ICCtalk November 2015 Siemens Energy Systems. irtuelle Kraftwerke als Einstieg in den egionalen Smart Market

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1 ICCtalk November 2015 Siemens Energy Systems irtuelle Kraftwerke als Einstieg in den egionalen Smart Market Siemens EM DG S

2 rognose: Mehr Volatilität führt zu öherer Bedeutung von Regelleistungs- und kurzfristigen Strom-Märkten Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, Zeitreihen zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland (1/2015) Anteil an Erneuerbaren steigt kontinuierlich Anteil an kleinen Erzeugern steigt ebenfalls Höhere Einspeisevolatilität in der Stromerzeugung Regelleistung und kurzfristiger Handel gewinnen durch Veränderung des Marktumfelds an Bedeutung ite 2

3 ie Welt der Energieerzeuger ändert sich on zentralen Erzeugern d unidirektionalem Netz Verteilte Energiesysteme hin zu dezentralen und rteilten Energiestemen und idirektionalen astflüssen Änderung des Erzeugungsmix Übertragungsnetz 2 Zusätzliche Erzeugungskapazitäten Entfernung von Quelle zu Last ändert sich Verteilung und Verbrauch Dezentralisierung (öffentlich/privat) Refurbishment/ Upgrades ite 3

4 ie kann ich am Energiemarkt partizipieren? Einzelner, großer Erzeuger Virtuelles Kraftwerk: Pool aus verschiedenen Erzeugern oder Fossile Erzeuger Blockheizkraftwerke Biomasse Wasserkraft Müllverbrennungsanlag Speicher Kühlhäuser Elektrodenheizkessel, EVUs beispielsweise mit Kohleblöcken oder Kombikraftwerken (auch wärmegeführt) Flexibilisierung der Fahrweise durch moderne Regelkonzepte ohne Änderung der Verfahrenstechnik Maximierung des Ertrags durch Regelleistungsvermarktung neben der klassischen Stromvermarktung über die EEX Einbindung sowohl größerer als auch kleinerer Erzeugungseinheiten Kombinierte Vermarktung der Leistung der eigenen Flotte mit der Leistung fremder Erzeugungseinheiten Zugang zum (Regel-) Energiemarkt durch Überschreiten der 5MW-Barriere ite 4

5 ie Attraktivität am Markt für Regelenergie teilzunehmen ist (noch) hoch ärkte und Fristen im Stromhandel Frist Leistung Momentanreserve Primärregelung Sekundärregelung Reserve durch Bilanzkrei verantwortliche Terminhandel Tertiärregelung Primärregelleistung 30 s 5 min 15 min 60 min Ze Sekundärregelleistung Minutenreserveleistung Tertiärregelleistung Day-Ahead-Auktion Intraday-Handel Attraktivität Primärregelung Sekundärregelung Tertiärregelung (D: Minutenreserve) Abfederung kurzfristiger Laständerungen, um Normalfrequenz im Stromnetz zu halten Muss innerhalb von 30 s vollständig verfügbar sein Aufrechterhaltung der Netzfrequenzstabilität, wenn Normalfrequenz aufgrund von Lastschwankungen nicht gehalten werden kann Löst Primärregelung nach 5 min ab Ausgleich von Schwankungen im Stromnetz nach 15 min Vorlau - Positive TRL: federt Unterproduktion ab - Negative TRL: Kapazität für Speicherung bei Überproduktion ite 5

