«REGELPOOLING mit Infrastrukturanlagen»...REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN PHILIPPE MÜLLER,...

Herzlich Willkommen zur Schlusspräsentation des

BFE-Leuchtturmprojektes

«REGELPOOLING mit Infrastrukturanlagen»

14. Juni 2017, Bern

REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN ▪ PHILIPPE MÜLLER, LEITER CLEANTECH BFE ▪ 14.06.2017

REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN

EIN BFE-LEUCHTTURMPROJEKT

© D

AP

D

REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN ▪ PHILIPPE MÜLLER, LEITER CLEANTECH BFE ▪ 14.06.2017 2

DIE ENTWICKLUNG VOM ZENTRALEN ZUM

DEZENTRALEN GELDSYSTEM

Bildquellen:www.tagesanzeiger.ch & https://blockchain.info

© dimdimich– Fotolia.com

19. Jahrhundert Heute


DIE ZUKUNFT DER SCHWEIZERISCHEN

STROMVERSORGUNG

Angebot

Nachfrage


DAS PILOT-, DEMONSTRATIONS- UND

LEUCHTTURMPROGRAMM DES BFE

Forschung Innovation MarkteinführungM

arkt

entw

ickl

ung

Kos

teni

nten

sitä

t

P + D + L

Pilot- und Demonstrationsprojekte (P+D) sind ein wichtiger Bestandteil des Innovationsprozesses von der Energieforschung in den Markt. Leuchtturmprojekte (L) sind spezielle Demonstrationsprojekte.

Leuchtturmprojekt «Regelpooling mit Infrastrukturanlagen»

Öffentliches Interesse

Energiepolitik

Innovation

Anwendungspotential


P+D+L-PROJEKTE IM BEREICH REGELENERGIE

© Swisscom Energy Solutions AG © 2012, IBM Research & Isabelle Dolp, Golfpark Schlossgut Lenzfried© Markus Ronner

Regelpooling (InfraWatt) Tiko (Swisscom) FlexLast (IBM)

-26.5 °C


0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Energie-effizienz

NachaltigeWasser-wirtschaft

Umwelt-freundlicheEnergien

Rohstoff- undMaterial-effizienz

NachhaltigeMobilität

Kreislauf-wirtschaft

Glo

bale

s M

arkv

olum

en in

Mia

.€

6

CLEANTECH – EIN WACHSTUMSMARKT

Überdurchschnittliche Wachstumsraten

Cleantech bietet Chancen für fast alle Branchen

Cleantech kann eine hohe und nachhaltige Wertschöpfung ermöglichen

Datenquellen: Roland Berger, 2015 und 2012: Greentech Atlas 4.0 und 3.0

5385 Mia. € in 2025 + 6.5% / Jahr

+ 10.6% / Jahr2536 Mia. € in 20131383 Mia. € in 2007

+ 4.3% / Jahr

+ 4.4% / Jahr

+ 9.6% / Jahr+ 8.1% / Jahr+ 7.4% / Jahr+ 5.7% / Jahr

Prognose: globales Marktvolumen in 2025 (in Mia. Euro)Globales Marktvolumen in 2013 (in Mia. Euro)


BESTEN DANK

FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT

Weitere Informationen: www.bfe.admin.ch/leuchtturm www.twitter.com/BFEcleantech www.energeiaplus.com

http://www.bfe.admin.ch/pilotdemonstration

http://www.twitter.com/BFEcleantech

http://www.energeiaplus.com/

Beat Kobel, Ryser Ingenieure AG Schlusspräsentation Suisse Public 2017 Bern, 14. Juni 2017

Regelpooling mit Infrastrukturanlagen – WV + ARA

Forschungsergebnisse Leuchtturmprojekt

Realisiert mit Unterstützung des Bundesamtes für Energie (BFE)

Ausgangslage

Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017

2016 in CH an 38 h negativ, in D an 223 h

10. Januar 2017

Angebot und Nachfrage stimmen (zeitlich) nicht überein!

Ausgangslage


Wer kurzfristig auf Preissignale aus dem Strommarkt oder Netz reagieren kann, zählt zu den Gewinnern der

Energiewende!

Day-ahead Spotmarkt

Systemdienst-leistungen

Intraday-Markt

X-1 Tag X-4h X-1h X-1/4h

Wert der Flexibilität

Zeitpunkt Erfüllung X

TRL . . . . SRL

Ausgangslage / Glücksfall


2 Welten, die aufeinander treffen Betreiber, deren 1. Priorität die sichere Ver-

oder Entsorgung ist und eine einwandfreie Qualität im Vordergrund steht

Strommarkt, welcher für viele ein «Buch mit sieben Siegeln» ist

Warum (Regel-) Pooling?


