Flexibilisierung von Kläranlagen - Mehrwert durch virtuelles Kraftwerk am Beispiel der STE Kaiserslautern. Quelle: Michael Kirste

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1 Flexibilisierung von Kläranlagen - Mehrwert durch virtuelles Kraftwerk am Beispiel der STE Kaiserslautern + - Quelle: Michael Kirste 1

2 Agenda: 1. Stadtentwässerung KL/WVE GmbH 2. Energieeinsparmaßnahmen STE-KL 3. Energieneutralität STE-KL 4. Regelenergie 5. Regelenergiepotenziale STE-KL 6. Virtuelles Kraftwerk WVE 7. Ausblick 2

3 STE Stadtentwässerung Kaiserslautern WVE GmbH Kaiserslautern Gemeinschaftsbetrieb STE-KL AöR 80 MA WVE Tochter der SWK -KL 150 MA Betriebsführung: 140 Kläranlagen und Außenanlagen 120 PV- Dach-und Freiflächenanlagen 3

4 Zentral-Kläranlage Kaiserslautern: Abwassermenge 21 Mio. m³/a 660 l/s durchschnittliche Zulaufmenge Anschlusswert EW Verfahrensstufen Mechanische Reinigung Biologische Reinigung Chemische Fällung 4

5 Energieeffizienzmaßnahmen: 2008 Umbau Belüftung Biologie 2010 Austausch Delta Hybrid Gebläse 2011 Pumpenaustausch 2013 Trafooptimierung 2014 Neue BHKW inkl. Wärmepuffer 2015 Turboverdichter, ÜS-Zentrifugen 2015 Errichtung 50 KWp PV Dachanlagen 2016 Redox-Flow Batterie 5

6 Fremdbezug Energieeinsparmaßnahmen: Energieneutralität seit Feb Verbrauch (CO t) 6

7 Regelenergie: Ausbau der Erneuerbaren steigt immer weiter Schwankungen zwischen Erzeugung und Verbrauch nehmen zu Regelenergiebedarf steigt (Anzahl Anbieter steigt) Potenziale für kommunale Großverbraucher Potenziale bei Kläranlagen durch vorhandene Flexibilität nutzen 7

8 Regelenergiemarkt: Regelenergie ist die Aufgabe der ÜNB Ausschreibung über Internetplattform Negative und Positive Regelenergie Regelleistungsarten: PRL, SRL, MRL Unterschiedliche Anforderungen Primärregelung Sekundärregelung Minutenreserve Bilanzkreis 5 s 30 s 5 min 15 min 8

9 Regelenergie bei der STE - KL: Außenanlagen Klärschlammentwässerungen Notstromanlagen Heizwerke Zubau Potenziale Power to Gas und Power to Heat Vanadium Redox Flow Batterie Anlagen Kläranlage-KL BHKW + NEA Verdichter (Belebungsbecken) Zentrifugen 9

10 Regelenergie Umsetzung STE - KL: MRL Potenzial BHKW 2 x 400 kwel, 2 x 378 kwth Stromgeführter Betrieb mit Klärgas Durchschnittlich 500 kwel/a Leistung abhängig von Betriebszustand Potenzial pos. MRL 300 kw Potenzial neg. MRL 500 kw Zeitgleiches Anbieten Gasspeicherung bei neg. MRL 10

11 Regelenergie Umsetzung STE - KL: BHKW Teilnahme seit dem Abgabe Negative Minutenreserve kw Teilnahme pos. MRL seit dem

12 Regelenergie Umsetzung STE - KL: BHKW Umstellung auf Fahrplanfahrweise (Blockfahrweise) Bessere Planbarkeit der Angebotsabgabe, Rendite Problem: Gasproduktion, Einspeisevergütung 12

13 Erfahrungswerte aus der Umsetzung: Aufklärung der Mitarbeiter, beseitigen von Vorurteilen bei Kläranlagenpersonal Probleme bei der Vertragszustimmung durch den örtliche Netzbetreiber Integration des Kommunikations- und Steuerungssystems mit Fernzugriff Einweisung der Maschinisten (Handlungsanweisung) Problem Wärmebereitstellung bei Abruf der neg. MRL 13

14 In Planung: Einbindung der ÜS-Zentrifugen 2 x 90 kw Integration einer 1 MW Netzersatzanlage Pos. SRL Zusätzliche Notstromversorgung Installation 1 MW Elektroheizer Neg. SRL Zusätzliche Wärmebereitstellung Versorgungssicherheit 14

15 Planung bis Ende 2016: Neg. MRL 0,5 MW Pos. MRL 0,3 MW 2 x 0,4 MW BHKW Neg. SRL 1,0 MW 1,0 MW E-Heizer Neg. MRL 0,18 MW 0,18 MW ÜS-Zentrifugen Pos. MRL 1,0 MW 1,0 MW NEA 15

16 WVE-eigenes virtuelles Kraftwerk Akquisition eigener Poolpartner Vorbündelung von Anlagen durch WVE- Pool (EC24 light) Ziel bis Ende MW Bisherige Leistung ca. 1,1 MW MRL 4,1 MW SRL WVE/ Clens Poolsystem Leistungsuntergrenze: MRL >= 0,25 MW für Einzelanlagen SRL >= 0,16 MW 16

17 WVE-Poolsystem Keine Beeinträchtigung der Betriebssicherheit und Ablaufqualität Branchenspezifische Poolbildung Investition Kommunikationstechnik Managementaufwand Einbindungsabwicklung Präqualifikationsabwicklung Angebotsabgabe beim Vermarkter Redundanz für Einzelanlagen durch WVE-Pool Abrechnungsmanagement Findung Zusatzpotentiale/ Kläranlagenoptimierung Kein Investitionsrisiko für Kunden 17

18 Anforderungen Anlagentechnik Anbindungsmöglichkeit an Steuerung An- und Abschaltzeit MRL < 15 Min. An- und Abschaltzeit SRL < 5 Min. Echtzeitleistungsmessung Signal Anlagenstatus Flexible Anlagenfahrweise 18

19 Poolpartner: VG Bruchmühlbach-Miesau BHKW 250 kw kw Neg. MRL 300 kw Pos. SRL 120 kw Zusatzerlöse der VG ca /a ohne Investitionskosten Westpfalzklinikum - Kaiserslautern Netzersatzanlagen Pos. SRL 3,1 MW Zusatzerlöse ca /a 19

20 Ausblick Umsetzung weiterer Potenziale der ZKA-KL Zusatzeinnahmen für die Stadtentwässerung-KL / WVE GmbH WVE als Poolbetreiber für Segment Wasser-/Abwasser etablieren Ausbau Poolsystem durch Gewinnung weiterer Poolpartner Zusätzlicher Mehrwert für Poolpartner erwirken Potenzialabschätzung Regelenergie durch Kläranlagen DE Bedarf MRL ca MW Anlagen > EW = + MRL 270 MW und MRL 130 MW Anlagen EW = + MRL 620 MW und MRL 290 MW 20

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 21