HiDeStor – Identification of hidden renewable and sustainable solution for decentralised electricity storage at the distribution grid level: medium and small pumped storage power plants

• Research unit: SFOE
• Project number: SI/502533

Short description (English)

Pumped storage is the most efficient and cost-effective solution to store electricity in the world, representing today 99% of the world's electricity storage capacity. In Switzerland, there are currently 20 large pumped storage schemes with an installed power capacity of 3’600 MW. With the expected development of solar electricity production and the development of electric mobility, it is crucial to be able to store locally the surplus of electricity generated and then to release this electricity rapidly and locally with high power, in a renewable and sustainable way. In the framework of the current electricity market, this project will investigate the hidden potential of small and medium pumped storage power plants using existing reservoirs in seven Cantons of Switzerland (Vaud, Valais, Fribourg, Bern, Jura, Neuchâtel and Tessin) representing around 50% of the whole Swiss territory. While considering the new dynamics of electricity prices, the relevance of developing profitable sites will thus be assessed by defining site selection criteria and by sizing the power plants according to new future needs.

Short description (French)

Le pompage-turbinage est la solution la plus efficace et la plus rentable pour stocker l'électricité, représentant aujourd'hui 99% de la capacité mondiale de stockage d'électricité. En Suisse, il existe à ce jour 20 grandes installations de pompage-turbinage représentant une puissance installée de 3'600 MW. Avec le développement attendu de la production d'électricité solaire et le développement de la mobilité électrique, il devient crucial de pouvoir stocker localement le surplus d'électricité produit, puis de restituer rapidement cette électricité à haute puissance, de manière locale, renouvelable et durable. Dans le cadre actuel du marché de l'électricité, ce projet étudiera le potentiel caché de petites et moyennes centrales de pompage-turbinage utilisant des réservoirs existants dans sept cantons Suisses (Vaud, Valais, Fribourg, Berne, Jura, Neuchâtel et le Tessin) représentant environ 50% du territoire national. Tout en considérant la nouvelle dynamique des prix de l'électricité, la pertinence du développement de sites rentables sera ainsi évaluée en définissant des critères de sélection des sites et en dimensionnant les centrales en fonction des besoins futurs.

Final report (German)

Pumpspeicherkraftwerke stellen derzeit die effizienteste und wirtschaftlichste Lösung zur Stromspeicherung dar und machen rund 96 % der weltweiten Speicherkapazität aus. In der Schweiz verfügen 20 große Anlagen über eine installierte Leistung von etwa 4 000 MW. Mit dem Ausbau der Photovoltaik und der zunehmenden Elektromobilität wird die Fähigkeit, lokale Energieüberschüsse erneuerbar und nachhaltig zu speichern und anschließend schnell mit hoher Leistung bereitzustellen, zunehmend entscheidend für die Netzstabilität. Eine Analyse des Speicherbedarfs der VNB, basierend auf Interviews und einer Umfrage, zeigte einen maximalen Bedarf von 60 MWh. In diesem Zusammenhang untersuchte das Projekt HiDeStor das Potenzial kleiner und mittlerer Pumpspeicherkraftwerke, die hauptsächlich auf bestehender Wasserinfrastruktur in sieben Kantonen beruhen, welche rund 50 % des Schweizer Territoriums abdecken. Insgesamt wurden 27 Standorte identifiziert, mit einem technischen Potenzial von 895 MWh bei einer Begrenzung des Speichers gemäß dem ermittelten Bedarf und einem LCOS von 0,08 CHF/kWh. Abschließend zeigt eine nationale Extrapolation auf Basis einer georäumlichen Analyse der Reservoirs und unter Berücksichtigung einer maximalen Entfernung von 2 km ein theoretisches Speichervolumen von rund 1,7 GWh für die gesamte Schweiz.

Final report (English)

Pumped-storage hydropower is currently the most efficient and economical electricity storage solution, accounting for nearly 96% of global storage capacity. In Switzerland, 20 large facilities provide around 4,000 MW of installed capacity. With the expansion of photovoltaic generation and the growth of electric mobility, the ability to store surplus energy locally and release it quickly, at high power, in a renewable and sustainable way has become essential for grid stability. An analysis of distribution system operators’ needs, conducted through interviews and a survey, identified a maximum storage requirement of 60 MWh. In this context, the HiDeStor project assessed the potential of small and medium pumped-storage plants, primarily using existing hydraulic infrastructure across seven cantons that cover about 50% of Switzerland’s territory. A total of 27 sites were identified, representing a technical potential of 895 MWh when storage is limited to the identified needs, with a LCOS of 0.08 CHF/kWh. Finally, a national extrapolation based on a geospatial analysis of reservoirs, considering a maximum distance of 2 km between them, suggests a theoretical storage potential of approximately 1.7 GWh across Switzerland.

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• Final report [PDF] 15'669 kB

Final report (French)

Le pompage-turbinage constitue aujourd’hui la solution de stockage d’électricité la plus efficace et la plus économique, représentant près de 96 % de la capacité mondiale de stockage. En Suisse, 20 grandes installations totalisent une puissance installée d’environ 4 000 MW. Avec l’essor de la production photovoltaïque et le développement de la mobilité électrique, la capacité à stocker localement les excédents d’énergie puis à les restituer rapidement, à forte puissance, de manière renouvelable et durable, devient essentielle pour la stabilité du réseau. Une analyse des besoins des GRD, menée par interviews et questionnaire, a mis en évidence un besoin de stockage maximal de 60 MWh. Dans ce contexte, le projet HiDeStor a évalué le potentiel des petites et moyennes centrales de pompage-turbinage reposant principalement sur l’utilisation d’infrastructures hydrauliques existantes dans sept cantons couvrant environ 50 % du territoire suisse. 27 sites ont ainsi été identifiés, représentant un potentiel technique de 895 MWh en limitant le stockage selon les besoins, pour un LCOS de 0,08 CHF/kWh. Enfin, une extrapolation nationale, basée sur l’analyse géospatiale des réservoirs et en considérant une distance maximale de 2 km entre ceux-ci, permet d’estimer un potentiel théorique d’environ 1,7 GWh pour l’ensemble du territoire suisse.