Swissgrid verlangt für Teilnahme am Auktionsmarkt 5 MW Mindest-Regelleistung

Einzelanlagen WV und ARA zu klein

Ohne Pooling für WV und ARA keine Teilnahme möglich – aber auch nicht – einen Beitrag zur Netzstabilisierung zu leisten

Warum WV und ARA interessant?


Weil keine Energie verloren geht! Während Projekt herausgefunden, dass SRL

möglich ist (ARA)

Speicher WV = Reservoire Speicher ARA = Gasometer alles bestehende Infrastruktur!

Herausforderungen?


Zusammenarbeit Strom- und Infrastrukturwelt

Verständnis für gegenseitige Bedürfnisse Motivation der Betreiber

Ergebnisse und Umsetzung WV


Reservoirfüllung unter Berücksichtigung vom Strommarkt

Hydraulisches Modell und Bilanzierung, damit Pumpenlaufzeiten Füllstände Reservoire Strompreis miteinander verknüpft werden können



Stromkostenoptimierung durch Flexibilisierung

TRL– Nachweis erbracht

Stromkosteneinsparung

Im Fall WVRB mehrere CHF 10’000.- pro Jahr

ARA mit Klärgasverstromung


Stromproduktion BHKW mit Klärgas unter Berücksichtigung des Regelleistungsmarktes (Systemdienstleistungen)

Bilanzierung und Variation von Gasometerfüllstand BHKW-Leistung Regelleistungsbedarf Swissgrid und gegenseitiger Verknüpfung



SRL– Regelpooling Pool durch Swissgrid präqualifiziert

Zusatz-Erlöse

50’ bis 70’000.- CHF / MW Flexibilität pro Jahr für Vorhaltung und Abruf

ARA mit Klärgasaufbereitung und -einspeisung


Leistungsspitzenbrechung durch Eigenstromproduktion

Prognose der Leistungsbezugsspitzen durch Meteodaten Zuflussdaten aus dem Einzugsgebiet für zeitlich begrenzte Spitzenlastbrechung

Höchster Momentwert

Höchster Leistungsmittelwert

Last

(kW

)

Der höchste Leistungsmittelwert bestimmt die Kosten

15 Min.

Zeit

15 Min. 15 Min. 15 Min. 15 Min.





0

2

4

6

8

10

12

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00

Pow

er [M

W]

Time

Einspeisung EWZ – 25. Oktober 2016 (6sec Auflösung) – BHKW 1 Schaltung

Sollwert EWZ - CHP1 EWZ power CHP1 Rain Flow

Leis

tung

[kW

]


Zeitlich begrenzte Spitzenlastbrechung durch Zuschalten von BHKW

TRL+ Nachweis erbracht

Leistungskosten-Einsparung

Im Fall ERZ ca. 100’000.- CHF pro Jahr



Strombezug dem Angebot anpassen Lastspitzen reduzieren Regelpooling für Netzausgleich Direktvermarktung von KEV- oder EVS-Strom Stromkostenoptimierung

Allumfassendes Strom-Management für WV und ARA etabliert!

Fazit


Dank dem Leuchtturmprojekt und dem qualifizierten Sekundär-Regelpooling durch Swissgrid sind Sie (WV und ARA) fit, um an der dynamischen Entwicklung der Strommarkt-Zukunft teilzunehmen!

Fazit


Fazit


Fragen:

Andreas Hurni, Ryser Ingenieure AG, Bern [email protected] Rafael Osswald, Rytec AG, Münsingen [email protected]

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

Regelpooling mit Infrastrukturanlagen – Vorgehen und finanzieller Nutzen Realisiert mit Unterstützung des Bundesamtes für Energie (BFE)

Alpiq AG, Christian Zaugg & Irina Radzikhovskaya

Schlusspräsentation SuissePublic

Bern, 14.06.2017

Alpiq AG, Digital Technology & Innovation (C. Zaugg) 1

2

Die neue Welt mit Regelpooling

• Swissgrid braucht die ständige Vorhaltung von bis zu: • ca. +/- 70 MW Primärreserve • ca. +/- 400 MW Sekundärreserve • ca. +400/-300 MW Tertiärreserve

• Grösster Teil der Reserve kommt von Wasserkraft • Alpiq ist Marktführer für SDL.

3

Die neue Welt mit Regelpooling

• Dezentrale Technologien können einen wichtigen Beitrag leisten: • Synergien zur Wasserkraft • Günstige Vorhaltung (da "bereits vorhanden")

• Dafür braucht es neue Kompetenzen, Technologie und aktive Mitarbeit von allen

4

Die neue Welt mit Regelpooling: neue Anforderungen!

Alpiq Plattform

Physische Welt Digitale Welt

Dezentrale Anlage

• Datenabfrage • Optimierungsalgorithmus • Steuersignal • Kleinteiliger Pool

• Planung der Flexibilität • Sicherer Betrieb unter

"Fremdsteuerung" • Beitrag an

Versorgungssicherheit

"Good Practice Award" für Plattform zur Integration erneuerbarer

Erzeuger! InfraWatt Innovationspreis!

real-time core

5

• Grosser Industriebetrieb im Wallis mit 2 MW nimmt am SRL-Pool teil

• 4 ARAs mit ca. 3 MW installierte Leistung und ca. 1.1 MW Flexibilität SRL- sind präqualifiziert und betriebsbereit

• Weitere Anlagen: • ARA Werdhölzli 1.8 MW Spitzenlastoptimierung • Wasserversorgung Bern >1 MW Spotoptimierung

Überblick und Status Regelpooling

Der SRL-Pool läuft!

6

Die Schritte zum Regelpooling

• Vorabklärung und Eignung • Anbindung und Anpassung: Daten und Steuerung • Präqualifikation: Flexibilität, Rampen, Simulation im Pool • Teilnahmevertrag Regelpooling • Betrieb: Planung, Vorhaltung, Abruf

ARA oder WV Alpiq Plattform Swissgrid

• Flexibilität? • Rampen? • Eignung?

• Anbindung • Simulation • Algorithmus

• Präqualifikation (technisch und formal)

Betrieb Betrieb

real-time core

7

Anbindung und Sicherheit

• Direkte Verbindung mit PLS • Übermittlung von:

• Leistung • Verfügbarkeit • Sollwert • Weitere Daten (z.B. Gas)

• Verschlüsselt und sicher (künstliche Intelligenz zur Überwachung)

Betreiber hat das letzte Wort über PLS!

8

Finanzieller Nutzen

0

5'000

10'000

15'000

20'000

25'000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53

CH

F/

MW

/W

och

e

Jahreswochen

2014 2015 2016 2017

• Volumengewichtete historische SRL Prämien:

• Jahresdurchschnittsprämie bis zu 200'000 CHF/MW/Jahr

* Aber jetzt kommt das Sternchen

*

9

Die "Krux" mit dem Abruf

Anforderungen an SRL ARA Bedürfnisse

SRL Produkt Scheiben à +/- 1 MW (symm.) Minimum 5 MW

Nur SRL- mit Flexibilität von <100 kW – 500 kW

Vorhaltung Band 24 h x 7 Tage/Woche Nach Gasanfall

Abruf Kontinuierlich Wenn möglich nie

Fahrplan Woche voraus 1-2 Tage voraus

Hauptaufgabe Qualität und Zuverlässigkeit - SDL ist Primärziel

Betrieb ARA und KEV - SDL ist Nebensache

Finanziell Prämie für Versorgungssicherheit

Zusatzerlös, möglichst ohne Aufwand

50 min

1 M

W

Abruf:

10

Die "Krux" mit dem Abruf

Anforderungen an SRL ARA Bedürfnisse

SRL Produkt Scheiben à +/- 1 MW (symm.) Minimum 5 MW

Nur SRL- mit Flexibilität von <100 kW – 500 kW

Vorhaltung Band 24 h x 7 Tage/Woche Nach Gasanfall

Abruf Kontinuierlich Wenn möglich nie

Fahrplan Woche voraus 1-2 Tage voraus

Hauptaufgabe Qualität und Zuverlässigkeit - SDL ist Primärziel

Betrieb ARA und KEV - SDL ist Nebensache

Finanziell Prämie für Versorgungssicherheit

Zusatzerlös, möglichst ohne Aufwand

Aber es funktioniert dank einem Kompromiss!

11

Partnerschaftlich zum Ziel!

Produktentwicklung nach Bedürfnis ARA: • ARA macht SRL-, Alpiq macht SRL+ (Prämiensplit) • Vorhaltung auch mit "nicht Band" • Flexible Backuplösung ohne Pönalen • Abruf ARA wird unterpriorisiert

0

5

10

15

20

An

zah

l V

ierte

lstu

nd

en

Prozentsatz des SRL Signals

2017 (May 17)

12

Fazit: Es geht nicht nur um Regelpooling!

