Beschlussvorlage (Anlage zur Beschlussvorlage 10/2012)

Daten

Kommune
Hürtgenwald
Größe
2,5 MB
Erstellt
26.01.12, 12:03
Aktualisiert
26.01.12, 12:03

Inhalt der Datei

STANDORTSCREENING FÜR WASSERSPEICHERKRAFTWERKE IN DEUTSCHLAND Erläuterungsbericht Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Inhaltsverzeichnis Seite 1 Veranlassung und Auftrag 4 2 Vorgehensweise beim Standortscreening 5 3 Grundlagen 3.1 Grundprinzip der Wasserspeicherkraftwerke 3.2 Vorhandene Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland 6 6 7 4 Deutschlandweites GIS-gestütztes Standortscreening 4.1 Für die Suche maßgebende Standortfaktoren 4.1.1 Technische und wirtschaftliche Faktoren 4.1.2 Genehmigungsrelevante Faktoren 4.1.3 Erforderliche Überprüfungen in weitergehenden Schritten 4.2 Vorgehensweise bei der Bearbeitung 4.3 Ergebnisse des GIS-Screenings 10 10 10 11 12 12 14 5 Standortanalyse im Bereich vorhandener Talsperren 5.1 Gegenstand der Talsperrenanalyse 5.2 Vorgehensweise und Ergebnisse 18 18 18 6 Standortbewertung 6.1 Gegenstand und Methodik der Bewertung 6.1.1 Kraftwerksleistung 6.1.2 Spezifische Kosten 6.1.3 Konfliktpotenzial 6.2 Vorläufige Rangfolge der Standorte 23 23 23 24 25 27 2 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Verwendete Unterlagen [1] TAB - Büro für Technologiefolgenabschätzung beim Deutschen Bundestag Energiespeicher – Stand und Perspektiven Sachstandsbericht zum Monitoring „Nachhaltige Energieversorgung“ Arbeitsbericht 123, Februar 2008 [2] Konsortium DEWI / E.ON Netz / EWI / RWE Transportnetz Strom / VE Transmission Energiewirtschaftliche Planung für die Netzintegration von Windenergie in Deutschland an Land und Offshore bis zum Jahr 2020 Studie im Auftrag der Deutschen Energie-Agentur GmbH (dena) Endbericht Köln, 24. Februar 2005 [3] GIESECKE, J., MOSONYI, E. Wasserkraftanlagen 4. Auflage, 2005, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg [4] WIKIPEDIA ENZYKLOPÄDIE. Talsperren Deutschlands [5] VATTENFALL EUROPE GENERATION AG & CO. KG Informationsblatt über das Pumpspeicher-Kraftwerk Goldisthal April 2004 [6] KACZYNSKI Stauanlagen, Wasserkraftanlagen 1. Auflage, 1991, Werner-Verlag GmbH, Düsseldorf [7] BÖRNER, R. Speicherkraftwerke – Vorlesungsmanuskript Darmstadt: Institut für Wasserbau der TH Darmstadt 3 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht 1 Veranlassung und Auftrag Energiebedarf und Energieerzeugung unterliegen Schwankungen, auf die zur Aufrechterhaltung der Energieversorgung mit besonderen Maßnahmen reagiert werden muss. Eine wesentliche Maßnahme ist dabei die Energiezwischenspeicherung. Mit zunehmender Verwendung regenerativer Energieträger ergeben sich größere Schwankungen bei der Energieerzeugung, so dass der Bedarf für Energiezwischenspeicherungen wächst. Trotz zahlreicher neuer Entwicklungstrends wird bei der Energiezwischenspeicherung nach wie vor auf die bewährte Technik der Wasserspeicherkraftwerke zurückgegriffen. Das Prinzip beruht darauf, dass ein Wasserspeichervorrat aus Talsperren oder anderen Unterbecken bei Energieüberschuss in höher gelegene Becken (Oberbecken) gepumpt wird (siehe auch [1] und [3]). Bei erhöhtem Energiebedarf kann die in den Oberbecken zwischengespeicherte potenzielle Energie des Wassers über Turbinentechnik in elektrische Energie zurückverwandelt werden. Die Wirkungsgrade der neueren Wasserspeicherkraftwerke liegen bei rd. 80%. Die Errichtung von Wasserspeicherkraftwerken stellt hohe Anforderungen an geeignete Standorte und ist oftmals mit erheblichen Eingriffen in die Umwelt verbunden. Daher wurde bisher davon ausgegangen, dass in Deutschland geeignete Standorte bereits ausgenutzt seien und der Neubau von Wasserspeicherkraftwerken nicht in Frage käme (siehe hierzu z.B. Ausführungen in [2]). Dementsprechend lag der Schwerpunkt in der Vergangenheit auf der technischen Verbesserung bestehender Anlagen. Aufgrund der wachsenden Bedeutung der Energiezwischenspeicherung und weil inzwischen moderne GIS-gestützte Methoden zur Standortsuche zur Verfügung stehen, wurde die Björnsen Beratende Ingenieure GmbH am 06.10.2009 von der Trianel GmbH beauftragt, ein Standortscreening für neue Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland durchzuführen. 4 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht 2 Vorgehensweise beim Standortscreening Eine deutschlandweite Standortsuche für Wasserspeicherkraftwerke erfordert eine weitestgehend automatisierte Vorgehensweise, die im vorliegenden Fall durch ein GIS-gestütztes Standortscreening umgesetzt wird. Wesentlich sind dabei Vorgaben zur Auswahl bzw. Anordnung der erforderlichen Speicherbecken. Bisherige Wasserspeicherkraftwerke nutzen in der Mehrzahl vorhandene Talsperren als Unter- oder Oberbecken. Derartige Möglichkeiten sind aber weitgehend ausgeschöpft und neue Talsperren sind kaum noch genehmigungsfähig. Das Standortscreening wird daher nicht auf die Suche nach neuen Talsperrenstandorten mit dem dafür anzunehmenden Einstau von Fließgewässern ausgerichtet. Stattdessen orientiert sich das Screening auf geeignete, möglichst ebene Flächen, bei denen es sich nicht nur um vorhandene Wasserflächen handeln kann sondern auch um Geländeformationen, die für den Bau neuer, künstlicher Speicherbecken in Frage kommen. Talsperren und deren umgebende Bereiche, die für die Energiezwischenspeicherung bereits derzeit genutzt werden oder möglicherweise noch für eine Speicherkraftwerks-Nutzung in Frage kommen, befinden sich überwiegend in Schutzgebieten, die als Ausschlusskriterien für das Standortscreening definiert sind. Somit können praktisch keine Talsperrenstandorte im Screening aufgefunden werden. Um dennoch einen Überblick über die weitergehenden Nutzungsmöglichkeiten dieser besonderen, ggf. auch als vorbelastet geltenden Standorte, zu ermöglichen, wird ergänzend zum Screening eine Analyse der größeren Talsperren vorgenommen. Abschließend erfolgt eine Gesamtbewertung aus den Einzelergebnissen des Screenings und der Talsperrenanalyse unter Berücksichtigung verschiedener Kriterien wie z.B. der Einschätzung des Konfliktpotenzials am jeweiligen Standort. 