Netzoptimierung durch Speicher Gunnar Wrede, Head of Economics & Politics, Younicos AG 10. 03.09.2015 Mai 2014
Agenda Über Younicos Makroökonomische Bilanz eines Batteriesystems Mikroökonomische Bilanz Ökologische Bilanz Technische Bilanz bei der Erbringung von Systemdienstleistungen 8 of 18
Über Younicos 8 of 18
Über Younicos Younicos Inc. Austin, USA Younicos AG Berlin, Germany Management Team: James McDougall (Chief Executive Officer) Alan Gotcher (Chief Technical Officer) Wade Guindy (Chief Operating Officer) Robert Manasse (Chief Consulting Officer) Michael Mahan (Chief Business Development Officer) Stephen L. Prince (Chief Revenue Officer) Clemens Triebel (Chief Visionary Officer) Founded: 2005 Employees: 130 Nationalities: 15 Trainees: 3 3 of 18
Über Younicos Wir haben für jedes Netz die passende Lösung Battery Parks Erhöhung der Netzstabilität Reduzierung der Netzausbaukosten Integration Erneuerbarer Portfolio Optimierung Verringerung des CO2 footprint Island Systems Verringerung der Versorgungskosten Reduzierung der Abhängigkeit von Diesel Reduzierung der Preisvolatilität Integration erneuerbarer Energien Gewährleistung der Versorgungssicherheit 5 of 18
Über Younicos Erfahrungen aus über 93 installierter Leistung 1.5 KIUC III Kauai, HI Lead Acid Grid Stability 3 KEA Kodiak Island, AK Lead Acid Wind Integration 1.5 XCEL Energy Aurora, CO Lead Acid Solar Integration 0.8 Ford MAP Canton, MI Lead Acid Solar Integration 1.5 Invenergy Grand Ridge, IL Li-Ion Ancillary Services 6 UKPN Leighton-Buzz., UK Li-Ion Ancillary Services 1.5 KIUC II Kauai, HI Lead Acid Grid Stability 1.5 Sieyuan Shanghai, China Lead Acid Ancillary Services 1.5 KIUC I Kauai, HI Lead Acid Grid Stability 5 WEMAG Schwerin. Ger. Li-Ion Ancillary Services 1.1 Castle & Cooke Lanai, HI Lead Acid Solar Integration 1.2 Vattenfall Berlin, Ger. NaS Ancillary Services 1.5 First Wind KWP I Maui, HI Grid Stability 1 Terna I Sicily, Italy Li-Ion Ancillary Services 10 15 First Wind KWP II Maui, HI Lead Acid Wind Integration Kahuku Oahu, HI Lead Acid Wind Integration.15 TEES South Texas Solar RAMP, D Gen Mgt. 36 Duke Energy Notrees, TX Lead Acid Wind Int. & Anc. S. 1.5 NexTera Red Mesa, NM Ancillary Services Grid Stability 1 CCET Lubbock, TX Li-Ion Solar & Wind Int. 1 0.5 Terna II Sardinia, Italy Li-Ion Ancilllary Services NSF Telescope South Pole Lead Acid Pulsed Power Mgt 6 of 18
Makroökonomische Bilanz Der Übergang zu einer effizienten und auf erneuerbaren Energien basierenden Energieversorgung 8 of 18
Makroökonomische Bilanz Flexibilitätsoptionen, Leitstudie 2015 Endbericht
Load/Generation [] Makroökonomische Bilanz Must-run Leistung verhindert eine effiziente Netznutzung Must-run Schäden im Verlauf von 5 Tagen Jährliche Must-run Verluste Schäden für den deutschen Industriestandort Must-run limitation Time * Nach SRU, Systemkonflikt in der Transformation der Stromerzeugung, 2010 Deutrsch Übertragungsnetzbetreiber, Aauswirkungen reduzierter Schwungmasse auf einen stabilen Netzbetrieb, 2014 11 of 18
Makroökonomische Bilanz Batteriespeicher sind die effizienteste Technologien zur Bereitstellung von Primärregelleistung sie verursachen keine nexternen Kosten Kraftwerk Batterie Markterlöse Systemkosten Netznutzung, SDL, Redispach, Externe Kosten Must-run Schäden, *(dena, Systemdienstleistungen 2030, 2014) 12 of 18
Makroökonomische Bilanz Zusammenfassung der Flexibilitätsoptionen Netzentwicklungsplan (Auswirkungen reduzierter Schwungmasse auf einen stabilen Netzbetrieb) Auswirkungen reduzierter Schwungmassen auf den stabilen Netzbetrieb Aktuell (2014) muss der Regelblock Deutschland eine Primärregelleistung in Höhe von ca. +- 570 vorhalten Wenn die geforderte PRL weiterhin aus thermischen Kraftwerken bereitgestellt wird, ergibt sich eine installierte Leistung von knapp 20GW, die kontinuierlich am Netz sein Muss Leitstudie Strommarkt 2015 - Endbericht Die Flexibilisierung von Angebot und Nachfrage sichert die Versorgung senkt die systemkosten macht die Preisfindung robuster erhöht den Marktwert erneuerbarer Energien