Legacy systems Stored Hydro

Pooled assets/VPPs

Transmission/ Distribution

Wind portfolio

E-Mobility Nuclear Photovoltaic Buildnings/SME

Thermal

Heating/Cooling

Batteries DSM P2H

Gas storage

Integration & Synergien aller

Anlagen ins Energie-Ökosystem!

13

Fazit: Es geht nicht nur um Regelpooling!

• Win-Win: Regelpooling = ideale Partnerschaft zwischen zentral und dezentral

• Es funktioniert: Wenn alle Teilnehmer wollen • Voraussetzung: Pooling bedeutet Risiken, Backup und

Gewinn fair sozialisieren

Eigentlicher Gewinn ist die Bereitschaft für die Zukunft: • Beitrag an die Versorgungssicherheit • Es müssen alle beginnen, zu planen (Direktvermarktung) • Mit Regelpooling ist die Investition bereits gemacht

14

There is no free lunch...

... aber fast – dank der Win-Win Situation!

Willkommen in der dezentralen Energiezukunft mit uns!

Für Fragen an Alpiq:

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Christian Zaugg

[email protected]

Irina Radzikhovskaya

[email protected]

Corrado di Stefano

[email protected]

Yves Wymann

[email protected]

M

i

t

t

e

i

l

u

n

g

e

n

Lastverschiebung

Erste Erfahrungen

Bernhard Gyger Geschäftsführer WVRB AG

1

M

i

t

t

e

i

l

u

n

g

e

n

Suisse Public, 14. Juni 2017

Kirchlindach

Kehrsatz

Frauenkappelen

Meikirch

Energie Wasser Bern

Ostermundigen

Bolligen Zollikofen

Bremgarten Ittigen Wohlen

Stettlen Vechigen

AKTIONÄRE

2

M

i

t

t

e

i

l

u

n

g

e

n

Folie 3 Suisse Public, 14. Juni 2017

M

i

t

t

e

i

l

u

n

g

e

n


M

i

t

t

e

i

l

u

n

g

e

n

SPEICHER

Stromerzeugung • Wird kein Wasser

gefördert wird das Wasser turbiniert

• Die maximale Leistung beträgt 100 kW

• Normalerweise wird für das Gebäude keine elektrische Energie bezogen, wenn keine Pumpen laufen


M

i

t

t

e

i

l

u

n

g

e

n

ERFAHRUNGEN

Lastverschiebung • Grundsätzlich mit allen Wasserversorgungen

ohne Probleme machbar • Prognosetool und Integration ins Leitsystem ist

aufwändig und bedarf guter Kenntnisse der Versorgung

• Zielkonflikt mit Energielieferanten, wenn er gleichen Eigentümer hat

• Start- und Stoppprozedere dauern einige Minuten • Sicherheitsstandards der Versorgungen können

Probleme bieten


M

i

t

t

e

i

l

u

n

g

e

n

ERFAHRUNGEN


M

i

t

t

e

i

l

u

n

g

e

n

ERFAHRUNGEN

Lastverschiebung • Mitarbeiter akzeptieren neues Regime problemlos • Versorgung hat Priorität • Kostenersparnisse sind erzielbar, der direkte

Gewinn aber schwierig zu beziffern • Weniger (keine) Lastspitzen, seit Anlage

vollautomatisch läuft • Zusatzkosten für den Marktzugang


M

i

t

t

e

i

l

u

n

g

e

n

ERFAHRUNGEN

Fazit und Zukunft • Poolen beider Hauptpumpwerke war positiv • Weitere Anlagen werden in nächster Zeit in das

System integriert • Verfeinern und optimieren der Anfahrrampen • Effektiv auf bestellten Stromerbrauch regeln unter

Berücksichtigung der Haustechnik und der eigenen Stromproduktion

• Reservoire sind Gratisbatterien und diese gilt es zu nutzen


14. Juni 2017

Stromregelpooling Betreibersicht - Erfahrungen

Roland Boller – Geschäftsführer AVM

Steckbrief ARA Morgental

14. Juni 2017 | 2 www.morgental.ch

ARA Morgental 1 BHKW à 530 kW, 4 Gasturbinen à 65 kW Produktion 4 GWh/a Strom, 4.5 GWh/a Wärme

KEV seit 2008 mit Entschädigung pro kWh bis 2028

Vollenergetische Nutzung Klärgas mit Wärmeverkauf an EBM

Motivation


KEV befristet! - andere Möglichkeiten?