5 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht 3 Grundlagen 3.1 Grundprinzip der Wasserspeicherkraftwerke Die Bereitstellung der elektrischen Energie muss an den schwankenden Energiebedarf mit höchst flexiblen Kraftwerken angepasst werden, die neben der Spitzenlastdeckung auch eine Feinregelung im Gesamtnetz des Kraftwerksverbundes übernehmen. Hierzu bieten sich in einem die Wasserkraft einschließenden Verbundnetz die hydraulischen Wasserspeicherkraftwerke an (auch Pumpspeicherkraftwerke genannt [1] ). Die aus dem Energieverbund herrührenden Aufgaben der Wasserspeicherkraftwerke sind u.a.: • Ausgleich (tages-, wochen- oder jahresweise) zwischen Energieüberschuss und Energiebedarf • Frequenzhaltung • Blindleistungs- bzw. Phasenausgleichsbetrieb • Überbrückung plötzlicher Kraftwerksausfälle im Verbundnetz. Das Prinzip der Speicherkraftwerke beruht darauf, dass Wasser aus Talsperren oder anderen Unterbecken in hochgelegene Speicherbecken gepumpt wird, bei denen es sich im Einzelfall ebenfalls um Talsperren handelt. Die im Oberbecken zwischengespeicherte potenzielle Energie des Wassers kann über Turbinentechnik zurück gewonnen werden (siehe Abbildung 1, in der die hydraulischen Zusammenhänge exemplarisch für die Energierückgewinnung angegeben sind). VOB H Q UB L PT = ρ * g * H * Q * ή VOB = Q * Td PT H Q ή L VOB Td = Leistung der Turbine = Fallhöhe = Duchfluss = Wirkungsgrad = Abstand Ober- und Unterbecken = Volumen Oberbecken = tägliche Betriebszeit der Turbine Abbildung 1: Schematische Darstellung eines Pumpspeicherkraftwerkes am Beispiel Goldisthal [5] mit Angaben zur Ermittlung der Turbinenleistung Teilweise werden für Pump- und Turbinenbetrieb auch kombinierte Maschinen, sogenannte Pumpenturbinen, verwendet. 6 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Zur Vermeidung von Kavitation an den Laufrädern und Vibration kommt der richtigen Tiefenlage der Pumpen oder Pumpenturbinen eine große Bedeutung zu. Wie die Ausführungen von [6] und [7] zeigen, hängt die erforderliche Zulaufdruckhöhe und damit die erforderliche Tiefenlage der Pumpen bzw. Pumpenturbinen von der Förderhöhe hgeo und der spezifischen Drehzahl nq der Maschine ab (siehe auch Abbildung 2). Abbildung 2: Erforderliche Zulaufdruckhöhe für einstufige, einflutige Pumpen und Pumpenturbinen aus [6] nach [7] (Schraffierte Fläche: Allgemeiner Anwendungsbereich) Je nach Anwendungsfall reicht eine rel. geringe erforderliche Zulaufhöhe aus, so dass es ggf. möglich ist, die Maschinen in einem kostengünstigen Schachtbauwerk nahe dem Unterbecken aufzustellen. Oftmals müssen die Maschinen jedoch zwischen Unter- und Oberbecken in tief gelegenen Kavernenbauwerken untergebracht werden. 3.2 Vorhandene Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Derzeit sind in Deutschland rd. 30 Wasserspeicherkraftwerke in Betrieb, die sich überwiegend auf den Bereich der Mittelgebirge konzentrieren und zum Teil auch natürlichen Zufluss nutzen. Das Leistungsvermögen reicht je nach Kraftwerk von wenig mehr als 1 MW bis rd. 1.000 MW bei Fallhöhen zwischen rd. 50 und 600 m. Der Mittelwert der Kraftwerksleistungen liegt bei rd. 220 MW (siehe Tabelle 1 und Abbildung 3). 7 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Tabelle 1: Übersicht der Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland mit eine Turbinenleistung von >10 MW aus [3] StandortNr. 2 1 3 4 6 5 7 11 12 14 8 9 17 19 18 13 23 10 22 20 24 25 23 21 16 26 27 Wasserspeicherkraftwerk Markersbach Goldisthal Wehr Waldeck 2 Hohenwarte II Säckingen Erzhausen Langenprozelten Koepchenwerk Herdecke Rönckhausen Witznau Happurg Niederwartha Häusern Geesthacht Waldeck 1 Rabenleite (Reisach) Waldshut Wendefurth Glems Leitzachwerk 1 Leitzachwerk 2 Hohenwarte I Bleiloch Rabenleite (Tanzmühle) Schwarzenbachwerk Maxhofen-Oberberg P-Turbine [MW] 1150,0 1060,0 992,0 440,0 320,0 353,0 220,0 168,4 150,0 140,0 220,0 160,0 120,0 144,0 105,0 140,0 100,0 176,0 80,0 90,0 51,0 49,2 62,8 80,0 35,0 45,0 10,4 P-Pumpe [MW] 1150,0 1140,0 1000,0 476,0 310,0 301,0 230,0 154,0 150,0 140,0 128,0 126,0 117,6 104,0 96,0 96,0 84,0 80,0 72,0 68,0 40,0 38,0 34,0 32,0 24,5 18,0 10,8 ETA [%] 73,0 k.A 76,0 k.A 68,0 76,8 74,0 k.A 64,9 75,1 61,0 72,0 k.A k.A 68,0 64,0 75,0 65,0 71,0 72,5 k.A 66,0 k.A k.A 69,0 55,5 65,0 H V-OB [m] [Mio. m³] 288,3 6,46 302,0 12,00 626,0 4,40 329,0 4,40 303,8 3,30 413,0 2,00 293,0 1,57 310,4 1,57 165,0 1,53 266,0 1,00 250,0 1,30 211,9 1,80 142,5 1,98 205,0 108,00 83,0 3,30 296,0 0,76 188,0 1,50 160,0 1,35 125,6 1,80 292,0 0,90 128,0 2,10 127,0 2,10 56,5 182,00 49,4 215,00 122,0 1,50 368,0 14,29 220,0 0,25 Als Unterbecken werden entweder vorhandene Talsperren oder künstliche Becken im Flussuferbereich genutzt. Die Oberbecken sind überwiegend als künstliche Becken mit Ringdämmen auf Hochebenen ausgeführt. Aus den Daten der bestehenden Wasserspeicherkraftwerke wurde abgeleitet, dass die Zielgröße für die Suche eine Leistung von ca. 150 bis 250 MW, eine Fallhöhe von 150 bis 250 m und ein Volumen der Becken zwischen 2 und 4 Mio. m³ ist. Dies entspricht dem Bereich, in dem sich auch die Daten der meisten bestehenden Anlagen bewegen. 