Direktvermarktung & Regelenergie

Transkript

1 Direktvermarktung & Regelenergie Bedarfsorientierte Stromerzeugung aus Biogas auf landwirtschaftlichen Biogasanlagen Henning Gewecke Bernburg, 17. März 2015

2 Gliederung 1. Die SCHNELL Motoren AG 2. Direktvermarktung a. Business Case (früher / heute) b. Fahrweisen 3. Lösungen a. Zündsystem b. 5 Min. Rampe c. Motorheizung d. Beispiele 4. Liebherr a. LIEBHERR & SCHNELL b. Vorstellung 500 kw c. Service- Greenguard SCHNELL Motoren AG 2

3 Die SCHNELL Motoren AG Vorstellung 1992: Gründung durch Hans-Jürgen Schnell Bis 2000: Planung und Bau von 60 kompletten Biogasanlagen Ab 2000: Konzentration auf die Produktion von Blockheizkraftwerken (BHKW) 2011: Auslieferung des 3.000sten SCHNELL BHKWs 2012: Firmenjubiläum 20 Jahre SCHNELL (Installierte Gesamtleistung 632 Megawatt) Bis 2014: Über Aggregate in über 20 Länder auf 4 Kontinenten ausgeliefert. SCHNELL Motoren AG Hauptsitz Amtzell Unternehmensgründer Hans-Jürgen Schnell Aggregate in der Produktionshalle SCHNELL Motoren AG 3

4 Standorte Niederlassungen & Servicenetz Niederlassung Nord, Rodewald Service Niederlassung Nord Montage Motoreninstandsetzung Hauptstandort Süd, Amtzell Geschäftsleitung Produktion Vertriebsleitung Forschung & Entwicklung Service SCHNELL Akademie SCHNELL Motoren AG 4

5 Die SCHNELL Motoren AG Kernkompetenzen Seit 2000 hat sich die SCHNELL Motoren AG auf die Entwicklung und den Bau hocheffizienter BHKW-Biogas-Motoren fokussiert. Meilensteine: Entwicklung & Perfektionierung der Zündstrahltechnologie Common-Rail-Einspritztechnik (Dualfuel-Rail) Entwicklung der Blue-Rail Technologie für Gas-Otto-Motoren zusammen mit der Agrogen GmbH Effektivitätssteigerung durch Integration der Turbocompounder Technologie DLG-Test 5/2013: Gas-Otto-Aggregat mit 46,1% el. Wirk. (gemäß ISO ) Optimierung des Start-Stop-Verhaltens zur bedarfsgerechten Regelbarkeit der Motoren und Integration in die Direktvermarktung SCHNELL Motoren AG 5

7 Bedarfsgerechte Stromproduktion (DV) Baseline vs. Direktvermarktung Business Case (früher) kw Dauerbetrieb (24 / 7 / 365) Max. Leistung = Max. Strom (max. Effizienz) => Maximale EEG-Vergütung Start-Stop nur für Service / Wartung Zeit Business Case (heute) Betrieb nur wenn Strom gebraucht (DV) Max. Leistung = Max. Zuverlässigkeit Start-Stop mehrmals täglich! kw Verschiedenste Fahrweisen: positive & negative sek. Regelleistung 8 16 Bedarf Flexibler Betrieb mit 2 BHKWs Zeit SCHNELL Motoren AG 7

8 Investitionsfenster nutzen! Flexprämie 2015 > 130 kw Flex Restlaufzeit der Anlage: Jahre BHKW austauschwürdig Hohe Erfahrung beim Fahren der Anlage Flex Invest = Unterhaltungsaufwand Eigenkapital häufig vorhanden Steuerliche Effekte können positiv wirken AfA - Abschreibungen 2021 > 130 kw Flex Restlaufzeit der Anlage: Jahre Zusatz BHKW verlängert die Gesamtlaufzeit des Sets Anlagen häufig schon Flex geeignet (gasdichtes GPL, Aktivkohle) Zusatzeffekte möglich (BImSch, Formaldehydbonus) AfA - Abschreibungen SCHNELL Motoren AG 8

10 Lösung der technischen Herausforderungen 1 Schnell-Start / Schnell-Stop (Punktgenaue Zündung) Standard Zündsystem SCHNELL Zündsystem ungenauer Zündbeginn genauer Zündbeginn Pel = 250 kw Nox = 500 mg/m³ ZZP -16 KW Zündspannung gemittelt (kv) Brenndauer Zündfunken Gemittelt 215 µs Minimum 170 µs Maximum 270 µs Pel = 250 kw Nox = 500 mg/m³ ZZP -16 KW Zündspannung gemittelt (kv) Brenndauer Zündfunken Gemittelt 463 µs Minimum 400 µs Maximum 573 µs SCHNELL Motoren AG 10

12 Lösung der technischen Herausforderungen 2 Schnell-Start / Schnell-Stop (5 Min. Rampe) Welche Rampe schafft das BHKW von 0 kw auf P-Max? (Verfügbarkeit) Die Hochlaufphase besteht aus 4 Komponenten: (Beschreibung der Folgefolie) 1. Leerlaufphase, sie beschreibt den Abschnitt, in dem das BHKW konstant mit 1500 U/min (+- 50U/min) nach dem Start läuft. Der Defaultparameter beträgt derzeit 10 Sek. 2. Synchronisation, hier kann man keine feste Zeitvorgabe nennen, jedoch ist das BHKW in der Regel nach maximal 60 Sek. netzsynchron. 3. In der Aufwärmphase läuft das BHKW 60 Sek. (Parameter) mit 3% (Parameter) der Nennleistung. 4. In der Belastungsphase belastet das BHKW mit 2 kw/sek. (Parameter sollte aber 6 kw/sek. nicht überschreiten) SCHNELL Motoren AG 13

13 Lösung der technischen Herausforderungen 2 Schnell-Start / Schnell-Stop (5 Min. Rampe) SCHNELL Motoren schaffen die 5 Min. Rampe bereits seit 2010 Beispiel: Trendaufzeichnung der Start-Leistung/Drehzahl eines BHKW (Version 5) aus 2010 Belastung Synchronisation Aufwärmphase BHKW Start SCHNELL Motoren AG 14

14 Lösung der technischen Herausforderungen 2 Schnell-Start / Schnell-Stop (5 Min. Rampe) 3,41 Minuten nach Startbefehl am Netz. Starten von 0 kw auf Volllast 03:41 Min. SCHNELL Motoren AG 15

16 Lösung der technischen Herausforderungen 3 Motorheizung: Aggregate Kühlwasserwarmhaltung sekundär Heizstab mit 4,5 kw thermischer Leistung Automatische Absperrklappe vor dem Abgaswärmetauscher mit Bypass Inklusive Ansteuerung der Absperrklappe und des Heizstabs Zur Vorheizung des Aggregats in der Regelenergie SCHNELL Motoren AG 17

17 Lösung der technischen Herausforderungen 3 Motorheizung: Wärmeauskopplung primär: HeatTransferUnit Komplette Trennung von BHKW-Grundrahmen und Wärmeauskopplung Kühlwasserwarmhaltung primär SCHNELL Motoren AG 18