Neugier auf Neues, Wissenstransfer und Erfahrung, Flexibilität und fit bleiben für Änderungen im Strommarkt; Stillstand = Rückschritt

Regelpooling als Chance und Beitrag

Bessere Nutzung bestehender ARA-Infrastruktur

Langfristige Erhöhung Wertschöpfung durch «Nichtstun» Sich jetzt im Regelmarkt positionieren und einen Platz in einem Pool

sichern, «Claim» abstecken Partnerschaft aufbauen und pflegen

Beitrag leisten zur Netzstabilisierung Für mich als Betreiber ein «Muss» mit vielen

Vorteilen. Bereitschaft zeigen für kommenden Markt

Fragen – Ängste Betrieb


Betriebliche Aspekte Wer steuert wen? Rolle Poolmanager – ARA Betreiber Unsere Gasproduktion schwankt? Wenig Gas was dann? Was bei Stromausfall, Notstrom Was heisst das für das ARA-Personal? Komplex, Störungen, Alarme, Zeit, Befähigung?

Der ARA-Betreiber bestimmt seine Verfügbarkeit für das Regel-pooling = Leadership Betrieb

Organisatorische, rechtliche, finanzielle Aspekte

Wer ist für was verantwortlich? Haftung? Regressansprüche? Wie läuft das Ganze organisatorisch ab? «Ausser Spesen, nichts gewesen»? Dauer der Verpflichtung, Bindung? Was kostet mich das Ganze?

Der ARA-Betreiber ist reines Mitglied im Pool. Leadership Organisation Poolmanager = Treuhänder der

Mitglieder

Grenzen aus Betreibersicht / Präqualifikation


BHKW oder andere Maschinen möglich.

Maschinengrösse > 200 kW prüfenswert (Poolgrösse 2 – 5 MW)

Bei KEV-Anlagen nur negative Regelleistung P-; keine doppelte Vergütung möglich!

Zulassungskriterien Swissgrid, Präqualifikation Rampenfähigkeit Verfügbarkeit

Betrieb BHKW Laufzeit 24h/Tag ideal, weniger auch möglich, Definition über Verfügbarkeit Regelung 100% - 50%; < 50% aus Maschinensicht problematisch.

IT-Sicherheit muss gegen «Hacker» gewährleistet sein

Kosten / Abwicklung – Vertrag


Kosten / Abwicklung Kosten Installation beschränken sich auf Einbindung Fernzugriff des Poolmanagers ins PLS ARA ( Fr. 2’000.-)

Technische Abwicklung für Betreiber einfach.

Kleine Investitionen, technische Abwicklung einfach und transparent

Wichtige Vertragsbestandteile

Dauer befristet Regelung Vergütung = Vorhaltung + Aktivierung; nie negativ Verfügbare Regelleistung der Maschine Datenaustausch Regelung Ausfall; keine Pönalen für Poolteilnehmer Regelung Backup = Reduktion in Abhängigkeit der Ausfalldauer

Keine finanziellen Nachteile für Betreiber Einziges Risiko: Verlust der Poolmitgliedschaft

Fazit - Erwartungen


Fazit Chance; Win ARA Morgental = Fr. 16’000.-/a

ARA-Betreiber = Betriebsleadership; Poolmanager = Organisationsleadership

Maschinen > 200 kW / Teillastbetrieb < 50%

Abwicklung ; / Investition klein

Vertrag einfach und transparent ; keine finanziellen Verpflichtungen

Risiko Verlust Poolmitgliedschaft

Erwartungen Echte Partnerschaft mit fairplay; Poolmanager (broker) platziert «assets» (Regelleistung) bestens am Regelmarkt Poolmanager erstellt ein reporting mit Leistungsausweis (Controlling) Jährliche Sitzung der Poolmitglieder unter Leitung des Poolmanager: Rückblick, Probleme, Verbesserung, Ausblick

Freue mich dabei zu sein und ermuntere andere Betreiber dazu

Wir investieren in die Zukunft… …und danken für Ihre Aufmerksamkeit

14. Juni| 2017 www.morgental.ch

«REGELPOOLING mit Infrastrukturanlagen»...REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN PHILIPPE MÜLLER,...

Documents

Transcript of «REGELPOOLING mit Infrastrukturanlagen»...REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN PHILIPPE MÜLLER,...