8 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Abbildung 3: Standorte vorhandener Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland 9 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht 4 Deutschlandweites GIS-gestütztes Standortscreening 4.1 Für die Suche maßgebende Standortfaktoren Üblicherweise richtet sich die Standortwahl für Wasserspeicherkraftwerke nach einer Vielzahl von lagespezifisch unterschiedlich ausgeprägten Standortfaktoren wie zum Beispiel Speichermöglichkeiten und Höhenunterschiede. Für ein deutschlandweites Standortscreening können nicht alle Standortfaktoren berücksichtigt werden, da ansonsten die Datenbeschaffungskosten unverhältnismäßig hoch ansteigen. Daher sind maßgebende Standortfaktoren zu ermitteln, die in wirtschaftlicher Art und Weise analysiert werden können. Außerdem sind für die Analyse bestimmte Such- bzw. Grenzwertvorgaben festzulegen. Mit dem Screening werden für die Standortsuche folgende maßgebende Standortfaktoren berücksichtigt und auf Einhaltung der in Klammern angegebenen Grenzwerte analysiert: Faktoren bezüglich technischer und wirtschaftliche Ausführbarkeit der Becken sind möglichst • große Flächen (mindestens 20 ha) • große Höhenunterschiede (mindestens 150 m) • geringe Beckenabstände (abhängig vom Höhenunterschied bis etwa 2.000 m) • gering geneigte Flächen (überwiegend <3°) Genehmigungsrelevante Faktoren sind z.B. das Konfliktpotenzial im Bauwerksbereich, das minimiert wird, wenn nach Möglichkeit keine • Schutzgebiete • oder andere Nutzungen (z.B. Siedlungen, Hauptverkehrswege) vorliegen. 4.1.1 Technische und wirtschaftliche Faktoren Die bei der Standortsuche zu berücksichtigenden technischen und wirtschaftlichen Faktoren beruhen auf überschlägigen Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen unter Berücksichtigung der in Abschnitt 3.1 angegeben hydraulischen Grundgleichungen. Wesentlich ist dabei der Zusammenhang zwischen der Beckenfläche bzw. des am Standort realisierbaren Beckenvolumens und dem möglichen Turbinendurchfluss. Letzterer errechnet sich aus dem Beckenvolumen unter der Annahme einer Betriebsstundenzahl der Turbinen1. Aus Turbinendurchfluss und Höhenunterschied errechnet sich wiederum die zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit maßgebende Leistung des Wasserspeicherkraftwerkes. Die angegebenen Grenzwerte für die erforderlichen Beckenflächen und Höhenunterschiede stellen nach derzeitigen Marktbedingungen Minimalwerte für die wirtschaftliche Realisierung eines Wasserspeicherkraftwerkes dar und sollten nach Möglichkeit überschritten werden. Ebenso darf der Abstand zwischen Ober- und Unterbecken wegen der dann teuren Stollen- 1 Im Screening werden 6 Betriebsstunden der Turbinen pro Tag angenommen. 10 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht verbindung nicht zu groß ausfallen. Der aus wirtschaftlicher Sicht tolerierbare Beckenabstand hängt wiederum wesentlich vom Höhenunterschied der Becken ab. Die Ausführung der Becken wird im steilen Gelände bzw. an steilen Kuppen erheblich erschwert, da in derartigen Fällen erheblicher Geländeabtrag und/oder hohe Dämme erforderlich werden. Dies führt wiederum zu höherem technischen Aufwand und damit zur Verteuerung der Maßnahme. Gleichzeitig kann auch höheres Konfliktpotenzial entstehen, wenn die Maßnahme aus den genannten Gründen einen höheren Eingriff darstellt. Demzufolge wird im Screening nach möglichst gering geneigten Beckenstandorten bzw. Flächen gesucht. 4.1.2 Genehmigungsrelevante Faktoren Je nach Status stellen Schutzgebiete im Screening ein wesentliches Ausschlusskriterium für Wasserspeicherkraftwerke dar. Entscheidend ist dabei die Sensibilität der Flächen gegenüber Eingriffen in den Naturhaushalt. Die Rechtsgrundlage der ersten vier in Tabelle 2 aufgeführten Schutzgebietstypen sieht ein absolutes Eingriffsverbot vor. Bei Biosphärenreservaten, Naturparks und Landschaftsschutzgebieten können wirtschaftliche Nutzungen unter Auflagen genehmigt werden. Um aber die Beeinträchtigungen auf geschützte Natur- und Landschaftsbereiche zu minimieren, werden zunächst alle Tabelle 2 angegebenen Schutzgebietskategorien mit Ausnahme der Landschaftsschutzgebiete als Ausschlussflächen definiert. Tabelle 2: Schutzgebietskategorien (Quelle: Bundesamt für Naturschutz (BfN) Schutzgebietskategorien Naturschutzgebiet (NSG) Nationalpark (NTP) Flora-Fauna-Habitat (FFH) Vogelschutz-Gebieten (SPA) Biosphärenreservat (BIO) Naturpark (NP) Landschaftsschutzgebiet (LSG) Weiterhin werden Standorte ausgeschlossen, an denen bereits Siedlungen oder Hauptverkehrswege (Autobahnen oder Bundesstraßen) vorhanden sind, da Umsiedlungen oder Verlegung der Hauptverkehrswege zu hohen Konflikten mit den betroffenen Einwohnern und/oder hohen Kosten führen können, die in keinem Verhältnis zu derzeitigen Bedeutung eines Wasserspeicherkraftwerkes liegen. 11 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht 4.1.3 Erforderliche Überprüfungen in weitergehenden Schritten Einige Standortfaktoren konnten im deutschlandweiten Screening aufgrund der nicht oder nur unvollständig digital zur Verfügung stehenden Daten nicht ausgewertet werden. Die als Ergebnis des Screenings ermittelten Standorte (siehe nachfolgenden Abschnitt 4.3) bedürfen daher in anschließenden Bearbeitungsschritten einer weiteren Überprüfung. Noch nicht berücksichtigte technische und wirtschaftliche Standortfaktoren sind zum Beispiel • die Möglichkeiten zur Anbindung der technischen Anlagen an das Hochspannungsnetz, • Baugrundbeschaffenheit oder • hydrologische Verhältnisse, einschließlich der für Beckenstandorte relevanten Überschwemmungsgrenzen naheliegender Gewässer. Die im Screening verwendeten Schutzgebietsdaten wurden vom Bundesamt für Naturschutz (BfN) in digitaler Form im November 2008 übernommen. Die Daten werden ständig aktualisiert und bedürfen daher in anschließenden Bearbeitungsschritten genau wie die Ergebnisse des Screenings einer Fortschreibung. Weiterhin sind die Standorte auf das Vorliegen kleinräumiger Besonderheiten wie z.B. Naturdenkmäler oder „punktförmiger“ FFH-Gebiete zu überprüfen. In diesem Zusammenhang sind auch andere Schutzgebiete wie z.B. Wasserschutzgebiete auszuwerten. 