Bereitstellung von Regelenergie mit MTU BHWK-Aggregaten.

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1 Bereitstellung von Regelenergie mit MTU BHWK-Aggregaten.

2 Inhalt 2 Grundlagen Regelenergie 02 1 Abkürzungsverzeichnis 03 2 Grundlagen Regelenergie Die Energiewende Ausbau der Erneuerbaren Energien Regelenergiearten Primärregelleistung (PRL) Sekundärregelleistung (SRL) Tertiärregelleistung (Minutenreserve, MRL) Virtuelles Kraftwerk 2.4 Virtuelles Energiesystem 2.5 Regelzonen Regelenergiemarkt 08 3 Vermarktung über den Partner EnerNOC 3.1 EnerNOC 3.2 Vorteile unseres Angebots Anlagenseitige Voraussetzungen 3.4 Aufgaben des Kunden 3.5 Vergütung 10 4 Erlösindikation 5 Kontakt 11 6 FAQs 1 Abkürzungsverzeichnis 2.1 Die Energiewende Ausbau der Erneuerbaren Energien Durch das schrittweise Herunterfahren der Atomkraftwerke in Deutschland bis 2022 und den Ausbau der erneuerbaren Energien, wird es zunehmend schwieriger das deutsche Stromnetz auf einer konstanten Frequenz von 50 Hertz zu halten. Atom- und Kohlekraftwerke liefern eine stetige, gut prognostizierbare Energiemenge, wohingegen die regenerativen Quellen stark von unterschiedlichen Faktoren wie z. B. dem Wetter abhängig sind. Die Folge ist ein erheblicher Anteil stark schwankender Erzeugungsleistung. Seit 1990 ist der Anteil der erneuerbaren Energien an der Brutto- Stromerzeugung in Deutschland von 3,6% auf fast 24% in 2014 stetig gestiegen. Darüber hinaus sind die Netzbetreiber nach dem Erneuerbaren Energie Gesetz (EEG) vorbehaltlich des 11 verpflichtet, den gesamten angebotenen Strom aus Erneuerbaren Energien [ ] unverzüglich vorrangig abzunehmen, zu übertragen und zu verteilen. Wenn die Frequenz zu sehr absinkt und es infolge dessen zu einer Unterfrequenz kommt, soll mithilfe eines 5-Stufen-Plans (siehe Abb. 1) das Netz wieder stabilisiert werden. Die erste Stufe sieht vor die Stabilisierung des Netzes durch den Einsatz von Regelenergie sicherzustellen. Reicht dies nicht aus, werden in Stufe zwei bis vier immer wieder große Lasten vom Netz abgekoppelt. Wenn trotz dieser Maßnahme die Frequenz und damit auch die Spannung weiter abfallen, werden in Stufe fünf nach und nach Kraftwerke vom Netz getrennt, um Schäden an den Kraftwerksanlagen zu vermeiden. Dies hätte einen flächendeckenden Stromausfall zur Folge. // Wird zu viel Energie eingespeist, kommt es zu einer Überfrequenz. In diesem Fall senken die Kraftwerke ihrer Energieproduktion und die Frequenz und Spannung fallen auf ein normales Niveau. AP Arbeitspreis EE Erneuerbare Energien EEG Erneuerbare Energien Gesetz EVU Energieversorgungsunternehmen FGW TR3 Fördergemeinschaft Wind technische Richtlinie 3 LP Leistungspreis LV Leistungsverzeichnis MRL Minutenreserveleistung NOC PN PQ PRL RL SRL TE ÜNB VPP Network Operations Center Nennleistung Präqualifikation Primärregelleistung Regelleistung Sekundärregelleistung Technische Einheit Übertragungsnetzbetreiber Virtual Power Plant Stufe Frequenz (Hz) Maßnahmen zur Kompensation, bzw. zum Schutz 1 49,8 Einsatz von Regelenergie 2 49,0 sofortiger Abwurf von 10 15% der Netzlast 3 48,7 sofortiger Abwurf von weiteren 10 15% der Netzlast 4 48,4 sofortiger Abwurf von weiteren 10 15% der Netzlast 5 47,5 Netztrennung der Kraftwerke Abb. 1 5-Stufen-Plan für den Lastabwurf (Quelle: Eigene Darstellung) 2 / / / Regelenergie Regelenergie / / / 3

