Jutta Strohbeck, Dr. Sleman Saliba, Power Generation, ABB AG Mannheim. Unkonventionelle Beiträge zum Regelleistungsmarkt

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1 Jutta Strohbeck, Dr. Sleman Saliba, Power Generation, ABB AG Mannheim. Unkonventionelle Beiträge zum Regelleistungsmarkt Virtuelle Kraftwerke und flexible Nachfrage Welche Projekte wir umgesetzt haben Slide 1

2 Schritte zur nachhaltigen Energieerzeugung im 21. Jahrhundert Energie Effizienz Erneuerbare Energie Dezentralisierung Vernetzung Flexibilisierung Nachhaltige Energieerzeugung Querverbundtechnologien Smart Grids Digitalisierung Demand Response Speicher Slide 2

3 Was ist ein Virtuelles Kraftwerk / Virtueller Power Pool? Virtuelles Kraftwerk Virtueller Power Pool Zusammenschluss von dezentralen Erzeugungsanlagen, Speichern und steuerbaren Verbrauchern Zentrales Leit- und Optimierungssystem zur gemeinsamen Steuerung und Regelung Slide 3

4 Möglichkeiten der dezentralen Erzeugung, Speicherung und Verbrauch Messen Überwachen Überblicken Anbindung der einzelnen Einheiten Umfassende Informationsbasis für schnelle Entscheidungen Steuern Regeln Optimieren Zusammenschluss vieler dezentrale Einheiten zu einem Virtuellen Kraftwerk Ausgleich von fluktuierender Einspeisung aus erneuerbaren Energien Einsatzoptimierung der steuerbaren Einheiten Weniger Großkraftwerke mehr Dezentralität Vermarkten Anbieten von Regelleistung, Teilnahme am Energiemarkt, Direktvermarktung Slide 4

5 Kundennutzen Pooling aller Einheiten Optimierung der Eigenerzeugung und der Erlöse innerhalb des Power Pools Umfassender Überblick über den Power Pool zu jeder Zeit für schnelle Entscheidungen Besserer Preise für die erzeugte Energie Bessere Preise für die zusammengeschlossenene Anlagen an den Energiemärkten Marktzugang für kleine und mittlere Erzeugungsanlagen aus regenerativen Quellen Slide 5

6 ABB Lösung Unique Selling Points Zentrales Steuerungs- und Optimierungssystem für die gebündelte Vermarktung von dezentralen Erzeugungsanlagen, Energiespeichern und steuerbaren Verbrauchern Hochverfügbar, hochskalierbar, echtzeitfähig Standardisierte offengelegte Schnittstellen Automatisierte Kommunikation zwischen allen Ebenen Optimale Einsatzplanung und Anlagensteuerung in einem Schritt Slide 6

7 Systemlayout und Einbettung in die Systemlandschaft PGIM Prozess-DB Fahrplanoptimierung Einsatzoptimierung Bilanzkreisoptimierung Optimale Aufteilung von Regelleistungsabrufen Slide 7

8 Funktionen auf verschiedenen Ebenen Prognosen Erneuerbare Einspeisung Virtuelles Kraftwerk Zentrales Leit- und Optimierungssystem Energiehandel Monitoring Handels-Optimierung Decision support für den Energiehandel Abrechnungsdaten Export Aggregation / Disaggregation Portfoliomanagement Abrechnung / Einzelnachweise ÜNB Minutenregelleistung Prozess-DB Alarms & Events Archievierung Fahrpläne Prognosen Day-Ahead- / Intra-Day Optimierung Fahrplanerstellung Speichermanagement Echtzeit-Optimierung Fahrplanoptimierung Einsatzoptimierung Regelleistungsabrufe Störungsausgleich (¼) stündlich 3 Sekunden ÜNB Sekundärregelleistung Echtzeitschnittstellen Cyber Security ÜNB Primärregelleistung Pool 1 Pool 2 Unit 1 Unit 2 Unit 3 Unit Unit Unit Unit Unit Unit Unit Unit Unit Unit n Pool Pool m Unit 2 Unit 1 Unit 3 Unit 2 Unit 1 Slide 8

