Netzoptimierung durch Speicher

Transkript

1 Netzoptimierung durch Speicher Gunnar Wrede, Head of Economics & Politics, Younicos AG Mai 2014

2 Agenda Über Younicos Makroökonomische Bilanz eines Batteriesystems Mikroökonomische Bilanz Ökologische Bilanz Technische Bilanz bei der Erbringung von Systemdienstleistungen 8 of 18

3 Über Younicos 8 of 18

4 Über Younicos Younicos Inc. Austin, USA Younicos AG Berlin, Germany Management Team: James McDougall (Chief Executive Officer) Alan Gotcher (Chief Technical Officer) Wade Guindy (Chief Operating Officer) Robert Manasse (Chief Consulting Officer) Michael Mahan (Chief Business Development Officer) Stephen L. Prince (Chief Revenue Officer) Clemens Triebel (Chief Visionary Officer) Founded: 2005 Employees: 130 Nationalities: 15 Trainees: 3 3 of 18

5 Über Younicos Wir haben für jedes Netz die passende Lösung Battery Parks Erhöhung der Netzstabilität Reduzierung der Netzausbaukosten Integration Erneuerbarer Portfolio Optimierung Verringerung des CO2 footprint Island Systems Verringerung der Versorgungskosten Reduzierung der Abhängigkeit von Diesel Reduzierung der Preisvolatilität Integration erneuerbarer Energien Gewährleistung der Versorgungssicherheit 5 of 18

6 Über Younicos Erfahrungen aus über 93 installierter Leistung 1.5 KIUC III Kauai, HI Lead Acid Grid Stability 3 KEA Kodiak Island, AK Lead Acid Wind Integration 1.5 XCEL Energy Aurora, CO Lead Acid Solar Integration 0.8 Ford MAP Canton, MI Lead Acid Solar Integration 1.5 Invenergy Grand Ridge, IL Li-Ion Ancillary Services 6 UKPN Leighton-Buzz., UK Li-Ion Ancillary Services 1.5 KIUC II Kauai, HI Lead Acid Grid Stability 1.5 Sieyuan Shanghai, China Lead Acid Ancillary Services 1.5 KIUC I Kauai, HI Lead Acid Grid Stability 5 WEMAG Schwerin. Ger. Li-Ion Ancillary Services 1.1 Castle & Cooke Lanai, HI Lead Acid Solar Integration 1.2 Vattenfall Berlin, Ger. NaS Ancillary Services 1.5 First Wind KWP I Maui, HI Grid Stability 1 Terna I Sicily, Italy Li-Ion Ancillary Services First Wind KWP II Maui, HI Lead Acid Wind Integration Kahuku Oahu, HI Lead Acid Wind Integration.15 TEES South Texas Solar RAMP, D Gen Mgt. 36 Duke Energy Notrees, TX Lead Acid Wind Int. & Anc. S. 1.5 NexTera Red Mesa, NM Ancillary Services Grid Stability 1 CCET Lubbock, TX Li-Ion Solar & Wind Int Terna II Sardinia, Italy Li-Ion Ancilllary Services NSF Telescope South Pole Lead Acid Pulsed Power Mgt 6 of 18

7 Makroökonomische Bilanz Der Übergang zu einer effizienten und auf erneuerbaren Energien basierenden Energieversorgung 8 of 18

8 Makroökonomische Bilanz Flexibilitätsoptionen, Leitstudie 2015 Endbericht

9 Load/Generation [] Makroökonomische Bilanz Must-run Leistung verhindert eine effiziente Netznutzung Must-run Schäden im Verlauf von 5 Tagen Jährliche Must-run Verluste Schäden für den deutschen Industriestandort Must-run limitation Time * Nach SRU, Systemkonflikt in der Transformation der Stromerzeugung, 2010 Deutrsch Übertragungsnetzbetreiber, Aauswirkungen reduzierter Schwungmasse auf einen stabilen Netzbetrieb, of 18

10 Makroökonomische Bilanz Batteriespeicher sind die effizienteste Technologien zur Bereitstellung von Primärregelleistung sie verursachen keine nexternen Kosten Kraftwerk Batterie Markterlöse Systemkosten Netznutzung, SDL, Redispach, Externe Kosten Must-run Schäden, *(dena, Systemdienstleistungen 2030, 2014) 12 of 18

11 Makroökonomische Bilanz Zusammenfassung der Flexibilitätsoptionen Netzentwicklungsplan (Auswirkungen reduzierter Schwungmasse auf einen stabilen Netzbetrieb) Auswirkungen reduzierter Schwungmassen auf den stabilen Netzbetrieb Aktuell (2014) muss der Regelblock Deutschland eine Primärregelleistung in Höhe von ca vorhalten Wenn die geforderte PRL weiterhin aus thermischen Kraftwerken bereitgestellt wird, ergibt sich eine installierte Leistung von knapp 20GW, die kontinuierlich am Netz sein Muss Leitstudie Strommarkt Endbericht Die Flexibilisierung von Angebot und Nachfrage sichert die Versorgung senkt die systemkosten macht die Preisfindung robuster erhöht den Marktwert erneuerbarer Energien