Mikroökonomische Bilanz Kostenentwicklung und Wirtschaftlichkeit
Mikroökonomische Bilanz Batteriespeicher im Wettbewerb - Kostenführer bei der Bereitstellung von Regelleistung Lignite Coal Gas Lignite Coal Gas Battery fossil plants, incl. capital cost fossil plants, excl. capital cost Quelle/Kraftwerksdaten: nach P. Konstantin, Praxisbuch Energiewirtschaft battery plant, incl. capital cost Kostenvergleich für ein 2 Regelband 12 of 18
Mikroökonomische Bilanz Regelenergiemarktpreises und damit die Erlöse entwickelt sich positiv - entgegen anderer Markttrends (FCR) Preisentwicklung parallel zur Strombörse 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 Aufkommender Wettbewerb Regulierung (Markteintrittsgrenzen) Entkopplung vom EPEX Preis Steigender Marktpreis trotz/durch Ausdehnung des Marktgebiets 1000 1 8 15 22 29 36 43 50 5 12 19 26 33 40 47 2 9 16 23 30 37 44 51 6 13 20 27 34 41 48 3 10 17 24 31 38 45 52 7 14 21 28 35 42 49 4 11 18 25 32 39 46 2 9 2008 2009 2010 Summe von LP min 2011 2012 Summe von LP max 2013 2014 2015 Summe von Mittlerer LP
Ökologische Bilanz Life Cycle Assessment Analyse
Ökologische Bilanz und Ressourcenbilanz Vergleich der Bilanzen eines Kohlekraftwerks mit einem Batteriesystem in der Frequenzregelung *
Ökologische Bilanz und Ressourcenbilanz Vergleich der Bilanzen eines Kohlekraftwerks mit einem Batteriesystem in der Frequenzregelung * *FZ Jülich (2015): Life Cycle assessment of primary control provision by battery storage systems and fossil power plants 13 of 18
Technische Bilanz Erbringung von Systemdienstleistungen
Location Neumühler Weg 15 19057 Schwerin Germany
Total power (%) Technische Bilanz Erbringung von Regelleistung 200% Flexibilität - Batteriesysteme weisen die höchste Regeleffizienz auf Regelbänder unterschiedlicher Technologien für die Frequenzregelleistung 100 80 60 40 20% 30% 40% 60% 100% 20 0-20 -40-60 lignite coal gas fired hydro power Battery -35% -100% -80-100 must-run limitation frequency band 10 of 18
Technische Bilanz Erbringung von Regelleistung 9 of 14
Battery Power Plant - German TC 2007 30 sec. ramping Minimum power requirement 20% Maximum overarchieving Deadband Working capacity
Technische Bilanz Schwarzstartfähigkeit Systemanalyse Allgemein - Steuerung, Überwachung, Beleuchtung GT Abgänge - Schmierung und Konditionierung Anfahrt - Turbinenbeschleunigung Kühlung - Lager, Turbine und Generator Erregung - Generatorläufer Elektronik Anfahrtslastkurven einer GT 10 of 18
Technische Bilanz Schwarzstartfähigkeit Batterie-Leistungsbedarf Spannung während des Schwarzstart: Alle Spannungsspitzen sowie Einbrüche bewegen sich in den normalen Betriebsbereichen (0,9 < U < 1,1 p.u.) Anfahrtslasten einer GT Zunehmende Lasten korrelieren mit abnehmendem Blindleistungsbedarf 10 of 18
Our solution avoids grid expansion costs United Kingdom Battery Park Leighton-Buzzard 6 /10 h Lithium-Ion Younicos delivered controls Peak shaving & frequency control Commissioning: 10/2014 Partner (EPC): S&C Client: 29 of 44
Speicher sind der Schlüssel zu effizienteren und sicheren Netzen Vollautomatische Bereitstellung der folgenden Energiedienstleistungen: Systemdienstleistungen Primärregelleistung Sekundärregelleistung Spannungshaltung Inselfähigkeit Schwarzstartfähigkeit Kurzschlussstrom Dämpfung von Leistungspendelung Weitere Energieservices Ramping Lastspitzenmanagement Integration Erneuerbarer Gen-Set-Optimierung Diesel-Substitution Verschiebung von Netzinvestitionen Optimierung des Eigenverbrauchs 3 of 9
Welche Hürden sind zu nehmen
Batteriespeicher die 4. Säule der Stromversorgung Lastspitzenglättung, Ramping, Portfoliooptimierung Generation Load Frequenzhaltung Spannungshaltung Blindleistung Kurzschlussstrombereitstellung Storage Transmission and Distribution Power Quality Lastmanagement 16 of 18
Thank you for your attention! Wrede, Gunnar Gunnar.Wrede@younicos.com +49 30 81879-9010 Younicos AG Am Studio 16 12489 Berlin Germany www.younicos.com