3 2.2 Regelenergiearten Wie anhand des 5-Stufen-Plans zu sehen wird Regelenergie benötigt, um Frequenzschwankungen auszugleichen. Grundsätzlich gibt es zwei unterschiedliche Arten von Regelenergie, positive und negative. // Negative Regelenergie wird eingesetzt, wenn zu einem Zeitpunkt mehr Energie in das Netz eingespeist als verbraucht wird. In der Regel kommt es aufgrund starken Windes und Sonnenstrahlung zu einer Frequenzerhöhung im Netz. Auf Grund dessen muss nun die eingespeiste Leistung verringert werden oder die Verbraucher ihren Bedarf an Strom erhöhen. Bietet ein Kraftwerk negative Regelenergie an, muss es in der Lage sein, die Einspeisung seiner Leistung für eine bestimmte Zeit reduzieren zu können. // Ebenso kann es vorkommen, dass innerhalb eines Zeitfensters übermäßig viel Strom von den Verbrauchern benötigt wird und die Kraftwerke hierfür nicht genug Leistung anbieten können. In diesem Fall müssen zusätzliche Energien von den Kraftwerken beschaffen werden oder die Verbraucher müssen ihren Strombedarf reduzieren. Diese überplanmäßige Energie, nennt man positive Regelenergie. Regelenergie wird von den Übertragungsnetzbetreibern (ÜNB) prognostiziert, ausgeschrieben und abgerufen. Abbildung 2 zeigt die Abweichung vom erwarteten Strombedarf der ÜNB zum realen Bedarf der Verbraucher. Man kann deutlich erkennen, dass zu jedem Zeitpunkt eine gewisse Abweichung herrscht und daher kontinuierlich sowohl positive als auch negative Regelenergie abgerufen werden kann. Weiterhin wird Regelenergie bezüglich des Aktivierungszeitraumes in drei Kategorien differenziert: Primärregelleistung, Sekundärregelleistung und Tertiärregelleistung (auch Minutenreserve genannt) Primärregelleistung (PRL) Aktivierungszeit 30 Sekunden Produkt-Zeitscheiben HT & NT* (positiv/negativ) Ausschreibungszeitraum Wöchentlich Ausschreibungsmenge 700 MW Aktivierung beim Teilnehmer Frequenzregler an Anlage Mindestgebotsgröße 1 MW Sekundärregelleistung (SRL) Aktivierungszeit 5 Minuten Produkt-Zeitscheiben HT & NT* (positiv/negativ) Ausschreibungszeitraum Wöchentlich Ausschreibungsmenge ca MW/ca MW (positiv/negativ) Aktivierung beim Teilnehmer Abruf durch ÜNB, automatisiert Mindestgebotsgröße 5 MW * HT: Mo-Fr 8-20h; NT: Mo-Fr 20-8h inkl. Sa, So & Feiertage Tertiärregelleistung (Minutenreserve, MRL) Strombedarf positive RL real Elektrische Leistung [MW] 0 0, Zeit [min] Aktivierungszeit Produkt-Zeitscheiben Ausschreibungszeitraum Ausschreibungsmenge Aktivierung beim Teilnehmer Mindestgebotsgröße 15 Minuten 4h-Blöcke (positiv/negativ) Täglich MW Halb-automatisch 5 MW erwartet negative RL 12 h 24 h Zeit -/+ Primärregelleistung Sekundärregelleistung Minutenregelleistung Abb. 2 Einsatz von positiver und negativer Regelenergie (Quelle: Eigene Darstellung) Abb. 3 Reihenfolge der Aktivierung der Regelenergiearten (Quelle: EnerNOC) 4 / / / Regelenergie Regelenergie / / / 5