6 reisausschläge am Markt für Regelenergie sind profitabel nd die benötigte Reserveleistung wird steigen Sekundärregelung (SRL) Minutenreserve (MRL) Neg_SRL Mittl. Leistungspreis in EUR/MW Grenzleistungspreis / Arbeitspreis in EUR/MW Preisverfall > 80% Neg_HT Neg_NT Pos_HT Pos_NT Neg_SRL Neg_HT Neg_NT Pos_HT Pos_NT Preisverfall > 80% 500 EUR/MW EUR/MW - 01/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /2015 Mittlerer Leistungspreis in EUR/MW Grenzleistungspreis / Arbeitspreis in EUR/MW 600 NEG_00_04 NEG_04_08 NEG_00_ NEG_08_12 NEG_04_08 NEG_12_16 NEG_08_12 NEG_16_20 NEG_12_16 NEG_20_24 NEG_16_20 NEG_20_24 POS_00_04 POS_00_04 POS_04_08 POS_08_ POS_04_08 POS_08_12 POS_12_16 POS_12_16 POS_16_20 POS_16_20 POS_20_24 POS_20_24 NEG_* NEG_* POS_* POS_* / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /2015 Regelenergiepreise in MWh pro Viertelstunde für Jan.(1) 2010 bis Juli (7) in 2015 Prognose: Erhöhung des Regelenergiebedarf bis 2050 um >50% GW >50% Ca. 0,5-0,7 GW pro 10 GW Erne Quelle : LBD-Beratungsgesellsch Benötigte Reserveleistung in GW Quelle: Regelleistung.NET, Neutr Energiedaten aus dem Netzrege Preisentwicklung Regelenergiem von KW bis KW ite 6

7 trategie ist wichtig: isualisierung der Leistungs- & Arbeitspreise (Beispiel D) Schneller Trend Geringe Streuung Langsamer Trend Starke Streuung ite 7

8 tadtwerke suchen neue Märkte und Partner pische Marktanforderungen: Das Steuerungssystem soll den Einklang zwischen Erzeugung und Bedarf herstellen. Es sollen freie Kapazitäten im SRL-, dann MRL- und schließlich im Spot-/Intradaymarkt vermarktet werden, um alle Potentiale auszuschöpfen. Möglichkeit zur Direktvermarktung. Poolbetreiber bietet Mehrwert durch Addition der Verfügbarkeiten. IT-Integration der Office-Umgebung über EAI, viele Beteiligte, lange Pflichtenheftphase Referenzen: SRL MRL Spot Intraday Kunden-/ Partnerportal Erneuerbare Partnerportal/ Industrie Stammdaten, Abrechnungen Abstimmungsdate Verfügbarkeiten, Flexibilitätsbänder Lastprofile Direktvermarktung L = Sekundärregelenergie L = Minutenreserve, Tertiäre Regelenergie ite 8

9 trom auf Abruf: Bereitgestellt von den unterschiedlichsten Poolpartnern, ermarktet durch die VSE AG Die Aufgabe Erlöse aus der automatisierten Bereitstellung von Minutenreserve generieren Zugang zum Minutenreservemarkt durch Pooling für kleinere Anbieter und verschiedenste Erzeuger schaffen illinger Hütte, ichtgaskraftwerk Dillingen GmbH & Co KG MWel, 230 MW Feuerungswärmeleistung Die Lösung von Siemens ermöglicht uns eine fast vollautomatische Vermarktung und die Einsatzplanung von bis zu 30 Poolpartnern, wie dem Gichtgaskraftwerk der Dillinger Hütte. So können wir kurzfristig am Minutenreservemarkt handeln und die abgerufene Erzeugung kostenoptimiert bereitstellen. Michael Küster, Leiter Sonderaufgaben Energiedisposition VSE AG Unsere Lösung Virtueller Minutenreserve-Pool mit operatorlosem Betrieb, integriert sind aktuell*: Ein Gichtgaskraftwerk (Dillinger Hütte), 90MW Zwei Kohlekraftwerke (Blöcke der VSE AG), 283MW und 106MW Zwei Abfallheizkraftwerke, 20 MW und 12 MW Zwei Biomassekraftwerke, je 20 MW Drei Blockheizkraftwerke, je 2 MW Ein Elektrokessel, 10MW Zwei Gasturbinen, je 7MW Das Ergebnis Komplettabdeckung des Prozesses der Regelleistungsvermarktung: Vollautomatisches Pooling, Optimierung, Vermarktung, Abruf, Erbringung und Verrechnung der Regelreservevorhaltung für bis zu 30 Poolpartner Online-Bereitstellung von Minutenreserve durch Integration aller Prozessschritte und Kommunikation in Echtzeit * Installierte Leis ite 9

