Wasserversorgungs- und Abwasserentsorgungsanlagen in virtuellen Kraftwerken

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1 Wasserversorgungs- und Abwasserentsorgungsanlagen in virtuellen Kraftwerken

2 Das Unternehmen Energy2market GmbH Unabhängiges Energiehandelsunternehmen mit den Schwerpunkten: (Direkt)Vermarktung Energie und Flexibilität aus dezentralen Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen Virtuelle Kraftwerke mit über MW Gesamtleistung Regelenergie Komplettanbieter für Regelenergie Portfoliomanagement Für Erzeuger und flexible Verbraucher Umsatz 2014: ca. 260 Mio. Euro Standorte: Leipzig / Winsen(L) Poznan (PL) Salzburg (A) Bolzano (I) Mitarbeiter: 73 Gründung: 2009 Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

3 Geschäftsausrichtung Kernkompetenzen Fähigkeiten & Chancen verbinden Sehen, was passiert (24/7- Sichtflug) Erkennen, was möglich ist (24/7- Positionsbestimmung) Börsenhandel Beeinflussen, was passieren soll (24/7- Fernsteuerbarkeit) Anlagen: Anbinden & Entwickeln Regelenergie Pools: Bündeln & Verdichten Sehen, wie sich Märkte verhalten (24/7- Marktsicht) Erkennen, welche Chancen es gibt (24/7- Optionsermittlung) Entscheiden, wie gehandelt wird (24/7- Kurzfristhandel) OTC-Handel OTC Handel & Versorgung Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

4 Portfolio Vermarktung Erzeugung Leistung in MW Photovoltaik 450 MW Biogas 1100 MW Biomasse 120 MW Deponie-/ Klärgas 10 MW Wasserkraft 50 MW Volumen in MWh KWK 150 MW Windenergie 1650 MW ca MW Erzeugungsleistung ca. 12 TWh Erzeugungsmenge Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

5 Virtuelles Kraftwerk der e2m Vielfalt im Zusammenwirken P2H Kläranlagen Schaltbare Lasten Chemische Speicher e2m Control Monitor Virtuelles Kraftwerk der e2m Lokale Erzeugungs- & Verbrauchsoptimierung Märkte für Stromhandel & Regelleistung Energy2market I Andreas Keil I e.dis - Einspeisertreffen

6 Wasserversorgungs- und Abwasserentsorgungsanlagen in Virtuellen Kraftwerken Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

7 Virtuelle Kraftwerke Zur Klarstellung Definition zielgerichtetes Zusammenwirken Technischer Einheiten (Erzeuger, Verbraucher oder Speicher) zu einem bestimmten Zweck Zweck ist zumeist die wirtschaftliche Optimierung von Einzeloder Gesamtportfolios Virtuelle Kraftwerke sind Geschäftsmodelle für das Zusammenwirken Technischer Einheiten zur gemeinsamen Nutzung von Marktchancen, die in einer Steuerungslogik abgebildet werden. d.h. Technische Fähigkeiten = Basis Geschäftsmodell = Zweck Energy2market I Andreas Keil I e.dis - Einspeisertreffen

8 Flexibilität in Erzeugung und/oder Verbrauch Warum ist das HEUTE ein Thema für dezentrale Anlagen? Der Energiemarkt wird dezentraler und interaktiver zwischen den Ebenen. Klassische Marktrollen werden aufgehoben. Entsprechend müssen dezentrale Systeme bislang zentrale Aufgaben übernehmen. Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

9 Marktentwicklung & Optimierungspotentiale Aus der Sicht eines flexiblen Verbrauchers (2) Marktentwicklung Ausbau/ Förderung dezentr. Erzeugung Überkapazitäten bei der Erzeugung Temporäres Über-/ Unterangebot Kurzfristige Netzschwankungen Steig. Kosten aus Förd./Netzausbau Anreiz von Energieeffizienzmaßnahmen Steigende Kosten für FP-Abweichungen (1/4h-Bewirtschaftung) Preisentwicklung - niedrige, fallende Terminpreise - Gesamtstrompreis steigt wg. Netznutzung, Steuern & Abgaben - hohe Volatilität in Kurzfristmärkten - hohe Preise für Regelleistung Reaktion der Akteure Erzeuger - Abschalt. Erzeugung - Flexibilisierung Verbraucher - Energieeffizienz - Eigenerzeugung - Langfristige Preisabsicherung Bezug - Kurzfristoptimierung (zielgerichtete Markt- Interaktion) Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

