Energiewende 4.0 -Elektrisch, digital, smart im Unternehmen

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1 Energiewende 4.0 -Elektrisch, digital, smart im Unternehmen Veranstaltung energiekonsens Regenerative Stromerzeugung und Energiespeichersysteme für Unternehmen Bremen, Astrid Braun und Johannes Fischer, swb Erzeugung

2 Inhalt Energiewelt 4.0: Versorgungskonzepte und -strategien Konkrete Projektbeispiele Wärmespeicher Hybridregelkraftwerk Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

3 Energiewende 4.0 die Herausforderungen Flexibilitäten & Sektorkopplung Dezentrale Versorgung Netzausbau Verteilnetze Digitalisierung Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

4 Flexibilität und Sektorkopplung Flexibilität = ist die Fähigkeit einer Anlage, ihre Stromerzeugung bzw. ihren Stromverbrauch zur Stabilisierung der Energieversorgung (mit erneuerbare Energien) anzupassen = lässt sich durch zwei Technologieformen erreichen: 1. Stromspeicherung (Batteriespeicher, P2G2P) 2. Veränderung Stromerzeugung/-verbrauch (P2G, P2H, P2Mobility) Sektorkopplung = meint die stärkere Verzahnung und gemeinsame Optimierung verschiedener Sektoren der Energie (Strom, Wärme, Gas) und des Verkehrs (E-mobility, LNG/ LGB und Wasserstoff) = zählt zu den Flexibilitätsoptionen Beispiele für Sektorkopplungin Bremen: Verkehr: div. Projekte LNG/ LBG; E-Mobilität Klimaschonende Wärmeversorgung : KWK mit Wärmespeicher und HyRec Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

5 Flexibilitätsoptionen lassen sich viel- und mehrfach anwenden Derzeit (noch) geringe Marktanreize Führt zu Erlös-optimierung durch sogenannten Multi-Use-Geschäfts-modelle Markt entwickelt sich noch Ab etwa 2020 Zunahme der Extrempreise (Häufigkeit und Höhe) Führt zu ggf. neuen Optionen für energieintensive Betriebe (z.b. Regelenergievermarktung, Netzspitzenmgt.) Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

6 Dezentralisierung und Akteursvielfalt 500 Kraftwerke 1,6 Millionen PV Anlagen Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

7 Mit virtuellen Kraftwerken werden die zunehmende Kleinteiligkeit und Flexibilitäten gemanaged Virtuelles Kraftwerk Aggregation dezentral verteilter Kleinstanlagen Bündelung zu handelbaren Strom-Produkten Einsatz von IT und Kommunikationstechnik zur (echtzeitbasierten) Steuerung von Anlagen u.a. automatisierter Abruf von Flexibilitäten Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

8 Starke Zunahme der Vernetzung, iot, Blockchain mehr als eine Milliarde Internet-nutzer ab 2021 M2M-Kommunikation im Jahr 2021: 27 Milliarden Geräte 50% der Verbindungen läuft über IoT abläuft; entsprechend 5% des globalen IP-Verkehrs Das vernetzte Auto wächst mit 29 Prozent der jährlichen Verbindungen. Quelle: Cisco Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

9 Verteilnetzebene: zukünftig stärkere regionale Unterschiede? Situation und Handlungsbedarfe im Verteilnetz sind sehr unterschiedlich Quelle: Agora Smart Market Design Neben Anbietern mit skalierbaren und hoch automatisierten Leistungen werden sich regionale Nischenprodukte und Kundenmodelle bzw. regionale Vermarktungsplattformen entwickeln. Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

10 Konkrete Projektbeispiele am Standort Hastedt: Wärmespeicher Hybridregelkraftwerk

11 Fernwärmespeicher KW Hastedt Motivation: Gasverdrängung Winter: Vermiedener Erdgaseinsatz bei zeitlich befristeter Überschreitung der maximalen Wärmelast von Block 15 Elektrische Lastverschiebung durch Entkopplung Wärmeerzeugung von Stromproduktion Zusatzbetrachtung: Nutzen als Netzschutz bei Ausfall von Block 15 Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

12 Projekt Wärmespeicher- Ecktermine Ecktermine: AR-Beschluss: Dezember 2015 Losweise Vergabe: Behälter, Rohrleitungen, Bautechnik, E-/Leittechnik Baubeginn: Oktober 2016 Beginn Probebetrieb: Dezember 2017 Projektbudget: ca. 4,3 Mio. Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

13 Projekt Wärmespeicher- Auslegungsdaten Auslegungsdaten: Ausführung: Zwei baustellengefertigte Druckspeicher mit den Abmessungen (Dxh): 12 x 18m Speichervolumen/ -kapazität: m³ /ca. 280 MWh Auslegungsdruck: 8 barü (UK Behälter) Auslegungstemperatur: -10 bis 144 C Ein-/Ausspeicherleistung: 35 MW (normal), 70 MW (Schnellentladung bei Blockausfall) Betriebsdruck: 4 barü (Einbindung als hydraulische Weiche) Behälterbauer: Fa. Gronemeyer&Banck Dimensionierung Vor-/Rücklaufleitungen: DN500/DN400 Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

14 Funktionsweise Druckspeicher mit Einbindung als Hydraulische Weiche Ausdehnungsbehälter Delta ca. 200m³ Erzeugung 2 x m³ Wärmespeicher Bedarf Block 15 Netze Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

15 Erlöspotentiale Strommarkt Je nach Wärmebezug im Netz sind bei Ein-/Ausspeicherung von 35 MW th in den/aus dem Wärmespeicher ca MW el elektrische Leistung verschiebbar Aufgrund der Einbindung des Wärmespeichers als hydraulische Weiche sind Lastgradienten von ca. 3 ΔMW el /min erreichbar System Block 15/Wärmespeicher ist sekundärregelfähig 35 MW th 35 MW th Aufgrund des Einsatzes als Grundlastblock ist insbesondere positive SRL fast durchgehend verfügbar Geplanter Beginn Präqualifikation: Herbst MW el 8 MW el Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

16 Lastgang mit und ohne Speicher Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

17 Hybridregelkraftwerk Bremen (HyRek) Kombination aus Batteriespeicher und Elektrokessel zur Bereitstellung von Primärregelenergie Auslegung: 15 MW elektr./therm. Leistung;14 MWh Batteriekapazität Aufbau: 3 HyRek-Module à 5 MW Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

18 Prinzip Hybridregelkraftwerk Hastedt

19 Frequenzverlauf Netz und Energieumsätze Batterie und P2H

20 Simulations- Kennlinien im PCS7

21 Projekt Hybridregelkraftwerk (HyRek) - Prinzipbild für je 3x5 MW el LiO-Batterien mit Wechselrichter, Trafo und 3x 5MW th Elektrokessel Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

22 Elektrokessel Widerstanderwärmung

23 Projekt Hybridregelkraftwerk (HyRek) - Aufstellungplanung Folie Energiewende 4.0 energiekonsens unternehmen:bildung

24 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Ihre Ansprechpartner: Virtuelles Kraftwerk Dipl.-Ing. Astrid Braun T: Speichersysteme Dipl.-Phys. Johannes Fischer T: