Stromspeicher im Regelenergiemarkt Anforderungen und Erlöspotenziale

Transkript

1 Stromspeicher im Regelenergiemarkt Anforderungen und Erlöspotenziale 1. Energiespeichertagung am Umwelt-Campus Birkenfeld Umwelt-Campus Birkenfeld, 5. März 2013

2 Seite 2 Agenda Kurzvorstellung Clean Energy Sourcing GmbH (CLENS) Überblick Regelenergie Anforderungen an Stromspeicher im Regelenergiemarkt Erlöspotenziale im Regelenergiemarkt Fazit und Ausblick

3 Seite 3 Vorstellung des Unternehmens Wir sind einer der führenden Grünstromlieferanten für Industrie- und Gewerbekunden und Direktvermarkter von Strom aus EEG-Anlagen in Deutschland Mit einem Stromabsatz von ca GWh Stromabsatz sind wir der größte Grünstromversorger in Deutschland Wir kaufen den Grünstrom direkt bei den Produzenten ein und versorgen unsere Kunden über eine geschlossene Lieferkette Wir sind Pionier im Bereich Direktvermarktung von EEG-Strom und vermarkten derzeit ca MW EEG-Anlagen direkt (ca MW Wind, 400 MW Bioenergie + Gase, 50 MW Photovoltaik und 50 MW Wasser) Wir betreiben virtuelle Kraftwerke zum Angebot von Regelenergie aus Bioenergie- und KWK-Anlagen

4 Seite 4 Entwicklung der Clean Energy Sourcing GmbH Gründung als 100%ige Tochter der Q-Cells SE Belieferung des Solarvalley und erster externer Kunden über das Grünstromprivileg Deutschlandweite Belieferung von Industriekunden, Kapitalerhöhung und Gesellschafterwechsel Umfirmierung in CLENS, Umzug nach Leipzig, Übernahme der Inergia GmbH Marktführer im Grünstromprivileg, Ergänzung durch das Marktprämienmodell Absatz: Umsatz: 250 GWh 49 Mio. 491 GWh 116 Mio GWh 305 Mio GWh 493 Mio.

6 Seite 6 Regelenergie gewährleistet Stromnetzstabilität Um Netzstörungen zu vermeiden, muss jederzeit genau so viel Strom erzeugt/ eingespeist werden, wie aktuell verbraucht wird. Erzeugung (z.t. schwankend aus Wind & Sonne) Sollfrequenz 50 Hz Fluktuierender Verbrauch Erzeugung Verbrauch 50 Hertz Für eine stabile Stromversorgung muss die Netzfrequenz im europäischen Verbundnetz stets 50 Hertz betragen. Sind Stromeinspeisung und -entnahme aus dem Gleichgewicht, wird die Netzfrequenz gestört: Stromausfälle drohen! Die 4 deutschen Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) sind dafür verantwortlich, dass das Gleichgewicht gewahrt wird und eine stabile Stromversorgung gewährleistet ist.

7 Seite 7 Unterscheidung zwischen Positiver und negativer Regelenergie Um kurzfristige Erzeugungs- und Verbrauchsschwankungen auszugleichen wird positive und negative Regelenergie vorgehalten/eingesetzt. GW 80 Verbrauch Erzeugungs- und Verbrauchsprofil* Erzeugung Positive Regelenergie Einsatz bei: Verbrauch > Erzeugung Zusätzliche Leistung oder Lastabwurf aufgrund erhöhter Nachfrage oder unvorhersehbaren Ausfällen von Erzeugungskapazitäten (z.b. Notabschaltung Kraftwerk) Negative Regelenergie Einsatz bei: Verbrauch < Erzeugung Leistungsreduktion oder aktive Erhöhung der Entnahme aufgrund geringer Nachfrage oder übermäßiger Erzeugungsleistung (z.b. Windoder Sonnenkraft) * typisierte Darstellung

8 Erzeugungsanlagen und Stromverbraucher im Regelenergiemarkt Sowohl Erzeugungsanlagen als auch Stromverbraucher kommen für die Bereitstellung positiver und negativer Regelenergie infrage. Speicher können Verbraucher und z. T. auch Erzeuger sein. Seite 8 Positive Minutenreserve Einsatz bei: Verbrauch > Erzeugung Negative Minutenreserve Einsatz bei: Verbrauch < Erzeugung Erzeugungsanlagen Leistung erhöhen oder EIN Leistung absenken oder AUS (z.b. Notstromaggregate, BHKW und Biomasse-Anlagen, etc.) Stromverbraucher Last absenken oder AUS Last erhöhen oder EIN