10 Die Marktchance Der neue Erzeugungsmix prägt die Marktpreisentwicklung Terminmarkt Spotmarkt Intraday-Markt Ausgleichsenergiemarkt Verlagerung der Preisvolatilität in Kurzfristmärkte aufgrund EE. Physische Flexibilität hat hohen Wert.

11 Die Marktchance Optimierungspotential und Reaktionsgeschwindigkeit Wert von Flexibilität X 1 Tag X 4h X 1h X 1/4h Zeitpunkt Erfüllung (X) Day-ahead Spotmarkt Intraday-Markt Markt für Regel- & Ausgleichsenergie Wer kurzfristig auf Preissignale aus Markt oder Netz reagieren kann, optimiert jedes Mal sein Portfolio.

12 Marktentwicklung & Optimierungspotentiale Aus der Sicht eines flexiblen Verbrauchers (2) Für Verbraucher sehr interessant, da Möglichkeit zur Dämpfung steigender Gesamtstrompreise Erlöse aus Flexibilität substituieren Energiekosten Steuern Abgaben Steuern Abgaben Steuern Abgaben Energie Energie Netznutzung Netznutzung Netznutzung Energie heute zukünftig zukünftig mit Optim. Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

13 der sanfte Einstieg Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

14 Was ist das? Sollfrequenz 50 Hz Energie, die aufgewendet wird, um Erzeugung und Verbrauch im Gleichgewicht zu halten, wenn dieser Ausgleich in den Handelsmärkten nicht vollständig erfolgte. Erzeugung Verbrauch Resultiert aus physischen Abweichungen von Erzeugungs- und Verbrauchsprognosen (Ausgleichsenergie). Wird durch die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) zur Stabilisierung der Netzfrequenz eingesetzt. Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

15 Bereitstellung von Regelenergie heißt Entweder kurzfristig und kurzzeitig verfügbare Leistung bereitzustellen oder aufzunehmen Oder fortlaufend mit geringfügiger Leistung mit der Netzfrequenz zu schwanken. Beides ist für Verbraucher/Erzeuger technisch möglich. Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

16 Minutenreserveleistung (MRL) im Einsatz

17 Sekundärregelleistung (SRL) im Einsatz

18 Primärregelleistung (PRL) im Einsatz 50,20 50,15 Hz 50,10 50,05 50,00 49,95 Frequenzsollwert (Mandant1) Frequenz-Istwert (Mandant1) kw BHKW 3 IST KW (Hansmeier) BHKW 3 Frequenz Regler (Hansmeier)

19 Regelenergiemarkt Grundprinzip Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) Frequenzstabilisierung Ausschreibungsplattform (Regelenergiemarkt) Anbieter von Regelleistung - Flexible Großkraftwerke - Flexible Lasten - Speicher - Anlagenpools Der ÜNB muss die Frequenz ausregeln, verfügt selbst aber nicht über Kapazitäten Der ÜNB schreibt diese deshalb aus (regelmäßige Auktion). Alle Anbieter bieten an LP für die Leistungsvorhaltung (zuschlagsrelevant) AP für die Bereitstellung, wenn gebraucht (nur abrufrelevant) In Abhängigkeit vom Preis bezuschlagt der ÜNB die Angebote. Kleinanlagen können über Pools teilnehmen (Mindestgröße 5 MW) Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

20 Regelenergiemarkt Vergütung Preis Zuschlag Preis (+) P(-) in MW Preis (-) P in MW P(+) in MW Jeder Anbieter bietet einen LP für die Leistungsvorhaltung an, der auktionsrelevant ist (What you bid is what you get) Jeder Anbieter bietet einen Arbeitspreis an, der aufrufrelevant ist Bei Bedarf werden die Mengen durch den ÜNB preisgestaffelt abgerufen Anbieter positionieren ihre Angebote nach ihren technischen und kommerziellen Möglichkeiten und Ambitionen Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

21 lohnt sich Preisentwicklung Minutenreserve Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

22 lohnt sich Preisentwicklung Sekundärreserve Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

23 lohnt sich Preisentwicklung Primärreserve Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

24 Was brauche ich für die Teilnahme an Regelmärkten? Technische Fähigkeit (Flexibilität) Vermarktungsvertrag mit einem Regelpool Leittechnische Anbindung an einen Regelpool Zustimmung des Anschlussnetzbetreibers Zustimmung des Bilanzkreisverantwortlichen Präqualifikation Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

25 Leittechnische Anbindung der Technischen Einheiten (TE) Online-Daten Standortsteuerung (Leitstand) Serielle Anbindung Abrufsignal Schnittstelle Sichere Datenübertragung (Verschlüsselung, geschlossene Benutzergruppen etc.) Virtuelles Kraftwerk Datenerfassung Regeln Signale zum Abruf der Flexibilität Technische Einheit Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

26 häufige Fragen Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

27 Führt Regelenergie zu Mehraufwand im Tagesgeschäft? Legt der Betreiber die nutzbare Flexibilität fest, wird sie auf der Online-Plattform der e2m als Default-Wert hinterlegt und kann durch den Anlagenbetreiber angepasst werden (bei planmäßiger Nichtverfügbarkeit). Aufwand auf Betreiberseite entsteht daher nur bei Bedarf. Wird die Flexibilität fortlaufend durch e2m ermittelt, sind im Tagesgeschäft keinerlei Aktivitäten erforderlich. Die Bereitstellung von Regelenergie erzeugt keinen signifikanten Mehraufwand auf der Betreiberseite. Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

28 Welche Kosten verursacht eine Teilnahme? Kosten fallen i.d.r. nur für die Anbindung an den Regelpool an und setzen sich wie folgt zusammen: Kosten für die Schnittstelle selbst (Hardware, ca EUR) Kosten für den Einbau der Schnittstelle bzw. deren Einbindung in das Prozessleitsystem vor Ort (unterschiedlich, zumeist bis EUR) Fortlaufende Kosten entstehen auf Betreiberseite nicht. Sofern PRL angeboten werden soll, müssen auch die Anlagen ertüchtigt werden. Hiermit verbundene Kosten können nur für den konkreten Fall ermittelt werden. Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

29 Was sind die nächsten Schritte, wenn ich mitmachen möchte? In 5 Schritten in die Regelenergie 1. Identifizierung und Bewertung nutzbarer Flexibilität 2. Abschluss Vermarktungsvertrag 3. Leittechnische Anbindung an den Regelpool 4. Präqualifikation 5. Vermarktungsstart Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

30 Beispiele Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

31 Beispiele / Nutzbare Flexibilität in Kläranlagen (1) Typische Flexibilitätspotentiale Klärgas-BHWK Pumpen, Kompressoren Notstromaggregate Besonderheit Es sollte ein Prozessleitsystem vorhanden sein, wenn die singuläre Steuerung einzelner Einheiten zu Problem führen kann. Restriktionen Technischer Arbeitsbereich der BHKW sowie des Gasspeichers Aktuelle Flexibilität der Elemente des Klärprozesses Max. Strombezugsleistung am Standort Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

