Demand Side Management aus Sicht eines Elektrizitätsverteilunternehmens: Erfahrungen und Einschätzungen von ewz. Agenda.

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1 Agenda. Erfahrung aus fast 6 Jahren DSM im Netz Demand Side Management aus Sicht eines Elektrizitätsverteilunternehmens: Erfahrungen und Einschätzungen von ewz n aus Zürich heute und morgen Lukas Küng, Leiter Verteilnetz Folie 2 en bei Produktion, Netz und Kunden. Gestern, heute. en bei Produktion, Netz und Kunden. Morgen. Ausbau? Produktion Netz Kunde Produktion Netz Kunde Folie 3 Folie 4 1

2 en bei Produktion, Netz und Kunden. Morgen. Demande Side Management. Wo braucht es Management? Überfluss in Produktion? -> tiefe Energiepreise Früher / heute: Anreize zum Stromverbrauch in Nacht Morgen: Anreize zum Stromverbrauch bei viel Wind / Sonne Produktion Netz Dezentrale Kunde Produktion Folie 5 Engpass im Netz? -> hohe Netzkosten (Leistungspreise) Früher / heute: Anreize zur Vermeidung der Mittagsspitze Morgen: tiefe Energiepreise führen zu hoher Netzbelastung resp. zu hohen Netzpreisen bei viel Wind / Sonne Energiesystem von Produktion und Netz? Früher / heute: Schwach- und Starklastzeiten synchron Morgen: asynchron, Nutzen Demand Side Management? Folie 6 Demand Side Management für das Verteilnetz. oder Leistungsglättung (Verschachtelung)? Demand Side Management für das Verteilnetz. oder Leistungsglättung (Verschachtelung)? Kunden Leistungsglättung ( Verschachtelung ) Kunden Leistungsglättung ( Verschachtelung ) Kommunikationsleitung für DSM Strom VG: alle Kunden gleich behandeln: Allen Kunden DSM anbieten, obwohl nur für wenige technisch und wirtschaftlich sinnvoll? Leistungsglättung ( Verschachtelung ) Kosten für übergeordnetes Netz (wegen Preismodell) minimiert mittels ausgeglichener Maximalleistung durch DSM Folie 7 Strom VG: alle Kunden gleich behandeln: Allen Kunden DSM anbieten, obwohl nur für wenige technisch und wirtschaftlich sinnvoll? Leistungsglättung ( Verschachtelung ) Kosten für übergeordnetes Netz (wegen Preismodell) minimiert mittels ausgeglichener Maximalleistung durch DSM Folie 8 2

3 Alternativen zum DSM. Netzausbau. Alternativen zum DSM. Speicher. Kunden Leistungsglättung ( Verschachtelung ) Neue Leitungen Kunden Leistungsglättung ( Verschachtelung ) Strom-Speicher Lokale Verstärkung des Netzes. Leistungsglättung ( Verschachtelung ) Verbindung von verschiedenen Lastgängen mittels Leitungen auf einer tieferen Netzebene: Parallelnetz zur Kostensenkung Folie 9 Einsatz kleiner Speicher zur Glättung der lokalen Spitze zu einer beschränkten Zeit. Leistungsglättung ( Verschachtelung ) Einsatz grösserer Speicher zur Glättung des Tagesgang. Folie 1 Demand Side Management fürs Netz? Agenda. Teilweise gegenläufig zum DSM für Produktion Punktuelles DSM im Netz wirtschaftlich sinnvoller wie flächendeckendes -> mit smart meters wäre das möglich. DSM ist kein Kundenwunsch DSM steht in Konkurrenz mit Netzausbau, Strom-Speichern oder anderen Energieträgern Unterschiedlich für Produktion und Netz, mögliche Alternativen: Netzausbau, lokale Speicher, Erfahrung aus fast 6 Jahren DSM im Netz n aus Zürich heute und morgen Folie 11 Folie 12 3

