DAS GEBÄUDE ALS ENERGIESPEICHER GLT Anwendertagung, Frankfurt Oktober 2015 Prof. Dr. Ralf Simon Transferstelle für rationelle und regenerative Energienutzung Bingen
Prof. Dr. Ralf Simon simon@tsb-energie.de Hochschullehrer der Fachhochschule Bingen Wissenschaftlicher Leiter der Transferstelle für rationelle u. regenerative Energienutzung Gesellschafter der Simon Process Engineering GmbH Gesellschafter der TENAG GmbH Energiebeirat des Landes Rheinland Pfalz zur Beratung der Landesregierung in energiepolitischen Fragen
Politische Ziele Stand: November 2014 EE % Anteil Erneuerbare Energie am Sektor
Die Wärmewende kommt nur schwer in die Gänge Energiewende entspricht einer Stromwende Wärmebedarf über 50% des Endenergiebedarfs in Deutschland Anteil der erneuerbaren Energien an der Wärme bei etwa 10% deutlich geringer als ihr Anteil am Strom Energiebedarf in 2012 Anteil der Erneuerbaren, Stand Feb. 2015 Datenquelle: AG Energiebilanzen
Erneuerbare Stromerzeuger schaffen neue Möglichkeiten Bei weiterem Ausbau der EE werden zunehmend Phasen mit Überschussstrom auftreten Es gilt diesen wertschöpfend und im Sinne des Klimaschutzes einzusetzen 2030 2015 2050 5
Erneuerbare Stromerzeuger schaffen neue Möglichkeiten Bei weiterem Ausbau der EE werden zunehmend Phasen mit Überschussstrom auftreten Es gilt diesen wertschöpfend und im Sinne des Klimaschutzes einzusetzen Potenziale durch vorhandene Flexibilität nutzen (KWK, Kälte, Lüftung, Netzersatzanlagen, usw.) Erschließung neu geschaffener Flexibilität mit geringem Invest (Speicher, PtH) Erschließung weiterer neu geschaffener Flexibilität (Batterie) Prinzipdarstellung
Einstiegsmarkt in die Flexibilität: Regelenergie Überschussstrom im Regelenergiemarkt in vielen Stunden bereits vorhanden Dort Zahlungsrichtung hin zur Anlage Regeenergieabrufe bei Stromüberschuss in 2014 Situation Überschussstrom im deutschen Netz in 2014: SRL in 4.700 h MRL in 320 h
Einstiegsmarkt in die Flexibilität: Regelenergie Überschussstrom im Regelenergiemarkt in vielen Stunden bereits vorhanden Dort Zahlungsrichtung hin zur Anlage Leistungspreise bei Stromüberschuss in 2014 Situation Überschussstrom im deutschen Netz in 2014: SRL in 4.700 h MRL in 320 h
Einstiegsmarkt in die Flexibilität: Regelenergie Strommangel im Regelenergiemarkt in vielen Stunden bereits vorhanden Dort Zahlungsrichtung hin zur Anlage Regeenergieabrufe bei Strommangel in 2014 Situation Strommangel im deutschen Netz in 2014: SRL in 3.900 h MRL in 310 h
Einstiegsmarkt in die Flexibilität: Regelenergie Strommangel im Regelenergiemarkt in vielen Stunden bereits vorhanden Dort Zahlungsrichtung hin zur Anlage Leistungspreise bei Strommangel in 2014 Situation Strommangel im deutschen Netz in 2014: SRL in 3.900 h MRL in 310 h
Weitere Flexibilitätsmärkte in der Entwicklung Spotmärkte entwickeln sich mit dem Ausbau der EE zu Flexibilitätsmärkten Day Ahead: 70 h Preise unter 0 /MWh in 2014 IntraDay: 265 h Preise unter 0 /MWh in 2014 DayAhead in 2014 IntraDay in 2014 Werte über 100 /MWh rot eingerahmt, Werte unter 0 /MWh blau reingerahmt
Entwicklung eines virtuellen Kraftwerks für KWK - Anlagen
Virtuelles Kraftwerk made in Rheinland-Pfalz Betrieb und Weiterentwicklung von diversen virtuellen Kraftwerken in Deutschland Systembereitsteller Aktuell gebündelte Leistung im Auftrag unserer Händler: über 400 MW in der MRL und der SRL in Deutschland und Österreich SP EnergyControl GmbH
