Die Speichercloud im Verteilnetz Projekt green2store. Dr. Magnus Pielke EWE AG Goslar, 2. November 2016

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1 Die Speichercloud im Verteilnetz Projekt green2store Dr. Magnus Pielke EWE AG Goslar, 2. November 2016

2 Agenda TOP 1 Unser Antritt TOP 2 Entwicklung anderer Branchen als Leitidee TOP 3 Unser Ansatz: Die Energy Storage Cloud TOP 4 Unsere Erkenntnisse der Erprobung TOP 5 Fazit und Ausblick EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

3 Unser Antritt

4 Unser Antritt Ziel Idee Steigerung der Netzaufnahmefähigkeit für Erneuerbare Steigerung der Wirtschaftlichkeit von Speichern Vernetzung dezentraler Batterien in einer Cloud Benefit Bereitstellung / Vermarktung des Speicherverbunds für Dritte Berücksichtigung des primären Einsatzzwecks bei der Vermarktung EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

5 Wer wir sind Fördermittelgeber: Förderrahmen: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Förderinitiative Energiespeicher Teil des Leuchtturms Batterien im Verteilnetz Laufzeit: 4 Jahre (seit dem 01. November 2012) Gesamtvolumen: Website: 9 Mio. Euro EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

6 Lösungsidee Software statt Hardware Nutzung bestehender Hardware (Speicher) für neue Geschäftsmodelle durch IT-Verknüpfung und Software. Quelle: giganetsystems.com EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

7 Entwicklung anderer Branchen als Leitidee

8 Geschäftsmodellinnovation der Digitalisierung Die Digitalisierung des Buchmarktes 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Anzahl verkaufter e-reader in Deutschland in Mio. 0,19 1,08 2,48 5,55 6, * * Der Marktanteil von ebooks nimmt langsam, jedoch stetig zu und verdrängt herkömmliche Bücher, Magazine und Zeitungen Quelle: utopia Umsatzprognose im e-bookmarkt in Deutschland in Mio. Euro Quelle: in Anlehnung an EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

9 Geschäftsmodellinnovation der Digitalisierung Markt für Anwendungen auf Smartphones und Tablets Anzahl verfügbare Apps im Google Play Store in Tausend Quelle: in Anlehnung an Mittlerweile werden monatlich über zusätzliche Apps im Google Play Store bereitgestellt. EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

10 Geschäftsmodellinnovation der Digitalisierung Die Ablösung der klassischen SMS Anzahl versendeter Nachrichten in Deutschland in Mio. pro Tag SMS WhatsApp Quelle: in Anlehnung an Der Markt für Kurznachrichten wurde durch WhatsApp fast vollständig übernommen und zugleich in drei Jahren auf das fünffache vergrößert. EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

11 Wegbereiter und Effekte der Digitalisierung Preisverfall der IT-Systemdienste Rechenleistung Moore s law: Verdopplung des Datenumsatzes pro Jahr 222 $ 0,06 $ pro Mio. Transaktion Digitale Speicherung 569 $ 0,03 $ je Gigabyte Bandbreite 1245 $ 23 $ je Megabite pro Sek Globale Daten in Zetabytes Quelle: in Anlehnung an bdew, Die digitale Energiewirtschaft EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

12 Erkenntnisse aus den erfolgreichen Digitalisierungsprozessen anderer Branchen 1. Die Geschäftsmodellinnovationen sind teils stark disruptiv und bedrohen oder zerstören bestehende Geschäftsmodelle. 2. Die Einführungsphase der Geschäftsmodellinnovationen ist im Vergleich sehr kurz. 3. Die Digitalisierung einer Branche strahlt stets auf andere Branchen über und eröffnet dort neue Möglichkeiten der Digitalisierung. EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

13 Wo steht die Energiebranche hinsichtlich Digitalisierung im Vergleich? Vergleich der Digitalisierung der Energiebranche mit anderen Branchen Stark digitalisiert Nicht digitalisiert 0 Quelle: in Anlehnung an Accenture Stand: 2014 Die Energieversorgung steht vermutlich erst am Beginn einer Digitalisierung EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

