FLEXIBLE KWK AUF DER BASIS VON BIOENERGIE, EE-METHAN … · Joachim Walter Transferstelle Bingen...

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Joachim Walter Transferstelle Bingen FLEXIBLE KWK AUF DER BASIS VON BIOENERGIE, EE-METHAN ODER ÜBERGANGSWEISE ERDGAS Hypothese: Flexibilisierung von KWK hilft dem Klimaschutz und ist wirtschaftlich notwendig! Mainz, MUEEF, 05.04.2017

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Joachim Walter Transferstelle Bingen

FLEXIBLE KWK AUF DER BASIS VON BIOENERGIE, EE-METHAN ODER ÜBERGANGSWEISE ERDGAS Hypothese: Flexibilisierung von KWK hilft dem Klimaschutz und ist wirtschaftlich notwendig! Mainz, MUEEF, 05.04.2017

Transferstelle Bingen

› Gründung 1989 › Als Institut an der Technischen Hochschule Bingen (TH Bingen) › Integriert in die ITB gGmbH

› Themen: Regenerative Energiesysteme, Rationelle Energienutzung und Biogene Werkstoffe

Mitarbeiter › Wissenschaftliche Leitung: Prof. Dr. Oliver Türk

› Energiewirtschaft: Prof. Dr. Ralf Simon › Geschäftsführung TSB: Joachim Walter, Michael

Münch Die TSB heute: › 20 feste Mitarbeiter + 10 freie Mitarbeiter

(Studierende) › Bundesweite Projekte mit Schwerpunkt RLP › Etwa 120 abgeschlossene Energieprojekte pro Jahr › Fachtagungen zu unterschiedlichen Energiethemen mit ca. 1.200 Besuchern pro Jahr

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Entwicklung eines virtuellen Kraftwerks für KWK - Anlagen

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SP EnergyControl GmbH

Virtuelles Kraftwerk made in Rheinland-Pfalz

Betrieb und Weiterentwicklung von diversen virtuellen Kraft-werken in Deutschland Systembereitsteller

Aktuell gebündelte Leistung im Auftrag unserer Händler: über 450 MW in der MRL und der SRL in Deutschland und Österreich 4

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Prinzip der KWK mit Speicher

Strom

Gas • Biogas • EE-Methan • Erdgas

Wärme

Motor

Wärme

Wärmespeicher, Nah- oder Fernwärme

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Überblick KWKG 2017

Quelle: Vortrag Marcel Kraft; CLENS – 10.KWK-Tagung 2016, Bingen

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Märkte für flexible Erzeuger und Verbraucher im virtuellen Kraftwerk

Gesetzliche Vergütung Marktorientierte Fahrweise KWK-Anlagen (KWKG, EEG)

Systemdienstleistungen Regelenergie (ÜNB) Bilanzkreismanagement (Ausgleichsenergie)

Märkte für Flexibilitäten

Stromhandel (Direktvermarktung) Vermarktung Spotmarkt (Strombörse EEX)

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Stromwertigkeit Faktor 1: Zeitpunkt der Stromerzeugung

Erfolgt Stromeinspeisung verstärkt in Zeiten (relativ) hoher Börsenpreise, können Mehrerlöse (z. B. gegenüber dem üblichen Preis) generiert werden.

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Stromwertigkeit Faktor 1: Zeitpunkt der Stromerzeugung

Zeitlich ungünstige Einspeisung kann aber zu „minderwertigem Einspeiseprofil“ führen (Direktvermarktungserlös < üblicher Preis)

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Stromwertigkeit Faktor 2: Prognostizierbarkeit

• Direktvermarkter verkaufen Strom i.d.R. Day-Ahead • Um Fahrplan erstellen und veräußern zu können, muss die KWK-

Stromerzeugung bereits am Vortag geplant / prognostiziert werden • Wird Fahrplan nicht eingehalten, werden Abweichungen über

Ausgleichsenergie glattgestellt • Preise für Ausgleichsenergie sind sehr volatil (häufig auch negativ) und

nicht planbar • Beispiel: Anlage erzeugt abweichend vom Fahrplan zu viel Strom,

Ausgleichsenergiepreis ist negativ: Für erzeugten Strom muss Geld gezahlt werden.

