Systemdienstleistungen mit Laufwasserkraftwerken Strommarkttagung 2015

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1 Systemdienstleistungen mit Laufwasserkraftwerken Strommarkttagung 2015 Leiter Energiewirtschaft

2 Systemdienstleistungen mit Laufwasserkraftwerken Ein geteiltes Echo in der Presse Badische Zeitung ( ) ( ) 2

3 Regelenergie gewährleistet Stabilität des Übertragungsnetzes Quelle: Clean Energy Sourcing Differenz zwischen Erzeugung und Verbrauch führt zur Abweichung von der Sollfrequenz Einhaltung der Sollfrequenz ist zentrale Aufgabe der Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) Gemeinsame Ausschreibung der vier ÜNB (D) zum Kauf der benötigten Regelleistung Verbrauch größer als Erzeugung: Bedarf an positiver Regelenergie Erzeugung größer als Verbrauch: Bedarf an negativer Regelenergie 3

4 Regelleistungsarten in Deutschland Produkt Ausschreibung Bedarf Mindestgröße Aktivierung Zeitscheiben Vergütung Primärregelleistung wöchentlich Leistungsband +/- 568 MW 1 MW < 30 Sek. ÜNB Leistungsband pro Woche Leistungspreis Sekundärregelleistung wöchentlich negativ & positiv MW MW 5 MW < 5 Min. ÜNB HT (Mo-Fr 8-20) NT Leistungspreis & Arbeitspreis Tertiärregelleistung werktäglich negativ & positiv MW MW 5 MW < 15 Min. Betreiber 6 x 4 Stunden pro Tag Leistungspreis & Arbeitspreis Zuschlag: reine Merit Order der Leistungspreise (Gebotspreisverfahren, Pay-as-Bid) Abruf: Merit Order der Arbeitspreise (nur bezuschlagte Gebote) Primärregelung Sekundärregelung Tertiärregelung (Minutenreserve) 5 sec 30 sec 5 min 15 min 1 h 4

5 Produktion Unsere Wasserkraftwerke am Hochrhein Gesamtleistung: 225 MW Jährliche Produktion: rund 1,5 Mrd. kwh Gesamtleistung sonstige Beteiligungen: 233 MW 5 (PW=Partnerwerke)

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9 Kraftwerkserzeugung 200 MW 180 MW 160 MW 140 MW 120 MW 100 MW 80 MW 60 MW 40 MW 20 MW 0 MW Erzeugung und Rheinabfluss am Kraftwerk Rheinfelden m^3/s m^3/s m^3/s m^3/s m^3/s 500 m^3/s 0 m^3/s Erzeugung [MW] Durchfluss [m^3/s] 9

10 Präqualifikationstest am KW Rheinfelden Doppelhöcker 10

11 Theoretische Flexibilitätsoptionen der Stromversorgung in Deutschland Erzeugung Netze / Verbrauch Speicherung Power-to-X Zentrale Strukturen Wind offshore Ausland Grenzkuppelstelle z.b. Pumpspeicher Schweiz/Norwegen Konventionelle Großkraftwerke Übertragungsnetz Pumpspeicher Laufwasserkraftwerke Power-to-Gas Gasnetz Biomassekraftwerke Verteilnetz Power-to-Heat Wärmenetz PV Wind onshore Demand Side (HH, Industrie) Batteriespeicher Dezentrale Strukturen 11

12 Praktische Flexibilitätsoptionen bei niedrigen Strompreisen und negativem Regelungsbedarf in 2015 Erzeugung Netze / Verbrauch Speicherung Power-to-X Zentrale Strukturen Wind offshore Ausland Grenzkuppelstelle z.b. Pumpspeicher Schweiz/Norwegen Konventionelle Großkraftwerke Übertragungsnetz Pumpspeicher Laufwasserkraftwerke Power-to-Gas Gasnetz Biomassekraftwerke Verteilnetz Power-to-Heat Wärmenetz PV Wind onshore Demand Side (HH, Industrie) Batteriespeicher Dezentrale Strukturen 12

13 Einfluss der EE auf die Residuallast Ausbauszenario Erneuerbare Energien 250 GW 200 GW 150 GW 100 GW 50 GW 0 GW Wasserkraft Biomasse Wind Onshore Wind Offshore Photovoltaik Geothermie Maximale und minimale residuale Last 100 GW 80 GW 60 GW 40 GW 20 GW 0 GW -20 GW -40 GW -60 GW -80 GW -100 GW Maximum 85, Minimum 15,2-25,7-84 Quelle: BET-Studie,

14 Das Ende der Grundlastkraftwerke? Strombedarf EE-Erzeugung Residuallast Quelle: BET-Studie,

15 Massive und schnelle Verdrängung der konventionellen Erzeugung durch Erneuerbare Energien Stromproduktion April 2013 Stromproduktion April 2014 Quelle: Fraunhofer ISE Neben Gaskraftwerken leiden zunehmend auch Steinkohlekraftwerke Konventionelle Erzeugung bisher Rückgrat bei der Regelleistungserbringung Alternative Lösungen zur Regelleistungserbringung für Erfolg der Energiewende entscheidend 16

