Kombinierte Veräußerung von PV-Strom an Spot- und Regelleistungsmarkt

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1 Platzhalter für Bild, Bild auf Titelfolie hinter das Logo einsetzen sma.de Kombinierte Veräußerung von PV-Strom an Spot- und Regelleistungsmarkt Julia Seidel, M.Sc. 11. Februar Symposium Energieinnovation, , Graz

2 Gliederung 1 Motivation 2 Ausgangslage 3 Simulationen und Ergebnisse 4 Zusammenfassung und Ausblick Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 2

3 Regelleistung aus dezentralen Energieanlagen ist notwendig Trend seit 2000: steigende Anzahl erneuerbarer Erzeugungsanlagen Bereitstellung von Regelleistung bislang (größtenteils) aus konventionellen Kraftwerken à Geringere Betriebszeiten konventioneller Kraftwerke à Vollständige Deckung des Regelleistungsbedarfs durch aktiven Kraftwerkspark zukünftig nicht mehr möglich Ziel Zukünftige Bereitstellung von Regelleistung mit dezentralen Energieanlagen, um die Must-Run-Units zu reduzieren Die technische Eignung von Photovoltaikanlagen zur Regelleistungsbereitstellung ist gegeben. Eine Marktteilnahme von fluktuierenden Erzeugern ist in Deutschland bislang nicht möglich Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 3

4 PV-Regel - Entwicklung von Konzepten und Lösungen zur Regelleistungserbringung mit Photovoltaikanlagen Projektziele (u.a.): Umsetzungsempfehlungen zur Regelleistungsbereitstellung Präqualifikation und Marktbedingungen Nachweisverfahren Entwicklung regelleistungsfähiger PV-Systemlösungen Demonstration anhand von Labor- und Feldtests Austausch mit Entscheidungsträgern & Interessenvertretern à Ganzheitliches Konzept zur Regelleistung aus PV Geförderte Projektpartner: Weitere Partner: Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 4

5 Gliederung 1 Motivation 2 Ausgangslage 3 Simulationen und Ergebnisse 4 Zusammenfassung und Ausblick Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 5

6 Wichtigste Einnahmequelle für die Photovoltaik (PV) wird zukünftig der Spotmarkt Spotmarkt Spot- und Regelleistungsmärkte EEG- Einspeisevergütung Day-Ahead Intraday Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 6

7 Die Kombination aus Spot- und Regelleistungsmarkt scheitert an den heutigen Rahmenbedingungen Spotmarkt (Day-Ahead + Intraday) Spot- und Regelleistungsmärkte Aktuelle Bedingungen Ausschreibungszeitraum MRL: Day-Ahead werktäglich SRL: wöchentlich Intraday Produktzeitscheiben MRL: sechs 4-Stunden-Blöcke pro Tag SRL: Hochtarif / Niedertarif für eine Woche Mindestangebotsgröße: +5 MW oder -5 MW Aktuelle Rahmenbedingungen des Regelleistungsmarktes für PV nicht geeignet Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 7

8 Die Bundesnetzagentur schlägt Anpassungen vor Spotmarkt (Day-Ahead + Intraday) Spot- und Regelleistungsmärkte Aktuelle Bedingungen Vorschläge der BNetzA Festlegungsverfahren zur Weiterentwicklung der Ausschreibungsbedingungen und Veröffentlichungspflichten für Sekundärregelung und Minutenreserve Angleichung der Märkte für SRL und MRL Kalendertägliche Ausschreibungszeiträume Produktzeitscheiben: Sechs 4-Stunden-Blöcke pro Tag Mindestangebotsgröße: ab +1 MW oder -1 MW Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 8

9 Langfristig sollten die Marktbedingungen noch weiter entwickelt werden Spotmarkt (Day-Ahead + Intraday) Spot- und Regelleistungsmärkte Aktuelle Bedingungen Kalendertägliche Ausschreibungszeiträume Vorschläge der BNetzA Langfristige Perspektive Stündliche Produktzeitscheiben Mindestangebotsgröße: +1 MW oder -1 MW Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 9

10 Bewertung der verschiedenen Marktbedingungen aus ökonomischer Sicht Spotmarkt 1 (Day-Ahead 2 + Intraday) Aktuelle Bedingungen 2a Simulationen Spot- und Regelleistungsmärkte Vorschläge der BNetzA 2b Langfristige Perspektive 2c Gegenüberstellung und Evaluation Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 10

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12 Angebote am Regelleistungsmarkt werden mit probabilistischen Prognosen erstellt PV-Pool (360 MWp) in der Regelzone 50Hertz Day-Ahead- und Intraday-Prognose à Veräußerung am Spotmarkt à Angebot für Regelleistung 0,8 0,7 0,6 Am Day-Ahead-Prognose Am Intraday-Markt Day-Ahead-Markt veräußerte veräußerte Energie Leistung Energie Am Day-Ahead-Markt veräußerte Energie Leistung Probabilistische Prognose (99%) Regelleistungsangebot Leistung P/P N 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Uhrzeit Regelleistungsangebot auf Basis probabilistischer Prognosen Diese geben an, welcher Wert zu jedem Zeitpunkt mindestens erreicht wird Gewählte Zuverlässigkeit: 99 % Trainingsdaten geclustert nach Sommer, Winter und Übergang Betrachtungszeitraum: je zwei Wochen der drei Jahreszeiten Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 12

