Aus der Praxis: Virtuelle Kraftwerke vernetzen flexible Stromerzeuger und -verbraucher

Transkript

1 ThEGA-Forum Aus der Praxis: Virtuelle Kraftwerke vernetzen flexible Stromerzeuger und -verbraucher Dominik Wernze

2 AGENDA Unternehmensvorstellung Flexibilität im virtuellen Kraftwerk Grundlage Kurzfristhandel Potenziale für flexible Erzeugung und Verbrauch Praxisbeispiel: Optimierung von Stromerzeugung Praxisbeispiel: Optimierung von Stromverbrauch Fazit & Ausblick 2

3 Next Kraftwerke GmbH Unternehmensvorstellung FAKTEN Internationale Zentralen in Köln, Wien, Brüssel und Paris Gegründet: 2009 mit starkem akademischen Hintergrund Eigentümer: Firmengründer und private Investoren Seit Gründung stetiges Wachstum mit einem Team von rund 120 Mitarbeitern TECHNOLOGIE Leitwarte: Vollautomatische Steuerung & Monitoring von vernetzten Anlagen & Prozessen Next Box: Interface zur standardisierten Vernetzung verschiedener Anlagentypen GESCHÄFTSMODELL Virtuelles Kraftwerk, Regelenergiebereitstellung, Handelsdienstleistungen und Marktzugang zu den europäischen Strommärkten Dienstleistungen für Anlagen der Erneuerbaren Energien (BHKW, Wind, Solar) und große Stromverbraucher: Vernetzung Analyse Stromhandel Aktive Bilanzkreisbewirtschaftung 3

4 Next Kraftwerke GmbH Portfolio Vernetzte Leistung Megawatt (Dez. 2015) / Anlagen 6 % Steuerbare EE (Bioenergie, Wasserkraft etc.) Lastmanagement / Netzersatzanlagen Solar Windkraft 23 % 4% 67% Das Portfolio von Next Kraftwerke setzt sich aus Anlagen der Erneuerbaren Energien und großen Stromverbrauchern aus allen Regelzonen in Deutschland, Belgien & Österreich zusammen 4

5 Next Kraftwerke GmbH Was ist ein virtuelles Kraftwerk? Aggregator von Dezentralität In einem virtuellen Kraftwerk werden dezentrale Erzeuger und vermehrt auch Verbraucher leittechnisch über Fernsteuereinheiten vernetzt Dadurch wird die Kapazität der vernetzten Anlagen aggregiert das virtuelle Kraftwerk kann, ähnlich wie ein konventionelles Kraftwerk, aus der Zentrale geschaltet werden Doch nicht nur Erzeugung und Verbrauch werden aggregiert, sondern auch Informationen über den aktuellen Status des einzelnen Teilnehmers Der Betreiber des virtuellen Kraftwerks besitzt und betreibt in der Regel keine eigenen Stromerzeugungsanlagen Erzeugung und Vermarktung sind getrennt 5

6 Flexibilität im virtuellen Kraftwerk Erlösoptimierung durch Marktbeobachtung Im virtuellen Kraftwerk kann Flexibilität sinnvoll genutzt werden: Drei Möglichkeiten, Flexibilitätserlös optimal einzusetzen Regelenergiemarkt Ausgleich von Prognosefehlern im Next Pool Spot- und Intraday-Markt 6

7 Grundlage Kurzfristhandel Intraday ermöglicht Reaktion auf kurzfristige Prognosekorrekturen Schwankungen bei der Erzeugung führen zu Netzinstabilitäten Erfordert Regelenergie Sollfrequenz 50 Hz Erzeugung Nachfrage Intraday ermöglicht Reaktion auf kurzfristige Prognosekorrekturen Korrekturen der PV und Wind Prognose treiben Preise an Intraday Börse 7

8 Grundlage Kurzfristhandel Übersicht über Vermarktungsoptionen Strom 8

9 Grundlage Kurzfristhandel Stunden- und Viertelstundenprodukte 9

10 MW Grundlage Kurzfristhandel Intraday-Auktion zusätzlicher Markt für Flexibilität 700 Handelsvolumen 1/4-Stundenprodukte Jun 14 Jul 14 Aug 14 Sep 14 Okt 14 Nov 14 Dez 14 Jan 15 Feb 15 Mrz 15 Apr 15 Mai 15 Jun 15 Jul 15 Aug 15 Sep 15 Okt 15 Nov 15 Dez 15 Jan 16 Feb 16 Intraday-Auktion Intraday 10

11 MW Grundlage Kurzfristhandel Gehandeltes Volumen pro Viertelstunde 1000 Volumen Viertelstundenprodukte (Intraday Auktion)

