeitraum sehr lang ist, stellt sich der sogenannte Erntefaktor als besonders gut dar. Der Erntefaktor, der auch in der Studie der Universität Wuppertal berücksichtigt wird, beschreibt das Verhältnis des während der Betriebsdauer erzeugten Stroms im Vergleich zu jener Energiemenge, die für Herstellung, Betrieb und Abbruch eines Kraftwerks aufzubringen ist.

Damit die Wasserkraft ihre Stärken jedoch tatsächlich ausspielen kann, muss die Wirtschaftlichkeit bestehender Anlagen auch bei erhöhten Anforderungen an den Fischschutz und die ökologische Durchgängigkeit gegeben sein. Die Branche empfiehlt daher eine angemessene und praxistaugliche finanzielle Unterstützung von gewässerökologisch bedingten Mehraufwendungen an Wasserkraftanlagen, z. B. durch Mittel der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie. „In NRW existieren zudem viele Staustufen, die aus Gründen des Hochwasserschutzes, der Grundwasserhaltung oder des Denkmalschutzes nicht abgerissen werden können. Hier ist es zielführend, auch neue Wasserkraftwerke zu realisieren, um so in Verbindung mit erforderlichen Fischtreppen nicht nur erneuerbaren Strom zu produzieren, sondern auch die ökologische Durchgängigkeit an den Staustufen zu verbessern,“ so Hawlitzky.

Referenz:

Zdrallek, Markus (2018): „Netztechnischer Beitrag von kleinen Wasserkraftwerken zu einer sicheren und kostengünstigen Stromversorgung in Deutschland.“