Vom Fahrplangenerator zur Marktoptimierung Kopplung von Wärmebedarfsprognosen für morgen und Marktprognosen für morgen bedeutet Wertschöpfung und Versorgungssicherheit Fahrplangenerator Wärmebedarfsprognose - Wetterprognose - Gebäudestruktur - Nutzerverhalten (oder Produktionsprognosen) Marktdaten - Regelenergiemärkte, - Spotmärkte Virtuelles Kraftwerk EC24 Marktoptimierte Anlagen Batterien Kraft-Wärme-Kopplung Wärmepumpen, Élektroheizer Pumpen, Verdichter, Gebläse Industrielle/gewerbliche Stoffspeicher 19 Simon Process Engineering GmbH
Wärme: KWK in den Strommärkten KWK verfügt über die Flexibilität in beiden Richtungen Rein wärmeorientierte Fahrweise muss in die marktorientierte Fahrweise übergehen Netzsituation: Stromüberschuss z. B. durch sehr gute Windverhältnisse Einsparung von Gas Motor Gas KWK darf keine Must Run Anlage sein Strom
Wärme: KWK in den Strommärkten KWK verfügt über die Flexibilität in beiden Richtungen Rein wärmeorientierte Fahrweise muss in die marktorientierte Fahrweise übergehen Netzsituation: Stromüberschuss z. B. durch sehr gute Windverhältnisse Einsparung von Gas Motor Sicherstellung der Wärmeversorgung Wärmespeicher, Nahoder Fernwärme Gas Power 2 Heat Wärme KWK darf keine Must Run Anlage sein Strom Strom
Wärme: KWK in den Strommärkten Flexibilitätsmärkte Erlöse aus dem KWK - Betrieb Negative Regelenergie - erhöhen die Wirtschaftlichkeit Positive Regelenergie Mindesterlös herkömmlicher KWK-Betrieb - reduzieren die für die Wirtschaftlichkeit notwendige Volllaststundenzahl Volllaststundenzahl
Wärme: Power To Heat in den Strommärkten PtH dient als Brücke zwischen dem Wärmemarkt und dem immer CO 2 -ärmeren Strommarkt PtH reduziert die C-basierte Wärmeversorgung Netzsituation: Stromüberschuss z. B. durch sehr gute Windverhältnisse Power To Saved Gas
Wärme: Power To Heat in den Strommärkten PtH mit Wärmepumpen im virtuellen Kraftwerk Höhere Investition bei geringeren Betriebskosten Demonstrationsprojekt in Gensingen vorgeschlagen (Team: TSB, Viessmann, OG Gensingen, Bürgergenossenschaft)
Strom: Notstromanlagen in den Strommärkten Notstromanlagen (netzsynchron) sind perfekte Anlagen für die Flexibilitätsmärkte Geringe Amortisationszeit für eine Integration in ein virtuelles Kraftwerk ab 500 kw el Wertschöpfungspotenzial für Notstromanlagen vorhanden
Strom: Notstromanlagen in den Strommärkten Beispiel einer Potenzialbestimmung Anlagendaten: Stromaufnahme: 1,0MW el Grenzkosten: 220 /MWh
Strom: Kompressionskälte in den Strommärkten Kompressionskälteanlagen in Verbindung mit Kältespeichern sind hervorragend für die Flexibilitätsmärkte geeignet Reduktion der Kosten durch Einnahmen an den Flexibilitätsmärkten möglich
Strom: Kompressionskälte in den Strommärkten Beispiel einer Potenzialbestimmung Anlagendaten: Stromaufnahme: 1,1MW el Volllaststunden: 3.500 h/a
PtH und die Wärmewende PtH nutzt Überschussstrom und reduziert den Primärenergiefaktor Ausbau der EE erhöht die Klimaschutzpotenziale des PtH- Verfahrens im Wärmemarkt Beitrag zur Wärmewende Reduktion der CO 2 -Emissionen bei SRL Abrufen
Heute schon die Technik für morgen wirtschaftlich betreiben Kontakt Prof. Dr. Ralf Simon Transferstelle Bingen simon@tsb-energie.de 30