10 nsere Lösung für das virtuelle Pooling verschiedenster Erzeuger ur Bereitstellung von Regelleistung Zustandsinformationen VPP, Kraftwerkspool Optimale Lieferung Zeit Kapazität, erfügbarkeit der Anlagen, Preise (intern/extern) 2 Regelleistungvermarktung Angebote Zuschläge 4 Erzeuger Merit Order Liste Dispatch Kurzfristige Optimierung Momentan Anlagenzustände xterne uellen Optimierung Vorhersagen (Wärmeerzeugung, Strom, Wetter) Erzeugungspläne, Kapazität für Minutenreserve ÜNB Optimierung Anpassung an kurzfristige Vorhersagen Anpassung an Angebotsergebnisse 6 Accounting & Reporting Abrechnung an ÜNB, für Poolpartner und -betreiber Berichte/Statistiken ite 10

11 us der Praxis: Unterschiedlichste Varianten ur Partizipation an den verschiedenen Energiemärkten WE AG, Deutschland VSE AG, Deutschland WVV GmbH, Deutschland Anzahl und Art der Partner: ProVipp, Viele Märkte: Direktvermarktung, Regelenergie Anlage des Betreibers : Erneuerbare Energien Leittechniksystem: Aufbau eines virtuellen Kraftwerkes auf Basis von DEMS, Integration von regenerativen Erzeugungsanlagen DER* Controller zur innovativen Kommunikation mit DEMS Anzahl und Art der Partner: 10 (30 geplant, v.a. Industrieanlagen ~ 5 MW); 2 AHKWs, 2 Biomasseanlagen, 3 BHKWs, 1 Elektrokessel, 2 GTs, 1 Gichtgas-KW Märkte: Tertiärregelung, Sekundärregelung Anlage des Betreibers: Ensdorf, 2 Steinkohleblöcke, 310 MW u. 120 MW Leittechniksystem: ABB 800 XA Anzahl und Art der Partner: 30 (165 geplant bis 12/2015) Stadtwerke: GT, GuD, BHKW Industrie: GT, GuD, BHKW Biomasse: BHKW Märkte: Sekundärregelung Anlage des Betreibers: 2 x GuD 125 MWel, 335 MWth, Fernwärme 100 MWt Leittechniksystem: Siemens SPPA-T3000 ite 11

12 emeinsame Vorteile der virtuellen Poolinglösung unabhängig von der individuellen Umsetzung Einfacher Start in neue Vermarktungsmodelle In der Praxis bewährte Poolingkonzepte (Siemens,..) Einstieg über TRL-Vermarktung oder Teilnahme an anderen Pools mit hohem Wachstumspotenzial Ausbaumöglichkeit des individuellen Poolkonzepts Reaktion auf Marktveränderungen zusammen mit Poolvermarkter / Produktlieferant als langfristigen Partner mit Markt-, Anlagen- und Automatisierungs-Know How Integrierter Vermarktungsprozess Direkte Online-Verbindung vom Trading bis hin zum Erzeuger Maximierung des Ertrags Partizipation an kurzfristigen, attraktiven Märkten Wirtschaftlichkeit und Tragfähigkeit des Poolingmodells Rentabilität bereits bei einer geringen Anzahl von Poolpartnern Verteilung der Reserve auf alle Poolpartner Zuverlässige Bereitstellung von Dienstleistungen und Services (SaaS) durch Poolbetreiber / Produktlieferant ite 12

13 Kontakt Thomas Dürr Siemens AG Energy Management, Digital Grid Mobile +49 (173) Mail: siemens.com/answers x eite 13