• Aber auch umgekehrt denkbar: Für abweichend vom Fahrplan nicht er-zeugten Strom wird Geld gezahlt.

Prognostizierbarkeit minimiert Ausgleichsenergierisiken (Direktvermarkter werden diese immer einpreisen) 10

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Entwicklung der Ausgleichsenergiepreise

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Simulationsmodell für Flexibilitätsmärkte

Ausgangsbasis • Wärmelastgang möglichst im 15min- oder 60min-Takt • BHKW - Kenndaten

Modellansatz • Marktoptimierte Fahrplanberechnung zur Maximierung der Rendite • Dynamische Speicherberechnung • Bestimmung der Grenzkosten • Förderung nach KWKG 2016 • Perfekte Gesamtwärmeprognose für morgen

Märkte • KWK Index • Spotmärkte (IntraDay, DayAhead) aus der Vergangenheit und der Zukunft • Regelenergiemärkte (SRL, MRL)

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Spotmarkt: Day-Ahead2015

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Spotmarkt: IntraDay2015

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Ergebnisse der Day-Ahead2015 Direktvermarktung

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Ergebnisse der IntraDay Direktvermarktung erweitert um die Sekundärregelleistung

Pauschal durch Minderungsfaktor berücksichtigt: Potenzial der gleichzeitigen Vermarktung von SRL und IntraDay direkt von der Pro- gnosegüte abhängig.

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Entwicklung der Spotmärkte (Day-Ahead) 1/2

• Extrema nehmen zu • Mittelwert eher leicht

fallend

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Entwicklung der Spotmärkte (DayAhead) 2/2

Bedingt durch den Merit Order Effekt der fluktuierenden Stromerzeuger und der Prognostizierbarkeit der Einspeisung durch die fluktuierenden Stromerzeuger wird der Anteil der Extrempreise im Spotmarkt zunehmen.

Quelle: Consentec in ZfK 10/2013 Oktober 2013

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Zusammenfassung und Fazit • Direktvermarktung allgemein:

– Für Bestandsanlagen ausschließlich Chance (freiwillig), für Neuanlagen ab 100 kW sowohl Chance als auch Anforderung

– Maßgeblich für Erlös sind Zeitpunkt und Prognostizierbarkeit der Stromer-zeugung Integration in ein virtuelles Kraftwerk sinnvoll

• Regelenergie – Negative RE: Preise niedrig, Entwicklung ungewiss – Positive RE: preislich weiterhin interessant (v.a. SRL)

• Strompreisoptimierter Betrieb: – Wenn umsetzbar, bereits heute Erlössteigerung möglich – Ausbau EE und politischer Rahmen bedeuten zukünftig steigenden Wert der

Flexibilität (zunehmende Preis-Spreads) – Empfehlung: „Flex-Investitionen“ (z. B. Wärmespeicher) prüfen: CO2-

Einsparung möglich

• Infrastruktur Erdgasnetz – Erneuerungszyklen von ca. 30 Jahren – Erneuerbare Gase verbessern Klimaschutzwirkung der KWK

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Kontakt

Dipl. Ing. (FH) Joachim Walter (06721) 98 424-0

[email protected]

Transferstelle Bingen Berlinstraße 107a

55411 Bingen

www.tsb-energie.de

Mit Energie für Effizienz und Umwelt www.tsb-energie.de

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

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Möglichkeiten der Flexibilitätsbereitstellung

Positiver Leistungshub (Unterspeisung)

Negativer Leistungshub (Überspeisung)

Stromerzeuger: Leistung erhöhen, einschalten

Stromerzeuger: Leistung senken,

Abschalten

Stromverbraucher: Leistung senken, abschalten

Stromverbraucher: Leistung erhöhen,

einschalten