Batteriespeicher: Eine wesentliche Lösung für die Netze der Zukunft

Transkript

1 5. 6. Oktober 2017 Batteriespeicher: Eine wesentliche Lösung für die Netze der Zukunft SIESTORAGE Samiha Telli

2 Energiespeichertechnologien und Anwendungsbereiche Einsatzzeit Sekunden Minuten Stunden Tage/Monate Li-Ionen NaS -Batterien Redox-Fluss-Batterien Wasserpumpspeicher Schwungradenergiespeicher Doppelfolienkondensator Supraleiter- Spule H 2 / Methanspeicher (stationär) diabatisch adiabatisch CAES SIESTORAGE 1 kw 10 kw 100 kw 1 MW 10 MW 100 MW MW Fachwissen zu unterschiedlichen Batterietechnologien und -chemien Ausgelegt für verschiedene Batterielieferanten Technische Daten abhängig vom Lieferanten Maximale Ersparnisse durch optimierten Anlagenbetrieb Technologie Chemische Speicherung Elektrochemische Speicherung Mechanische Speicherung Elektrische Speicherung Quelle: DNK/WEC-Studie Energie für Deutschland 2011, Bloomberg Energiespeichertechnologien 2. Quartal 2011 CAES Compressed Air Energy Storage Seite2

3 Die Lösung: Energiespeicherung für sehr unterschiedliche Zwecke Anwendung Reserven Stabilisierung Zeitliche Verschiebung Netzstabilität Sekunden Minuten Stunden Tage Wochen SIESTORAGE Verbraucher / Prosument Private/ gewerbliche Eigenversorgung Glättung industrieller Spitzenlasten Segmentierung Verteilnetz Dezentralisierte Erzeugung Am Netz + Aufschub des Netzausbaus Entlegene Gegenden / Inselnetze Sicherstellung der Netzstabilität Lastoptimierung Reservekapazität Reaktion auf Notfälle Variable Erzeugung (PV, Wind) Vermeiden von Einschränkungen Regeln der Netzintegration Energiearbitrage (zeitliche Verschiebung) Übertragungsnetz Sicherstellung der Netzstabilität Konventionelle Kraftwerke Höhere Flexibilität / Lastoptimierung 1 kw 100 kw 1 MW 10 MW 20 MW Leistung Seite3

4 Das modulare Batteriespeicherkonzept Vier Komponenten für eine innovative Lösung Example of a schematic diagram Point of interconnection (POI) A NETZ ANSCHLUSS SCHRANK Kabelabgriff für Netzanschluss Sammelschienensystem B UMRICHTER SCHRANK S Nenn: 140 kva oder 800 kva V Nenn: 400 V C STEUERUNGS SCHRANK CABINET MMS (Mensch-Maschine- Schnittstelle) SCU (Steuerungseinheit) Ethernet-Switch 24 V DC Energieverteilung Eigenbedarfstransformator D BATTERIE SCHRANK Verschiedene Batterielieferanten Technische Daten abhängig vom Lieferanten Seite4

5 Vorteile von SIESTORAGE und Kundennutzen Vorteile des Systems Fortschrittliche Technologie: Modernste Leistungselektronik und Steuerung kombiniert mit Li-Ionen Batterien Modularität: Skalierbares Design Flexibilität: Erfüllung unterschiedlicher Leistungs- und Kapazitätsbedürfnisse für alle BESS (Battery Energy Storage System)- Anwendungen Normenkonformität: Vollständig sicherheitsgeprüftes und zertifiziertes System Kundennutzen Alles aus einer Hand: Von der Analyse bis zur Planung, Systemintegration und Netzdienstleistungen Umweltfreundlich: Integration erneuerbarer Energien und geringere CO2-Emissionen Effizienz: Optimierung und Einparpotenzial für Ihr Netz Neue Möglichkeiten für Ihr Geschäft: Zusätzlicher Ertrag Seite5

6 Das modulare SIESTORAGE Konzept Weltweit Normenkonform Richtlinienkonform Systemzertifizierung entsprechend nationaler (ÜNB / VNB) und internationaler Standards Auszug ausgewählter Richtlinien / Standards: Conformity (LV-D 2006/95/EG) System standard of the converter EN 61439, IEC System standard of the batteries EN 50178, EN CE EMC compatibility of the system EN EMC emissions of the system EN Degree of protection (EN 60529) Grid Code IP20 BDEW, AR-N-4110 Seite6

7 Übersicht Speicheranwendungen: 1. Netzentgeltermäßigung über Lastspitzenkappung 2. Zusätzliche Erlöse durch Batteriespeicher - Primärregelleistung 3. Notstromkonzept - Batteriespeicher als Mittelspannungs-USV: Beispiel Glashütte Seite7

8 1) Netzentgeltermäßigung über Lastspitzenkappung Herausforderungen für Industriekunden υ Trotz fallender Großhandelspreise für Strom steigen die Gesamtenergiekosten aufgrund von Zulagen, Abgaben und Steuern. υ Durch den Zubau von erneuerbaren Energien ( % EE-Anteil) werden die Investitionen in Verteil- und Übertragungsnetze weiter steigen. Die Kostenumlage erfolgt über die sog. Netzentgelte. Berechnung Netzentgelte υ Jahresarbeit E in MWh der bezogenen Energie υ Maximaljahresleistung P in kw (größter viertelstündlicher Mittelwert ) (Arbeitspreis x E) + (Leistungspreis x P) = Netzentgelt / Jahr Seite8

9 Netzentgeltermäßigung über Lastspitzenkappung kw = höchster Leistungswert Gesetzlich verankerte Wirtschaftlichkeit υ 19 Abs. 2 S.2 Stromnetzentgeltverordnung Sonderformen der Netznutzung Jahreslastgang [P] am Netzanschlusspunkt ohne Batteriespeicher MWh / kw = h Ein individuelles Netzentgelt ist außerdem auch anzubieten, wenn die Stromabnahme aus dem Netz der allgemeinen Versorgung für den eigenen Verbrauch an einer Abnahmestelle sowohl die Benutzungsstundenzahl von mindestens Stunden im Jahr erreicht als auch der Stromverbrauch an dieser Abnahmestelle pro Kalenderjahr zehn Gigawattstunden übersteigt. 20 Prozent des veröffentlichten Netzentgeltes, im Falle einer Benutzungsstundenzahl von mindestens Stunden im Jahr; 15 Prozent des veröffentlichten Netzentgeltes, im Falle einer Benutzungsstundenzahl von mindestens Stunden im Jahr; 10 Prozent des veröffentlichten Netzentgeltes, im Falle einer Benutzungsstundenzahl von mindestens Stunden im Jahr. υ Vorgelagerter Netzbetreiber ermittelt individuelle Ermäßigung anhang von fiktiven Kosten zur Vermeidung oder zur Senkung von Netzausbaumaßnahmen υ Entgangene Entgelterlöse für Netzbetreiber werden über bundesweite Umlage erstattet Schlüsselmerkmale zur Anwendung von 19Abs.2 S.2StromNEV υ Jahresarbeit E in MWh der bezogenen Energie υ Maximaljahresleistung P in kw (größter viertelstündlicher Mittelwert ) υ Benutzungsstundenzahl [h] = Jahresarbeit [E] / Maximaljahresleistung [P] > 10GWh > 7000 h Seite9

10 Netzentgeltermäßigung über Lastspitzenkappung Gesetzlich verankerte Einsparung mit Lastspitzenkappung (Arbeitspreis x E) + (Leistungspreis x P) = Netzentgelt / Jahr Jahreslastgang [P] am Netzanschlusspunkt mit Batteriespeicher MWh / kw = h MWh x 0,39 ct /kwh kw x 88,68 /kw = / Jahr ohne Batteriespeicher mit Batteriespeicher Identifikation von potentiellen Kunden = / Jahr* 1) Gesetzlich gesicherte Einsparung 2) Amortisierung innerhalb von kürzester Zeiten (3- X Jahre) möglich 3) Flexibilisierung Energiemanagmenet (Handel, Regelenergie) Seite 10 *exakte Ermäßigung wird durch Netzbetreiber ermittelt

11 2) Zusätzliche Erlöse durch Batteriespeicher - Primärregelleistung Hintergrund Regelleistung Versorgungssicherheit bei unvorhergesehenen Ereignissen im Stromnetz Leistungsgleichgewicht von Erzeugung und Verbrauch Marktumfeld Primärregelleistung Schema des zeitlichen Einsatzes der unterschiedlichen Regelleistungsarten Länderübergreifenden, wöchentlicher Ausschreibungswettbewerb Primärregelenergiemarkt >1.400 MW (NL, D, A, CH, F) Mittlerer Leistungspreis Ø / Woche / MW Seite 11

12 3) Notstromkonzept - Batteriespeicher als Mittelspannungs-USV: Beispiel Glashütte Generatoren: Pn: 4 x 2 MW = 8 MW Seite MW Speicher: Pn: 5 x 3 MW = 15 MW Smax = 21 MVA En = 8,1 MWh

13 Referenzen weltweit Fachwissen und Erfahrung, auf die man bauen kann mehr als 26 Projekte in 9 Ländern 7 verschiedene Anwendungsfälle Seite 13

14 SIESTORAGE und SICAM Microgrid Manager im Inselbetrieb - ENEL (Island of Ventotene), Italien 500 kw 600 kwh SIESTORAGE System ~ 15% Brennstoffkosten ~ -55% Diesel Betriebsstunden erhöhte Netzstabilität Seite 14

15 Batteriespeicher in der Primärregelleistung - Projektbeispiele aus Deutschland Seite

16 SIESTORAGE Energiespeicher zum Kaltstart der Gasturbine bei VEO, Eisenhüttenstadt Nutzen durch SIESTORAGE Das Stromnetz könnte teilweise oder komplett ausfallen. In diesem Fall kann die Gasturbine die zur lokalen Stromversorgung dient aus dem Netz nicht gestartet werden. Der Stromausfall würde zu größeren Schäden in der Stahlproduktion führen SIESTORAGE 2,8MVA, 1,2MW 720kWh 1. Modulares Batteriespeichersystem 2. Starter-Motor für die Gasturbine 3. Gasturbine 4. Werksnetz 5.Öfffentliches Stromnetz 6. Integriertes Stahl und Walzwerk 7. Blackout des öffentlichen Stromnetz SIESTORAGE liefert den Strom zum Starten der Gasturbine Die Gasturbine kann sehr schnell die Stahlproduktion wieder mit Strom versorgen bis das Netz wieder funktioniert Seite 16

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Siemens AG Siemens Deutschland Energy Management Division RC-DE EM SDMT IND&INF Lyoner Str Frankfurt am Main Deutschland Samiha Telli Tel.: +49 (69) Fax +49 (69) Mobil: +49 (1525) Seite 17