14 Der Wandlungsprozess der Energieversorgung Quelle: wikipedia.de Quelle: berlin.de

15 Unser Ansatz: Die Energy Storage Cloud

16 Im Energiesystem werden kurz- bis mittelfristig viele Batteriespeicher zum Einsatz kommen Die Anwendungsfälle erstrecken sich technisch über das gesamte Versorgungs-system. Die erforderlichen Batteriekapazitäten variieren dabei stark. Quelle: EWE Dem Stromnetzgebiet der EWE wird bis zum Jahr 2032 ein Potenzial von bis zu Hausspeichern (1,5 GWh, 1,1 GW) zugesprochen. EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

17 Jährliche Nutzungsdauer Jährliche Nutzungsdauer Anwendungen von Batteriespeichern im Verteilnetz Viele Speicheranwendungen sind geprägt durch geringe Nutzungsraten Hausspeichersysteme Anwendung: Steigerung der Autarkie Ortsnetzspeicher Anwendung: Rückspeisevermeidung genutzt ungenutzt genutzt ungenutzt Annahmen: PV-Anlage: Hausspeicher: Energienachfrage: Quelle: eigene Berechnungen 4 kwp, kwh/a 5 kw, 5 kwh, Zyklen, 10a kwh/a Annahmen: Ortsnetzstation: 400 kva Ortsnetzspeicher: 270 kwh, 200 kw kum. Leistung PV-Anlagen: 784 kwp Energienachfrage: kwh/a EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

18 Das Interesse an Speichern ist groß und vielfältig Akteur Netzbetreiber Haushaltskunden Betreiber regenerativer Stromerzeuger Gewerbekunde Energiehändler Speicherinvestor Interesse Regionale Netzoptimierung Vermeidung von Einspeisemanagement und Netzverstärkung Lokale Bezugsoptimierung Steigerung der Autarkie Verbesserte, gesicherte Direktvermarktung regenerativer Energien durch Speicher Bereitstellung von Systemdienstleistungen Anpassung des el. Energiebedarfs an Strombereitstellung Ökonomische Optimierung des elektrischen Energiebezugs Vermarktung zusätzlicher Flexibilitäten Nutzung der Speicher zur Fahrplanoptimierung Investition in Speicher Vermarktung der Speicher für verschiedene Akteure EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

19 Idee der Energy Storage Cloud Händler Gewerbekunde Netzbetreiber Reg. Stromerzeuger Haushaltskunde Datensicherheit Betreiber der Energy Storage Cloud IT-Cloud Einrichtung Anlagenbetrieb Anlagenplanung Monitoring Abrechnung Zusatzdienste Komm.prot.: OPC-UA Inf.modell: IEC Ortsnetzspeicher Hausenergiespeicher Industriespeicher BHKW Arealspeicher Quelle: EWE EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

20 Leistung [kw] relativer Speicherfüllstand Voraussetzung für die Bereitstellung eines Speichers in der Cloud Keine negative Beeinflussung des primären Speichereinsatzes Zeitlich disjunkte Nutzung 2,00 100% 1,75 1,50 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 80% 60% 40% 20% 0, Stunde 0% Speicherstand PV-Erzeugung Haushaltsverbrauch Cloud-Freigabe Quelle: eigene Berechnung EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

21 Unsere Erkenntnisse der Erprobung

22 Bedarfsdeckungsgrad Veränderung des Bedarfsdeckungsgrads der Haushalte durch den Speichereinsatz Der Bedarf wird mit Speicher zwischen 60 und 90 % selbst gedeckt. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% HH1 HH2 HH3 HH4 HH5 HH6 HH7 HH8 HH9 Ø HHS Speicher Bedarfsdeckungsgrad ohne Speicher Bedarfsdeckungsgrad mit Speicher Der Bedarfsdeckungsgrad steigert sich im Mittel um ca. 20 Prozentpunkte durch den Einsatz des Hausspeichers EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

