Europäische Perspektive zu Demand Response Innovative Energiedienstleistungen für Industrie und Geschäftskunden

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1 Europäische Perspektive zu Demand Response Innovative Energiedienstleistungen für Industrie und Geschäftskunden Berlin, dena Fachkonferenz, Oktober 2014

2 Die verstärkte Einspeisung Erneuerbarer Energien in vielen Ländern in Europa erfordert in Zukunft ein immer flexibleres Energiesystem. 47% Erneuerbare Energien Szenario (2020) Annahme: EE-Einspeisung hat Vorrang Erzeugungsschwankungen von bis zu 12 GW innerhalb 15 Minuten Nur an 5 Tagen 100% Deckung Windkraft und PV ersetzen kaum konventionelle Kraftwerke Starker Bedarf nach Lastglättungsmaßnahmen o Spitzenlastkraftwerke CO 2 intensiv o Ausbau von Speicher oder Pumpspeicherkraftwerken teuer Alternative: Demand Response & verbrauchsseitige Flexibilitäten 2 Quelle: Fraunhofer IWES Kassel "Dynamische Simulation des BEE-Szenarios 2020" Copyright & Proprietary All Rights Reserved

3 Demand Response (DR) erklärt DR ist ein automatisiertes Regelungsverfahren, bei dem die Verbrauchsseite (engl.: demand) auf Signale der Erzeugungssituation, der Netzauslastung oder generell auf Preissignale antwortet (engl.: response). DR bezieht sich auf alle Arten von elektrischen Anlagen: Lasten Erzeuger Speicher Die intelligente Poolung von verteilten Lasten, Speichern und Erzeugern bezeichnet man auch als Virtuelles Kraftwerk, oder besser als Virtuelles Energiesystem. Quelle: SEDC, Entelios 3 Copyright & Proprietary All Rights Reserved 2014 Entelios AG All rights reserved

4 Verbrauchsseitige Flexibilitäten durch Industrie- und Gewerbebetriebe sind verfügbar sie gilt es nur intelligent zu vernetzen. Dies ist ein Speicher 590 MWh. Dies ist ein Speicher mit 200 MWh. Dies ist ein Speicher mit 84 MWh. Dies ist ein Speicher mit MWh. 4 Copyright & Proprietary All Rights Reserved

5 Flexibilitätspotentiale in Gewerbe und Industrien Auswahl an Anwendungsfällen für Demand Response Grundstoff-/ Spezialchemie Rohstoffverarbeitung Abwasserbehandlung / Kläranlagen Pipelinebetrieb Abfallverbrennung Papier-/ Kartonherstellung Glashersteller Metallherstellung und -verarbeitung Nahrungsmittelproduktion Große Gebäude / Rechenzentren ( ) Beispiele für technische Anlagen ( Flexibilität ) Dezentrale Erzeugung (BHKWs / KWKs) Netzersatzanlagen (NEAs) Heizungs-/ Trocknungs-/ Wärmeprozesse Kälte-/ Lüftungs-/ Ventilationsprozesse Pumpen / Kompressoren / Verdichter Mischer / Rührwerke Elektrolysen Schmelzöfen Hacker / Schleifer / Refiner / Streicher Mühlen ( ) 5 Copyright & Proprietary All Rights Reserved 12

6 Typische Flexibilitätspotenziale bei Versorgungsunternehmen 6 Anlage bzw. Bereich Positive RL Negative RL Kläranlage (z.b. Antrieb, Rühren, Sauerstoff) Fernwärmenetz und -speicher Heißwasser (z.b. Heißwasserbereitung) Trinkwasserversorgung (Pumpen, Hochbehälter) Schwimmbäder (z.b. Warmwasser) BHKW und bivalentes Heizen Müllverbrennung / Recycling Eiskeller / Kühlhallen Gebäudemanagement (Lüftung, Kälte, Klimat.) Netzersatzanlagen Wasserkraft Kommunale Unternehmen / Beteiligungen Straßenbeleuchtung (bedingt)

7 Das technische Potential kurzzeitig abschaltbarer Lasten in der deutschen Industrie beträgt ca. 9 GW (ohne dezentrale Erzeugung). GW Stunden Source: FfE, München 7 Copyright & Proprietary All Rights Reserved 2014 Entelios AG All rights reserved

