Regelenergieerzeugung in der Abwasserreinigungsanlage Kaiserslautern + - Quelle: Michael Kirste 1
Agenda: 1. Stadtentwässerung/WVE GmbH 2. Energieeinsparmaßnahmen STE-KL 3. Energieneutralität STE-KL 4. Regelenergie 5. Regelenergiepotenziale STE-KL 6. Erfahrungen aus der Praxis 7. Ausblick 2
Stadtentwässerung Kaiserslautern & WVE GmbH KL: Gemeinschaftsbetrieb STE Stadtentwässerung Kaiserslautern AöR ca. 80 MA WVE Tochter der Stadtwerke Kaiserslautern 150 MA Betriebsführung ca. 140 Außenanlagen 3
Kläranlage Kaiserslautern: Abwassermenge 21 Mio. m³/a 660 l/s durchschnittliche Zulaufmenge Anschlusswert 210.000 EW Verfahrensstufen Mechanische Reinigung Biologische Reinigung Chemische Fällung 4
Energieeinsparmaßnahmen: 2008 Umbau Belüftung Biologie 2010 Austausch Delta Hybrid Gebläse 2011 Pumpenaustausch 2013 Trafooptimierung 2014 Neue BHKW inkl. Wärmepuffer 2015 Turboverdichter, ÜS-Zentrifugen 2016 Redox-Flow Batterie 5
-3.600 Fremdbezug MA.-Eng. Tobias Grüner 18.02.2016-2.700 Energieeinsparmaßnahmen: Zielsetzung Energieneutralität Verbrauch (CO 2-1.300 t) 6
Entwicklung Energieerzeugung/-verbrauch: Kontinuierliche Energieoptimierung Verbrauch Erzeugung Einspeisung Bezug 7
Regelenergie: Ausbau der Erneuerbaren Energien steigt immer weiter Schwankungen zwischen Erzeugung und Verbrauch nehmen zu Regelenergiebedarf steigt Potenziale für kommunale Großverbraucher Potenziale bei Kläranlagen durch vorhandene Flexibilität nutzen 8
Regelenergiemarkt: Regelenergie ist die Aufgabe der ÜNB Ausschreibung über Internetplattform Negative und Positive Regelenergie Regelleistungsarten: PRL, SRL, MRL Unterschiedliche Anforderungen Für die Kläranlage KL ± MRL 9
Regelenergie bei der STE - KL: Außenanlagen Klärschlammentwässerungen Notstromanlagen Heizwerke Zubaupotenziale Power to Gas Power to Heat Vanadium Redox Flow Batterie Anlagen Kläranlage-KL BHKW + NEA Verdichter (Belebungsbecken) Zentrifugen MA.-Eng. Tobias Grüner 18.02.2016 10
Regelenergie Umsetzung STE - KL: MRL Potenzial BHKW 2 x 400 kwel, 2 x 378 kwth Stromgeführter Betrieb mit Klärgas Durchschnittlich 500 kwel/a Leistung abhängig von Betriebszustand Potenzial pos. MRL 300 kw Potenzial neg. MRL 500 kw Zeitgleiches Anbieten Gasspeicherung bei neg. MRL 11
Regelenergie Umsetzung STE - KL: BHKW Teilnahme seit dem 29.10.2015 Abgabe Negative Minutenreserve 400-500 kw Teilnahme pos. MRL seit dem 01.12.2015 12
Regelenergie Umsetzung STE - KL: BHKW Umstellung auf Fahrplanfahrweise (Blockfahrweise) Bessere Planbarkeit der Angebotsabgabe, Rendite Problem: Gasproduktion 13
Erfahrungswerte aus der Umsetzung: Aufklärung der Mitarbeiter, beseitigen von Vorurteilen bei Kläranlagenpersonal Probleme bei der Vertragszustimmung durch den örtlichen Netzbetreiber Integration des Kommunikations- und Steuerungssystems mit Fernzugriff Einweisung der Maschinisten (Handlungsanweisung) Problem Wärmebereitstellung bei Abruf der neg. MRL 14
Ausblick: Neg. MRL 0,5 MW Pos. MRL 0,3 MW 2 x 0,4 MW BHKW Neg. SRL 1,0 MW 1,0 MW E-Heizer 80.000 Neg. MRL 0,18 MW 0,18 MW ÜS-Zentrifugen Pos. MRL 1,0 MW 1,0 MW NEA 15
WVE Poolsystem (Virtuelles Kraftwerk) Vorbündelung von Anlagen durch WVE- Pool (EC24 light) Bisherige Leistung ca. 1,1 MW MRL 2,1 MW SRL Anlagen STE-KL, Externe KA BHKW WVE/ Clens Poolsystem Leistungsuntergrenze für Einzelanlagen: SRL >= 0,16 MW MRL >= 0,25 MW 16
WVE-Poolsystem Keine Beeinträchtigung Abwasserreinigung Branchenspezifische Poolbildung Anlagenspezifische Angebotsabgabe Einbindungsabwicklung/Präqualifikationsabwicklung Redundanz für Einzelanlagen durch WVE-Pool Abrechnungsmanagement Investition Kommunikationstechnik Kein Investitionsrisiko für Kunden 17
Anforderungen Anlagentechnik Anbindungsmöglichkeit an Steuerung An- und Abschaltzeit MRL < 15 Min. An- und Abschaltzeit SRL < 5 Min. Echtzeitleistungsmessung Signal Anlagenstatus Flexible Anlagenfahrweise 18
Muster bei WVE-Poolpartnerschaft: NEA-Anlage 160 kw: Einbindung in pos. SRL Steuerung/Netzparallelbetrieb vorhanden Erlöserwartung ca. 6000 /a BHKW-Anlage 500 kw: Einbindung in neg. MRL Steuerung/Netzparallelbetrieb vorhanden Erlöserwartung ca. 12.000 /a 19
Ausblick: Umsetzung der Potenziale Zusatzeinnahmen für die Stadtentwässerung-KL Gewinnung weiterer Poolpartner, Ausbau Poolsystem Poolbetreiber speziell für Abwasseranlagen Zusätzlicher Mehrwert für Poolpartner Potenzialabschätzung Regelenergie durch Kläranlagen DE Bedarf ±MRL ca. 2.000-2.500 MW Anlagen > 100.000 EW ca. 400 MW ± MRL Anlagen 10.000 100.000 EW ca. 900 MW ± MRL 20
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