12 Mikroökonomische Bilanz Kostenentwicklung und Wirtschaftlichkeit

13 Mikroökonomische Bilanz Batteriespeicher im Wettbewerb - Kostenführer bei der Bereitstellung von Regelleistung Lignite Coal Gas Lignite Coal Gas Battery fossil plants, incl. capital cost fossil plants, excl. capital cost Quelle/Kraftwerksdaten: nach P. Konstantin, Praxisbuch Energiewirtschaft battery plant, incl. capital cost Kostenvergleich für ein 2 Regelband 12 of 18

14 Mikroökonomische Bilanz Regelenergiemarktpreises und damit die Erlöse entwickelt sich positiv - entgegen anderer Markttrends (FCR) Preisentwicklung parallel zur Strombörse Aufkommender Wettbewerb Regulierung (Markteintrittsgrenzen) Entkopplung vom EPEX Preis Steigender Marktpreis trotz/durch Ausdehnung des Marktgebiets Summe von LP min Summe von LP max Summe von Mittlerer LP

15 Ökologische Bilanz Life Cycle Assessment Analyse

16 Ökologische Bilanz und Ressourcenbilanz Vergleich der Bilanzen eines Kohlekraftwerks mit einem Batteriesystem in der Frequenzregelung *

17 Ökologische Bilanz und Ressourcenbilanz Vergleich der Bilanzen eines Kohlekraftwerks mit einem Batteriesystem in der Frequenzregelung * *FZ Jülich (2015): Life Cycle assessment of primary control provision by battery storage systems and fossil power plants 13 of 18

18 Technische Bilanz Erbringung von Systemdienstleistungen

19 Location Neumühler Weg Schwerin Germany

20 Total power (%) Technische Bilanz Erbringung von Regelleistung 200% Flexibilität - Batteriesysteme weisen die höchste Regeleffizienz auf Regelbänder unterschiedlicher Technologien für die Frequenzregelleistung % 30% 40% 60% 100% lignite coal gas fired hydro power Battery -35% -100% must-run limitation frequency band 10 of 18

21 Technische Bilanz Erbringung von Regelleistung 9 of 14

22 Battery Power Plant - German TC sec. ramping Minimum power requirement 20% Maximum overarchieving Deadband Working capacity

23 Technische Bilanz Schwarzstartfähigkeit Systemanalyse Allgemein - Steuerung, Überwachung, Beleuchtung GT Abgänge - Schmierung und Konditionierung Anfahrt - Turbinenbeschleunigung Kühlung - Lager, Turbine und Generator Erregung - Generatorläufer Elektronik Anfahrtslastkurven einer GT 10 of 18

24 Technische Bilanz Schwarzstartfähigkeit Batterie-Leistungsbedarf Spannung während des Schwarzstart: Alle Spannungsspitzen sowie Einbrüche bewegen sich in den normalen Betriebsbereichen (0,9 < U < 1,1 p.u.) Anfahrtslasten einer GT Zunehmende Lasten korrelieren mit abnehmendem Blindleistungsbedarf 10 of 18

25 Our solution avoids grid expansion costs United Kingdom Battery Park Leighton-Buzzard 6 /10 h Lithium-Ion Younicos delivered controls Peak shaving & frequency control Commissioning: 10/2014 Partner (EPC): S&C Client: 29 of 44

26 Speicher sind der Schlüssel zu effizienteren und sicheren Netzen Vollautomatische Bereitstellung der folgenden Energiedienstleistungen: Systemdienstleistungen Primärregelleistung Sekundärregelleistung Spannungshaltung Inselfähigkeit Schwarzstartfähigkeit Kurzschlussstrom Dämpfung von Leistungspendelung Weitere Energieservices Ramping Lastspitzenmanagement Integration Erneuerbarer Gen-Set-Optimierung Diesel-Substitution Verschiebung von Netzinvestitionen Optimierung des Eigenverbrauchs 3 of 9

27 Welche Hürden sind zu nehmen

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29 Batteriespeicher die 4. Säule der Stromversorgung Lastspitzenglättung, Ramping, Portfoliooptimierung Generation Load Frequenzhaltung Spannungshaltung Blindleistung Kurzschlussstrombereitstellung Storage Transmission and Distribution Power Quality Lastmanagement 16 of 18

30 Thank you for your attention! Wrede, Gunnar Younicos AG Am Studio Berlin Germany