Digitalisierung des Energiemarktes Status Quo und Herausforderungen der Zukunft Dr. Rolf Apel, Energy Management Division, Siemens AG

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1 1. Oktober 2015 Niedersächsische Energietage, Goslar Digitalisierung des Energiemarktes Status Quo und Herausforderungen der Zukunft, Energy Management Division, Siemens AG Seite 1 siemens.com/energy-management

2 Steigender Elektrifizierungsgrad und dezentrale Erzeugung als Wachstumstreiber in der komplexen Energielandschaft von heute Steigende Elektrifizierung Steigender Elektrifizierungsgrad in Schwellenländern Modernisierung des Stromnetzes in vielen Regionen Dezentrale Erzeugung Wachsender Anteil erneuerbarer und dezentraler Erzeugung Herausforderung Netzstabilität Seite 2

3 Stromerzeugung in Deutschland 2014 Stromerzeugung im Juni 2014 Stromerzeugung im Dezember , 13:30: 29,7 GW from Wind Gelb: PV, Grün: Wind: Grau: Konventionell > 100MW Quellen: Seite 3

4 Smart Grid Technologien integrieren neue Energieerzeuger und -verbraucher Nachhaltig Bezahlbar Zuverlässig Erneuerbare und konventionelle Energien Prognosen Verteilte Erzeugung Elektromobilität Elektrifizierung Automatisierung Digitalisierung Netzregelung Netzstabilisierung IT-Sicherheit Elektrowärme/ Elektrolyse Messsysteme Leistungselektronik Kunden(ein)bindung Seite 4

5 Markmechanismen sollen bezahlbare Energie sichern Nachhaltig Bezahlbar Zuverlässig Erneuerbare und konventionelle Energien Smart Market Prognosen Verteilte Erzeugung Elektromobilität Elektrifizierung Automatisierung Digitalisierung Netzregelung Netzstabilisierung IT-Sicherheit Power to X Messsysteme Leistungselektronik Kunden(ein)bindung Seite 5

6 Systemflexibilität ist eine Voraussetzung für das zukünftige Energiesystem Energieerzeugung Energienutzung Erneuerbare Spitzenlast-kraftwerk Lastverschiebung Power to heat Konventionell Elektrische Speichersysteme 0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 Seite 6

7 Leistung [kw] Energie [kwh] Steuergröße Aktuelle Markt und Regelmechanismen im Energieversorgungsprozess Status Quo Digitalisierungs- und Automatisierungsgrad Terminmarkt Futures Engpass- Management Auktion Day-ahead Spotmarkt Intraday Neu: Lasten Regelenergiemarkt Minuten Primär Sekundär Einspeisemanagement/ Unterbrechbare Lasten Transportkapazität Leistungs- Frequenzregelung Inertia (Trägheitsmoment) Energiemanagement beim Verbraucher Netzschutz Netzfrequenz Automatisierung Markt Physik Angebots- und Nachfrageermittlung Angebots- und Nachfragekommunikation Marktorientierte Einspeise -/Verbrauchssteuerung Zeitgenaue Verbrauchserfassung und Abrechnung Gebäude- und Prozessautomatisierung Netzdienliche Einspeise -/Verbrauchssteuerung Netzüberwachung, -steuerung und -schutz Zeitachse Tage Stunden Minuten Sekunden Echtzeit Seite 7

8 Leistung [kw] Energie [kwh] Steuergröße Veränderungen der Markt und Regelmechanismen im Energieversorgungsprozess Bedarf an Digitalisierungs- und Automatisierungsgrad Terminmarkt Futures Engpass- Management Auktion Day-ahead Spotmarkt Intraday Regionalere Flexibilitätsmärkte (Netzampelkonzept) Echtzeitnäherer Markt Neu: Lasten Regelenergiemarkt Minuten Primär Sekundär Einspeisemanagement/ Unterbrechbare Lasten Transportkapazität Leistungs- Frequenzregelung Inertia (Trägheitsmoment) Energiemanagement beim Verbraucher Netzschutz Netzfrequenz Automatisierung Markt Physik Angebots- und Nachfrageermittlung Angebots- und Nachfragekommunikation Marktorientierte Einspeise -/Verbrauchssteuerung Zeitgenaue Verbrauchserfassung und Abrechnung Gebäude- und Prozessautomatisierung Netzdienliche Einspeise -/Verbrauchssteuerung Netzüberwachung, -steuerung und -schutz Zeitachse Tage Stunden Minuten Sekunden Echtzeit Seite 8

