FENECON Energy Pool und Stromspeicher-Anwendungen

Transkript

1 FENECON Energy Pool und Stromspeicher-Anwendungen Energiemarkt verstehen zukunftsorientiert handeln. Nürnberg, Franz-Josef Feilmeier

2 FENECON Gegründet Mitarbeiter weitgehend junge Ingenieure Energy Engineering für dezentrale Energieversorgung Stromspeicher Gewerbe-LED-Beleuchtung Solarmodule Europa-Partner von BYD

3 Dokumentation über Josef Feilmeier: Der Landhändler Ganz ohne Gentechnik Erster Rückkehrer zu gentechnikfreien Futtermitteln Stichwort: Lebensmittel für Tiere Ausschließlich naturbelassene und vollwertige Rohstoffe

4 Bayerischer Rundfunk Unser Land, Geniales Konzept: Stromspeicher für Sonnenenergie

5 BYD - Konzern der Superlative Build Your Dreams = Verwirkliche Deine Träume größter Hersteller für wiederaufladbare Batterien größter Hersteller von Elektroautos (seit Mai 2015) größter Hersteller von Elektrobussen größte Batteriespeicherkraftwerke Führender grüner Konzern Solarmodule Elektrofahrzeuge Stromspeicherung Mitarbeiter, 9 Mrd. USD Jahresumsatz Nobelpreis für Erneuerbare Energien (Zayed Future Energy Price) für Gründer (Wang Chuanfu, Lebenswerk) und Firma (Kategorie Konzern) Warren Buffett als Investor

6 LiFePO 4 - die BYD-Kernkompetenz Lithium-Eisenphosphat Hohe Be- und Entladeströme Hohe Zyklenfestigkeit Sehr sichere Technologie Umweltfreundlich Recyclebar Sehr lange Lebendauer Hochautomatisierte Fertigung Eigenentwicklung und Skalierung Vielzahl an Patenten Seit 1995 Lithium; seit 1997 LiFePO4 Viele Lithium-Chemien im Portfolio LiFePO4 für alle Mobilitäts- und Speicheranwendungen Produktionskapazität: 10 GWh/Jahr (Ende 2015) Lithium-Ionen-Batterie Consumer Standard Automotive Standard 6 Blei-Gel BYD LiFePO4

7 BYD eautos BYD TANG 13 kwh 70 km el Plug-In Hybrid 505 PS, 720 Nm, 4,9s km/h BYD e6 82 kwh 400 km el E-Car DENZA Joint Venture BYD / Daimler 47 kwh 300 km el E-Car BYD ebus 324 kwh 350 km el E-Bus

8 Warum brauchen wir Erneuerbare Energien & Stromspeicher?

9 Strompreisentwicklung Quelle: 9

10 Wunschkonzert Strompreisentwicklung + 3,55 % p.a. + 5,75 % p.a % p.a.

11 Strompreis Industrie

12 Großhandels-Strompreise

13 Energiekosten Haushalt

14 Die Zukunft der Energieversorgung

15 Energiemarktdesign früher o Strom kostet immer gleich viel egal wo und wann er verbraucht wird o Kraftwerk erzeugt Strom Verbraucher verbrauchen Strom o Strom ist immer da o Strom wird immer dann bezogen wenn er gerade verbraucht wird o Es kann jederzeit die volle Leistung bezogen werden o Eigene Erzeugungsanlagen speisen mit oder ohne Eigenverbrauch ungesteuert in das Netz ein o Grundlast Mittellast Spitzenlast o Große Kraftwerke halten das Stromnetz stabil (rotierende Massen)

16 Energiemarktdesign jetzt & künftig o Prosumer anstatt Verbraucher o Fluktuierende Verfügbarkeit von Wind- & Solarstrom o Gesteuerte Einspeisung aus dezentralen Anlagen o Wärme und Mobilität werden aus dem Stromnetz bedient o Dezentrale Anlagen müssen Netzstabilisierung übernehmen o Internet der Dinge alle Anlagen sind vernetzt o Smart Meter erfassen Strombezug und Stromeinspeisung live o Sehr flexible Stromtarife o Hohe Maximalpreise o Deutlich negative Strompreise

