Regelenergie aus Windkraftanlagen als Ergänzung zur Direktvermarktung

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1 3. Jahreskonferenz Zukunftsperspektiven für den Regelenergiemarkt Strom bis 26. November 2013, Berlin Regelenergie aus Windkraftanlagen als Ergänzung zur Direktvermarktung Dipl.-Ing. Josef Werum in.power GmbH, Mainz

2 Inhalt Über in.power Markt- und Systemintegration von Erneuerbaren Energien in.power energy network Das virtuelle Kraftwerk Regelenergiebereitstellung Minutenreserve aus Windkraft 2

3 Über in.power Gegründet im Juli 2006 Unabhängiger Player am deutschen Strommarkt in.power steht für independent power Vollständig in Privatbesitz der beiden Geschäftsführer Spezialisiert auf die Direktvermarktung von Strom aus regenerativen und umweltfreundlichen Erzeugungsanlagen Zulassung an der EEX in Leipzig und an der EPEX Spot in Paris und Bilanzkreise in allen vier deutschen Regelzonen Deutschlandweite Online-Messwerterfassung in Betrieb -> Ziel: Markt- und Systemintegration Erneuerbarer Energien mithilfe des in.power energy network 3

4 Über in.power Bereich 1: in.power energy network & trade Direktvermarktung von Strom aus regenerativen und umweltfreundlichen Erzeugungsanlagen Bereich 2: in.power Forschung & Entwicklung Mitarbeit am E-Energy Forschungsprojekt Regenerative Modellregion Harz (Fraunhofer IWES Kassel u.a.) Mitarbeit am Forschungsprojekt IKT für Elektromobilität Harz EEmobility (beide Forschungsprojekte vom BMWi/BMU gefördert) Bereich 3: in.power consult Beratungsdienstleistungen in den Bereichen Regenerative Energien, Energiewirtschaft und IT 4

5 Über in.power Dienstleistungsangebote in.power bietet dem Anlagenbetreiber: Direktvermarktung nach EEG 2012: Marktprämien-Modell, Grünstromprivileg, sonstige Direktvermarkt. Intelligente Vermarktungsstrategien, die zusätzliche Wertbeiträge ermöglichen Koordination und Energiedatenmanagement Übernahme oder Minderung des Handelsrisikos in.power bietet dem Energieversorger: Intelligente Beschaffungsstrategien, die zusätzliche Wertbeiträge ermöglichen Bezug von zertifizierten Grünstromprodukten auf Großhandelsebene Koordination und Energiedatenmanagement Entwicklung und Erstellung von Studien und Konzepten Allgemeine Beratungsdienstleistungen 5

6 in.power energy network Entstehungsgeschichte - Zeitstrahl EEG 2004 EEG 2009 EEG MaPrV Vorbereitung Testphase und Erweiterung (Marktzugang wird über Gesetze erschwert) GO LIVE 100 MW 250 MW 500 MW * 600 MW ** Pilot-Start zum Börsenhandel mit Windstrom zum Einweihung i.pcc in.power control Center am in.power wird bundesweiter Messstellenbetreiber Start Datenportal: Gründung: in in.power metering und grün.power GmbH * Stand: , 498 MW, 38 Windparks, eine Biogasanlage ** Stand:

7 Virtuelles Kraftwerk der in.power: Kernprozess 1. EEG-Anlagen 2. KWK-Anlagen BHKW 7

8 in.power control center (i.pcc) A B C D E F 1. Grünstromprivileg 2. Marktprämienmodell 3. Regelenergiebereitstellung 4. BHKW / KWK-Optimierung 8 Fahrplan- und Prognosemanagement Steuerung Eskalationsmanagement Bilanzkreismanagement Abrechnung Visualisierung

9 Mögliche Stufen der Markt- und Systemintegration (1. Stufe) Umsetzung der Direktvermarktung: Marktprämie, Grünstromprivileg, sonstige Direktvermarktung (2. Stufe) Bei steuerbaren Anlagen: Verlagerung in den peak-bereich Verminderung der Erzeugung im off-peak-bereich Bei steuerbaren und FEE-Anlagen: Umsetzung der Fernsteuerbarkeit und Regelbarkeit (3. Stufe) Aufnahme der steuerbaren und FEE-Anlagen in den Regelenergiemarkt 9

10 Einführung: Bilanzausgleich und Regelenergie Frequenz [Hz] Frequenz [Hz] Erzeugung Verbrauch Erzeugung Verbrauch Abruf positiver Regelenergie durch: - Erhöhung der Erzeugung und/oder Verminderung des Verbrauchs Erzeugung und Verbrauch im Einklang 10

11 Europäisches Verbundsystem Europäische Verbundsysteme, farblich markiert die Verbundnetze. Der räumliche Bereich des UCTE-Netzes ist dunkelrot Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity (UCTE) 400 Mio. Verbraucher, 34 ÜNB, 22 Länder Seit 01. Juli 2009 werden die organisatorischen Aufgaben vom übergeordneten Verband Europäischer Übertragungsnetzbetreiber ENTSO-E übernommen (European Network of Transmission System Operators for Electricity) Quelle: 11

12 Regelzonen deutscher Übertragungsnetzbetreiber Auf Anordnung der BNetzA wurde zum 31. Mai 2010 in Deutschland der sog. Netzregelverbund für alle vier deutschen Regelzonen eingeführt. Das bisher zum Teil stattgefundene Gegeneinanderregeln der einzelnen Regelzonen soll somit verhindert werden. Dies soll lt. BNetzA Einsparungen im dreistelligen Millionenbereich ermöglichen. Stand: 11/2012 Quelle: ÜNB 12