18 Lösung der technischen Herausforderungen 3 Motorheizung: BHKW Start nach längerer Betriebspause Ausgangszustand: Die Kühlwassertemperatur primär ist auf den eingestellten Wert zw. 45 bis 50 C gehalten worden. Die HTU und der AWT ist kalt, mit Ausnahme der hydraulischen Weiche. 1. Das BHKW startet. 2. Alle Pumpen laufen los, der Heizstab schaltet ab. 3. Die Absperrklappe primär bleibt unter 55 C zu. Das Kühlwasser fließt durch den Bypass. Dadurch wird das Kühlwasser nicht sofort durch das kalte Wasser (In der HTU und im AWT) abgekühlt. 4. Der Motor läuft, das Kühlwasser erwärmt sich langsam. Das kalte Wasser (aus der HTU und dem AWT) wird langsam zugemischt. 5. Die Vorlauf-Temperatur primär überschreitet 55 C, die Absperrklappe primär öffnet. (Wenn die VL-Temperatur primär erneut unter 50 C fällt, schließt sie wieder). 6. Das BHKW erreicht seine Betriebstemperatur, die Absperrklappe primär bleibt offen, bis das BHKW erneut gestoppt wird. SCHNELL Motoren AG 19

19 Lösung der technischen Herausforderungen 3 Motorheizung: Abstellen des BHKW`s Ausgangszustand: Das BHKW entkoppelt, und stoppt. 1. Der Pumpennachlauf von 15 min läuft, währenddessen ist der Heizstab immer aus. 2. Die Absperrklappe primär ist über 55 C Vorlauf-Temperatur primär immer offen. Sobald die Vorlauf-Temperatur primär unter 50 C fällt schließt die Absperrklappe. Diese Funktion ist während des BHKW Betriebes und im Stillstand aktiv. 3. Der Bypass der Absperrklappe primär ist so dimensioniert, dass der Strömungssensor auch bei geschlossener Absperrklappe primär genügend Strömung erfassen kann. 4. Sobald die Kühlwassertemperatur Motor unter die in Punkt 1.1 abgebildete Temperatur (Heizstab Ein) fällt schaltet die Kühlwasserpumpe Motor ein. Mit 5 Sekunden Verzögerung schaltet der Heizstab zu. 5. Wenn die Kühlwassertemperatur Motor die in Punkt 1.1 abgebildete Temperatur (Heizstab Aus) erreicht, schaltet der Heizstab aus. 6. Nach einer Verzögerung von 5 Minuten. stoppt dann die Kühlwasserpumpe Motor. SCHNELL Motoren AG 20

20 Ergebnis Regelfähigkeit ab Aggregate V3.3 bis V4 (mit ZMR) & höher SCHNELL Motoren AG 21

22 Beispiel SCHNELL Container vs. duoschnellpack 2x 250 kw Bestand je im Einzelcontainer, dazu der neue Doppelcontainer mit 500 kw (2x 250 kw) SCHNELL Motoren AG 23

23 Beispiel Altanlage 500 kw auf 1000 kw umgerüstet Berechnung Flexibilitätsprämie Installierte Leistung 1000 kw Bemessungsleistung 475 kw Anlagenauslastung 47,5 % Jährliche Vollaststunden 4161 h Korrekturfaktor Anlagenauslastung 1,1 Kapazitätskomponente 130 /kw 0,2 x Bemessungsleistung 200 kw 0,5 x Installierte Leistung 500 kw Zusätzlich bereitgestellte Leistung 477,5 kw Flex-Prämie /a 1,49 -Cent/kWh el. SCHNELL Motoren AG 24

24 Beispiel BGA Kl. Zecher 2x 250 KW DSP mit 460 KW in der DV Netzausbau erst 2015 SCHNELL Motoren AG 25

25 MW Beispiel BGA Kl. Zecher Monate Mai & Juni 2014 Mit erheblichen Betriebsschwankungen 01. Mai Juni 14 SCHNELL Motoren AG 26

26 : : : : : : : : : :00 MW Beispiel BGA Kl. Zecher Wochenübersicht Mai Detailansicht 1 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 IST (MW) SOLL (MW) 0,05 0 SCHNELL Motoren AG 27

27 Beispiel BGA Kl. Zecher (am ) Betreiber hat sich mit Rohstoffeinsatz verschätzt: BHKW fährt Gasblase leer SCHNELL Motoren AG 28