4.2 Vorgehensweise bei der Bearbeitung Auf Basis der in Tabelle 3 angegeben Geodaten wurden die lagespezifisch unterschiedlichen Ausprägungen der im vorherigen Abschnitt beschriebenen Standortfaktoren mit speziellen GIS-Analysemethoden überprüft bzw. berechnet. Tabelle 3: Im Screening berücksichtigte Standortfaktoren und Datengrundlagen Kriterien Typ Pufferzone Quelle Schutzgebiete  Nationalpark  Naturschutzgebiet  FFH-Gebiet  Vogelschutzgebiet  Biosphärenreservat  Naturpark  keine Bundesamt für Naturschutz Siedlungsflächen  Städte  kleinere Städte  1000m  500m Digitales Landschaftsmodell (DLM 250) Verkehrsflächen  Autobahnen  Bundesstraßen  gering  gering Digitales Landschaftsmodell (DLM 250) Stark geneigte Talflächen  Neigung >= 3 °  keine 12 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Das Standortscreening selbst wurde automatisiert in drei Teilschritten angewendet: Schritt 1: Bestimmung der topografische Position Aus einem Digitalen Höhen-Modell (DHM) werden über spezielle Auswertemethoden ausgeprägte Höhen- und Talstandorte ermittelt. Dazu werden für jede Rasterzelle des DHM der sogenannte Topografische Positions-Index (TPI=Differenz aus Höhen und Mittelwert der Höhen über eine definierten Nachbarschaft) und die Hangneigung berechnet (siehe auch Abbildung 4). Aus dem TPI und der Hangneigung werden anschließend über ein Klassifikationsverfahren die Landschaftsformen abgeleitet und letztendlich die Höhen- und Talstandorte extrahiert. Digitales Geländemodell (90x90m Raster) auf Basis der SRTM3-Daten Zuweisung von H max bzw. H min aus der definierten Nachbarschaft Berechnung der maximalen und minimalen Höhen innerhalb einer Entfernung von bis zu 2000 m ∆x Höhe am Punkt 2 ∆h Höhe am Punkt P1 Abbildung 4: Ermittlung der vorhandenen Höhendifferenzen Schritt 2: Berechnung der Reliefenergie Ideale Wasserspeicherkraftwerksstandorte weisen als wesentliche Standortfaktoren einen möglichst großen Höhenunterschied zwischen Ober- und Unterbecken bei möglichst geringer Entfernung der Beckenstandorte auf. Dieser Zusammenhang kann über die morphologische Größe „Reliefenergie“ beschrieben werden. Die Reliefenergie beschreibt dabei die Höhenunterschiede in einem bestimmten Raum (Einheit Meter pro Quadratkilometer). Sie wird durch eine rasterbasierte Nachbarschaftsanalyse des DHM berechnet. 13 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Schritt 3: Selektionen zur Überprüfung der Standortfaktoren Die abschließende Ermittlung potenzieller Standorte für Wasserspeicherkraftwerke basiert auf der Verschneidung der ausgeprägten Höhen- und Talstandorte (Schritt 1) mit den Ergebnisflächen aus der Reliefenergieberechnung (Schritt 2). Höhen- und Talstandorte, die eine vorgegebene Mindestreliefenergie aufweisen, werden dabei als geeignete Standorte selektiert2. Anschließend werden die Standorte selektiert, die nicht in Restriktionsflächen liegen (wie z.B. in Schutzgebieten, Siedlungen, Verkehrsflächen oder in zu stark geneigten Flächen) und mindestens 20 ha groß sind. 4.3 Ergebnisse des GIS-Screenings Als Ergebnis des GIs-gestützten Screenings, das in der vorab beschriebenen Art und Weise durchgeführt wurde, resultieren innerhalb Deutschlands zahlreiche Standorte für neue Wasserspeicherkraftwerke. Dabei handelt es sich zum Teil auch um Standorte, für die im Nahbereich theoretisch mehrere Standort-Varianten in Frage kommen, von denen aber wahrscheinlich immer nur eine Variante ausgeführt werden kann (siehe Beispiel in Abbildung 5). Abbildung 5: Beispiel für Toplagen (rot) und Tallagen (blau) an einem Standort Ohne Berücksichtigung derartiger Varianten resultieren als Ergebnis des Screenings zunächst 44 Standorte (siehe auch Tabelle 4). Von diesen 44 Standorten kann jedoch die überwiegende Anzahl wegen voraussichtlich hohem Konfliktpotenzial, geringer Wirtschaftlichkeit oder bereits vorliegender Nutzung ausgeschlossen werden (Kennzeichnung als Kategorie 2). Ausgeschlossen werden demnach: 2 Im Zuge der Bearbeitung wurde für die Mindestreliefenergie unter Berücksichtigung der bei der Analyse ansonsten zu berücksichtigenden Vorgaben ein Wert von 100 m/km² ermittelt. 14 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht • Standorte, die zu nahe an Siedlungszentren liegen, • Standorte mit schwierigen topographischen Verhältnissen wegen den daraus entstehenden hohen Kosten bzw. einer zu erwartenden geringen Wirtschaftlichkeit sowie • Standorte, die bereits intensiv genutzt werden wir z.B. bei vorhandenen Wasserflächen zur Energiegewinnung bzw. Energiezwischenspeicherung und zur Berufsschifffahrt. Viele Standorte weisen nur den vorgegebenen Mindestabstand zu den ausgewiesenen Grenzen der nächsten Ortslagen auf. Davon wird ein beträchtlicher Teil der Standorte nach kartographischer Überprüfung als zu nah an den Siedlungszentren eingestuft, wie z.B. auch der in Abbildung 5 exemplarisch dargestellte Standort3. Für derartige Standorte wird das Konfliktpotenzial als zu hoch eingeschätzt, was zum Ausschluss führt. Weiterhin ergibt die Überprüfung der Standorte bzw. der Standortvarianten, dass einige der aufgefundenen Flächen für eine Bauausführung ungünstige Formen aufweisen, wie z.B. • sehr schmale, langgestreckte Flächen oder • zu geringe Höhenunterschiede und mögliche Beckengrößen im Verhältnis zu den erforderlichen langen Stollenverbindungen. In derartigen Fällen werden die Standorte wegen der zu erwartenden zu geringen Wirtschaftlichkeit ausgeschlossen. Aus den o.g. Gründen werden auch alle im Screening vorgefundenen Standorte mit vorhandenen Wasserflächen ausgeschlossen. Die aus dem GIS-gestützten Screening verbleibenden 14 Standorte der Kategorie 1, konzentrieren sich wie auch die vorhandenen Wasserspeicherkraftwerke auf den Bereich der Mittelgebirge und werden in Abschnitt 6 einer vergleichenden Bewertung unterzogen. Da die jeweiligen Standorte der Unterbecken in der Nähe oder am Ufer größerer Fließgewässer liegen, sind Möglichkeiten zur Wasserfüllung der Becken gegeben. Dabei wird davon ausgegangen, das die künstlichen Becken erstmalig zu füllen sind und danach lediglich Wasserverluste z.B. infolge Verdunstung auszugleichen sind. 3 Am dargestellten Standortbeispiel würde zudem bei Ausführung eines Unterbeckens zu viel Retentionsraum im Flusstal wegfallen. 