13 Die vorgehaltene Regelenergie kann um den Faktor 4 gesteigert werden 500% 400% Vorgehaltene Regelenergie Davon abgerufene Regelenergie Kalendertägliche Ausschreibungen (2b) führen zu einer Steigerung der Regelenergie um 20% 300% 200% 100% 0% Szenario 2a Szenario 2b Szenario 2c In Szenario 2c kann sogar die vierfache Energie im Vergleich zu Szenario 2a vorgehalten werden Höhere Anzahl der Abrufe à entscheidend für die Wirtschaftlichkeit bei SRL Unter angepassten Marktbedingungen kann deutlich mehr Regelenergie bereitgestellt werden Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 13

14 In Szenario 1 wird die erzeugte Leistung am Spotmarkt veräußert 120% 100% Spotmarkt Spotmarkt + MRL Spotmarkt + SRL Sommer ist deutlich ertragreicher als die Übergangszeit und der Winter 80% 0% Szenario 1 Szenario 2a Szenario 2b Szenario 2c Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 14

15 Unter aktuellen Marktbedingungen ist lediglich eine minimale Steigerung der Erlöse möglich 120% 100% 80% 0% Spotmarkt Spotmarkt + MRL Spotmarkt + SRL Angebot ausschließlich für MRL möglich (von Di.-Sa.) Mindestangebotsgröße wird nur im Sommer erreicht Minimale Steigerung der Erlöse über Vorhaltung (< 1%) Szenario 1 Szenario 2a Szenario 2b Szenario 2c Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 15

16 Das Angebot von SRL bietet ein höheres Potential als von MRL 120% 100% Spotmarkt Spotmarkt + MRL Spotmarkt + SRL 8% 80% 0% Szenario 1 Szenario 2a Szenario 2b Szenario 2c Angebot von MRL und SRL möglich (Mo.-So.) Mindestangebotsgröße wird nur im Sommer erreicht Erlöse bei SRL sehr viel höher als bei MRL (15% im Sommer) Einnahmen werden für SRL vornehmlich über den Abruf erzielt Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 16

17 Die höchste Erlössteigerung wird in Szenario 2c mit der Kombination aus Spotmarkt und SRL-Markt erzielt 120% 100% Spotmarkt Spotmarkt + MRL Spotmarkt + SRL 14% 80% 0% Szenario 1 Szenario 2a Szenario 2b Szenario 2c Stündliche Zeitscheiben erhöhen das Angebotspotential deutlich Höchste Erlöse werden über die Kombination aus Spotmarkt und SRL-Markt erzielt Bezogen auf den Sommer ist bei SRL eine Erlössteigerung um 26% möglich Bei MRL werden 0,3% Mehreinnahmen im Betrachtungszeitraum erreicht Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 17

18 Kalendertägliche Ausschreibungen und stündliche Zeitscheiben ermöglichen Zusatzeinnahmen 120% 100% Spotmarkt Spotmarkt + MRL Spotmarkt + SRL 8% 14% 80% 0% Szenario 1 Szenario 2a Szenario 2b Szenario 2c Eine Weiterentwicklung der Marktbedingungen zur Schaffung notwendiger Anreize ist Voraussetzung zur Ablösung der Must-Run-Units. Ziel sollte ein Angebot von SRL sein Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 18

19 Gliederung 1 Motivation 2 Ausgangslage 3 Simulationen und Ergebnisse 4 Zusammenfassung und Ausblick Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 19

20 Zusammenfassung und Ausblick Die Erbringung von Regelleistung aus dezentralen, insbesondere fluktuierenden, Erzeugungsanlagen ist notwendig Die aktuellen Rahmenbedingungen des Regelleistungsmarktes sind hinderlich für die Teilnahme von PV und müssen angepasst werden Mit stündlichen Zeitscheiben und kalendertäglichen Ausschreibungen kann etwa die vierfache Menge an Regelenergie bereitgestellt werden wie unter aktuellen Marktbedingungen Weiterhin können signifikante Erlössteigerungen erzielt werden (bis zu 14% im Betrachtungszeitraum) Die größten wirtschaftlichen Vorteile gegenüber einer alleinigen Vermarktung an den Strombörsen bietet die Kombination aus Spot- und SRL-Markt Erschließung zusätzlichen Potentials durch die Einführung eines Regelarbeitsmarktes Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 20

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt Julia Seidel, M.Sc. Telefon: (0531) Technische Universität Braunschweig Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen elenia Schleinitzstraße Braunschweig Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 21

22 Backup Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 22

23 Aktuelle Rahmenbedingungen des Regelleistungsmarktes Regelleistungsprodukte werden über gemeinsame Internetplattform der ÜNB auktioniert Zur Teilnahme muss die vorgeschriebene Präqualifikation erfüllt werden Primärregelleistung (PRL) Sekundärregelleistung (SRL) Minutenreserveleistung (MRL) Ausschreibungszeitraum Wöchentlich Wöchentlich Werktäglich Produktzeitscheiben Eine Woche Hochtarif (Mo.-Fr Uhr, kein Feiertag) und Niedertarif Sechs 4-Std.-Blöcke pro Tag Produktdifferenzierung Mindestangebotsgröße Keine Pos. oder neg. SRL Pos. oder neg. MRL ±1 MW +5 MW oder -5 MW +5 MW oder -5 MW Vergütung Leistungspreis (Pay-as-bid) Leistungs- und Arbeitspreis (Pay-as-bid) Leistungs- und Arbeitspreis (Pay-as-bid) Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 23

24 Zuverlässigkeiten der probabilistischen Prognose 0,8 0,7 0,6 Am Intraday-Markt veräußerte Leistung Am Day-Ahead-Markt veräußerte Leistung Probabilistische Prognose (99%) Probabilistische Prognose (95%) Probabilistische Prognose (99,994%) Leistung P/P N 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Uhrzeit Seidel, Osterkamp, Steinmetz, Premm, Bohnenberger, Engel EnInnov 2016 Seite 24