4 Ziel ewz-studie Smart Metering. Grundlagen schaffen für Entscheid über Einführung von Smart Meter- Anzeigen in Haushalten Kernfrage: Was bringt eine Energieanzeige in Bezug auf Stromsparen im Vergleich zu anderen Rückmeldesystemen? Gewünschte Erkenntnisse: Wirkung der Massnahmen auf das Verhalten, die Kenntnisse und die Einstellungen der Haushalte Energiesparpotenziale erkennen Kundenzufriedenheit mit den Leistungen des ewz evaluieren Forschungskonzept smart metering. Studiengruppen. Keine DSM Modelle implementiert -> Fokus Stromsparen. Gruppe 1: Smart Meter-Anzeige Haushalte erhalten über eine Anzeige im Haushalt kontinuierliche Rückmeldung zu ihrem Elektrizitätsverbrauch. Gruppe 2: Stromsparberatung Bewohner der Haushalte erhalten eine individuelle Stromsparberatung im ewz-kundenzentrum. Gruppe 3: Sozialer Wettbewerb Jeder Haushalt in der Gruppe wird mit einem vergleichbaren Haushalt in der Gruppe gepaart und erhält Rückmeldungen zum eigenen Elektrizitätsverbrauch des letzten Quartals sowie den Verbrauch des anderen Haushalts (anonym). Gruppe 4: Sozialer Vergleich Jeder Haushalt in der Gruppe erhält Rückmeldungen zum eigenen Elektrizitätsverbrauch des letzten Quartals sowie eines vergleichbaren Haushalts aus der Gruppe 5: Kontrollgruppe. D. h. es entsteht kein Wettbewerb. Gruppe : Kontrollgruppe Keine Einflussnahme. Bei allen Gruppen mit über 1 MA wird Elektrizitätsverbrauch vierteljährlich durch herkömmliche Ablesung bestimmt. 21 Ausblick. Ende Feldstudie Abschlussbericht Projektaufbau Vorarbeiten Pilotstudie Vorarbeiten Auswertung Feldstudie Dezember Dezember Mai Oktober Aktueller Stand Juni 213 Auswertung Juni Aktuelles Demand Side Management in Zürich Die Rundsteuerung. Eingeführt 1953, zwischen 23 bis 28 erneuert Technische Daten 15 Sendeanlagen, 3 Empfänger Morsetechnik : ca. 25 Befehle, Sendedauer 7s Neu-Kosten ca. 15 MCHF Heutige Haupt-Anwendung in Zürich Lastmanagement von Warmwasserboilern (14 Gruppen) Stromtarif-Umschaltung in Hoch- und Niedertarif (3 Zähler mit 2 Zählwerken) = Demande Side Participation = Anreiz zur Lastverschiebung Steuerung der öffentlichen Beleuchtungen (12 Gruppen) Steuerung öffentliche Uhren Folie 16 4

5 Erfolg des aktuellen DSM in Stadt Zürich. der Stadt Zürich. Hoch- und Niedertarifzeiten. Anreiz in Stadt Zürich, zwischen 22 und 6 Uhr halbierte Strom-Preise kein Leistungspreis insgesamt ca. 6-8% günstiger Keine Statistik / Auswertung vorhanden Ein Kunde verschiebt leistungsintensive Arbeiten in die Nacht Niedertarif Hochtarif Niedertarif 1 Folie 17 Folie 18 Potenzial DSM in Zürich für Haushaltkunden. Potenzial von DSM bei Firmen. Zürich 5 MW, ca. 1 MW für Privatkunden Schaltbare Lasten bei Haushalten Warmwasserboiler ca. 35 MW mit Rundsteuerung DSM bereits realisiert Wärmepumpen ca. 6 MW Ca. 55 Anlagen, DSM noch offen Kühlgeräte, (Ab-)Waschmaschinen, Tumbler ca. 5 MW ca. 5 Geräte, DSM fraglich: Akzeptanz / Aufwand Morgen: Elektroautos ca. 3 MW (bei 1% Verbreitung) Angedacht, Akzeptanz fraglich Dort, wo wirtschaftlich sinnvoll, wahrscheinlich bereits realisiert Investieren eher in Erhöhung der Verfügbarkeit der Stromversorgung mit Notstromanlagen (Diesel, USV mit Batterien, ) Redundanten Zweitanschlüssen ans Stromnetz Stromversorgung auf Platz 1 oder 2 der business continuity Pläne Akzeptanz für Einschränkungen kaum vorhanden, mindestens aus meiner Erfahrung bei Kundenkontakten während Stromausfällen. Folie 19 Folie 2 5