15 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Tabelle 4: Ergebnisse des GIs-gestützten Standortscreenings mit Standortvorbewertung Lfd. Nr. Nutzung vorhandener Wasserflächen Ausschluss Kategorie 2 wegen Kategorie Konfliktpotenzial 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 x 16 17 2 2 x x 18 19 2 2 x x 20 21 22 2 2 2 x Wirtschaftlichkeit Sonstige Gründe x x x x 23 24 2 2 x x x 25 2 x x 26 2 x x Bemerkungen zu den Ausschlussgründen zu nahe an Siedlungszentrum und bereits hohe Nutzung des Standortes zu nahe an Siedlungszentren zu nahe an Siedlungszentrum und nur geringe Beckengröße realisierbar zu nahe an Siedlungszentren kein geeigneter Standort für Unterbecken, rel.nahe an Siedlungszentrum, im Überschwemmungsgebiet nur rel. geringe Beckengröße realisierbar nur rel. geringe Beckengröße realisierbar Standort wird bereits als Oberbecken für ein Wasserspeicherkraftwerk genutzt nur rel. geringe Beckengröße realisierbar rel. steile Toplage und rel. nahe an Siedlungszentrum zu nahe an Siedlungszentrum und rel. enges Tal 27 x 2 x 28 x 2 x 29 30 31 2 2 2 x x x x Ausführbarkeit des Oberbeckens fraglich wegen topgraphischer Verhältnisse zu nahe an Siedlungszentrum und bereits hohe Nutzung des Standortes bereits vorhandenes Speicherkraftwerk am Standort zu nahe an Siedlungszentrum zu nahe an Siedlungszentrum zu nahe an Siedlungszentrum und rel. enges Tal 32 2 x x zu nahe an Siedlungszentrum und rel. enges Tal 33 x 2 x 34 x 2 x 35 x 2 x 36 2 x 2 x 38 x 2 x 39 x 2 x 40 x 2 x 41 x 2 x 42 x 2 x 2 x 2 x 44 x x x 37 43 x x zu nahe an Siedlungszentrum, hohe Nutzung des Standortes zu nahe an Siedlungszentrum, hohe Nutzung des Standortes zu nahe an Siedlungszentrum, hohe Nutzung des Standortes rel. langer Stollen, ähnliche Standorte 9 und 14 werden exemplarisch untersucht zu nahe an Siedlungszentrum, hohe Nutzung des Standortes zu nahe an Siedlungszentrum, hohe Nutzung des Standortes zu nahe an Siedlungszentrum, hohe Nutzung des Standortes zu nahe an Siedlungszentrum, hohe Nutzung des Standortes zu nahe an Siedlungszentrum, hohe Nutzung des Standortes zu nahe an Siedlungszentrum, hohe Nutzung des Standortes zu nahe an Siedlungszentrum, hohe Nutzung des Standortes rel. langer Stollen, rel. nahe am Siedlungszentrum, bereits hohe Nutzung des Standortes 16 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Abbildung 6: Darstellung der Standorte des GIS-Screenings 17 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht 5 Standortanalyse im Bereich vorhandener Talsperren Wie die Mehrzahl der ausgeführten Wasserspeicherkraftwerke beweist, ist es wirtschaftlich sinnvoll, vorhandene Talsperren als Unter- oder Oberbecken für die Energiezwischenspeicherung zu verwenden. Da sich die Talsperren jedoch überwiegend in Schutzgebieten befinden, die als Ausschlusskriterien für das Standortscreening definiert sind, wurden im GIS-Screening praktisch keine Talsperrenstandorte aufgefunden. Aufgrund der den Talsperren zukommenden hohen Bedeutung für die Energiegewinnung und –zwischenspeicherung, erfolgt daher eine das Screening ergänzende Standortanalyse. 5.1 Gegenstand der Talsperrenanalyse Gegenstand der Analyse sind die Talsperren innerhalb Deutschlands, die ein Mindeststauvolumen von 10 Mio. m³ aufweisen. Diese Größenwahl beruht auf der Annahme, dass für einen wirtschaftlichen Wasserspeicherbetrieb Pendelwassermengen in der Größenordnung von mindestens 2 Mio. m³ aus dem Wasserreservoir zu entnehmen bzw. wieder einzuleiten sind, ohne dass die damit einhergehenden ständigen Wasserstandsschwankungen zu groß werden. Somit kommen für eine Analyse prinzipiell 80 Talsperrenstandorte in Frage (siehe auch Auflistung in Tabelle 5, als Auszug von [4]). 5.2 Vorgehensweise und Ergebnisse Bei der Analyse wird davon ausgegangen, dass • ein Pumpspeicherbetrieb nicht mit der Trinkwasserversorgung aus einer Talsperre vereinbar ist, da z.B. die ständig erforderlichen Entnahmen und Wiedereinleitungen großer Wassermengen, zu einer Minderung der Rohwasserqualität führen können. • Ebenso fallen Talsperrenstandorte weg, die bereits intensiv für die Energieversorgung genutzt werden. Somit verbleiben von den 80 Talsperrenstandorten für die weitere Bewertung zunächst 35. Davon können aber bei vergleichbarer Vorgehensweise zum GIS-Screening die meisten Talsperren ausgeschlossen werden, nämlich: 1. Talsperren und deren Umgebung, die sich in Ausschlussflächen befinden4 sowie 2. Talsperren, bei denen das umgebende Gelände keine ausreichenden Höhenunterschiede aufweist und damit gar keinen oder keinen wirtschaftlichen Wasserspeicherbetrieb ermöglicht. 4 Dabei ist davon auszugehen, dass die entsprechenden Schutzgebiete erst nach dem Bau der Talsperren eingerichtet worden sind. 18 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Bei den erwähnten Ausschlussflächen handelt es um die gleichen Schutzgebieteskategorien, welche bereits im GIS-Screening berücksichtigt sind mit Ausnahme der Naturparkflächen. Diesbezüglich wurde das Ausschlusskriterium nicht angewendet, da ansonsten keine Talsperrenstandorte mehr verbleiben. Oftmals liegt sogar eine Kombination der genannten Ausschlussgründe vor. Als Ergebnis der Talsperrenanalyse werden folgende 2 Talsperren der Kategorie 1 zugeordnet und einer weitergehenden Standortbewertung unterzogen: • Rurtalsperre Schwammenauel (Betreiber: Wasserverband Eifel-Rur) und • Talsperre Schmalwasser (Betreiber: Thüringer Fernwasserversorgung), Hiervon stellt die Talsperre Schmalwasser eine Besonderheit dar, da die Talsperre zukünftig nicht mehr wie bisher für die Trinkwasserversorgung genutzt wird und für andere Nutzungen zur Verfügung steht. Die beiden genannten Talsperren dienen unter anderem dem Hochwasserschutz. Die weitere Bewertung der Standorte erfolgt daher unter der Annahme, dass der Betrieb eines Wasserspeicherkraftwerkes mit der Talsperrenfunktion des Hochwasserschutzes vereinbar ist. Dabei ist es als genehmigungsrechtliche Auflage denkbar, dass im Hochwasserfall die Pendelwassermenge in das jeweilige Oberbecken gepumpt und der Pumpspeicherbetrieb vorübergehend eingestellt werden muss. Weiterhin wird die Rurtalsperre bereits zur Energieerzeugung genutzt. Letztgenannte Energieerzeugung nimmt aber im Verhältnis zur Talsperrengröße einen geringeren Stellenwert ein. Dagegen sind die Nutzung zur Naherholung und auch die jeweilige Lage im Naturpark im Vergleich mit anderen Standorten bezüglich des Konfliktpotenzials zu bewerten (siehe auch Abschnitt 6). 19 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Tabelle 5: Ergebnisse der Talsperrenanalyse Ausschluss Kategorie 2 wegen ( bei Trinkwassertalsperren und vorhandenen PSW wird der Standort nicht weiter bewertet) Lfd. Nr. Kategorie Trinkwassern vorhan-dene utzung Wasserspeicherkraftwerke 1 1 2 1 3 2 x 4 2 x 5 2 x Weiteres Konfliktpotenzial Wirtschaftlichkeit Sonstige Gründe Standort liegt zwar im Naturpark Hohes Venn, jedoch Vorbelastung eines potenziellen Oberbeckenstandortes durch Windpark, dort ausreichende Höhenunterschiede Standort liegt zwar im Naturpark, die ursprüngliche Nutzung als Trinkwassertalsperre wird aber aufgegeben Standort wurde im GIS-Screening gefunden, bereits vorhandenes Wasserspeicherkraftwerk Bleiloch Standort liegt im Naturpark. Je nach Uferbereich weitergehende Schutzgebiete, in unmittelbarer Nähe der Edertalsperre befinden sich bereits die Kraftwerke Waldeck 1 und 2 (Nutzung des Affolderner Sees als Unterbecken) Oberbecken für das bereits vorhandenes Wasserspeicherkraftwerk Hohenwarte I x x Bemerkungen Die Biggetalsperre wird zur Wasserregulierung der Ruhr und damit indirekt zur Trinkwasserversorgung genutzt, außerdem keine besonders großen Höhenunterschiede rel. geringe Höhenunterschiede, bereits hohe Nutzung des Gebietes 6 2 7 2 x x x 8 2 x x 9 2 x 10 11 2 2 x 12 2 13 2 14 2 15 2 x Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre 16 2 x Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre 17 2 x 18 2 19 20 2 2 21 2 x 22 2 x x 23 24 2 2 x x x 25 2 x 26 2 27 28 2 2 x 29 30 2 2 x zu geringe Höhenunterschiede Standort liegt im Naturpark. Die Möhnetalsperre ist außerdem Vogelschutzgebiet. Die Talsperre wird zur Wasserregulierung der Ruhr und damit indirekt zur Trinkwasserversorgung genutzt Standort liegt im Naturpark. Zu geringe Höhenunterschiede Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Sylvensteinsee ist im westlichen Bereich FFH und Vogelschutzgebiet. Im östlichen Bereich außerhalb des Schutzgebietes kein Oberbeckenstandort bereits vorhandenes Wasserspeicherkraftwerk Häusern x x x x x x x Bornastausee ist Vogelschutzgebiet und weist im Umfeld keine ausreichenden Höhen auf Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre zu geringe Höhenunterschiede x x x x x x x x Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Urfttalsperre liegt im Naturpark und im Nationalpark Keine ausreichenden Höhen. Westlicher Talsperren- bzw. Uferbereich ist Vogelschutzgebiet. Keine ausreichenden Höhen. Talsperrenbereich ist Naturschutz-/FFHGebiet. Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Der Hennesee liegt im Naturpark Homert. Die Talperre wird zur Wasserregulierung der Ruhr und damit indirekt zur Trinkwasserversorgung genutzt. Hochwasserrückhaltebecken der Leine, normalerweise wahrscheinlich kein Einstau der Leine Talsperre liegt im Naturpark und ist Vorgelschutzgebiet, keine nahen Oberbeckenstandorte außerhalb eines Schutzgebietes Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Ohne Aufstau von Fließgewässern nur rel. geringe Oberbeckengrößen möglich. Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre 20 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Lfd. Nr. Kategorie Ausschluss Kategorie 2 wegen ( bei Trinkwassertalsperren und vorhandenen PSW wird der Standort nicht weiter bewertet) Trinkwassern vorhan-dene utzung PSW Weiteres Konfliktpotenzial Wirtschaftlichkeit Bemerkungen Sonstige Gründe Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre 31 2 x 32 33 2 2 x 34 2 35 2 x Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre 36 2 x 37 38 39 40 2 2 2 2 41 42 43 44 2 2 2 2 x x x Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Talsperre liegt im Naturpark, geringe Höhenunterschiede, ca. 4km lange Stollenverbindung zur 40 m tiefer gelegenen Wuppertalsperre denkbarjedoch je nach Transportmenge Leistung deutlich kleiner als 50 MW Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre zu geringe Höhenunterschiede Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Talsperre ist Vorgelschutzgebiet, rel. geringe Höhenunterschiede Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre 45 2 x 46 2 x 47 2 x x 48 2 x x 49 2 x 50 2 51 2 52 53 2 2 54 2 55 2 56 57 2 2 58 59 60 61 62 63 64 2 2 2 2 2 2 2 65 66 67 2 2 2 68 2 69 2 70 71 72 73 74 2 2 2 2 2 75 Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre zu geringe Höhenunterschiede Talsperre liegt im Naturpark, geringe Höhenunterschiede, ca. 4km lange Stollenverbindung zur 40 m höher gelegenen Bevertalsperre denkbar, jedoch je nach Transportmenge Leistung deutlich kleiner als 50 MW x x x x x x x x x Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Trinkwassertalsperre liegt im Naturpark, Infiltration im Bereich WW Haltern, zu geringe Höhenunterschiede Talsperre ist Vogelschutz- und FFH-Gebiet, rel. geringe Höhenunterschiede Der Alfsee liegt im Naturpark und ist ein Vorgelschutzgeiet, außerdem keine ausreichenden Höhenunterschiede Der Saalachsee und Umgebung liegen in einem Biosphärenreservat Das Wasser