Erfahrungsbericht zur Flexibilisierung von Biomasseheizkraftwerken

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1 Erfahrungsbericht zur Flexibilisierung von Biomasseheizkraftwerken 16. FACHKONGRESS HOLZENERGIE Messezentrum Augsburg Tim Steindamm, SEEGER ENGINEERING GMBH

2 AGENDA 1. Kurze Unternehmensvorstellung 2. Einleitung / Zielsetzung 3. Resultate FlexHKW Anlagenpark Deutschland (heute/zukünftig) Kategorisierung in Anlagentypen Beschreibung von Flexibilitätsoptionen Berechnung Erzeugungsverlagerungspotenzial Stromprodukte Pilotanlage Wächtersbach Investitionsbewertung von Wärmespeichern 4. Ergebnisse Anlage Baden Airpark 5. Fazit

3 1. Unternehmensvorstellung SEEGER ENGINEERING GMBH seit über 35 Jahren Historie: 1979 Gründung Ingenieurbüro Klaus Seeger 2003 Nachfolgeregelung: Frank Huckschlag wird Teilhaber und Vorstand 2010 Beteiligung der Well Development GmbH Juli Wandlung der SEEGER 2015 ENGINEERING AG in eine GMBH Tätigkeitsfelder: Heizkraftwerke (KWK) Heizwerke Pelletheizungen Elektro- und MSR-Planung Genehmigungsplanung Kälteerzeugungsanlagen Rohrleitungsplanung Dezentrale Energiesysteme Energieverteilungssysteme TGA-Planung Energieeffizienzberatung

4 1. Unternehmensvorstellung SEEGER ENGINEERING GMBH

5 2. Einleitung/Zielsetzung 1. Ziel der Studie FlexHKW.. Erzeugungsverlagerungspotenziale ermitteln... Ertüchtigung einer Pilotanlage (Flexibilisierung). 2. Projektteam Grafik: IWES 3. Laufzeit: bis ( )

6 3. Kategorisierung Wie flexibel kann ein Holz-HKW betrieben werden? Die Antwort lautet wie so oft... es kommt darauf an: welche Anlagentechnik ist installiert wie entwickeln sich die Marktpreise (Brennstoffkosten, Strompreise, ) Komplexität reduzieren naturbelassenes Holz Einfluss vieler technischer Aspekte gering (in erster Linie Turbinentyp entscheidend) vier Kategorien nach Turbinentyp

7 3. Untersuchter Anlagenpark Deutschland Anzahl Leistung

8 3. Flexibilisierungsmaßnahmen Turbinentyp Darstellung Heizturbine, EKT??? Laständerungsgeschwindigkeit Bypass Speicher

9 3. Flexibilitätsoptionen Beispiel Kategorie 2 (EKT) Max. Wärme Beispiel: Variation Entnahmedampfmenge Min. Wärme

10 3. Erzeugungsverlagerungspotenzial (Bsp. EKT) Beispiel: Turbinenbypassbetrieb auf ND-Schiene Typische Anlage: 6 MWel. install., 5,6 MWel bei Wärmeausk. Ziel: neg. Regelleistung (schnell, max. Reduktion der Leistung) Min.-Last: ca. 10% der installierten Leistung (0,6 MWel) Speicher: ca. 17 MWth sind aufzunehmen Annahme: 43 MWh Speicher Einzelanlage: Reduktion max. 2,5h lang (von 5,6 MWel auf 0,6 MWel) Anlagenpark EKT 161 MWel: Erzeugungsverlagerungspotenzial von 360 MWh

11 3. Stromprodukte Regelenergiemarkt Primärregelleistung (PRL) Sekundärregelleistung (SRL) Minutenreserveleistung (MRL) "Doppelhöckerkurve" (Quelle: 50Hertz, Amprion, TenneT, TransnetBW) Positive/negative Regelleistung: Kommt zusätzlicher Strom ins Netz, spricht man von positiver, im umgekehrten Fall von negativer Regelenergie. Folglich existieren alle gerade beschriebenen Regelleistungsformen in zwei Varianten.