9 Einheiten des Power Pools mit flexibler Nachfrage Einheiten im Virtuellen Kraftwerk/Bilanzkreis Windparks Solaranlagen, Solarkraftwerke Biogas- / Biomasse-Anlagen BHKW / KWK-Anlagen Wasser- / Pumpspeicher-Kraftwerke Power-2-Heat / Elektrokessel Waste-2-Heat / Müllverbrennung Industriestandorte Gewerbliche Liegenschaften / Bürogebäude Konventionelle Kraftwerke Dieselaggregate Umsetzung von Demand Response Betreiber Virtuelles Kraftwerk / VPP Energiedienstleistung Industriestandorte Gewerbliche Liegenschaften / Bürogebäude Demand Response Profitieren Sie von der Flexibilisierung ihres Strombezugs Slide 9

10 Demand Response Flexible Nachfrage Demand Response Flexible Nachfrage Nachfrageseitige Flexibilisierung durch Koordination von Erzeugungs- und Produktionsanlagen Bereitstellung von verbrauchsseitiger Flexibilität bei Industriestandorten, gewerbliche Liegenschaften und Bürogebäude Dynamische Optimierung des Energieverbrauchs basierend auf Preis- und Verfügbarkeitssignalen Slide 10

11 Nachfrageseitige Flexibilisierung Demand Response Eigenverbrauchs -optimierung Nicht mehr allein der Strombedarf bestimmt den Strombezug, sondern die Verfügbarkeit und der Strompreis wird beim Teilnahme am Energiemarkt Netzdienstleistungen Verbrauch berücksichtigt. Profit aus der Dezentralität der Stromerzeugung Profit aus der Flexibilität des Industriestandorts Netzqualität Peak Shaving Der Bedarf richtet sich nach der Verfügbarkeit Versorgung bei Netzausfall (Inselbetrieb) Slide 11

12 Prozessflexibilität erlaubt Lastmanagement Metallherstellung Zellstoff und Papier Zement Ihre Industrie Kernprozesse Elektrolyse-Prozesse, Zementmühlen, Papiermühlen, Lichtbogenöfen Querverbundtechnologien KWK, Wärme, Kälte, Prozessdampf, Wasser Kälte (A/C, Kühlhäuser, ) Pumpen, Notstromaggregate Alle energieintensiven Prozesse die nicht 24/7 ausgelastet sind Lastmanagement in vielen Industrien möglich Slide 12

13 Welche Projekte wir umgesetzt haben Anwendung Kundennutzen Beispiel Referenz Echtzeitoptimierung von virtuellen Kraftwerken Pooling von Erzeugung, Speicher und Verbrauch für Regelleistungsabrufe Regelenergie Direktvermarktung Regelenergie Power-2-Heat Next Kraftwerke Infraserv Höchst Bilanzkreismanagement und Intraday- Optimierung von kommunaler Erzeugung Planungsgüte Direktvermarktung Autarke Energiecluster Stadtwerke Trier Demand Response in einem Stahlwerk Lastmanagement Peak Shaving Energiebezugsoptimierung Lastmanagement in einer Papierfabrik Flexibilität / Effizienz Peak Shaving Thyssen Krupp, Acciai Speciali Terni, IT Papierfabrik, Skandinavien Slide 13

14 Selected References Slide 14

15 Referenz Next Kraftwerke Echtzeitoptimierung von virtuellen Kraftwerken Next Kraftwerke Virtuelles Kraftwerk TEs und 1,5 GW Leistung Anbieten der Kapazitäten der TEs an den Energiemärkten Regelleistungsmarkt für SRL / MRL aller 4 Regelzonen Direktvermarktung an der EPEX/EEX Lösung Zentrales Leitsystem für ein Virtuelles Kraftwerk Vernetzung von vielen dezentralen technischen Einheiten Biogas-, Biomasse-, BHKW/KWK-, Wasserkraft-, Windkraft-, Solaranlagen, Industrieanlagen, Power-2-Heat, Notstrom Regelleistung und Direktvermarktung Optimale Verteilung der Sekundär- und Minutenregelleistungsabrufe auf einsatzbereite technische Einheiten (TE) ABB ermöglicht die Steuerung und Regelung von mehreren Tausend dezentralen Einheiten Slide 15

16 Referenz Infraserv GmbH & Co. Höchst KG Steuerungs- und Optimierungssystem für Industriepark Infraserv Höchst Erhöhung der angebotenen Regelleistung Power-2-Heat: Nutzung von Elektrowärme Optimierungssystem zur Vernetzung der technischen Einheiten Flexibleren Aufteilung der SRL / MRL Leistung Erzeugungseinheiten 3 Gasturbinen à 50 MW Leistung (à 15 MW präqualifiziert) 2 Elektrokessel à 20 MW Leistung (à 20 MW präqualifiziert) 1 MVA 65 MW Leistung (40 MW präqualifiziert) Weitere externe technischen Einheiten Lösung Echtzeit-Optimierung der Regelleistungsaufteilung Automatisierte Kommunikation zwischen allen Ebenen Größere Bereitstellung von Regelleistung mit höheren Erlösen am Strommarkt Slide 16

17 Referenz Stadtwerke Trier Bilanzkreisoptimierung Stadtwerke Trier Vernetzung von Stromerzeugung, Stromverbrauch und Energiespeicher-systemen im eigenen Bilanzkreis Wind, Solar, Biomasse / Biogas, BHKW/KWK Batteriespeicher und Elektroauto-Ladesäulen Wasser- und Pumpspeicherkraftwerk (Planung) Steuerbare Verbraucher Ziel ist die Senkung der Ausgleichsenergiekosten Lösung Intelligentes Energiemanagement-System zur Bilanzkreisoptimierung Intra-Day-Optimierung zum Ausgleich des Bilanzkreises bei fluktuierender Einspeisung erneuerbarer Erzeugung Ausgleich der fluktuierenden Einspeisung erneuerbarer Energien im Bilanzkreis Slide 17

18 Referenz Thyssen Krupp Acciai Speciali Terni, IT Industrielles Lastmanagement in der Elektrostahlproduktion Senken von Energiekosten dank volatiler Energiepreise Reduzierung der Spitzenlast und Einhaltung von Lastkurven Einbindung in die existierende Systemlandschaft Energiekosten bei gleichbleibender Produktion um 5-10% senken 5-10% Kostenersparnis Slide 18

19 Referenz Thyssen Krupp Acciai Speciali Terni, IT Koordination von Produktionsplanung und Energiemanagement ABB Demand Response Intelligente Produktionsplanung ABB Energy Manager ABB Production Planning Senken der Energiekosten durch Ausnutzen variabler Preise Einhalten von Lastkurven Unverändertes Produktionsvolumen Energiekosten bei gleichbleibender Produktion um 5-10% gesenkt Slide 19

20 t1 t5 t9 t13 t17 t21 t25 t29 t33 t37 t41 t45 t49 t53 t57 t61 t65 t69 t73 t77 t81 t85 t89 t93 t97 t101 t105 t109 t113 t117 t121 t125 t129 t133 t137 t141 t145 t149 t153 t157 t161 t165 t1 t5 t9 t13 t17 t21 t25 t29 t33 t37 t41 t45 t49 t53 t57 t61 t65 t69 t73 t77 t81 t85 t89 t93 t97 t101 t105 t109 t113 t117 t121 t125 t129 t133 t137 t141 t145 t149 t153 t157 t161 t165 Electricity Price [ /MWh] Referenz Industrielles Lastmanagement in der Papierindustrie Koordination von Produktionsplanung und Energiemanagement Holzstoffproduktion Spot Market Hourly Prices (1st week, December 2014) Kontinuierliche Produktion mit Zwischenspeichern Holzstoffproduktion ist stark mit der restlichen Papierfabrik integriert Papierproduktion der Fabrik wird nicht verringert Verringerte Holzstoff Produktion Time [hours] Running Tasks with idsm 5-10% Kosteneinsparungen Slide 20

21 Virtuelle Power Pools und Demand Response sind Möglichkeiten die Energiewende zu Ihrem Vorteil zu nutzen und gleichzeitig zu einer nachhaltigen Energieerzeugung beizutragen. Technisch machbar - wirtschaftlich notwendig - gesellschaftlich sinnvoll ABB AG Power Generation Dr. Sleman Saliba Jutta Strohbeck Kallstadter Str Mannheim, Germany Phone: sleman.saliba@de.abb.com jutta.strohbeck@de.abb.com Slide 21

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