der Innerstetalsperre kann über eine 4,6 km lange Druckleitung zur östlich gelegenen Granetalsperre gepumpt werden, wo es zur Trinkwasseraufbereitung genutzt werden kann Der Stausee dient mit seiner Staumauer der Wasserstandsregelung der Bundeswasserstraßen Oberweser und Mittellandkanal x Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Die Talsperre wurde als Hochwasserrückhaltebecken gebaut und ist gemäß WIKIPEDIA normalerweise nur zum geringeren Teil gefüllt. x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 2 x x 76 2 x x 77 2 x x x x x x 78 2 79 2 x x x 80 2 x x Standort liegt im Naturpark. Denkbare Oberbeckenstandorte weisen zu geringe Höhenunterschiede auf oder erfordern erhebliche Massenbewegungen nahe Ortslagen und rel. lange Stollenverbindungen. Betreiber der Talsperre ist der Aggerverband Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Talsperre liegt im Vogelschutzgebiet bereits vorhandenes Wasserspeicherkraftwerk Goldisthal Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Talsperre liegt im Vogelschutzgebiet Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Standort wurde im GIS-Screening gefunden, rel. langer Stollen erforderlich, nahe an Ortslagen Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre bereits Teil eines Ernegiegewinnungssystem mit Wasserspeicherkraftwerken der EnBW Kraftwerke AG, Rudolf-Fettweis-Werk Altmühlsee ist Vorgeschutzgebiet, rel. geringe Höhenunterschiede bereits vorhandenes Wasserspeicherkraftwerk Goldisthal Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre Direkte Nutzung als Trinkwassertalsperre rel. geringe Höhenunterschiede, teilweise FFHGebiet Vorsperre des "großen" Brombachsees,nur rel. geringe Höhenunterschiede, im geringeren Umfang Naturschutzgebiet zu geringe Höhenunterschiede Talsperre liegt im Naturpark und dient als Vorsperre der Trinkwassertalsperre Haltern, zu geringe Höhenunterschiede Naturschutzgebiet und zu geringe Höhenunterschiede rel. geringe Höhenunterschiede und im Umfeld weitergehende Schutzgebiete 21 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Abbildung 7: Talsperrenstandorte 22 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht 6 Standortbewertung 6.1 Gegenstand und Methodik der Bewertung Aus dem GIS-gestützten Standortscreening verbleiben 14 Standorte der Kategorie 1. Weiterhin werden aus der Talsperrenanalyse 2 Talsperrenstandorte der Kategorie 1 hinzugerechnet, so dass insgesamt 16 Standorte zu bewerten sind (siehe auch Tabelle 6). Es wird eine Bewertung der Standorte nach 3 Kriterien vorgenommen, nämlich hinsichtlich der Einhaltung folgender Ziele: • möglichst hohe Kraftwerksleistung, • möglichst niedrige spezifische Kosten zur Realisierung eines Wasserspeicherkraftwerks und • möglichst geringes Konfliktpotenzial am Standort. Die Bewertungen erfolgen in Form einer Vergabe von Bewertungszahlen für die Einhaltung der einzelnen Kriterien zwischen 1 (=sehr gut) und 5 (=schlecht). Aus den Einzelbewertungen wird wiederum unter gleicher Gewichtung der Einzelkriterien eine Gesamtbewertungszahl ermittelt. Vorläufig noch nicht berücksichtigt sind folgende Kriterien, die in anschließenden Bearbeitungsschritten zu untersuchen sind (siehe hierzu auch Abschnitt 4.1.3): • Abstände zu Hochspannungseinspeisepunkten • Überprüfung der Aktualität und Ergänzung der Schutzgebietsdaten wie z.B. auch Auswertung hinsichtlich geschützter Biotope bzw. Naturdenkmäler im Eingriffsbereich • 6.1.1 Geologische Bedingungen am Standort. Kraftwerksleistung Die am Standort erzielbare Kraftwerksleistung wird, wie bereits erwähnt, unter Berücksichtigung der in Abschnitt 3.1 angegeben hydraulischen Grundgleichungen ermittelt, wofür die jeweiligen geometrischen Verhältnisse am Standort einschließlich der Höhenverhältnisse auszuwerten sind (siehe hierzu auch als Beispiel die in Abbildung 8 für einen Standort angenommenen Beckengrößen und Verbindungstrasse). Der Turbinendurchfluss errechnet sich aus dem für realisierbar gehaltenen Beckenvolumen unter der Annahme von 6 Betriebsstunden der Turbinen pro Tag. Soweit Standortvarianten möglich sind, werden die Daten einer nach derzeitiger Einschätzung günstigsten Variante im Standortvergleich berücksichtigt. 23 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Abbildung 8: Beispiel für eine kartographische Auswertung eines Standortes (o.M.) 6.1.2 Spezifische Kosten Bei der Realisierung eines Wasserspeicherkraftwerks sollen die Kosten in einem günstigen Verhältnis zu der am Standort möglichen Leistung stehen. Daher erfolgt eine Standortbewertung in Form einer vergleichenden Einschätzung der spezifischen Kosten (z.B. in €/kW) auf der Basis überschlägiger Massen- und Kostenermittlungen. Dazu gelten folgende Ansätze: • Niedrige spezifische Kosten werden prinzipiell für Talsperrenstandorte geschätzt, da die Kosten für ein Unter- oder Oberbecken entfallen. • Ebenso ergeben sich tendenziell eher niedrigere spezifische Kosten bei Wasserspeicherkraftwerken mit rel. hohen Leistungen und umgekehrt eher höhere spezifische Kosten bei Wasserspeicherkraftwerken mit rel. niedrigen Leistungen. • Kosten steigernd wirken sich schwierige topographischen Verhältnisse und lange Stollenverbindungen aus. Schwierige topographische Verhältnissen liegen z.B. vor, wenn ein Speicherbecken nur unter hohem Aufwand mit rel. großem Materialabtrag erstellt werden kann und das überschüssige Material unter hohen Kosten an entfernt gelegener Stelle entsorgt werden muss. Daher ist nach Möglichkeit bei der Ausführung von Ober- und Unterbecken mit den zugehörigen Dämmen ein Massenausgleich anzustreben. 