9 Wie kann die explodierende Datenflut beherrscht und in Information verwandelt werden? Phasor Measurement Units Erneuerbare und konvent. Energien Verteilte Erzeugung Leistungselektronik Power to X Elektromobilität Daten Smart Homes Distribution Automation Outage Management System upgrade Graphical Information Systems (GIS) Remote Terminal Unit upgrades Substation Automation Systems Workforce Management Automated Metering Infrastructure Seite 9

10 Digitale Innovation in der Praxis, Statnett Elhub, Norway DSO Generation TSO Retailers 3 rd party and other entities EnergyIP 8 platform: Meter Data Management (MDM) application End-Point/ Metering Points Siemens EnergyIP MTM Market Player Entities Integration Market Transaction Management (MTM) Benefits: Peak avoidance Distributed optimization CO 2 and cost avoidance Wind Solar e-mobility End user DSO DSO: Distribution System Operators TSO: Transmission System Operators MTM: Market Transaction Management Allocation of grid losses and unaccounted energy Seite 10

11 Pilotprojekt Österreich Flexibility Operator Lösungsansatz für dezentralen Marktplatz in der intelligenten Ortsnetzstation NS E3 NS H4 E1 PV1 E2 PV2 H1 H2 H3 Seite 11

12 Konzeptidee (in Diskussion): Active Network Management mit Markt Schnittstelle im enera Gesamtkontext Regionales Orderbuch (für E9) Für enera nur eine einzelne Instanz Marktkommunikation Für Spotmarkt mit regionaler Flexibilitätsoption Data Lab Prognose Application Framework (EIP) Kommunikationsanbindung Flexibilitätsausschreibung Data Lake Markt Schnittstelle Last-/Erzeugung Prognosen Data Base Fahrpläne/ Fahrplanänderung Fahrpläne Last-/Erzeugung Prognosen Data Stream Mmgt.& CEP Regionale P/Q Anfrage Active Network Management (E9) Topologie, Messwerte (P,Q,I,V) Look ahead Mode/ Simulation Real-time Operation/ Closed Loop Steuergrößen: Sollwerte (P,Q,V) Stufenstellerpos. Kondensatorstufe ESB / Realtime ESB Ext. Prognose SCADA Überwachung und Steuerung der Einzelkomponenten des virtuellen Kraftwerks KOMMUNI- KATION Seite 12

13 Disclaimer This document contains forward-looking statements and information that is, statements related to future, not past, events. These statements may be identified either orally or in writing by words as expects, anticipates, intends, plans, believes, seeks, estimates, will or words of similar meaning. Such statements are based on our current expectations and certain assumptions, and are, therefore, subject to certain risks and uncertainties. A variety of factors, many of which are beyond Siemens control, affect its operations, performance, business strategy and results and could cause the actual results, performance or achievements of Siemens worldwide to be materially different from any future results, performance or achievements that may be expressed or implied by such forward-looking statements. For us, particular uncertainties arise, among others, from changes in general economic and business conditions, changes in currency exchange rates and interest rates, introduction of competing products or technologies by other companies, lack of acceptance of new products or services by customers targeted by Siemens worldwide, changes in business strategy and various other factors. More detailed information about certain of these factors is contained in Siemens filings with the SEC, which are available on the Siemens website, and on the SEC s website, Should one or more of these risks or uncertainties materialize, or should underlying assumptions prove incorrect, actual results may vary materially from those described in the relevant forward-looking statement as anticipated, believed, estimated, expected, intended, planned or projected. Siemens does not intend or assume any obligation to update or revise these forward-looking statements in light of developments which differ from those anticipated. Trademarks mentioned in this document are the property of Siemens AG, it's affiliates or their respective owners. Seite 13