17 EPEX Intraday Market

18 Stromspeicher - Betriebsweise

19 Netzaustausch: PV mit Eigenverbrauch Quelle: SMA

20 Netzaustausch: PV mit Eigenverbrauch und Stromspeicher Quelle: SMA

21 Netzaustausch: netzdienliche Betriebsführung Quelle: SMA

22 Netzdienlichkeit von Stromspeichern Normaler Eigenverbrauch: Erwartete Erzeugungskurve Standardlastprofil Haushalt -> keine Abweichung für Betriebsstrategie Eigenverbrauch mit Speicher: Unverändert hohe Einspeisespitzen Evtl. Glättung von Bezugsspitzen Unplanbare zeitliche Verschiebung Standardfall bei aktuellen Stromspeichern Netzdienliche Betriebsführung Geringere Einspeisespitzen Einbindung Wetterdaten Verzicht auf Einspeisung / EEG Keine Zufallseinspeisung Direktvermarktung von Arbeit und Leistung Maximale Netzdienlichkeit

23 Netzdienliche Betriebsweise Anschlusstechnik

24 Kilowatt (kw) vs. Kilowattstunde (kwh) kw 3 kw / 3 kwh 10 3 kw / 10 kwh 3 10 kw / 10 kwh 3 10 kwh Für Stromspeicher ist Leistung (kw) wichtiger als Kapazität (kwh)!

25 Grundlagen Stromspeicher 1-phasig saldierende Systeme AC (3-Phasen-Kompensation) Tag Speicher 3 kva 8 kwh PV 10 kwp 6 kw Zähler 1 kw 3 kw 2 kw 0 kw Netz 2 kw 2 kw 0 kw 0 kw Lasten Keine optimale Beladung wegen fehlender Leistung (3 kw Einspeisung). Speicher wird teilweise mit Strom aus dem Netz beladen! 25

26 Grundlagen Stromspeicher 1-phasig saldierende Systeme AC (3-Phasen-Kompensation) Nacht Speicher 3 kva 8 kwh PV 10 kwp Zähler 2 kw 3 kw 1 kw 1 kw Netz 2 kw 3 kw 2 kw 3 kw Lasten Speicher drückt Strom (Mixstrom) in das Netz. Netzbezug auf Phase 2 und 3 unverändert. Kein ausreichender Eigenverbrauch wegen fehlender Leistung (3 kw Bezug). Schieflasterzeugung von 5 kw (3 kw zusätzlich). 26

27 PV PV Laderegler-geführte PV-Anlage (offgrid) -> Stromproduktion bis Batterie voll Laderegler Laderegler Batterie Lastgenaue (unsymmetrische) Wechselrichter -> Stromlieferung bis Batterie leer Wechselrichter Wechselrichter Wechselrichter L1 Netz L2 Netz L3 Netz L1 Last L2 Last L3 Last

28 Primärregelleistung mit gepoolten, dezentralen Stromspeichern

29 BYD Speicher-Portfolio 3MW/12MWh 6MW/36MWh 20MW/40MWh GRID MW 200KW/500KWh 4MW/2MWh INDUSTRIAL 100 kw COMMERCIAL 10 kw MINI ES B-Box PRO prosumer professional 1 kw consumer

30 Subsidiarität von Speichern Grundsätze: Stromspeicher. sind immer von der untersten Ebene aus zu planen sollen so weit wie möglich behind the meter installiert sein sind in der Regel mit (steuerbaren) Erzeugungs-anlagen verbunden übernehmen das Management steuerbarer Verbraucher -Investitionen werden weitgehend von privatem Kapital getragen agieren untereinander vernetzt Quelle: SMA