8 Vorteile für Geschäftskunden aus Industrie und Gewerbe attraktive Zusatzerlöse bzw. Energiekostenreduktion mit sehr geringem Aufwand unter voller Beibehaltung der betrieblichen Eigenkontrolle 8 Copyright & Proprietary All Rights Reserved

9 Der Europäische Industrieverband: Smart Energy Demand Coalition (SEDC) Die SEDC konzentriert sich auf die Förderung von Programmen zur Energieverbrauchssteuerung, wie Demand Response, Energieverbrauchskontrolle, Smart Home, Home Automatisierung u.a., die den Energieverbrauch zu einem intelligenten und interaktiven Teil des Energiesystems machen können. 9 Copyright & Proprietary All Rights Reserved

10 Demand Response in der Europäischen Gesetzgebung Smart Energy Demand Coalition Third Energy Package: Demand Response and energy efficiency into account when planning system upgrades. Article 3.2 also states In relation to security of supply, energy efficiency / demand-side management and for the fulfillment of environmental goals and goals for energy from renewable sources, [...] Member States may introduce the implementation of long-term planning, taking into account the possibility of third parties seeking access to the system. Energy Efficiency Directive: Art 15.8 Member States shall ensure that national energy regulatory authorities encourage demand side resources, such as demand response, to participate alongside supply in wholesale and retail markets. Member States shall ensure that transmission system operators and distribution system operators, in meeting requirements for balancing and ancillary services, treat demand response providers, including aggregators, in a non-discriminatory manner, on the basis of their technical capabilities... Realization: ACER Framework Guidelines and the ENTSO-E Network Codes 10

11 11 Demand Response in Europa Fortschritte in der Umsetzung

12 12 Status Demand Response in Europa Detaillierte Ergebnisse Europa macht Fortschritte, Deutschland leider kaum

13 Vielen potentielle Einsatzgebiete für DR allerdings auch noch viele Hemmnisse, u.a. im regulatorischen Umfeld Netz ÜNB VNB Regelleistung (MRL, SRL) Redispatch DR an Stelle von Netzausbau EE-Einspeisemanagement Energy -only Markt BKV Lieferanten Händler Minimierung von Ausgleichsenergie Handel am Spot-Markt / Arbitrage Kapazität N.N. Verordnung zu abschaltbaren Lasten (AbLaV) Netzreserve Kapazitätsmarkt (bzw. Märkte für Flexibilitäten) 13

14 Status Kapazitätsmärkte in Europa (Stand 2013) Auf Grund von stabilen Kapazitätszahlungen können Länder mit Kapazitätsmärkten mehr DR-Potential heben, wenn die Teilnahme im Markt ermöglicht wird Source: National Regulatory Authorities (2013) 14

15 Voraussetzungen für erfolgreiches Demand Response in Europa Chancengleichheit im Markt ist der Schlüssel 1. Den Stromkunden im Markt einbeziehen. Gleichberechtigter Zugang zu allen Segmenten des Marktes ermöglichen und Aggregation als Marktrolle erlauben. 2. Programme fair definieren so dass Stromkunden teilnehmen können. Historisch wurden viele Programme aus der Sicht von und für Erzeuger geschrieben. 3. Standardisierte Messmethoden ( Baselining ) und Verifizierung. Klare und standardisierte Messung sind nötig zur Integration von Stromkunden in den Markt. 4. Faire Bezahlung. Die Nachfrageflexibilität sollte entsprechend ihrem Wert für das Stromsystem vergütet werden. Ein stabiles Einkommen mit Zahlungen für Verfügbarkeit hilft enorm bei der DR-Potentialhebung. 16

16 Größtes Hemmnis für DR in Deutschland: BKV und Lieferanten des Stromkunden müssen DR zustimmen Es fehlt ein standardisierter Prozess für das Einbinden von DR im Bilanzkreismanagement Blockademöglichkeit BIKO/ÜNB Bilanzkreisvertrag BKV Präqualifikation (PQ), Lieferung von Regelleistung Vereinbarung zum Fahrplanaustausch, BKV-Bestätigung für PQ DR-Aggregator Netzanschluss Vereinbarung, Nichtverfügbarkeitsmeldung und 19 (2) StromNEV, Bestätigung für PQ Stromkunde & Flexibilitätslieferant Vereinbarung zum finanziellen Ausgleich Teilnahmevereinbarung Bilanzkreisverantwortung Netzanschluss Stromlieferung VNB Netznutzung Lieferant 17 Copyright & Proprietary All Rights Reserved

17 Andere Europäische Länder haben das BKV-Problem gelöst Schweiz: Keine Zustimmung des BKV für die DR-Aktivität mehr nötig. Der ÜNB übernimmt die Korrektur der Bilanzkreise, die durch den DR-Abruf betroffen sind. Frankreich: Ähnlich wie in der Schweiz kein Vertrag mit dem BKV mehr nötig, der ÜNB korrigiert die Bilanzkreise nach dem DR-Abruf. Österreich: Vereinfachte Möglichkeit für den Aggregator selbst BKV zu werden und damit die Abhängigkeit zu anderen BKVs zu beenden. Großbritannien: Komplett offener Zugang zum Markt ohne Notwendigkeit von Vereinbarungen mit BKV oder Lieferanten. Standardisierte Prozesse und zentrale Abwicklung via ÜNB sind die Lösungen in anderen EU-Ländern 18 Copyright & Proprietary All Rights Reserved

18 Smart Energy Demand Coalition Die Aggregatoren Rolle kann durch neue Marktteilnehmer oder Etablierte, z.b. Versorgungsunternehmen, eingenommen werden. 19

19 Die Rolle des Aggregators Aggregator Netzbetreiber 100% Risiko 0% Risiko ist kritisch für die Potentialhebung Pooling erhöht die Zuverlässigkeit und ermöglicht auch kleineren Kunden die Teilnahme Technische Plattform muss erst einmal entwickelt werden Lieferanten haben andere Interessen und treiben das Thema weniger schnell voran als Drittanbieter 0% Risiko 20 Copyright & Proprietary All Rights Reserved

20 Das Network Operations Center (NOC) kombiniert einzelne Flexibilitätsbausteine und baut ein Angebot für den Energiemarkt. Dezentrale Flexibilitäten Aggregationsplattform Vermarktung kw min NOC Energiemarkt Regelenergie 21 Copyright & Proprietary All Rights Reserved

23 Entelios & EnerNOC im Überblick ~ 27,000 MW Spitzenlast unter Management ~ 9,000 MW an DR Flexibilität 10 Länder inklusive Dt., Schweiz, Österr., UK, Irland ~ 6,000 Industriekunden an 15,000+ Standorten > EUR 700m an geleisteten Kundenzahlungen ~ 1.5 Milliarden Datenpunkte pro Monat im NOC ~ 1,000 Mitarbeiter weltweit FY2014 Umsatzerwartung CHF 400m 420m Börsengelisted NASDAQ (ENOC) Gewinner <Platts Energy Industry Leadership Award> Marktführer: Energy Intelligence Software (EIS) 100+ Energieversorger als Kunden weltweit 24 Copyright & Proprietary All Rights Reserved

24 Oliver Stahl CEO, Entelios AG an EnerNOC Company Phone:

25 Smart Energy Demand Coalition The Ten Rules for Successful Demand Response

26 The Ten Rules for Successful Demand Response Rule 1: The participation of aggregated load should be legal, encouraged and enabled in any electricity market where generation participates Rule 2: Consumers should have the right to contract with any demand response service provider of their choosing, without interference Rule 3: National regulators and system operators should oversee the creation of streamlined, simple contractual and payment arrangements between retailers/brps and aggregators/consumers. These should protect the legitimate interests of all participants Rule 4: The aggregated pool of load must be treated as a single unit and the aggregator be allowed to stand in the place of the consumer Rule 5: Create unbundled standard products that allow a range of resources to participate, including demand side resources

27 The Ten Rules for Successful Demand Response Rule 6: Establish appropriate and fair measurement and communication protocols Rule 7: Ensure Demand Response services are compensated at the full market value of the service provided Rule 8: Create market structures which reward and maximize flexibility and capacity in a manner that provides investment stability Rule 9: Penalties for non-compliance should be fair and should not favour one resource over the other Rule 10: Create and enforce requirements for market transparency within the wholesale and balancing market

28 Key to Color Coding of Member States & main results

29 Key to Color Coding of Member States and main results

30 Main Barriers Found DR and aggregation of demand-side resources still cannot participate in the majority of EU member states. In most of the markets illegal (!) Aggregator-BRP relationship, roles and responsibilities are undefined, requiring the Aggregator to obtain BRP s permission DR Underplayed. UK Capacity Market design does not place demand side resources on an equal footing with generation, although there is proof that DR can decrease the cost (11.2 billion dollars down in PJM). Will France, Germany, Poland follow??