9 Seite 9 Regelenergiearten und jeweilige Anforderungen Die 4 Übertragungsnetzbetreiber beschaffen drei Regelenergiearten mit unterschiedlichen Ausschreibungs- und Anforderungsmerkmalen. Regelenergiearten Produktsegment Ausschreibung Mind.-Angebot Aktivierung Zeitscheiben Vergütung Primärregelleistung Wöchentlich 1 MW <30 Sekunden vollautomatisch 1/Woche Leistungspreis Sekundärregelleistung Wöchentlich 5 MW < 5 Minuten vollautomatisch Peak & Off-Peak Leistungspreis & Arbeitspreis Minutenreserveleistung Täglich 5 MW <15 Minuten teilautomatisiert 6x4h/Tag Leistungspreis & Arbeitspreis Reihenfolge der Aktivierung Primärregelung Sekundärregelung Minutenreserve 5 s 30 s 5 min 15 min 1 h

10 Seite 10 Funktionsprinzipien der Regelenergieauktionen Für optimale Erträge müssen in jeder Zeitscheibe Preisgebote nahe - aber nicht über - dem Grenzpreis erstellt werden. EUR/MW Ausschreibungsergebnis einer Zeitscheibe Produkt: negative Minutenregelleistung Zeitscheibe: 00:00-04:00 Uhr Ausschreibungstag: Freitag, Anzahl Gebote: 226 (154 mit Zuschlag) Bedarf an negativer Minutenregelleistung: MW Zuschlag nach Merit-Order Alle Angebote werden in aufsteigender Reihenfolge nach dem Bereitstellungspreis sortiert. Mit den günstigsten Bereitstellungspreisen beginnend erhalten alle Angebote einen Zuschlag, bis die ausgeschriebene Menge erreicht ist. Alle bezuschlagten Angebote werden dann nach Arbeitspreisen sortiert und im Bedarfsfall mit den günstigsten Angeboten beginnend abgerufen. (ohne Abb.) Pay-as-Bid Grenzpreis: 147 EUR/MW für Gebot 154 Sowohl bei Zuschlag für die Bereitstellung von Regelenergie als auch bei einem Abruf im Bedarfsfall wird jeweils der individuell angebotene Bereitstellungs- bzw. Arbeitspreis vergütet

12 Regelenergie aus Stromspeichern - Vermarktbare Produkte Betriebszustand des Stromspeichers Vor Regelenergieabruf ( Fahrplan ) Während eines Regelenergieabrufes Regelenergieart und -leistung Positiv / Negativ Als Regelleistung vermarktbar Seite 12 Je nach Speichertyp und Betriebszustand können verschiedene Regelenergieprodukte angeboten werden. Die vermarktbare Leistung ergibt sich aus der nutzbaren Ein- bzw. Ausspeicherleistung. Speicher aus (kein Be- oder Entladen) Speicher aus (kein Be- oder Entladen) Speicher wird geladen negativ Einspeicherleistung Speicher wird entladen positiv Ausspeicherleistung Speicher wird geladen Speicher aus (kein Be- oder Entladen) positiv Einspeicherleistung Speicher wird geladen Speicher wird entladen positiv Einspeicherleistung + Ausspeicherleistung Speicher wird entladen Speicher aus (kein Be- oder Entladen) negativ Ausspeicherleistung Speicher wird entladen Speicher wird geladen negativ Einspeicherleistung + Ausspeicherleistung

13 Nachweis der Erbringungsgeschwindigkeit Seite 13 Präqualifikation: Eine ausreichende Aktivierungsgeschwindigkeit (max. 15 Min. MRL, 5 Min. SRL), muss für jede technische Einheit nachgewiesen werden (Abfahren eines sog. Doppelhubes) Quelle: ÜNB

14 Seite 14 Anforderungen an Verfügbarkeit und Speicherkapazität Neben Leistungsgradienten haben auch Speicherkapazität und Betriebsregime maßgeblichen Einfluss auf die Regelenergiemarktfähigkeit eines Speichers Hintergrund: Regelenergie muss im Abruffall stets zusätzlich/abweichend vom ansonsten umgesetzten Fahrplan erbracht werden! Beispiel: Batteriespeicher am Markt für negative Minutenreserve Einspeicherleistung: 1 MW Freie Speicherkapazität: 2 MWh Vermarktete Leistung: 1 MW in der Zeitscheibe 0 bis 4 Uhr Betriebszustand (ohne Regelenergieabruf): Aus Erfolgt ein Regelenergieabruf > 2 h kann dieser nicht vollständig erfüllt werden! Lösungsmöglichkeiten: Vermarktung von lediglich 0,5 MW oder Poolen ( Hintereinanderschalten ) von zwei Speichern mit je 2 MWh. Aber: Halbierung der Erlöse!

