Beitrag von Biomethan zur Systemsicherheit. Kongress Zukunft Biomethan Ergebnisse.
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- Britta Ziegler
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1 Beitrag von Biomethan zur Systemsicherheit Kongress Zukunft Biomethan Ergebnisse Berlin Prokurist, Dipl. Ing. Peter Ritter CUBE Engineering GmbH 1
2 Agenda 0 CUBE 1 Systemsicherheit a) flexible Erzeugung b) Systemdienstleistungen c) Effizienz d) Ökonomie 2 Zusammenfassung 2
3 CUBE Engineering GmbH Ingenieurbüro für EE und Energieeffizienz Unabhängig und akkreditiert > 20 Jahre Erfahrungen, > 65 Mitarbeiter Gutachten, Beratung, Entwicklung, Planung, Bau, Prüfung, Betrieb Nationale und internationale Projekte WIND POWER SOLAR POWER SMART POWER Forschung: 3
4 CUBE Engineering GmbH Auswahl Kunden Hersteller Energieversorger Projektentwickler Banken und Investoren Behörden Betreiber Firmen CUBE > Kunden in über 40 Ländern. 4
5 CUBE Engineering GmbH Dienstleistungen für KWK-Anlagensysteme 1. Flex Analyse, Flexibilitätsprämie nach EEG 2014 Zielgruppe: Betreiber Biogasanlagen, Biomethan-BHKW Modellierung + Simulation, Varianten mit Zeitreihen optimale Konfiguration der Anlage BHKW Größe, Biogasspeicher, Wärmespeicher Wirtschaftlichkeit 2. IDEA - Integrale Dynamische Energie Analyse Zielgruppe: Unternehmen mit komplexer Energieerzeugung Modellierung + Simulation, Alternativlösungen mit Zeitreihen optimale Konfiguration der Anlagensysteme KWK-Anlagen, Wärmespeicher, Kälteanlagen, Kältespeicher Eigenversorgung, KWK, EE-Anlagen (Wind, PV) Energieeffizienz, Wirtschaftlichkeit 3. Flex TOP, Optimaler täglicher Fahrplan Zielgruppe: Anlagenbetreiber flexibler BHKW Marktgerechte Einsatzoptimierung und Fahrplan für Betreiber Anlagenmessdaten, Prognosen (Wärmebedarf, Marktpreise) 5
6 Agenda 0 CUBE 1 Systemsicherheit a) Dezentrale Flexibilität b) Systemdienstleistungen c) Effizienz d) Ökonomie 2 Zusammenfassung 6
7 Dezentrale Flexibilität als wichtiger Baustein der Energiewende Energiewende in drei Phasen: Ausbau Erneuerbaren Energien Flexible Erzeugung, Flexibler Verbrauch Netzausbau, neues Marktdesign Speicher Power2Gas GW 1: bis : bis : bis % EE; 60% Biomasse 45% EE; 50% Biomasse 80% EE; 40% Biomasse Verbrauch Erzeugung Wind&PV 7 Quellen : entsoe 2013 und Netztransparenz 2013, Leitstudie 2011
8 Dezentrale Flexibilität als wichtiger Baustein der Energiewende, Systemstabilität bei 100% Erneuerbaren Energien 8 Abschlussbericht:
9 Dezentrale Flexibilität als wichtiger Baustein der Energiewende Deckung der Residuallast in der letzten Januarwoche Die maximale Residuallast und gleichzeitig maximale Auslastung der Methankraftwerke tritt am 25. Januar auf Benötigte flexible Methankraftwerke: Installierte Leistung: 54 GW Jahresproduktion: GWh Jahresvollaststunden: 828 9
10 Agenda 0 CUBE 1 Systemsicherheit a) Dezentrale Flexibilität b) Systemdienstleistungen c) Effizienz d) Ökonomie 2 Zusammenfassung 10
11 Systemsicherheit Frequenzhaltung: Spontanreserve (rotierende Massen) Primärregelleistung Sekundärregelleistung Minutenreserve 11
12 Systemsicherheit Spannungshaltung (Blindleistungsmanagement) Synchrongeneratoren können Blindleistung liefern Wirksamkeit jedoch von Spannungsebene abhängig Netzengpassmanagement Dezentrale Anlagen räumlich Zu- und Abschalten Versorgungswiederaufbau Schwarzstartfähigkeit bei Synchrongeneratoren 12
13 Agenda 0 CUBE 1 Systemsicherheit a) Dezentrale Flexibilität b) Systemdienstleistungen c) Effizienz d) Ökonomie 2 Zusammenfassung 13
14 Flexibilisierung BHKW Auslegung BHKW Wärmeversorgung Kaserne IBN 2014 Variante 1, EEG 2012 Klassische unflexible Auslegung: 420kW el, 25m 3 Wärmespeicher Dauerlinie Wärmesenke Kessel BHKW V1: 6800VLS, Wärmeabdeckung d. KWK 40%, P Bem = 322kW el 14
15 Flexibilisierung BHKW Auslegung BHKW Wärmeversorgung Kaserne IBN 2014 Variante 2 nach EEG kW el kW el ; 200m 3 Wärmesp. Biomethan begrenzt auf 95% Bemessungsleistung Dauerlinie Wärmesenke Juristisch ungeklärt! Kessel BHKWs V2: 2900VLS, Wärmeabdeckung d. KWK 50%, P Bem = 400kW el 15
16 Flexibilisierung BHKW Auslegung BHKW Wärmeversorgung Kaserne IBN 2014 Variante 3: Optimale Flexibilisierung EEG 2012; 1 x 2000kW el ; 300m 3 Dauerlinie Wärmesenke Kessel BHKW V3: 3100VLS, Wärmeabdeckung d. KWK 96%, P Bem = 698kW el 16
17 Flexibilisierung BHKW optimaler Betrieb Winterwoche Mitte Februar V1: 420 kw el, 25m VLS, KWK 40% unflexibel V2: kw el, 200m VLS, KWK 50% flexibel Börsenpreis V3: 2000 kw el, 300m VLS, KWK 96% flexibel und effizient Wärmebedarf Speicher 17
18 Flexibilisierung BHKW optimaler Betrieb Sommerwoche Mitte Juni V1: 420 kw el ; 6800VLS, KWK 40% unflexibel V2: kw el 2900VLS, KWK 50% flexibel V3: 2000 kw el 3100VLS, KWK 96% flexibel und effizient Börsenpreis Wärmebedarf Speicher 18
19 Agenda 0 CUBE 1 Systemsicherheit a) Dezentrale Flexibilität b) Systemdienstleistungen c) Effizienz d) Ökonomie 2 Zusammenfassung 19
20 Ökonomie: Gegenüberstellung Wirtschaftlichkeit mit Flexibilitätsprämie Variante V1: 420kWel V2: EEG kW 95% PBem V3: EEG kW V4: EEG kW Zusatz BHKW [kw] el. Wirkungsgrad [%] 41,0% 41,0 + 43,6% 41,5% 41,0 + 43,6% Investition [ ] Annuität Investition [ /a] Wartungskosten [ /a] Brennstoffkosten [ /a] Summe betrieblicher Kosten [ /a] Flexbilitätsprämie [ /a] Managementprämie- Händlerfee [ /a] gleitende Prämie [ /a] EPEX [ /a] Wärmeerlös [ /a] Betriebliche Einnahmen [ /a] Erlösveränderung [ /a] Betriebsergebnis [ /a] Zusatzerlöse Betriebsergebnis [ /a] Mehrerlöse [ct/kwh] 2,3 3,9 2,7 20
21 Ökonomie: Gegenüberstellung Variante V1: 420kWel V2: EEG kW 95% PBem V3: EEG kW V4: EEG kW Zusatz BHKW [kw] el. Wirkungsgrad [%] 41,0% 41,0 + 43,6% 41,5% 41,0 + 43,6% Investition [ ] Annuität Investition [ /a] Wartungskosten [ /a] Brennstoffkosten [ /a] Summe betrieblicher Kosten [ /a] Flexbilitätsprämie [ /a] Managementprämie- Händlerfee [ /a] gleitende Prämie [ /a] EPEX [ /a] Wärmeerlös [ /a] Betriebliche Einnahmen [ /a] Erlösveränderung [ /a] Betriebsergebnis [ /a] Zusatzerlöse Betriebsergebnis [ /a] Mehrerlöse [ct/kwh] 2,3 3,9 2,7 21
22 Ökonomie, Flexibilisierung von KWK kostengünstige und einfache Lösung Potenziale bestehender Biogasanlagen 3 GW 8-14 GW KWK-Anlagen ca. 22 GW GW Flexibilisierung Biogas, Biomethan Vergleich Pumpspeicher: ca. 7 GW (4-8h) Quelle: BMWi-Projekt, Netze für die Stromversorgung der Zukunft & Farret 2006 und eig. Darstellung 22
23 Agenda 0 CUBE 1 Systemsicherheit a) Dezentrale Flexibilität b) Systemdienstleistungen c) Effizienz d) Ökonomie 2 Zusammenfassung 23
24 Zusammenfassung: Flexibilisierung von KWK Anlagen Hoch flexible KWK-Anlagen sind ein wichtiger Baustein der Energiewende KWK-Anlagen bieten Systemsicherheit Mit der Flexibilitätsprämie könnten Biomethananlagen wirtschaftlich flexibilisiert werden Durch die Flexibilisierung kann die Effizienz gesteigert werden Flexibilisierung von KWK-Anlagen wirkt wie Energiespeicher, ist aber wesentlich günstiger Die Flexibilitätsprämie sollte auf alle KWK-Anlagen ausgeweitet werden! Regelenergiemärkte müssen für KWK-Anlagen optimiert werden 24
25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 3 Kontakt: Peter Ritter, Prokurist, p.ritter@cube-engineering.com, CUBE Engineering GmbH engineering.com 25
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