4 2.3 Virtuelles Kraftwerk 2.5 Regelzonen 2.6 Regelenergiemarkt Ein virtuelles Kraftwerk, auch Virtual Power Plant (VPP) genannt, besteht aus mehreren dezentralen Erzeugungseinheiten, die sich sowohl räumlich voneinander getrennt, als auch am selben Ort befinden können. Der Zusammenschluss erfolgt auf einer Energieund Steuerungsebene und kann somit als Ganzes, ähnlich wie ein konventionelles Kraftwerk, größere Mengen an elektrischer und thermischer Energie zur Verfügung stellen. 2.4 Virtuelles Energiesystem Die Weiterentwicklung eines virtuellen Kraftwerks bezeichnet man als virtuelles Energiesystem. Der wesentliche Unterschied zum VPP liegt darin, dass bei einem virtuellen Energiesystem neben den dezentralen Erzeugungseinheiten auch dezentrale Anlagen auf der Verbraucherseite (z. B. industrielle Lasten) und Speicher eingebunden und zentral gesteuert werden. Das deutsche Stromnetz ist in vier sogenannten Regelzonen unterteilt, welche von den bereits angesprochenen vier deutschen Übertragungsnetzbetreibern verantwortet werden. Die ÜNB haben die Aufgabe die erzeugte Elektrizität zu übertragen und sind verantwortlich für den Betrieb und die Wartung des Übertragungsnetzes. Die unterschiedlichen Arten von Regelenergie werden in Deutschland über eine zentrale Ausschreibung unter Wettbewerbsbedingungen beschafft. Dies findet seit 2001 auf der von den ÜNB eingerichteten Internetplattform regelleistung.net statt. Dort wird der Bedarf an Primär-, Sekundärregelenergie sowie Minutenreserve entsprechend der Vorgaben des Bundeskartellamtes, gehandelt. Ausschreibungen für die Primär- und Sekundärregelenergie werden wöchentlich, für Minutenregelleistung täglich veröffentlicht. Die Anbieterauswahl für MRL- und SRL erfolgt aufsteigend geordnet nach angebotenem Leistungspreis (LP) (Preis für die permanente Betriebsbereitschaft der Erzeugungsanlage). Beginnend mit dem niedrigsten Leistungspreis bekommen alle Gebote einen Zuschlag, bis die ausgeschriebene Menge erreicht ist. Bei Angeboten mit dem gleichen Leistungspreis entscheidet nun der Arbeitspreis (AP) (Kosten, die der tatsächliche Betrieb der Anlage verursacht). Alle Gebote, die einen Zuschlag erhalten haben, werden nun aufsteigend nach den Arbeitspreisen in die sog. Merit-Order 1 gebracht und im Bedarfsfall abgerufen. Die Mindestangebotsgröße für die Teilnahme an der MRL- bzw. SRL-Ausschreibung beträgt 5 MW. Durch die Aggregation verschiedener Technischer Einheiten (TE) über EnerNOC ist es möglich auch kleinere Anlagen am Regelenergiemarkt anzubieten. Wurden die Anbieter festgelegt, kommt es zum möglichen Regelenergieeinsatz und darauf zur Abrechnung. Abb. 4 Regelzonen der vier deutschen ÜNB 1 Merit-Order beschreibt die Einsatzreihenfolge der Regelleistungsanbieter, aufsteigend geordnet nach ihren jeweiligen Arbeitspreisen. 6 / / / Regelenergie Regelenergie / / / 7

5 3 Vermarktung über den Partner EnerNoc 3.1 EnerNoc EnerNOC ist ein führender europäischer Lösungsanbieter für das Management von dezentralen Verbrauchern, Speichern und Erzeugern bei Industrie, Gewerbe und Kommunen. Das Unternehmen unterstützt deutsche und europäische Energieversorger, Übertragungsnetzbetreiber, Verteilnetzbetreiber und Energiedienstleister durch Technologie und Services bei der Entwicklung und Umsetzung von innovativen Energiedienstleistungen, wie Demand Response (DR). Unter DR versteht man ein automatisiertes Regelungsverfahren in Stromnetzen, bei dem technische Einheiten auf Markt- oder Netzsignale antworten. Dieses Regelungsverfahren wird für mehrere dezentrale Erzeuger, Speicher und Verbraucher durch deren Zusammenschluss zu einem virtuellen Energiesystem geschaffen. EnerNOC regelt dieses Verfahren und verarbeitet alle zu berücksichtigenden Parameter. Durch die Teilnahme an einem DR-Programm können Unternehmen zusätzliche Erlöse mit ihren Energieerzeugungsanlagen erwirtschaften. 3.2 Vorteile unseres Angebots // Lukrative Zusatzerlöse durch die Vermarktung individueller Verbrauchsund Erzeugungsflexibilität. // Volle Kontrolle über den Prozess: die Verfügbarkeit über alle Anlagen und Betriebsprozesse ist zu 100% gegeben. // EnerNOC kann nicht nur erzeugende Einheiten sondern auch Speicher und Lasten am Regelenergiemarkt anbieten. // Standardisierte, aufeinander abgestimmte Schnittstellen zwischen MTU Onsite Energy & EnerNOC bei der Abwicklung und dem Betrieb der Aggregate. // Einfache Implementierung: durch den standardisierten Anbindungsprozess ist nur ein geringer personeller Aufwand notwendig, keine eigenen Investitionen, keine Übermittlung von Fahrplänen etc. // Präqualifizierung durch EnerNOC: Die Durchführung der PQ für alle zu vermarktenden Anlagen erfolgt durch EnerNOC. // Keine Pönalen bei Nichtverfügbarkeit der Anlage // Positive Öffentlichkeitsarbeit durch aktiven Beitrag zur Integration Erneuerbarer Energien. 3.3 Anlagenseitige Voraussetzungen Die Aggregatesteuerung muss für die Regelenergievermarktung um eine Schnittstellenbox ergänzt werden. Diese Box wird durch EnerNOC gestellt und ist bei Neuanlagen bereits im MMC-Schaltschrank verbaut. Im Falle von Anlagen die bereits in Betrieb sind kann diese mit wenig Aufwand nachgerüstet werden. Bitte sprechen Sie hierzu Ihre Kontakte bei MTU und EnerNOC an. Die Kommunikation zwischen dem MTU-Aggregat und EnerNOC wird durch die sog. E-Box ermöglicht. Die Anlage wird über eine sichere VPN 2 -Verbindung angeschlossen, womit eine Einwahl von außen ausgeschlossen ist. Die E-Box wird über drei Anschlüsse mit dem Aggregat verbunden: // Anschluss an 230 Volt Stromnetz (alternativ 24 V DC, 2 A) // Anschluss an Profibus Slave DP oder an Modbus/TCP // DSL-Anbindung 3.4 Aufgaben des Kunden 3.5 Vergütung Für die Vermarktung der angebotenen Leistung erhält der Teilnehmer den vereinbarten Anteil von dem tatsächlich erzielten Ertrag, resultierend aus zwei Komponenten: // Leistungspreis: Die Vorhaltung der schaltbaren Leistung // Arbeitspreis: Die tatsächliche Arbeitserbringung in Form von MWh Bei Nichtverfügbarkeit entfällt für den Teilnehmer der Erlös aus der Leistungsvorhaltung in dem betroffenen Regelenergieprodukt für die betroffene Zeitdauer sowie der Höhe der nicht vorgehaltenen Leistung. Die tatsächlich am Regelenergiemarkt erwirtschafteten Erträge aus Leistungsvorhaltung und Arbeitserbringung