16 Seite 16 Leistungspreiserlöse Minutenreserve Summe mittlere Leistungspreise negative Minutenreserve ( /MW p. a.) Zeitscheibe Uhr Uhr Uhr Uhr Uhr Uhr Summe Summe mittlere Leistungspreise positive Minutenreserve ( /MW p. a.) Zeitscheibe Uhr Uhr Uhr Uhr Uhr Uhr Summe

17 Seite 17 Arbeitspreiserlöse und Abrufdauern Minutenreserve Jährliche Abrufdauer (h) in Abhängigkeit vom gebotenen Arbeitspreis. Annahme: Bezuschlagung über Leistungspreis in allen Zeitscheiben des jeweiligen Jahres Arbeitspreis ( /MWh) Negative Minutenreserveleistung Positive Minutenreserveleistung ,75 7,25 1,25 0,00 838,75 51,75 7,75 0, ,25 67,75 30,00 0,00 240,75 51,50 19,00 6, ,50 120,25 45,50 10,00 784,00 203,75 47,75 21,25 Maximale Dauer (h) eines Abrufes in Abhängigkeit vom gebotenen Arbeitspreis. Annahme: Bezuschlagung über Leistungspreis in allen Zeitscheiben des jeweiligen Jahres Arbeitspreis ( /MWh) Negative Minutenreserveleistung Positive Minutenreserveleistung ,00 2,25 0,75 0,00 32,00 4,25 1,50 0, ,25 11,25 5,25 0,00 10,75 10,75 3,75 3, ,50 6,50 5,00 3,50 14,75 11,00 6,00 4,00

18 Seite 18 Erlöspotenziale Sekundärregelleistung Summe mittlere Leistungspreise negative Sekundärregelleistung Zeitscheibe HT NT Summe Summe mittlere Leistungspreise positive Sekundärregelleistung Zeitscheibe HT NT Summe Abruferlöse und -dauern negative Sekundärregelleistung* (Betrachtungszeitraum Juli 2010 bis Juni 2011) Arbeitspreis ( /MWh) Gesamtabrufdauer (h) Anzahl Abrufe Maximale Abrufdauer Über 20 h Unter 2 h * Quelle: Prüfung der Teilnahme von Biogasanlagen am Markt für Sekundärregelleistung Diplomarbeit Marc Hettler, Clean Energy Sourcing GmbH, 2012

20 Seite 20 Fazit und Ausblick Betreiber von Stromspeichern können am Regelenergiemarkt relevante Zusatzerlöse erzielen bzw. kostengünstig (aber unregelmäßig und unplanbar!) Strom beziehen. Regelenergie muss zusätzlich zum bzw. abweichend vom ursprünglichen Fahrplan erbracht werden. Fahrplan und Regelenergievermarktung müssen koordiniert werden! Dabei kann es zu Kannibaleisierungseffekten kommen. Potenzielle Erlöse aus unterschiedlichen Märkten dürfen daher nicht einfach addiert werden! Aktuelle Marktregeln nicht in Stein gemeiselt (denkbar: Tägliche SRL-Ausschreibung) Für zukünftiges Preisniveau zeichnen sich verschiedene, teils gegenläufige Trends ab: Weiterer Ausbau der PV und Windenergie erhöht tendenziell den Regelenergiebedarf Erwartete Verbesserung der Solar- und Windrpognosen würde dem entgegenwirken Stillegung schlecht ausgelasteter fossiler Kraftwerke reduziert Regelenergieangebot Gleichzeitig drängen neue Teilnehmer auf den Markt (Bio- und Erdgas-BHKW, elektrische Wärmeerzeuger etc.)

21 Kontaktdaten Marcel Kraft Poolmanager Virtuelles Kraftwerk Carl-Benz-Str Frankfurt Tel: Fax: