Modellstadt Mannheim

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1 Partner Umsetzung eines Energiemarktplatzes in der Metropolregion Rhein-Neckar Dipl.-Phys. Andreas Kießling Wiss.-techn. Projektleitung MVV Energie AG Kempten,

2 Agenda Neue Anforderungen an Energieversorger moma Ansatz in E-Energy moma - Konsortium moma Markt und Marktplatz moma Background moma Innovationen moma - Ergebnisse 2

3 Neue Anforderungen an Energieversorger Energie- und klimapolitische Eckpunkte Wirtschaftlichkeit, Versorgungssicherheit und Umweltverträglichkeit S c h l ü s s e l t h e m e n Reduzierung Kohlendioxidausstoß Wandel im Energiemix zu Erneuerbaren Energien (EE) Energieeinsparung und Erhöhung der Energieeffizienz Erhaltung der Versorgungssicherheit Dezentrale Erzeugung (DEA) auf Basis EE und Mikro-KWK Energiespeicherung (elektrochemisch, thermisch, mechanisch und elektrisch) Intelligente Netze ( Smart Grids ) mit zellularer Struktur (Microgrids) Energiemanagement beim Kunden und Energiemarktplätze Neue Geschäftsmodelle, Anreizsysteme für Energieversorger und Kunden Z u k u n f t s s ä u l e n 3

4 moma Ansatz in E-Energy Vision Ein intelligentes Stromnetz mit vielen dezentralen Energieerzeugern und dazu Tarife, die sich nach Angebot und Nachfrage richten, so stellt sich das Konsortium zum Projekt die Stromversorgung der Zukunft vor. Projektziel Durchzuführen ist ein Großversuch in Mannheim und Dresden mit neuen Methoden zur Verbesserung der Energieeffizienz, der Netzqualität und der Integration erneuerbarer und dezentraler Energien im städtischen Verteilnetz. Den Kunden wird Strom nahe am Erzeugungsort und zum Erzeugungszeitpunkt zum Verbrauch angeboten. Der Kunde kann seinen Verbrauch sowie auch eigene Erzeugung an variablen Preisen ausrichten. Echtzeit-Informationen und Energiemanagementkomponenten sollen dem Kunden darüber hinaus helfen, Herkunft und Preis seines Stroms zu erkennen, direkten Einfluss zu nehmen, sowie selbst zu mehr Energieeffizienz beizutragen. 4

5 moma - Konsortium Konsortialführer Energieversorger Kommunikation & Interfaces Core Plattform Forschungspartner MVV Energie AG MVV Energie und DREWAG Power PLUS Communications, Papendorf SE IBM Uni Duisburg-Essen, ISET, ifeu, IZES 5

6 moma-markt und Marktplatz Neue Geschäftsmodelle, Prozesse und Energiesysteme 6

7 moma-markt und Marktplatz Neue Geschäftsmodelle, Prozesse und Energiesysteme 7

8 moma-markt und Marktplatz Geschäftsmodell lokale, virtuelle Ausgleichsenergiepools Business Case in Rolle Speicheranbieter mit Produkt Ausgleichsenergie- angebot - Kapazitäten (Speicher/Erzeugung) mit definierten Fahrplänen von Ausgleichsenergie werden zur Verfügung gestellt Business Case in Rolle Vertrieb mit Produkt Bonusverfahren zur Einsparung zentraler Regelenergiekosten - Vertrieb bietet dem Endkunden eine Gutschrift für die Bereitstellung von lokaler Ausgleichsenergie Business Case in Rolle Energiehandel mit Produkt Handel von lokalen Ausgleichsenergieangeboten - Energiehandel sammelt Energiekapazitäten und erstellt Ausgleichsfahrpläne und bietet sie auf dem MoMa-Marktplatz für Regelungsbedarf an 8

9 moma - Background Mannheim schon seit Jahren Vorreiter bei dezentraler Energieversorgung und Energieeffizienz Stromnetz mit aktiven Segmenten Laufende Feldtests zu intelligenten Stromnetzen mit europäischen Partnern Strom Fernwärme Gas Wasser Dezentr. Erzeug. Kühllast 9

10 moma - Background Fernwärmenetz in Mannheim und Dresden bieten Modellcharakter für Wechselwirkung zentraler/dezentraler KWK mit Wärmenetzen Wärmenetzwerke mit elektronischen Zählern, Kompakt-Hausstationen und Pumpen Effiziente Erzeugung mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und integrative Betriebsoptimierung durch intelligente Netze Strom Fernwärme Gas Wasser Dezentr. Erzeug. Kühllast 10

11 moma - Background Entwicklung von Multi-Utility-Lösungen im BMWi-Projekt Smart Metering Gasversorgung Multi-Utility-Ansatz schafft Synergien und ist die Basis einer nachhaltigen Struktur Strom Fernwärme Gas Wasser Dezentr. Erzeug. Kühllast 11

12 moma - Background Gegenwärtige Feldtests mit 20 Mikro-KWK-Anlagen in Mannheim und in Gebäuden der Metropolregion Rhein-Neckar Photovoltaik in Mannheim KWK mit WhisperGen Niederspannung Mittelspannung Schon heute über 300 Photovoltaik und KWKAnlagen Strom Fernwärme Gas Wasser Dezentr. Erzeug. Kühllast 12

13 moma - Background Verteilte Kühllasten bilden zusammen einen großen virtuellen Energiespeicher Kälteanlagen in Mannheim Interaktion von dezentraler Speicherung und Erzeugung auf einem Marktplatz Strom Fernwärme Gas Wasser Dezentr. Erzeug. Kühllast 13

14 moma - Innovationen Endkunden als verantwortliche Marktteilnehmer im effizienten Umgang mit der Ressource Energie ISET-System-Lösung BEMI plus mit Energiebutler Kern Energiebutler registrierte Marke der MVV Energie Dezentraler Energiemanagement Dynamische Tarife Herausforderung im Projekt Herstellung der Schwarmfähigkeit 14

15 moma - Innovationen Breitband-Powerline ermöglicht Echtzeit-Kommunikation im Energieverteilnetz zu günstigen Preisen Energie-Data-Server schaffen dezentrale Intelligenz in Verteilnetzen Broadband Powerline (BLP) verwendet das Stromnetz selbst als kostengünstiges und zuverlässiges IP-Netz mit nachhaltig ausreichender Bandbreite und EchtzeitZugang 15

16 moma - Innovationen Modulare Architektur für verschiedene Dienste mit offenen Schnittstellen CORE: Service-Orientierte Architektur Interaktion zwischen allen Marktteilnehmern und Bausteinen Plattform des Energiemarktplatzes Massendatenverarbeitung Applikations-/Zugriffsmanagement Skalierbar, Einfaches Nachrüsten für neue Anforderungen Netzwerkansatz (LAN/WAN) 16

17 moma - Innovationen Feldversuche mit Teilnehmern (Verbraucher und Erzeuger als proaktive Customer) MARKTTEILNEHMER: Echtzeitinformationen über aktuellen Verbrauch Echtzeitinformationen über aktuelle Erzeugung Kostenorientierte Tarifmodelle Energieeinspeisung Direkte Rückkopplung an den Intra-Day-Handel Multisparten 17

18 moma - Innovationen Integriertes Systemkonzept für das Zukunfts-Energiesystem Verteilnetz der in der Metropolregion Rhein-Neckar Marktteilnehmer CORE-Plattform (service oriented architecture) Breitband-Powerline-Netzwerk und Energy Data Server EnergiebutlerTM BEMI Strom Fernwärme Gas Wasser Dezentr. Erzeug. Kühllast Strom Strom 18

19 moma - Innovationen Smart Metering / BDCU ESB / BPL Power Heating DEA Water Gas Cooling Load Building 3 Energiebutler Sensors / Actors Building 2 Building 1 Services Trade and Supplying Services Market, Energy Exchange, Balancing Energy Market Zellulare Systemtopologie mit dezentraler Intelligenz BPL BPL Building n WAN Grid Agent Market Agent WAN Services Distribution / Control Center Services Transmission System 19

20 moma - Innovationen Zellularer Energieorganismus und Komplexität Die zentrale Steuerbarkeit und Kontrolle wird mit zunehmender Anzahl dezentraler Komponenten erschwert. Zunehmende Komplexität kann durch individuelle, aber gleichzeitig verbundene Strukturen erreicht werden, die autonom handeln können, aber als Gesamtschwarm intelligent und synergetisch handeln. Deshalb verfolgt das Projekt einen zellularen Systemansatz mit jeweils intelligent handelnde Agenten innerhalb der Zellen. Energiebutler mit BEMI-Systemlösung in Objektnetzzellen Energy-Data-Server mit Netz- und Handelsagenten in Verteilnetzzelle 20

21 moma - Ergebnisse Zusammenfassung der Innovationen und des Nutzens Innovation Nutzen Beispiel Erstmaliger Aufbau eines ganzheitlichen Energie-Marktplatzes in großem Maßstab Größenordnung ist geeignet für die Vorbereitung eines flächendeckenden Markteintritts 3000 Teilnehmer werden mit dem Energiebutler / ISET BEMI plus ausgerüstet. Serviceorientierte Architektur Eine große Zahl von Teilnehmern können mit ihren Verbrauchern und Erzeugern so am Strommarkt teilnehmen, dass sie wirtschaftlichste Varianten für Erzeugung und Bezug wählen können. Offen für neue Marktteilnehmer. CORE Plattform von IBM Echtzeit durch Breitband-Powerline Beschaffungs- und Bilanzkreisoptimierung durch Intra-Day-Handel wird möglich, Optimierung des Netzbetriebes Regelenergiepool der MVV Energie Energie-Effizienz Prozesseffizienz Direkte Wirkung zwischen zentraler und dezentraler KWK Multisparten inklusive Fernwärme aufbauend auf Projekt Smart Metering gefördert durch BMWI Aufbau High-Tech Know-how in Deutschland Netzplanung, Netzstabilität 21

22 Partner Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.-Phys. Andreas Kießling Systemarchitekt wiss.-techn. Projektleitung MVV Energie AG Luisenring Mannheim Telefon: Mobil: Telefax: +49 (621) (172) (621)