32 Beispiele / Nutzbare Flexibilität in Kläranlagen (2) Eckdaten 1 x NEA mit P(inst) = 1 x 800 kw 2 BHKW a 0,5 MW, Speicher = 1.600m3 (2h) Bezug: P Ø = 1,1 MW, P MAX = 1,5 MW Keine Nutzung des Klärprozesses Nutzung als Sekundärreserve + 0,800 MW * EUR = ,00 EUR (NEA) + 0,200 MW * EUR = ,00 EUR (BHKW) - 0,400 MW * EUR = ,00 EUR (BHKW) Erlöse = ,00 EUR Kosten Schnittstelle: ca ,00 (Hardware) plus ca ,00 für externe Einbindung ins Prozessleitsystem einmalig im ersten Jahr. Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

33 Beispiele / Nutzbare Flexibilität in Talsperren (1) Typische Flexibilitätspotentiale Wasserkraftanlagen (WKA) Pumpen (z.b. bei mehreren Becken) Besonderheit WKA sind häufig EEG-Anlagen Voraussetzung für Regelenergie ist die Direktvermarktung nach dem EEG. Hierin besteht kein wirtschaftlicher Nachteil. Restriktionen Technischer Arbeitsbereich der Wasserturbinen Mindestwasserabgabe (regulatorisch) Max. zulässige kurzfristige Änderung der Durchlaufmenge (regulatorisch, Unterbindung des Schwallfahrens ) Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

34 Beispiele / Nutzbare Flexibilität in Talsperren (2) Eckdaten WKA mit P(inst) = 250 kw Durchlauf MIN = 1m 3 /s, MAX = 4m 3 /s zulässiges kurzfristiges Delta = + / - 1m 3 /s Ø Flexibilität p.a. = + / kw Nutzung als Sekundärreserve + 0,100 MW * EUR = 5.700,00 EUR - 0,100 MW * EUR = 2.900,00 EUR Erlöse = 8.600,00 EUR Kosten Schnittstelle: ca ,00 EUR einmalig im ersten Jahr, bei Selbsteinbau ca ,00 EUR. Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

35 Beispiele / Nutzbare Flexibilität in Wasserwerken (1) Typische Flexibilitätspotentiale Notstromaggregate (sofern netzparallel) Pumpen (sofern stufenweise/stufenlos regelbar Hochbehälter (in Verbindung mit Pumpen) Besonderheit Es sollte ein Prozessleitsystem vorhanden sein, wenn die singuläre Steuerung einzelner Einheiten zu Problem führen kann. Restriktionen Technischer Arbeitsbereich der Pumpen aktuell erforderliche Mindestpumpleistung (Aufrechterhaltung Druck) Max. Bezugsleistung aus dem Netz Befüllungszeit des Hochbehälters Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

36 Beispiele / Nutzbare Flexibilität in Wasserwerken (2) Eckdaten 3 x NEA mit P(inst) = 3 x kw 10 Pumpen a P MAX = 0,6 MW Bezug: P Ø = 2,4 MW, P MAX = 5,0 MW Beladung Hochbehälter soll nachts erfolgen Zentrales Prozessleitsystem Nutzung als Sekundärreserve + 3,000 MW * EUR = ,00 EUR (NEA) + 0,600 MW * EUR = ,00 EUR (Pumpen) - 0,600 MW * EUR = ,00 EUR (Pumpen) Erlöse = ,00 EUR Kosten Schnittstelle: ca ,00 (Hardware) plus ca ,00 für externe Einbindung ins Prozessleitsystem einmalig im ersten Jahr. Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

37 Wie vorgehen? EINFACH anfangen Analyse: Ist-Situation zugrunde legen Anlagen leittechnisch anbinden Praktische Erfahrungen sammeln RE-Märkte systematisch in hausinterne Prozesse einbinden DANACH: Nutzbare Flexibilität maximieren/ optimieren Prozesse analysieren ggf. Steuerung anpassen ggf. Technische Umrüstungen/Erweiterungen/Investitionen Regelenergie eignet sich nicht zum internen Großprojekt Energy2market I Andreas Keil I Unternehmenspräsentation

38 Energy2market GmbH Mehr Informationen? www. e2m.energy Andreas Keil Geschäftsführer Energy2market GmbH Weißenfelser Str Leipzig Telefon: +49 (0) andreas.keil@e2m.energy