green2store Ein rechtliches Konzept zur gemeinschaftlichen Nutzung von Speichern in einer Energy Storage Cloud

Transkript

1 green2store Ein rechtliches Konzept zur gemeinschaftlichen Nutzung von Speichern in einer Energy Storage Cloud Dr. Magnus Pielke Forschung & Entwicklung, EWE AG Berlin, 3. Dezember 2015

2 Agenda TOP 1 Projektantritt und Projektidee TOP 2 Die Energy Storage Cloud und deren Teilnehmer TOP 3 Die besondere Rolle des Netzbetreibers TOP 4 Umsetzungskonzept in der Praxis TOP 5 Projektperspektiven EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 2

3 Projektantritt und Projektidee

4 Kurzportrait Fördermittelgeber: Förderrahmen: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Förderinitiative Energiespeicher Teil des Leuchtturms Batterien im Verteilnetz Laufzeit: 4 Jahre (seit dem 01. November 2012) Gesamtvolumen: Website: 9 Mio. Euro EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 4

5 Projektsteckbrief Ziel Idee Steigerung der Netzaufnahmefähigkeit für Erneuerbare Steigerung der Wirtschaftlichkeit von Speichern Vernetzung dezentraler Batterien in einer Cloud Benefit Bereitstellung / Vermarktung des Speicherverbunds für Dritte Berücksichtigung des primären Einsatzzwecks bei der Vermarktung EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 5

6 Projektdimensionen Technik Wirtschaft Recht Ökologie Aufbau einer Speicher-Cloud Bewertung der Mehrfachnutzung von Speichern Prüfung des aktuellen Rechtsrahmens Ökologische Bewertung von Speichereinsatz Mehrfachnutzung von Speichern Entwicklung von Geschäftsmodellen Ableitung von Anpassungserfordernissen Zustandsbewertung von Speichern (Wie) können dezentrale Speichersysteme zur Steigerung der Netzaufnahmefähigkeit regenerativer Stromerzeuger wirtschaftlich betrieben werden? EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 6

7 Die Energy Storage Cloud und deren Teilnehmer

8 Jährl. Nutzungsdauer Jährl. Nutzungsdauer Zwei exemplarische Anwendungsbeispiele von Batteriespeichern im Verteilnetz Viele Speicheranwendungen sind geprägt durch geringe Nutzungsraten Hausspeichersysteme Anwendung: Steigerung der Autarkie Ortsnetzspeicher Anwendung: Rückspeisevermeidung genutzt ungenutzt genutzt ungenutzt Annahmen: PV-Anlage: Hausspeicher: Energienachfrage: Quelle: eigene Berechnungen 4 kwp, kwh/a 5 kw, 5 kwh, Zyklen, 10a kwh/a Annahmen: Ortsnetzstation: 400 kva Ortsnetzspeicher: 270 kwh, 200 kw kum. Leistung PV-Anlagen: 784 kwp Energienachfrage: kwh/a EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 8

9 Dem gegenüber stehen viele Interessenten für Speicher mit unterschiedlichen Anwendungsfällen. Akteur Interesse Netzbetreiber Haushaltskunden Betreiber regenerativer Stromerzeuger Gewerbekunde Energiehändler Regionale Netzoptimierung und Netzverstärkung Vermeidung von Einspeisemanagement Lokale Bezugsoptimierung Steigerung der Autarkie Verbesserte Direktvermarktung regenerativer Energien Bereitstellung von Systemdienstleistungen Anpassung des el. Energiebedarfs an Strombereitstellung Ökonomische Optimierung des elektrischen Energiebezugs Vermarktung zusätzlicher Flexibilitäten Nutzung der Speicher zur Bilanzkreisoptimierung Gemeinsame Nutzung verteilter Speichersysteme kann helfen Investitionshemmnisse zu überwinden und Speicherkapazitäten verfügbar zu machen Dezentralität der Speichersysteme bietet großen Mehrwert zur Steigerung der Aufnahmefähigkeit regenerativer Energien im Verteilnetz EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 9