werden zu 100 % auf Basis der Angebotszuschläge durch den ÜNB transparent gemacht. Von diesen transparenten Erträgen werden Ihnen der größere Anteil (fester Anteil) als Gutschrift erstattet. Die Gutschrift der Vergütung für den Teilnehmer erfolgt durch EnerNOC monatsweise. // Gemeinsame Besprechung der Anlagenverfügbarkeit, insbesondere bei wärmegeführten oder industriellen BHKW (i. d. R. telefonisch) // Bereitstellung eines DSL-Anschlusses // Benachrichtigung von EnerNOC bei geplanten Änderungen der Einsatzbedingungen // Gemeinsame Durchführung einer Testschaltung // Mitwirkung bei der Klärung energiewirtschaftlicher Zusammenhänge 2 Virtual Private Network: Ein Netzwerk auf das nur ausgewählte Parteien zugreifen können. 8 / / / Regelenergie Regelenergie / / / 9

6 4 Erlösindikation 6 FAQs Eine Erlösindikation wird für jeden Kunden individuell entsprechend dessen Betriebsbedingungen erstellt, um die finanzielle Attraktivität der Regelenergievermarktung aufzuzeigen. Es handelt sich dabei um eine voraussichtliche Erlösindikation anhand einer Datenanalyse von EnerNOC. Die verwendeten Parameter basieren sowohl auf dem Angaben des Kunden als auch auf empirischen Durchschnittswerten von Arbeits- und Leistungspreisen. Somit kann eine realistische Annäherung an die zu erwartende Vergütung geschaffen werden. 5 Kontakt Welche Zusatzkosten entstehen dem Teilnehmer? Keine. Für die Dauer der Regelenergievermarktung wird die E-Box von EnerNOC kostenneutral bereitgestellt. Welche Zusatzaufwendungen entstehen dem Teilnehmer? Die relevanten Aufgaben (z. B. Präqualifikation, Vermarktung) übernimmt EnerNOC. Der Teilnehmer muss lediglich eine geplante oder ungeplante Nichtverfügbarkeit der Anlage melden. Wer ist mein Ansprechpartner zum Thema Regelenergie? Sie können sich mit Ihren Fragen jederzeit an EnerNOC wenden (siehe Kapitel Ansprechpartner). Wird das Aggregat durch zeitweises an- und abfahren erhöhtem Verschleiß ausgesetzt? Die i. R. der Regelenergie gefahrenen Rampen befinden sich vollständig innerhalb der von MTU freigegebenen Grenzen sowie Wartungsintervallen. Kann eine von EnerNOC gesendete Schaltanfrage abgelehnt werden? Ja. Vor jeder Regelung erhält Ihre Anlagensteuerung eine Schaltanfrage aus der EnerNOC Leitwarte, die sich ausschließlich auf bestimmte, vorher vereinbarte Anlagen bezieht. EnerNOC schaltet Ihre Anlagen niemals direkt. Was passiert wenn sich grundlegende Rahmenbedingungen ändern und die Vermarktung von Regelenergie nicht mehr attraktiv oder unmöglich ist? Für den Fall, dass sich die wirtschaftlichen, rechtlichen oder technischen Rahmenbedingungen grundlegend ändern gibt es im EnerNOC Teilnehmervertrag ein beidseitiges Sonderkündigungsrecht. Gerhard Klink Vertrieb Gas Deutschland MTU Onsite Energy GmbH Telefon +49 (203) Mobil + 49 (151) gerhard.klink@mtu-online.com Fabian Becker Business Development Manager EnerNOC Telefon +49 (89) Mobil +49 (170) fabian.becker@enernoc.com 10 / / / Regelenergie Regelenergie / / / 11

7 Änderungen vorbehalten. Edition 02/14 ENC Gedruckt in Deutschland auf chlorfreiem Papier. MTU Onsite Energy A Rolls-Royce Power Systems Brand