6 Wie viel Geld steht für DSM zur Verfügung? Agenda. Haushalte in Zürich Durchschnittlicher Energieverbrauch pro Jahr 27 kwh Stromkosten pro Jahr ca. 5 CHF (2/3 Netz, 1/3 Energie) Gewerbekunde in Zürich Annahme Energieverbrauch 5 kwh Stromkosten pro Jahr ca. 9 CHF (2/3 Netz, 1/3 Energie) Anreize Energiekosten bei Überfluss? -> 1 bis 2% Abreiz Netzkosten? > 1 bis 2% Aufwand, DSM zu Implementieren? xxx CHF/Kunde Unterschiedlich für Produktion und Netz, mögliche Alternativen: Netzausbau, lokale Speicher, Erfahrung aus fast 6 Jahren DSM im Netz Beschränktes zusätzliches Potenzial, Kosten Nutzen fraglich n aus Zürich heute und morgen -> für homo oeconomicus ein Thema? Folie 21 Folie 22 en bei Produktion, Netz und Kunden. Gestern, heute. Demand Side Management vs Energie-Effizienz. Stromverbrauch soll sinken. Produktion Netz Kunde Produktion Netz Kunde Folie 23 Folie 24 6

7 Über 5% der elektrischen Energie wird in Elektrischen Maschinen verbraucht. Demand Side Management führt zu Überdimensionierung, d.h. Mehrkosten und tieferem Wirkungsgrad / Energieeffizienz. Wirkungsgrad 1% Effizienter Arbeitsbereich Wirkungsgrad 1% Arbeitsbereich für DSM Reserve für Ein / Aus-Betrieb 5% Wirkungsgradkurve einer elektrischen Maschine 5% Wirkungsgradkurve einer elektrischen Maschine 5% 1% Leistung 5% 1% Leistung Folie 25 Folie 26 Agenda. der Stadt Zürich. Unterschiedlich für Produktion und Netz, mögliche Alternativen: Netzausbau, lokale Speicher, Erfahrung aus fast 6 Jahren DSM im Netz Beschränktes zusätzliches Potenzial, Kosten Nutzen fraglich DSM wirkt Energieeffizienz in der Regel entgegen n aus Zürich heute und morgen Folie 27 Folie 28 7

8 der Stadt Zürich. Mechanismus DSM heute. 5 eines Wohnquartiers in Zürich. Boiler um 22 Uhr eingeschalten. Keine Mittagspitze Leistung MW Folie 29 Folie 3 in der Innenstadt von Zürich. Geschäftszeiten bestimmen Verbrauch, nicht DSM-Anreiz. 6 Verteilnetze Mittelbünden. DSM heute kein Nutzen Leistung MW 3 Leistung MW Folie 31 Folie 32 8

9 eines speziellen Kunden. DSM bereits umgesetzt. 4 der Stadt Zürich. Annahme: voller PV-Ausbau Leistung MW Sommer mit PV Winter mit PV 1-1 Folie 33 Folie 34 der Stadt Zürich mit vollem PV-Ausbau. Morgen: DSM Sommer und DSM Winter DSM Sommer DSM Winter Sommer mit PV Winter mit PV Zusammenfassung. Unterschiedlich für Produktion und Netz, mögliche Alternativen: Netzausbau, lokale Speicher, Erfahrung aus fast 6 Jahren DSM im Netz Beschränktes zusätzliches Potenzial, Kosten Nutzen fraglich DSM wirkt Energieeffizienz in der Regel entgegen n aus Zürich heute und morgen Heute kein Handlungsbedarf, morgen Nutzen unklar -1 Für Netzausbau ist bestimmend, d.h. der Winter. Folie 35 Folie 36 9