12 3. Erlöse Pilotanlage Anlage Wächtersbach ORC-Anlage 1,2 MWel. & 4,9 MWth sowie 6 MW Spitzenlastkessel (Öl) Fahrweise zunehmend stromgeführt 19 km Wärmenetz, kein Speicher Turbinenbypassbetrieb für Regelenergie Präqualifikation für (pos./neg.) MRL 823 kw / SRL 805 kw Anfahrrampe 296 Sek. Abfahrrampe 56 Sek.

13 3. Investitionsbewertung Wärmespeicher Wärmespeicher zur Erhöhung der Stromerlöse Modell

14 3. Investitionsbewertung Wärmespeicher (EKT) ohne Speicher mit 6 MWh Speicher Stromerzeugung (abhängig von Börsenpreis und Speicherfüllstand) Wärmeerzeugung (Red. Spitzenlastkessel) Zusatzerlöse Spotmarkt und Öleinsparung Annahmen: Ölpreis: 152,50 Euro/MWh Abschreibung: (10a, 15a, 7% Zins)

15 3. Investitionsbewertung Wärmespeicher (ORC) Stromerzeugung durchgängig konstant (unabhängig von Börsenpreisen) Flexibler preisorient. Betrieb nicht möglich/ wirtschaftlich Zusatzerlöse aufgrund Öleinsparung ohne Speicher mit Speicher Flexibler Betrieb wäre bei niedrigerer EEG-Vergütung möglich, allerdings wäre eine Neuanlage dann unwirtschaftlich. Option für Altanlagen nach Ausscheiden aus dem EEG?

16 4. Erfahrungen Baden Airpark Anlagendaten Brennstoff: naturbelassenes Holz Frischdampfparameter Entnahme-Kondensations-Turbine Maximale thermische Leistung Stromvermarktung 21,5 t/h, 50 bar, 465 C max. ca. 5 MWel. ca. 10 MW EEG 2004 (IBN 2006), (bzw. Regelungen des EEG 2009) Marktprämienmodell EPEX-Preise zzgl. Marktprämie zzgl. Managementprämie Regelenergiebereitstellung (ca. 30 /MWh), (ca. 100 /MWh) (50% Stadtwerke Bühl, 50% Betreiber)

17 4. Erfahrungen Baden Airpark Regelenergiebereitstellung Vermarktung von: Minutenreserve (negativ) Sekundärregelleistung (negativ), max. 2,5 MW Vermarkter: e2m (Eingeschränkte Anbieterauswahl aufgrund Mindestmenge im Bilanzkreis- Transnet BW) Erlöse & Abrufe Häufigkeit Abrufdauer Preise / Erlöse Einbindung ins PLS Eingriff erfolgt durch Vermarkter Eingriff wird im PLS angezeigt

18 4. Erfahrungen Baden Airpark

19 5. Fazit Zur Pilotanlage Wächtersbach (Projekt Flex-HKW) Wärmespeicher ist derzeit nicht wirtschaftlich darstellbar Flexible Fahrweise nur zur Regelenergiebereitstellung Überschaubare Erlöse, kaum Investitionen Maßnahme ist sinnvoll. Zur Anlage BAE Erlöse aus Regelenergiebereitstellung gegenüber EEG-Vergütung < 1% Maßnahme trotzdem sinnvoll Generelle Aussagen Wärmespeicher nur unter bestimmten Rahmenbedingungen wirtschaftlich Erzeugungsverlagerungspotenzial in betrachteten Szenarien: EKT in Hinblick auf neg. Regelenergie 360 MWh (Bypass) EKT in Hinblick auf EPEX-Preise 120 MWh (Var. Entnahmemenge) Aussagen sind in Abhängigkeit von Restriktionen anzupassen (z.b. KWK-Pflicht, Mindestwirkungsgrade, etc.)

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!