10 Die Energy Storage Cloud verbindet die lokalen Speicher und stellt sie Dritten zur Verfügung. Händler Gewerbekunde Netzbetreiber Reg. Stromerzeuger Haushaltskunde Datensicherheit Betreiber der Energy Storage Cloud IT-Cloud Einrichtung Anlagenbetrieb Anlagenplanung Monitoring Abrechnung Zusatzdienste Komm.prot.: OPC-UA Inf.modell: IEC Ortsnetzspeicher Hausenergiespeicher Industriespeicher BHKW Arealspeicher EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 10

11 Die besondere Rolle des Netzbetreibers

12 Der Betrieb eigener Batteriespeicher durch den VNB ist für bestimmte Einsatzzwecke vorstellbar. Einordnung einer Speichernutzung als Aufgaben des Netzbetreibers Aufgaben der Netzsicherheit und Netzzuverlässigkeit Vermeidung von Betriebsmittelüberlastung statische Spannungshaltung Blindleistungsmanagement Power Quality Gehören grds. zu Aufgaben des VNB nach 11 EnWG Aufgaben der Netzleistungsfähigkeit Vermeidung bzw. Reduzierung von Einspeisemanagement Grds. denkbar, dass auch diese zu den Aufgaben des VNB nach 11 EnWG gehören; allerdings keine Eignung als vollwertige Alternative/Ersatz für Netzausbau EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 12

13 Vermarktung freier Speicherkapazitäten des VNB an den Cloudbetreiber erscheint möglich. Nutzungsmöglichkeiten freier Speicherkapazität des VNB Keine Nutzung Keine entflechtungsrechtliche Bedenken Evtl. Bedenken hinsichtlich der Effizienz Führt zur Nichtbeteiligung an einer Energy Stoage Cloud Nutzung für eigene Handels- und Vertriebsaktivitäten Widerspricht den Entflechtungsvorgaben von Netzbetrieb und Energiehandel/-vertrieb keine Option, ist auch nicht das Bestreben des Netzbetreibers Vermarktung an den Cloudbetreiber Vermarktung muss diskriminierungsfrei erfolgen Schwierig, wenn Cloudbetreiber Teil des vertikal integrierten EVU ist Gute Möglichkeit, um die freie Speicherkapazität nutzen zu können EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 13

14 Die Anerkennung der Speicherkosten als Netzkosten erscheint bedingt möglich. Einordnung der Kosten eines eigenen Speichers als Netzkosten Nutzung für Zwecke der Netzsicherheit und Netzzuverlässigkeit fällt unter die Aufgaben des Netzbetriebs Stromspeicherkosten können bei Einsatz des Speichers für diese Zwecke als Netzkosten anerkannt werden Nutzung für Zwecke der Netzleistungsfähigkeit fällt unter die Aufgaben des Netzbetriebs Stromspeicherung dient der Netzleistungsfähigkeit nur eingeschränkt, da Transportkapazität nicht erhöht wird Stromspeicherung kann daher nicht als gleichwertige Alternative zum Netzausbau angesehen werden. Die Einordnung als Netzkosten ist auch bei nur eingeschränktem Nutzen denkbar. Allerdings könnten sich Bedenken der Effizienz ergeben. EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 14

15 Umgangsmöglichkeit mit der zeitweisen Sekundärnutzung des Speichers in der Cloud Anteilige Zuordnung zu den Netzkosten Strikte Trennung zwischen Einsatz für Netzbetriebszwecke und Sekundärvermarktung Anteilige Nutzung für Netzbetrieb führt zu anteilige Kostenanerkennung Im Ergebnis wäre nur ein fixer Kostenanteil als Netzkosten anzuerkennen Wenig praktikabel aufgrund fixer Anteile über die ges. Laufzeit Vollständige Zuordnung zu den Netzkosten unter Berücksichtigung kostenmindernder Erlöse Preisgestaltung der Sekundärvermarktung erfordert wettbewerbskonformen Preis (ggf. Ausschreibung) Der Preis muss hierbei zur Vermeidung von Quersubventionen der Vertriebsaktivitäten durch Netzkunden kostendeckend sein Erscheint praktikabel, wenngleich die Bestimmung des erforderlichen Preises schwierig ist. EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 15

16 Die Alternative: Nutzung von Speichern Dritter Der Betrieb eines eigenen Ortsnetzspeichers könnte ggf. durch den Zugriff auf Speicher Dritter ersetzt / ergänzt werden. Vorteile der Nutzung eines Batteriespeichers Dritter: VNB ist nicht mehr Speicherbetreiber Diskriminierungsanreize bei Netzanschluss und -zugang von Speichern entfallen, ebenso Anreize zur Quersubventionierung VNB ist nicht mehr Speicherbetreiber ausschließliche Nutzung des Stromspeichers für Aufgaben des Netzbetriebs nicht erforderlich, sodass die Wirtschaftlichkeit des Speichers für seinen Betreiber eher darstellbar ist Die Nutzung von Batteriespeichern Dritter über die Energy Storage Cloud durch den VNB ist geringeren entflechtungsrechtlichen Bedenken ausgesetzt als der Betrieb eigener Speicher. EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 16

17 Das Umsetzungskonzept in der Praxis

18 Die Erprobung der Energy Storage Cloud im Feld hat begonnen. Beginn der Erprobung im Herbst Photovoltaik-Hausspeicher ( 5 9 kwh) 1 Ortsnetzspeicher (270 kwh) Niederspannungsnetz mit hoher PV-Penetration Einsatz der Speicher zur Eigenstromoptimierung und Netzbetriebsführung 1 Arealnetzspeicher (108 kwh) Arealnetz mit 72 Wohneinheiten, BHKW und PV-Anlage Einsatz des Speichers zur Optimierung des lokalen Versorgungsgrads LK Heilbronn Altenoythe Aggregation aller Speichersysteme zu einer Energy Storage Cloud 1 Campusspeicher (100 kwh) Industriecampus mit Büros und Laborräumen Einsatz des Speichers zum Peak-Shaving Stuttgart EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 18

19 Leistung [kw] relativer Speicherfüllstand Voraussetzung einer Bereitstellung eines Speichers ist der entladene Zustand. Keine negative Beeinflussung des primären Speichereinsatzes Zeitlich disjunkte Nutzung 2,0 100% 1,5 80% 1,0 0,5 60% 40% 20% 0, Stunde 0% Speicherstand PV-Erzeugung Haushaltsverbrauch Sekundärbetrieb EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 19

20 Während der Sekundärnutzung werden die Speicher in einen Bilanzkreis der Cloud gebucht. Bilanzkreismodell der Energy Storage Cloud Lieferant Verlustenergie Cloudbetreiber Sekundärnutzer Speicherbewirtschaftung Ausgleichsenergie Dem Bilanzkreis des Cloudbetreibers sind alle Speicher in Sekundärnutzung zugeordnet. Primär- und Sekundärnutzung sind bilanziell getrennt. ÜNB EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 20

21 Erlöse je MWh Speicherkapazität und Speicherstunde [ /(MWh h)] Das Interesse an Energiespeichern ist groß, die Zahlungsbereitschaft jedoch stark divergent Arbitrage-Geschäft am Intraday-Markt Arbitrage-Geschäft am Day-Ahead-Markt Bereitstellung von Minutenreserve Einhaltung einer Windparkprognose Kumulierte Speicherstunden [h/a] Intraday-Händler zeigt größte Zahlungsbereitschaft für Speichernutzung. Bei einem Preis von 20 /MWh würde die Cloud bis zu h/a gebucht. EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 21

22 Nutzungsstunden/a Nutzungsstunden/a Die Speichersysteme eignen sich für die Nutzung durch einen Energiehändler gut bis sehr gut. Steigerung der Speicherauslastung durch Intraday-Händler Hausspeichersysteme Nutzungsgebühr: 20 /MWh*h Ortsnetzspeicher Nutzungsgebühr: 20 /MWh*h ungenutzt Energiehändler ungenutzt Energiehändler prim. Anwendung prim. Anwendung 0 Erfüllungsquote der Anfragen: 37 % Umsatz der Sekundärnutzung: /MWh*a 0 Erfüllungsquote der Anfragen: 100 % Umsatz der Sekundärnutzung: /MWh*a Die Sekundärnutzung kann zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit beitragen. Ob die Zahlungsbereitschaft ausreicht, hängt von der Belastungshöhe ab. EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 22

23 Die Bestimmung der Belastung des gespeicherten Stroms ist heute rechtlich noch unklar. Messung und Abrechnung zu entrichten durch den Cloudbetreiber Netzentgelte Für die ersten 20 Jahre befreit, im Anschluss zu entrichten durch den Cloudbetreiber als Vertragspartner eines Netznutzungsvertrags für die Zeit der Sekundärnutzung Voraussetzung vermutlich ausschließliche Netzentnahme und Wiedereinspeisung Konzessionsabgaben keine Zahlungspflicht, da kein Letztverbraucher i.s.d. EnWG KWK-Umlagen und netzbezogene Umlagen keine Zahlungspflicht, da kein Letztverbraucher i.s.d. EnWG EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 23

24 Die Bestimmung der Belastung des gespeicherten Stroms ist heute rechtlich noch unklar. EEG-Umlage Befreiung bei ausschließlicher Wiedereinspeisung; ansonsten durch Cloudbetreiber zu entrichten, da er Letztverbraucher i.s.d EEG ist. Stromsteuer Cloudbetreiber bzw. dessen Lieferant nach Erlass des BMF nicht zahlungspflichtig Umsatzsteuer durch den Cloudbetreiber zu entrichten auf Anteil der Messung und Abrechnung Die Übergabe von entladenen Speichern in die Sekundärnutzung ist zur Reduzierung der Strombelastungen eine wesentliche Voraussetzung. Die Bereitstellung von Regelleistung gefährdet diese Prämisse und eignet sich daher nicht für die Energy Storage Cloud. EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 24

25 Die Belastungen können bei günstiger Auslegung der Rechtslage moderat ausfallen. Der Einsatz von kleinen Hausspeichern in einer Speichercloud ist aufgrund der hohen Abrechnungsaufwände jedoch noch nicht attraktiv. 20 EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 25

26 Projektperspektiven

27 Die Perspektive des Projektes green2store zeigt eine technische Lösung zur intelligenten Vernetzung von dezentralen Batteriespeichern die Funktionsfähigkeit und den Beitrag einer Speicher-Cloud zur Netzunterstützung in einem überregionalen Feldtest die Möglichkeiten im aktuellen Rechtsrahmen auf und leitet Handlungsempfehlungen ab Ansätze von Geschäftsmodellen für eine Mehrfachnutzung von Batteriespeichern die ökologische Bedeutung eines Speichereinsatzes zur Integration Erneuerbarer Energien EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 27

28 Die Zahl der Speicher im Versorgungssystem wird sich in den nächsten Jahren vervielfachen. Dem Stromnetzgebiet der EWE wird bis zum Jahr 2032 ein Potenzial von bis zu Hausspeichern (1,5 GWh, 1,1 GW) zugesprochen. Die Aufgabe der Orchestrierung liegt in der Hand der Energieversorger; die Schaffung eines adäquaten Rechtsrahmens bei der Politik. green2store zeigt mit der Speicher- Cloud einen vielversprechenden Ansatz die Potenziale der Speicher zu heben und Synergien für den Netzbetrieb zu erschließen. EWE leistet damit einen Beitrag, den nächsten Schritt der Energiewende zu meistern. EWE AG Dr. Magnus Pielke IRES-Symposium , Berlin 28

29 Vielen Dank für Ihr Interesse. Dr. Magnus Pielke EWE Aktiengesellschaft, Oldenburg 0441 / magnus.pielke@ewe.de