31 Zentral vs. Dezentral Zentrale Speicher -> professional Greenfield-Solution Kraftwerksmaßstab Einbindung netzseitig in Mittel- /Hochspannungsnetz Geringe Skaleneffekte (<20% Kostenvorteil pro kwh) Hohe Renditeanforderung Netzdienstleistungen als einzige Anwendung Investor: Energieversorger Problem: Betrieb durch Netzbetreiber nicht möglich Kein stabiler Businessplan Dezentrale Speicher -> consumer -> prosumer Hinter dem Zähler ( behind the meter ) in Haushalt und Gewerbe Günstige Massenfertigung Nutzenkombination: Eigenverbrauch von Solarstrom, BHKW, Wind, Nutzung flexibler Stromtarife Notstromversorgung Netzdienstleistungen Investor: Privat/Gewerbe Problem: Einschränkungen durch EEG

32 Regelleistung aus dezentralen Speichern

33 Regelleistung aus dezentralen Speichern Die Netzfrequenz wird durch 3 aufeinander aufbauende Produkte jederzeit bei 50Hz gehalten: 1.Primärregelleistung PRL 2.Sekundärregelleistung SRL 3.Tertiärregelleistung TRL/MRL Stromspeicher eignen sich hervorragend für PRL. Diese findet immer symmetrisch (Positiv & Negativ) statt. Andere Geschäftsmodelle bauen lediglich auf negative SRL oder TRL und konkurrieren damit mit steuerbaren Lasten, langsam steuerbaren Kraftwerken uvm.

34

35 Rechenbeispiel Regelleistung Primärregelleistung aus 9 kw Speicher (vorbehaltlich Präqualifizierung) Bereitstellung von 6 kw Leistungsband Tägliche Nutzung von 2-3 kwh Symmetrische Lieferung: positiv und negativ Leistungspreis, kein Arbeitspreis Einnahmen: ca pro Jahr (zzgl. Regelleistungsbezug) Garantiert: 400 pro Jahr, 4 Jahre Weitere Anwendungen und regulatorische Unterstützung: >500 pro Jahr PRL aus 40 kw Speicher: ca pro Jahr Leistungseinsatz (kw) von Stromspeichern: bis zu 100 /kw/jahr (vgl. Leistungspreise Gewerbe) Arbeitseinsatz (kwh) von Stromspeichern: ca /kwh/jahr

36 Netzdienlicher & Netzstützender Speicherbetrieb Der Prosumer-Speicher im Einsatz: PRO Hybrid mit ALI (Ampard Local Intelligence) 600 Zusatzinvestition Internetanschluss, ggf. zusätzliche GSM-Verbindung (bereitgestellt) Eigenverbrauchsoptimierter Anlagenbetrieb ohne pauschale EEG-Überschusseinspeisung Energiemanagementsystem (FEMS) regelt Verbraucher und ggf. Erzeuger Anforderung Regelleistung: ACC (Ampard Central Control) bekommt als Virtuelles Kraftwerk einen Regelauftrag ACC verteilt den Auftrag auf verfügbare Speicher Speicher reduzieren oder erhöhen Ausgangsleistung entsprechend Eigenverbrauch bleibt weiterhin optimiert Geringfügiger zusätzlicher Bezug -> Messung und Erstattung Auszahlung von jährlichem Weihnachtsgeld von ca. 400 Speicher ersetzen hauptsächlich Kohlekraftwerke in der PRL Kunden wollen aktive Energiewender sein und nicht Strom auch zu Negativpreisen noch aktiv zu EEG-Vergütung in das Netz zu drücken.