23 Verringerung Rückspeiseenergie Der Einsatz von Hausspeichern verändert die Netzbelastung durch Rückspeisung deutlich Die Rückspeisung der Haushalte nimmt im Schnitt um ca. 15 % ab. 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% HH1 HH2 HH3 HH4 HH5 HH6 HH7 HH8 HH9 cb12 Ø HH Speicher Die Rückspeiseenergie hängt stark von Anlagengröße und Haushalt ab. Die Veränderung variiert damit sehr stark von 6 % bis über 50 %. EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

24 Anteil der Verfügbarkeit Die verschiedenen Speichertypen sind stark unterschiedlich für den Markt verfügbar. Hausspeicher sind fast ausschließlich in der Nebenzeit sekundär nutzbar, Ortsnetzspeicher hingegen bis auf wenige Stunden immer. 100% 80% 60% 40% 20% 0% 00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00 Campusspeicher Arealspeicher Uhrzeit Ortsnetzspeicher Mittelwert Hausspeicher Hausspeicher weisen im Mittel geringste Marktverfügbarkeit auf, Ortsnetzspeicher kann wegen der PV-Spitze in der Hauptzeit kaum Kapazität bereitstellen. EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

25 Nutzung der Speicher durch primäre und sekundäre Anwendungen Anzahl der Vollzyklen pro Woche hängen stark von primärer Nutzung ab Vollzyklen Sekundär Vollzyklen Primär Campusspeicher Ortsnetzspeicher Arealspeicher Hausspeicher Campus-, Ortsnetz- und Arealspeicher werden sekundär stark genutzt Hausspeicher bieten nur wenig Potenzial für einen sekundären Einsatz. EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

26 Zahlungsbereitschaft in /h Anzahl/Woche Die Zahlungsbereitschaft für Speichernutzung ist am Markt stark divergent. Wind-Direktvermarkter weisen die höchste Zahlungsbereitschaft zur Vermeidung von Ausgleichsenergiekosten auf. 2, ,50 1,00 0, ,00 INTRADAY DAYAHEAD Wind-DV MRL 0 INTRADAY DAYAHEAD Wind-DV MRL Die größte Nachfrage hingegen generiert das Arbitrage-Geschäft am Intraday- und Day-Ahead-Markt. Die Wind-Direktvermarktung und Minutenreserve hingegen haben nur wenig Nachfrage nach Speicherkapazität. EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

27 Nutzungsgrad der Sekundärverfügbarkeit Die Marktverfügbarkeit der Speicher wird in hohem Maße genutzt. Besonders die Verfügbarkeit der großen Speichersysteme findet große Resonanz am Markt. 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Campusspeicher Ortsnetzspeicher Arealspeicher Ø Hausspeicher Die zur Verfügung gestellte Kapazität wird zwischen 50 und 70 % durch den Markt abgerufen. EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

28 Fazit und Ausblick

29 Erkenntnisse zur Energy Storage Cloud Die Digitalisierung von Speicherkapazität über eine Cloud stößt auf Marktinteresse. Speicher mit geringer primärer Auslastung bieten einen großen Mehrwert am Markt und werden häufig nachgefragt. Hausspeicher sind aufgrund der kleinen Kapazität und geringen Verfügbarkeit nur bedingt geeignet. EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

30 Rein digitale Dienstleistungsgeschäfte haben schon in anderen Branchen zu großen Erfolgen geführt Alibaba Der größte Einzelhändler der Welt, der keinen Vorrat besitzt. Facebook Die am häufigsten besuchte Webseite, die selbst keine Inhalte erzeugt Airbnb Der größte Vermittler von Unterkünften, der keine Gebäude besitzt. Uber Das größte Taxiunternehmen der Welt, das keine Taxis besitzt. What s next: Ein Speicheranbieter ohne eigene Speicher? EWE AG Dr. Magnus Pielke Goslar, 2. November

31 Vielen Dank für Ihr Interesse. Quelle: EWE AG Dr. Magnus Pielke EWE Aktiengesellschaft, Oldenburg 0441 / magnus.pielke@ewe.de