Zukünftige Möglichkeiten der Betriebsführung und Systemintegration für Erneuerbare Energien (EE)

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1 Zukünftige Möglichkeiten der Betriebsführung und Systemintegration für Erneuerbare Energien (EE) Innovationstag Energie - BTU Cottbus 30./ Dr. Georg Gjardy 1

2 Inhalt - Derzeitige Situation - Ein möglicher Lösungsansatz - Virtuelles Kraftwerk - Optimierungsziele - Beispiel zur Verdeutlichung der Thematik - Zukünftige Systemintegration - Zusammenfassung und Ausblick 2

3 Derzeitige Situation Unbefriedigende Erzeugungsprognosen für EE Netzengpässe, Stabilitätsgefahr EEG fördert unkoordinierte Einspeisung Steigender Bedarf an vorzuhaltender Regelleistung mit weiterem Zubau von EE Regelungsmöglichkeiten von EE-Anlagen werden kaum bzw. gar nicht genutzt 3

4 Ein möglicher m LösungsansatzL Veredlung der EE-Einspeisung nicht erst beim ÜNB, sondern bereits im Einspeisegebiet Unkoordinierte Einspeisung fahrplanbasierte Betriebsführung Einbindung von EE-Anlagen in Virtuelle Kraftwerke mit entsprechendem Energiemanagement (netztopologische Clusterung nach UWs ist zu bevorzugen) 4

5 Virtuelles Kraftwerk mit netztopologischer Clusterung Lasten Einspeisenetz Gasturbine/ GuD/BHKW Wind Virtuelles Kraftwerk BHKW Biogas Gastrennung/ Gasaufbereitung Methan Methan Gasspeicher Speicher Fermenter Biomassemix Brennstoffzelle/Motor H2 Speicher Elektrolyseur PV Wasserkraft Geothermie O 2 H 2? Stromnetz Pumpspeicher Erdgasnetz 5

6 Mögliche Optimierungsziele Einhaltung eines el. Fahrplans, der z. B. täglich neu vereinbart wird (für einen Tag im Voraus) Berücksichtigung von Leitungsengpässen, Vorgaben vom Netzbetreiber, Anlagenparameter (Rampen, minimale Betriebszeiten usw.) Orientierung an Lastgängen (Übergangslösung) Orientierung an Strom- und Gaspreisen (langfristig) Normalerweise korrelieren Last und Strompreis stark bedarfsgerechte Einspeisung Ziel: trotzdem möglichst viel von der regenerativen Energie systemverträglich zu nutzen 6

7 Beispiel-Topologie Ziel: Gesicherter Fahrplan, der auch eingehalten werden kann (auf 200 MW begrenzt) WPC (250 MW) regelbar Batteriespeicher 17 MW 14 MWh BHKW 25 MW Elektrischer Bilanzknoten H 2 O Elektrolyse 20 MW Gasturbine 40 MW Fermenter H 2 O 2 Erdgasnetz Biogas Speicher Methan Biogastrennung/ Gasaufbereitung Biomassemix Biogas Bilanzknoten 7

8 Beispiel: Prognose für f r Windparkcluster (WPC) 8 00:15 01:15 02:15 03:15 04:15 05:15 06:15 07:15 08:15 09:15 10:15 11:15 12:15 13:15 14:15 15:15 16:15 17:15 18:15 19:15 20:15 21:15 22:15 23:15 Zeit Prognose Oberes Prognoseband Unteres Prognoseband P [MW]

9 Einsatzplanung (falls nur das WPC zur Verfügung steht) Ziel: Erhöhung der Energienutzung trotz gesicherter profilbasierter Fahrweise mit entsprechendem Energiemanagement Zusätzlich: Bei Verfügbarkeit von Speichern mit entsprechender Kapazität - Bedarfsgerechte Verlagerung der Einspeisung : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :30 Zeit Export Fahrplan Gesichertes WPC-Angebot WPC Windparkcluster Leistung [kw]

10 Einsatzplanung: erzielbare Erlöse am Strommarkt > Erlöse am Gasmarkt elektrische Fahrpläne , , , , ,0 0, , , , , , : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :30 Leistung [kw] Zeit Export Fahrplan WPC Gasturbine Biogas BHKW Batterie Elektrolyse 10

11 Einsatzplanung: erzielbare Erlöse am Strommarkt < Erlöse am Gasmarkt ,0 elektrische Fahrpläne , , ,0 0, , , , , : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :15 Leistung [kw] Zeit Export Fahrplan WPC Strombedarf Biogastrennung Batterie Elektrolyse 11

12 Systemintegration bei marktorientierter Betriebsführung Handel Gase (H 2, CH 4, O 2 usw.) Börsen/Handel Strom ÜNB Händler/BKV Händler/BKV Händler/BKV * * Virtuelles KW Virtuelles KW Kraftwerk ** Virtuelles Kraftwerk Transfer der Fahrplandaten Systemdienstleistungen Transfer der Fahrplandaten * * * Virtuelles KW Virtuelles KW Systemdienstleistungen DEMS Datenaustausch VNB * netztopologisch geclustert ** nicht unbedingt netztopologisch geclustert 12

13 Zusammenfassung und Ausblick Energiemanagement erforderlich (Ausnutzung der Regelungsmöglichkeiten auf der Erzeuger- und Lastseite sowie der Einsatz von Speichern) Koordination mit dem entsprechenden Stromnetz- und Gasnetzbetreiber notwendig Umsetzung u. a. abhängig von der weiteren Entwicklung der Rahmenbedingungen Gesetzliche Einspeisebedingungen Preisentwicklung für Strom und Gase (z. B. H 2, CH 4 ) Anpassung auf der Komponentenebene und Weiterentwicklung von entsprechenden Energiemanagementsystemen 13

14 ENDE Vielen Dank 14

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