13 Regelleistungsmärkte 13

14 Regelleistungsprodukte Primärregelleistung (PRL) Sekundärregelleistung (SRL) Minutenreserveleistung (MRL) Aktivierung Automatisch Automatisch Automatisch Vollständige Aktivierung innerhalb 30 Sekunden 5 Minuten 15 Minuten Erbringungsdauer max. 15 Minuten max. 60 Minuten max. 4 Stunden Mindestangebotsgröße 1 MW 5 MW 5 MW Ausschreibung Wöchentlich Wöchentlich Täglich 14

15 Motivation Entwicklung des Anteils der Erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung 90% 80% 70% 60% 50% 40% Erneuerbare Energien Konventionelle Erzeugung 30% 20% 10% 0% Quelle: Dena, Netzstudie 2; Bundesregierung, Energiekonzept 15

16 Kraftwerkspark in Deutschland MW PV Wind PV Wind konventionell EE davon fee Bruttostromerzeugungskapazität in 2011 (Quelle: BMU) 16

17 Direktvermarktung als Voraussetzung für die Regelenergie MW Entwicklung der Direktvermarktung nach Marktprämie Geothermie Gase Wasserkraft Windenergie offshore Biomasse Solarenergie Windenergie onshore Jan 13 Feb 13 Mrz 13 Apr 13 Mai 13 Jun 13 Jul 13 Aug 13 Sep 13 Okt 13 Nov 13 Quelle: Daten: eeg-kwk.net 17

18 Regelenergie Ausschreibung MW PRL SRL MRL positiv negativ Stand: November

19 Eignung Wind/PV zur Abdeckung nmrl (Daten 2012) Einspeiseleistung [MW] Abruf nmrl [MW] 1600 Skalierung: Faktor Winter (0 24 Uhr) Frühling (0 24 Uhr) Sommer (0 24 Uhr) Herbst (0 24 Uhr) 0 durchschnittlicher Tageslastgang im Quartal Windeinspeisung (Mittelwert) PV Einspeisung (Mittelwert) nmrl Abruf (Mittelwert) Quelle: Daten: eeg-kwk.net, regelleistung.net 19

20 MW Eignung Wind/PV zur Abdeckung nmrl (Daten 2012) Bis auf 2 Stunden des Jahres ( , 18 Uhr und , 2 Uhr) hätten Wind + PV den nmrl-abruf komplett abdecken können. Unter Berücksichtigung sonstiger EE (Biomasse, Wasserkraft, etc.) wäre eine vollständige Abdeckung aller nmrl-abrufe im Jahr 2012 problemlos möglich gewesen Windeinspeisung PV Einspeisung nmrl Quelle: Daten: eeg-kwk.net, regelleistung.net 20

21 Bereitstellung negativer Regelleistung Quelle: regelleistung.net, Musterprotokoll Minutenreserveleistung 21

22 Bereitstellung von Regelleistung durch Windkraftanlagen Theoretische Bereitstellung von 5 MW negative MRL, Variante I: Bereitstellung aus abgeregeltem Zustand :54 15:22 15:50 16:18 16:46 17:14 17:42 18:10 18:38 19:06 19:34 20:02 20:30 20:58 21:26 21:54 22:22 22:49 23:17 23:45 00:13 00:41 01:09 01:37 02:05 02:33 03:01 03:29 03:57 04:25 04:53 05:21 05:49 06:17 06:45 07:13 07:41 08:09 08:37 09:05 09:33 10:01 10:29 10:57 11:25 11:53 12:21 12:49 13:17 Leistung [MW] Verfügbare Leistung nmrl Abruf Reduzierte Fahrweise 22

23 Bereitstellung von Regelleistung durch Windkraftanlagen Theoretische Bereitstellung von 5 MW negative MRL, Variante II: Paralleles Abfahren der verfügbaren Leistung :54 15:22 15:50 16:18 16:46 17:14 17:42 18:10 18:38 19:06 19:34 20:02 20:30 20:58 21:26 21:54 22:22 22:49 23:17 23:45 00:13 00:41 01:09 01:37 02:05 02:33 03:01 03:29 03:57 04:25 04:53 05:21 05:49 06:17 06:45 07:13 07:41 08:09 08:37 09:05 09:33 10:01 10:29 10:57 11:25 11:53 12:21 12:49 13:17 Leistung [MW] Verfügbare Leistung nmrl Abruf Erzeugung mit Abruf 23

24 in.power-rückblick: Regelenergie mit Windkraftanlagen Erste Diplomarbeit bei in.power bereits vor 5 Jahren: Regelenergie aus Windkraftanlagen Diplomarbeit, TU Berlin, 2007 weitere Forschungsprojekte bei in.power: RegModHarz, BMU, 2008 bis Januar 2013 Harz-EE-Mobility, BMU, 2010 bis 2011 Zusammenarbeit mit Anlagenherstellern unzählige Regelenergietests mit Windkraftanlagen: 2012 bis

25 Voraussetzungen für eine erfolgreiche Umsetzung 1. Day-Ahead-Prognose 2. Reserven vorhalten (Redundanz) 3. Angebot abgeben für Folgetag 4. Intraday-Prognosen bzw. Nowcasting 5. Bei Regelenergieabruf: Einsatzoptimierung des Pools Leistungsreduzierung Nachregelung 25

26 Regelenergie aus Windkraft Zeitstrahl und Ausblick Vorbereitung Umsetzung Testphase Beginn möglicher Präqualifikationsverfahren für Windparks Erste präqualifizierte Parks in der nmrl

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit in.power GmbH Geschäftsführung Dipl.-Ing. Josef Werum An der Fahrt Mainz Telefon:

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