16 Abhängigkeit der Leistungspreise für negative Minutenreserve vom Strompreis Brennstoffkosten > Strompreis Kraftwerk unwirtschaftlich ohne Regelleistung: Kraftwerk ausschalten Verluste bei negativer Leistungsvorhaltung erwarteter Verlust muss durch hohen Leistungspreis für Regelleistung ausgeglichen werden Strompreis > Brennstoffkosten Kraftwerk wirtschaftlich ohne Regelleistung: Kraftwerk auf Volllast keine Verluste bei negativer Leistungsvorhaltung kein Leistungspreis für Regelleistung notwendig Stunden 4-8 Strompreis: 10,25 /MWh Leistungspreis: 41,25 /MW/h 17

17 Gas- und Steinkohleerzeugung über Weihnachten unwirtschaftlich Dezember stündliche Spotpreise Deutschland variable Kosten Gaskraftwerk (GuD) variable Kosten Steinkohlekraftwerk

18 Spotpreise und Leistungspreise für negative Tertiärregelleistung im Vergleich (Weihnachten 2014) Leistungspreis [ /MW] Spotpreis [ /MWh] variable Kosten Gaskraftwerk (GuD) variable Kosten Steinkohlekraftwerk 19

19 Negative Tertiärregelleistung Stetiger Rückgang der Vergütung für die Leistungsvorhaltung /MW/4h Preisentwicklung Leistungspreise negative Tertiärregelleistung (Mittelwert) Preisentwicklung Leistungspreise niedrigerer Bedarf Aber: spitzen über Weihnachten Leistungspreise nur die eine Seite der Erlöskomponente Arbeitspreise

20 Positive Tertiärregelleistung Stetiger Rückgang der Vergütung für die Leistungsvorhaltung /MW/4h Preisentwicklung Leistungspreise positive Tertiärregelleistung (Mittelwert) Preisentwicklung Leistungspreise niedrigerer Bedarf Aber: spitzen über Weihnachten Leistungspreise nur die eine Seite der Erlöskomponente Arbeitspreise

21 Negative Tertiärregelleistung - Arbeitspreis Zunahme der Volatilität und des Preisniveaus /MWh 6000 Preisentwicklung Arbeitspreise negative Tertiärregelleistung (Mittelwert) 5000 Slide über Arbeitspreise (mittlere APS) Vorsicht: Mittelwert, denn erstens: zweitens Verzerrung Fazit: Sinnvoll als Brückenlösung? Bleibt uns als Laufwasserkraftwerksbetreiber etwas anderes übrig? Grundlast 2020?

22 Negative Tertiärregelleistung - Verteilung der Arbeitspreise Jahr Mittelwert Median 30%-Quantil Never cross a river that is on average 4 feet deep Quelle: San Jose Mercury News 23

23 Ausblick: Langfristige Entwicklung der Regelleistungspreise in Deutschland Zubau fluktuierender EE-Anlagen Abnahme konventioneller Erzeugung Kein Kapazitätsmarkt in Deutschland Freie Preisbildung ( Strommarkt 2.0 ) Verbesserte Prognosen EE Neue flexible Technologien (PtG, Batterie) Flexibilisierung des Verbrauchs Neues Regelenergiemarktdesign Kontinuierlicher Intradayhandel Viertelstundenauktionen Prüfung der Bilanzkreistreue Fazit: Zukünftige Notwendigkeit für Tertiärregelung in Deutschland fraglich Präqualifikation für Sekundärregelung für Teilleistungen Präqualifikation für Tertiärregelung in der Schweiz (Grenzkraftwerke) 24

24 Danke für Ihre Aufmerksamkeit

25 Entwicklung der Tertiärregelleistung in Deutschland Verbesserte Prognosegenauigkeit Neue flexible Technologien (PtG, Batterie) Flexibilisierung des Vebrauchs Neues Regelenergiemarktdesign Kontinuierlicher Intradayhandel Viertelstundenauktionen Verschärfte Überprüfung der Bilanzkreistreue Zubau fluktuierender EE-Anlagen Abnahme konventioneller Erzeugung Kein Kapazitätsmarkt in Deutschland Garantie freier Preisbildung ( Strommarkt 2.0 ) Fazit: Zukünftige Notwendigkeit für Tertiärregelung in Deutschland fraglich Präqualifikation für Sekundärregelung für Teilleistungen Präqualifikation für Tertiärregelung in der Schweiz (Grenzkraftwerke) 26

26 Entwicklung der installierten Leistung aus erneuerbaren Energien in Deutschland Quelle: BMWi, August

27 Regelleistungsmärkte in Deutschland - Verbesserungsvorschlag 1 Pay-as-Bid Auktion zwingt jeden Anbieter zu strategischer Gebotsabgabe Bestimmung der Opportunitätskosten des gerade noch benötigten Grenzkraftwerks komplex und zeitaufwändig ( Lotteriespiel ) Wissensvorsprung von großen Playern Kostenvorteile gegenüber einem Einheitspreis für Endkunden fraglich: Auktion mit Einheitspreis ( Grenzpreis für alle ) Pay-as-Bid Auktion /MW Bedarf /MW Bedarf 30 Clearing Price 35 Durchschnittspreis A B C D E A C E D B MW MW 28 Grenzkostengebote Strategischer Aufschlag

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