Wirtschaftlichkeit hybrider Wärmeversorgung in der Industrie eine empirische Analyse

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1 4. Dialogplattform Power-to-Heat Wirtschaftlichkeit hybrider Wärmeversorgung in der Industrie eine empirische Analyse BTU Cottbus-Senftenberg Fachgebiet Energiewirtschaft Daniel Scholz 11. Juni 2018

2 Motivation Warum Power-to-Heat in der Industrie? Große theoretische Potentiale durch hybride Auslegung von Wärmeanwendungen in der Industrie Hohe Leistungsbedarfe und Vollbenutzungsstunden Anbindung an das Mittel- oder sogar Hochspannungsnetz Industrie hat niedrigere Abgaben als z. B. Haushalte 435 TWh Endenergieverbrauch für Wärmeanwendungen ohne Strom und Fernwärme in der Industrie in 2016 (basierend auf BMWi Gesamtausgabe der Energiedaten) 2

3 Vereinfachtes Ausgangssystem Konstanter Wärmebedarf von 20 MW th Gaskessel mit 20 MW th Markt für negative Regelleistung R RE,P2H PtH-Anlage mit 20 MW th Day-Ahead Markt Brennstoffmarkt E DA,P2H F HK P2H η P2H HK η HK ; ε HK H P2H H HK Nahwärmenetz h Bedarf CO 2 HK Zwei Abgabenszenarien orientiert am Monitoringbericht Industriedurchschnitt (Standard) Maximale Vergünstigung (Minimum) 3

4 Entwicklung der Wirtschaftlichkeit Standard Minimum Leistungspreiseerlöse sind eingebrochen Teilkompensation über Arbeitspreiserlöse nur bei minimaler Abgabenlast Wirtschaftlicher Betrieb bei normaler Abgabenlast nur bis 2014 bzw. bei günstigen Investitionen Für minimale Abgabenlast ist Wirtschaftlichkeit gegeben 4

5 Sensitivitätsberechnungen für

6 Einflussfaktor Abgabenlast Wärmebereitstellung aus PtH Wirtschaftlichkeit Minimum Standard Minimum Standard Für Stromabgabenlast über 40 /MWh keine signifikante Wärmebereitstellung aus PtH Deckungsbeiträge und Wirtschaftlichkeit nehmen durch sinkende Abrufhäufigkeit ab 6

7 Minimum Standard Einflussfaktor Vollbenutzungsstunden Wärmelast unter variierenden Vollbenutzungsstunden Wirtschaftlichkeit Abnehmende Wirtschaftlichkeit mit sinkenden Vollbenutzungsstunden aufgrund sinkender Leistungserlöse Fehlende Wirtschaftlichkeit auch minimaler Abgabenlast möglich 7

8 Fazit 8

9 Fazit Sinkende Bedeutung der Leistungserlöse in der Vergangenheit Signifikante Arbeitserlöse bei niedriger Abgabenlast Abgabenlast und Vollbenutzungsstunden haben einen großen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit Zukünftige Entwicklung des Regelenergiebedarfs unsicher + Zubau dargebotsabhängiger erneuerbarer Energien - Verbesserte Prognosegenauigkeit dargebotsabhängiger erneuerbarer Energien 9

10 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Dipl.-Wi.-Ing. Daniel Scholz BTU Cottbus-Senftenberg Fachgebiet Energiewirtschaft 10

11 Back-up 11

12 Minimum Standard Einflussfaktor Regelenergiebedarf Entwicklung des Bedarfs an negativer Sekundärregelenergie Wirtschaftlichkeit Sinkender Bedarf an negativer Regelenergie in der Vergangenheit Stärkerer Einfluss durch steigenden (sinkenden) Regelenergiebedarf bei normaler ( minimaler ) Abgabenlast 12

13 Methodik Zweistufiger Modellierungsansatz 1. Einsatzplanung 2. Einsatzentscheidung Leistungspreiserlöse: mittlere Leistungspreise 1. Stufe Optimale Einsatzplanung des Heizkessel und der P2H- Anlage unter Einhaltung der Wärmebilanz Fixierung der Kaufverkaufsverpflichtungen am Day- Ahead Spotmarkt Fixierung der Leistungsvorhalteverpflichtungen an den Regelenergiemärkten Festlegung der Abrufs von negativer Regelenergie auf Grundlage historischer Daten Nächste Woche Arbeitspreiserlöse: 2. Stufe Kostenminimaler Einsatz aller Komponenten unter Einhaltung der Wärmebilanz Ermittlung optimaler Arbeitspreise für erwartete Nachfrage Erwarteter und tatsächlicher Abruf/Arbeitsgewinn 13

14 Beispielhafte Arbeitspreis-Merit-Order 14

15 Beispielhafte Arbeitspreis-Merit-Order (Zoom auf relevanten Bereich) 15