28 : : : : : : : : : :00 MW Beispiel BGA Kl. Zecher Wochenübersicht Mai Detailansicht 2 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 IST (MW) SOLL (MW) 0,05 0 SCHNELL Motoren AG 29

29 Beispiel BGA Kl. Zecher (am ) Schnell Service hat sich nicht rechtzeitig angemeldet: Beide BHKWs gehen nacheinander aus SCHNELL Motoren AG 30

30 Beispiel kw BGA Kl. Zecher 1 & 2 (am ) kw SCHNELL Motoren AG 31

31 MW Beispiel Beispiel einer Überlieferung Die verfehlte Prognose mit einer Überlieferung ausgeglichen Überlieferung SCHNELL Motoren AG 32

32 MW Beispiel Permanente Unterdeckung Warum ist BGA Kl. Zecher permanent unterhalb des Fahrplans? Unterdeckung: BGA meldet 250 kw an DV -> am Trafo kommen aber nur 247 kw an! => -6044,44 SCHNELL Motoren AG 33

33 Beispiel BGA Kl. Zecher Ertragsübersicht EEG-Vergütung EEG-Vergütung Gemäß Angaben des Erzeugers 263,005 MWh 200,000 /MWh ,02 Direktvermarktung (Mindestvergütung=EEG) Marktprämie zu zahlen durch den Netzbetreiber 263,005 MWh 171,870 /MWh ,69 Referenzmarktwert zu zahlen durch den Direktvermarkter 263,005 MWh 28,130 /MWh 7398,33 Gesamtergebnis Vermarktung ,02 SCHNELL Motoren AG 34

34 Beispiel BGA Kl. Zecher Direktvermarktung (Transparente Vermarktung) Energievermarktung Energiemenge Verkauft (Prognose) 264,536 MWh 30,964 /MWh 8190,99 Erzeugt (Messdaten) -263,005 MWh Ausgleichsenergie Unterdeckung / Bezug -9,647 MWh 23,339 /MWh -225,16 Überdeckung / Verkauf 8,116 MWh 29,645 /MWh 240,61 Regelenergie Bilanzausgleich 0,000 MWh Energiebilanz 0,000 MWh Marktzugangskosten 264,536 MWh -0,500 /MWh -132,27 Ergebnis der Energievermarktung 8074,17 SCHNELL Motoren AG 35

35 Beispiel Regelenergievermarktung Positive Sekundärregelleistung Bereitschaft (LP) - MWh - /MWh - Bereitgestellte Regelenergie (AP) - MWh - /MWh - Negative Sekundärregelleistung Bereitschaft (LP) 174,14 Bereitgestellte Regelenergie (AP) - MWh - /MWh - Positive Minutenreserve Bereitschaft (LP) - MWh - /MWh - Bereitgestellte Regelenergie (AP) - MWh - /MWh - Negative Minutenreserve Bereitschaft (LP) 14,90 Bereitgestellte Regelenergie (AP) - MWh - /MWh - Ergebnis der Regelenergievermarktung 189,04 Gesamtergebnis Vermarktung 8263,21 Referenzmarktwert separat gezahlt -7398,33 Gesamtvorteil aus Vermarktung 854,88 Nachteil des Erzeugers aus Marktprämie wegen Regelenergie 0,00 MWh 200,00 /MWh 0,00 Vorteil Zu teilender Vorteil 864,88 Anteil des Erzeugers 61,00 % 527,58 SCHNELL Motoren AG 36

37 LIEBHERR-Motoren SCHNELL Motoren AG 38

38 Liebherr-Motoren Strategische Partnerschaft Interesse LIEBHERR Interesse SCHNELL - LIEBHERR Interesse an SCHNELL Technologie - LIEBHERR sucht einen Markt Partner mit Erfahrung in Gas-Motoren-Entwicklung und Vertrieb. - LIEBHERR sucht einen Genset-Hersteller (mit Mittelspannungszertifikat) - SCHNELL sucht Partner für problemlosen Einstieg in den Erdgasmarkt - ausgereiftes Motorprogramm mit LIEBHERR Garantie - SCHNELL erweitert sein Geschäftsmodell mit einer Genset-Produktion - langfristig ist das breitere Leistungsspektrum mit LIEBHERR Motoren wichtig (MW-Klasse) SCHNELL Motoren AG Seite 39

39 Liebherr-Motoren Vorstellung Liebherr Machines Bulle S.A. (LMB), Bulle (Schweiz): ca Mitarbeiter ca. 340 Mio. Umsatz Kapazität in Bulle ca Motoren (Diesel + Gas) (2014 mehr als 500 Gasmotoren) bis 2018 Investitionen i.h.v. 200 Mio. CHF in das Motorenwerk in Bulle Erklärtes Ziel: 30% Marktanteil Gasmotoren Starkes Standbein: Genset Applikationen SCHNELL Motoren AG Seite 40

40 Liebherr-Motoren Besondere Merkmale der LIEBHERR - Gasmotoren Sputter Lager Standard bei high end Motoren Stahlkolben (Patent) Haltbarer als Alu Kolben Rollenstößel-Technik Reduziert Reibleistung Optimierter 4-Ventil-Zylinderkopf LMB Design mit bis zu Bh Standzeit Edelstahl Gemischkühler Der Standard bei Gasmotoren mit Biogas SCHNELL Motoren AG Seite 41

41 Liebherr-Motoren Leistungsband der neuen SCHNELL BHKW-Baureihe L Aktuelle Baureihe (Generation 4 & 5 ) durchgehend 130 mm Bohrung, viele Gleichteile, gleiche Zylinderköpfe, Kolben etc. Ab Generation 6 ist eine 135 mm Bohrung in Vorbereitung Folge: V8 380 kw, V kw, V kw, V kw Typ V H (ltr.) LMB 9620 (44,9 l.) L12V21 (25 l.) L8V21 (16,7 l.) L6R20 (11,9 l.) L4R20 (8,0 l.) Power range SCHNELL BHKW P el [kw] SCHNELL Motoren AG Seite 42

42 Liebherr-Motoren Technische Daten - L12V kw BIOGAS - Maschinen voll regelbar für flexible Fahrweise. Nach Erreichen Freigabetemperatur innerhalb von 90 sec. auf Nennlast. Regelbereich % P N Technische Daten gem. DIN ISO Änderungen vorbehalten SCHNELL Motoren AG Seite 43

43 Liebherr-Motoren Greenguard Flottenmanagement - Steuerung bekannt B&R mit Verbindung zum SCHNELL Flottenmanagementsystem GreenGuard ist eine flexible Datenbankanwendung, die den gesamten Lebenszyklus einer Anlage unterstützt. Neben der klassischen Fernüberwachung bietet das System Funktionen zur vorbeugenden Fehlererkennung wie auch zur Wartungsplanung. Die wichtigsten GreenGuard Funktionen: Visualisierung Fernsteuerung (Start, Stop, Fehlerquittierung) Fernwartung Alarmierung (SMS, ) Trendauswertungen Historische Datenerfassung Betriebsstunden- und Servicezähler Die Unterstationen (BHKW) kommunizieren über LAN, das Mobilfunk-Netzwerk (GSM/GPRS) oder über eine Satellitenverbindung mit der GreenGuard-Zentrale. Die Daten und Betriebszustände werden periodisch wie auch ereignisgesteuert in die GreenGuard Datenbank weitergeleitet: periodisch (z. B. alle 2 Stunden) ereignisgesteuert (Alarme) Warnung oder Alarmzustand SCHNELL Motoren AG Seite 44

44 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Henning Gewecke (Technischer Vertrieb) Tel Fax Mobil SCHNELL Motoren AG