12 Grundlage Kurzfristhandel Spreads im Intraday-Viertelstundenhandel 12

13 Potenziale für flexible Erzeugung und Verbrauch am Intraday-Markt Vermarktungsidee Anlagenseitig: Produktion und Verbrauch kann verschoben werden Marktseitig: Volatilitäten in der kurzen Frist, insbesondere im ID in den ¼ h Anforderungen kurzfristige Fahrplananpassungen müssen möglich sein je mehr Verschiebepotential, desto besser angemessene Puffermöglichkeiten Herausforderungen hohe Zahl an Anfahrts- oder Abschaltzyklen stellt Belastung für Motoren wie stark werden Prozesse beeinflusst ausreichend flexibles Potential 13

14 Potenziale für flexible Erzeugung und Verbrauch Anpassung der Erzeugung Day-Ahead: Bedarfsorientierte Einspeisung 14

15 Bedarfsorientierte Einspeisung Vermarktung und Intraday-Optimierung einer Biogasanlage 15

16 Praxisbeispiel Intraday-Vermarktung Bedarfsorientierte Einspeisung - Biogas 2 x kw, 1 x 800kW kw inst. Leistung Bemessungsleistung: kw Gasspeichervolumen: m³ / ca. 24h 16

17 Bedarfsorientierte Einspeisung Vermarktung und Intraday-Optimierung einer Biogasanlage 17

18 Flexible Strombelieferung Vermarktungsoptimierung hin zum Erfüllungszeitpunkt Verbrauch/Tag bleibt konstant, allerdings Verbrauchssteigerung bei niedrigen Strompreisen Verbrauchssenkung bei hohen Strompreisen 18

19 Praxisbeispiel Intraday-Vermarktung Deich- und Hauptsielverband Dithmarschen Leistung der Pumpen ca. 300 kw Restriktion: Pegelstand Steuerung anhand von Preissignalen 19

20 Flexible Strombelieferung Intraday-Optimierung eines Verbrauchers 20

21 Flexible Strombelieferung Umsetzung Variante 1: Anlagensteuerung durch Kunden selbst! Next Kraftwerke Next Kraftwerke stellt Kunden laufend bis 90 Minuten vor physikalischer Lieferung Strompreisvektoren zur Verfügung Next Kraftwerke beschafft die Energiemengen am Intradaymarkt Kunde Kunde disponiert das Lastprofil der Verbrauchseinheiten auf Basis der Strompreise bis 75 Minuten vor physikalischer Lieferung Umsetzung des Fahrplanes in der Anlagensteuerung (Wichtig: Fahrplantreue!) 21

22 Flexible Strombelieferung Umsetzung Variante 2: Anlagensteuerung durch Next Kraftwerke Next Kraftwerke Next Kraftwerke übernimmt Energiehandel und aktive Steuerung der Verbrauchseinheiten Kunde Aufstellung der Flexibilitätsrestriktionen des Betriebes (Wie lange, wie oft, mit welcher Leistung usw. kann geregelt werden?) Dynamische Live-Anpassung des Lastprofils durch Optimierungsrechner (im Rahmen der Flexibilitätsrestriktionen!) Technische Umsetzung durch Installation einer Fernwirktechnik (Next Box) 22

23 Flexibilität Potentiale auf Verbrauchs-/Erzeugungsseite Erzeugung Nah- und Fernwärme (flexible BHKW, KWK) Nutzung von Batteriespeichern (e-mobility) Pumpspeicher Verbrauch Stromspeicher Produktion/Gewerbe Klimatisierung Kühlung Lebensmittelherstellung Mühlen Pressen Pumpen Beleuchtung Trocknung 23

24 Fazit & Ausblick Flexibilität im virtuellen Kraftwerk mit diversen Einsatzmöglichkeiten: Preisorientierte Fahrweise Auffangen von Prognosefehlern des Portfolios / Reduktion von Ausgleichsenergierisiken Regelenergie Herausforderungen: Verfügbarkeitsplanung wie viel Flexibilität kann ich vermarkten? Halten die Anlagen was sie versprechen (u.a. Fahrplantreue)? Vermarkte ich am Regelenergiemarkt oder börsenpreisorientiert? Chance: Durch das Heben der Flexibilitätspotentiale können Mehrerlöse/Kostenreduktionen bei Teilnehmern erzielt werden Erneuerbare Energien und zunehmend auch flexible Verbraucher übernehmen vermehrt Systemverantwortung und unterstützen die Systemstabilität 24

25 Kontakt DAS ZIEL DER WEG DER STATUS DAS TEAM 100% Erneuerbare Energien möglich machen Digital, flexibel, nachhaltig Eines der größten Virtuellen Kraftwerke Europas Über 100 Mitarbeiter mit vielfältigem Ausbildungshintergrund KONTAKT Dominik Wernze Portfoliomanagement Tel.: 25