37 Speicher-Geschäftsmodelle 1 PV-Kombination 2 BHKW-Kombination (optional schwarzstartfähig) 3 Lastmanagement Demand Response 4 Unterbrechungsfreie Stromversorgung 5 Erhöhung der Stromqualität 6 Günstiger Residual-Strombezug 7 Lastspitzen-Kappung 8 Vermeidung Netzausbau / Reduzierung Anschlussleistung 9 Hochlast-Zeitfenster 10 Überschussstrom-Vermarktung 11 Blindleistungs-Kompensation 12 Spannungshaltung 13 Schieflastausgleich 14 Schwarzstartfähigkeit 15 Regelenergie Anlagenbetreiber Verteilnetz- Betreiber Übertragungsnetz-Betreiber

38 Problemfall EEG

39 Der worst-case-fall Familie Pech Einfamilienhaus mit Öl-/Gasheizung 2 Autos Ca kwh Jahresstromverbrauch Photovoltaikanlage mit 5 kwp = 7500 netto Erstattung der Umsatzsteuer Abschreibung der Anlage linear über 20 Jahre 1500 kwh Eigenverbrauch (375 /Jahr bei 25 Cent/kWh) 3500 kwh Einspeisung zu ca. 12 Cent (420 /Jahr) Steuerliche Situation Regelbesteuerung => Unternehmen gem. Umsatzsteuergesetz Abschreibung => Gewinnerzielungsabsicht gem. Einkommensteuergesetz Steuerberater anstatt Lohnsteuerhilfe wg. Gewerbeeinnahmen Umsatzsteuer auf Eigenverbrauch: ca. 25 Cent x 19% = ca. 5 Cent/kWh Einkommensteuer auf gesamte Stromproduktion (Einspeisung und Privatentnahme): 12 Cent x bspw. 35% = ca. 4 Cent/kWh

40 Familie Pech treibt die Energiewende voran Nachrüstung Stromspeicher 2 kw / 7 kwh: 6000 netto = 7140 brutto Keine Umsatzsteuererstattung auf privat genutzten Stromspeicher (bei Nachrüstung) Keine Abschreibung auf den privat genutzten Stromspeicher 3000 kwh Eigenverbrauch (750 /Jahr bei 25 Cent/kWh) 2000 kwh Einspeisung (240 /Jahr) Umstellung Zweitwagen auf Elektroauto km/jahr = 3000 kwh (ca. 20 kwh/100km) 4000 kwh Eigenverbrauch (1000 /Jahr bei 25 Cent/kWh) 1000 kwh Einspeisung (120 /Jahr)

41 Familie Pech unterstützt den Staat! Steuerlast für Eigenverbrauch 4500 kwh/jahr Umsatzsteuer: 210 /Jahr bei 25 Cent/kWh 340 /Jahr bei 40 Cent/kWh (nach frühestens 5 Jahren Wechsel zur Kleinunternehmer-Regelung möglich) Einkommensteuer: 600 /Jahr abzgl. AfA PV = 375 /Jahr = 225 x Steuersatz (ca. 80 /Jahr) Solidaritätszuschlag, Kirchensteuer Ggf. Einfluss auf Sozialversicherung

42 die neue Heizung der Familie Pech Heizung defekt: Wärmepumpe oder andere strombasierte Heizung Zusätzlicher Stromverbrauch: 6000 kwh/jahr 4500 kwh Eigenverbrauch (1125 /Jahr bei 25 Cent/kWh -> Steuerbasis) 500 kwh Einspeisung (60 /Jahr = ca. 1 /Woche ) Gesamtstromverbrauch: = kwh 8500 kwh Netzbezug (->unflexibel wegen EEG) Stromkosten bei 8500 kwh Bezug: 2215 /Jahr bei 25 Cent/kWh 3400 /Jahr bei 40 Cent/kWh

43 Fazit für Familie Pech o PV-Anlage und Stromspeicher sind zu klein, um Mobilität und Heizung mit einzubinden o Familie Pech ist weiterhin sehr abhängig vom Energieversorger o Stromspeicher mit 2 kw Leistung ist für Wärmepumpe und Elektroauto-Beladung unterdimensioniert; Leistung ist nicht nachrüstbar o die EEG-Überschusseinspeisung war finanziell die falsche Entscheidung, die Steuerlast übersteigt die Einnahmen bei Weitem o das EEG verhindert einen flexiblen Strombezug aus dem Netz mit dem Stromspeicher o es sind jährliche Steuererklärungen abzugeben; selbst zu erstellen oder Steuerberater, LoHi darf keine Unternehmen beraten o die Einnahmemöglichkeiten im Bereich der Flexibilitäts-Vermarktung sind sehr reduziert

44 Alternative FENECON Energy Pool = Stadtwerke-Modell Investition in 10 kwp PV + 9 kw / 10 kwh Speichersystem = ca netto = brutto Keine EEG-Einspeisung Keine Umsatzsteuererstattung, keine Abschreibung, vollständig privater Anlagenbetrieb Gesteuerte Überschusseinspeisung in FENECON Energy Pool (oder Stadtwerke-Lokal-Bilanzkreis) zum jeweiligen Börsenpreis Keine Erzielung von Einnahmen stattdessen Einsparung von Stromkosten

45 Das Stromkonto der Familie Glück 8000 kwh Eigenverbrauch aus PV & Speicher Keine Steuerlast, da privat gem. USt- und ESt-Gesetz Direkte Einsparung des Brutto-Strompreises 8000 kwh x 25 Cent = 2000 /Jahr Einspeisung von 2000 kwh/jahr für 3 Cent/kWh = 60 Euro/Jahr Erbringung von Primärregelleistung: ca. 400 /Jahr Insgesamt 460 netto ca kwh Strombezug pro Jahr bei durchschnittlich 25 Cent/kWh Deutlich > 1800 kwh bei flexiblem Strombezug zu Niedrigpreiszeiten Dafür notwendig: Smart Meter für 15-Min-genaue Stromeinspeisung und - bezug Vermarktung von dezentralen Netzdienstleistungen: Ersatz für wahrscheinlich fallende PRL-Erlöse Weitere hohe Einnahmemöglichkeiten je nach Standort möglich

46 Fazit für Familie Glück o Einmalinvestition deckt überwiegenden Teil der zukünftigen jährlichen Energiekosten für Strom, Wärme/Kälte, Mobilität o Flexibilität im Stromeinkauf: Speicherladung bei günstigen oder negativen Strompreisen o Gesteuerte Einspeisung von Überschussstrom kann Zusatzeinnahmen ermöglichen; aber auch Abregelung der Einspeisung bei negativen Strompreisen o Lokale Netzstützung durch Vermeidung von Sommer-Sonntag- Nachmittagsstrom -Einspeisung o Vermeidung Netzausbau o Wahrscheinlich: Einsparung Netzentgelte durch Öko-Regionalstrom o Prosumer = aktiver Energiewende-Teilnehmer

47 Energie- und Stromspeichermarkt heute Netzbetreiber Finanzamt Umsatzsteuer auf Eigenverbrauch Einkommensteuer auf Stromproduktion Stromlieferung Bezahlung Kunde Zahlung Strom EEG-Vergütung PV-Anlage Stromspeicher EEG-Einspeisung Energieversorger Solarteur

48 FENECON Energy Pool / Stadtwerke-Konzept PV-Anlage mit Stromspeicher Bezahlung FENECON/ Solarteur Kunde Einspeisung Öko-Regionalstrom Lieferung Primärregelleistung Lieferung Reststrom Evtl. Zahlung Reststrom FENECON Energy Pool / Stadtwerk