24 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht 6.1.3 Konfliktpotenzial Das am jeweiligen Standort möglicherweise vorhandene Konfliktpotenzial wird unter Berücksichtigung folgender Punkte auf der Basis von Luftbildern, Internetrecherchen und Ortsbegehungen5 eingeschätzt: • Erhöhung des Konfliktpotenzials bei vorliegenden Schutzgebieten, konkurrierenden Nutzungen und geringeren Abständen zu Siedlungszentren und umgekehrt • Senkung des Konfliktpotenzials bei vorliegenden Nutzungen, die als „Vorbelastungen“ eines Standortes gewertet werden können. Tabelle 6: Ergebnis der Standortbewertung Rang 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Bemerkungen Talsperre als Unterbecken nutzbar. Standort liegt im Naturpark Hohes Venn, jedoch Vorbelastung eines potenziellen Oberbeckenstandortes durch Windpark, dort rel großes Becken möglich, aber auch rel. langer Stollen erforderlich Talsperre als Unterbecken nutzbar, da die ursprüngliche Trinkwassernutzung aufgegeben wird, Standort liegt jedoch im Naturpark, rel. großes Oberbecken denkbar Ober- und Unterbecken im Naturpark, relativ dicht besiedeltes Flusstal. bereits Vorbelastung des Unterbeckenstandortes durch naheliegende Autobahn, kurze Stollenverbindung möglich gut erreichbare Beckenstandorte, kurze Stollenverbindung möglich Für Unterbecken Nutzung von nahegelegener GipsTagebaustätte angenommen aber aufwendige Gestaltung des Unterbeckens nahe Ortslage erforderlich Vorbelastung des Unterbeckenbereichs durch Autobahn daraus folgend aber ggf. auch erforderliche Sicherungsmaßnahmen relativ dicht besiedeltes Tal, rel. kurze Stollenverbindung möglich naheliegende Ortslage bei Unterbecken aber Unterbecken ggf. gut integrierbar in Landschaft teilweise Hügelgräber im Oberbeckenbereich; bereits vielfältige Nutzung des Tals naheliegend Ortslage im Unterbeckenbereich aber Tagebau im Oberbeckenbereich (Vogelschutzgebiete) rel. langer Stollen erforderlich; Deponie und Solarfeld im Standortbereich rel. langer Stollen erforderlich, Vorbelastung des Standortes Oberbecken durch nahegelegenen Steinbruch dichte Besiedlung im Flusstal, wenig Raum für Unterbecken, daher geringe Leistung allgemein hohes Konfliktpotenzial (z.B. Reiterhof im Oberbeckenbereich und Eingriff in Landschaftsbild durch Unterbecken) schwierige Geländeverhältnisse im Bereich des bereits genutzten Standortes, daher eher geringe Bauwerksgrößen und Leistungen Technische Daten (vorbehaltlich weitergehender Variantenbetrachtungen) Ergebniss der Einzelbewertungen (1 = sehr gut bis 5 = schlecht) hinsichtlich folgender Ziele Gesamtergebnis Annahme Pendelwassermenge [Mio. m³] Fallhöhe [m] Stollenlänge [km] Leistung [MW] 1) hohe Leistung niedrige spez. Kosten geringes Konfliktpotenzials 6,9 235 4,0 640 1,0 1,0 3,0 1,67 5,0 168 0,9 400 2,6 1,0 3,0 2,20 4,2 223 3,0 390 2,7 2,5 3,0 2,73 3,0 170 0,7 210 3,9 3,5 2,0 3,13 2,0 195 1,1 160 4,2 3,5 2,0 3,24 1,7 165 1,3 110 4,6 2,5 3,0 3,35 1,5 140 0,8 85 4,7 3,5 2,0 3,41 1,0 205 0,8 80 4,8 2,5 3,0 3,42 1,3 155 0,8 80 4,8 2,5 3,0 3,42 1,2 215 1,3 105 4,6 2,0 4,0 3,53 1,4 145 1,1 80 4,8 3,0 3,0 3,59 1,6 135 1,8 85 4,7 4,5 2,0 3,74 1,0 140 2,0 55 4,9 5,0 2,0 3,98 1,0 130 0,6 45 5,0 4,5 3,0 4,17 1,0 150 1,6 55 4,9 3,5 5,0 4,48 0,8 165 1,0 50 5,0 4,5 4,0 4,49 1) Turbinenleistung, Auslegung für 6 Betriebsstunden 5 Ortsbegehungen erfolgten im erforderlichen Umfang nach der kartographischen Auswertung zur Überprüfung unklarer Verhältnisse. 25 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht Abbildung 9: Standorte der Kategorie 1 26 Trianel Standortscreening für Wasserspeicherkraftwerke in Deutschland Erläuterungsbericht 6.2 Vorläufige Rangfolge der Standorte Mit der vorab beschriebenen Methodik lässt sich eine vorläufige Rangfolge der 16 zu bewertenden Standorte ermitteln, die zusammen mit den Einzelergebnissen der Bewertung in Tabelle 6 angegeben ist. Die Standorte sind zudem in Abbildung 9 unter Berücksichtigung der am jeweiligen Standort erzielbaren Kraftwerksleistung dargestellt. Auf den ersten 3 Rängen liegen Standorte mit potenziell erzielbaren Kraftwerksleistungen im Bereich von 400 MW oder sogar deutlich darüber. Die übrigen Standorte ermöglichen dagegen vergleichsweise nur deutlich geringere Leistungen. Auf dem ersten Rang liegt der Standort „Rurtalsperre“ im Bundesland Nordrhein-Westfalen mit der im Standortvergleich höchsten potenziell erzielbaren Kraftwerksleistung von 640 MW. Die Talsperre wird dabei als Unterbecken genutzt. Die spezifischen Kosten werden im Vergleich mit den anderen Standorten trotz einem rd. 4 km langen Stollen zwischen dem Oberbecken und der Talsperre niedrig eingeschätzt. Der Standort liegt zwar im Naturpark „Hohes Venn“ jedoch wird davon ausgegangen, dass das Oberbecken in einem durch eine Windparkanlage vorbelasteten Bereich und im Interesse der Windparkbesitzes ausgeführt werden kann. Dementsprechend wird ein mittleres Konfliktpotenzial für den Standort geschätzt. Rang 2 kommt der Talsperre Schmalwasser in Thüringen zu, die zukünftig nicht mehr für die Trinkwassergewinnung genutzt werden soll und daher als Unterbecken für ein Wasserspeicherkraftwerk in Frage kommt. Die potenziell erzielbare Kraftwerksleistung liegt bei mindestens 400 MW. Es kommen noch mehrere Varianten für ein Oberbecken in Frage, so dass die Leistungen noch etwas differieren können. Die spezifischen Kosten werden zum jetzigen Planungsstand vergleichbar mit denen des Standortes Rurtalsperre eingeschätzt. Ein weiterer Standort in Nordrhein-Westfalen an der Nethe bei Ottbergen liegt auf Rang 3. Er bietet eine potenzielle Kraftwerksleistung von etwa 390 MW. Am Standort sind im Uferbereich der Nethe ein Unterbecken und auf einer Anhöhe in etwa 3 km Entfernung das Oberbecken zu bauen. Aufgrund der beiden Bauwerke und dem erforderliche, 3 km langen Stollen werden die spezifischen Kosten höher als bei den beiden erstgenannten Talsperrenstandorte geschätzt bei einem ebenfalls mittleren Konfliktpotenzial. Letzteres ergibt sich im Wesentlichen aus der Nähe zu Ortslagen im Nethetal und angrenzenden Schutzgebieten. Aufgestellt: Koblenz, im November 2011 Björnsen Beratende Ingenieure GmbH 27