49 Produktpalette

50 Produktspektrum 1-phasig - 1-phasig 3-phasig 3-phasig 3-phasig AC - DC Hybrid (AC/DC) AC oder DC AC 3 kw 2,5 kw 400 kwh 3 kw 9 kw 40 kw >150 kw 3-6 kwh 2,5 400 kwh 10 kwh kwh 40 oder 120 kwh >150 kwh Saldierend - Saldierend oder realversorgend Saldierend oder realversorgend Saldierend oder realversorgend Symmetrisch Notstrom - USV-Notstrom, Insel USV-Notstrom, Insel USV-Notstrom, Insel -

51 MiniES - der kleine Nachrüstspeicher Produktname MiniES 3-3 MiniES 3-6 Nennleistung Nennspannung Nutzbare Batteriekapazität 3 kw 230 V, 1-phasig 3,0 kwh 6,0 kwh Saldierendes 1-phasiges AC-System Für Verbrauch von 2000 bis 6000 kwh/jahr Nachrüstlösung

52 B-Box die leistungsstarke Batterie Produktname Nutzbare Kapazität 2,4 kwh Leistung 2,5 kw B-Box 2.5 bis ,8 kwh 5,0 kw 7,2 kwh 7,5 kw 9,6 kwh 10,0 kw B-Box ,0 kwh 12,8 kw Max. Kapazität 80 kwh 400 kwh

53 PRO HYBRID der Prosumer-Speicher Produktname Nennleistung Nennspannung PV-Leistung PRO Hybrid 9-10 PRO Hybrid kw 3 x 230 V / 400V 2 x 4 kw (DC) & 40 kw (AC) PRO Hybrid 9-30 Batteriekapazität 10 kwh 20 kwh 30 kwh Realversorgendes 3-phasiges DC- und AC-System Für Verbrauch von > kwh/jahr Bis 10 kwp PV neu DC und bis 40 kw AC

54 COMMERCIAL der Gewerbe- & Industriespeicher Produktname Nennleistung Nennspannung PV-Leistung (DC) COMMERCIAL COMMERCIAL kw 3 x 230 V / 400V 2 x 30 kw (DC) COMMERCIAL Batteriekapazität 45 kwh 90 kwh 135 kwh Realversorgendes 3-phasiges DC- oder AC-System Für Verbrauch von > kwh/jahr Speziell für Landwirtschaft und Gewerbe

55 FENECON Energie Management System

56 Drehstrom / Speicherleistung Eigenverbrauch Elektromobilität Stromspeicher Einspeisung: EEG oder Direktvermarktung Reststrombezug Aktives Energiemanagement Regelleistung / Netzdienstleistungen Wärmeversorgung

57 Förderung

58 KfW-Förderung Max. 30% Förderung auf Stromspeicher (Tilgungszuschuss) Max. 600 /kwp (bzw. 660 /kwp) Bis 30 kwp Neuanlagen oder Bestand ab Läuft zum aus Kein Folgeprogramm Vorgaben an Hersteller und Installateur Bei 10 kwp PV neu: bis zu 6.000

59 Häuser-Programm Bayern Seit Wohngebäude: 1- oder 2-Familienhäuser Sanierung von Bestandsgebäuden vor > KfW-115 Oder Neubau -> KfW-55 Speicher mit aktiver Heizungsansteuerung, z.b. Heizstab, Wärmepumpe o.ä. Es darf keine EEG-Anlage sein Nichteinspeisung oder Direktvermarktung Speicher muss intelligent und ansteuerbar sein Förderung von 6000 oder 8000 (zusätzlich zu KfW-Speicherförderung)

60 Die Zukunft der Energieversorgung ist erneuerbar (Wind & Sonne) muss flexibel sein verträgt keine Zufallseinspeisung besteht aus steuerbaren Erzeugern bindet Verbraucher in das Lastmanagement mit ein braucht aktive Prosumer ermöglicht neue Geschäftsmodelle ersetzt Kupfer durch Glasfaser (=Internet anstatt Stromleitungen) ist intelligent und damit einem Industrieland würdig

61 Vielen Dank (Zentrale) (Technik) Telefon: (Zentrale) (Technik) Fax: