Das Vorhaben wird bearbeitet von Gefördert durch: Projektträger: Biogas flexibel nutzen mit Fahrplanmanagement Programmbegleitung: Tag der Offenen Tür Bioenergiedorf Jühnde 18.06.2016 Dirk Filzek, CUBE Engineering GmbH d.filzek@cube-engineering.com
Zur Person und Firma CUBE Engineering Dienstleister für Erneuerbare Energien-Projekte Unabhängig und akkreditiert Gutachten, Beratung, Entwicklung, Planung, Bau, Prüfung, Betrieb 25 Jahre Erfahrung, > 65 Mitarbeiter > 4000 Projekte mit > 15.000 MW installierter Leistung Nationale und internationale Projekte WIND POWER SOLAR POWER SMART POWER 2 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Das Projekt Flexibilisierungskonzepte für Biogas- und Biomethananlagen BioPower2Gas-Anlage Allendorf (Eder) Bioenergieanlage Jühnde Biomethan-BHKW Philippsthal Erzeugung von Strom und Wärme Biologische Methanisierung 4 H 2 + CO 2 CH 4 + 2 H 2 O Erzeugung von Strom und Wärme 3 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Biogas flexibel nutzen mit Fahrplanmanagement Für die Energiewende sind flexible Anlagen unverzichtbar. Die Ergänzung von Wind und Sonne macht Strom aus Biogas wertvoll. 4 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Ausbau der Erneuerbaren GW 100 Flexibilitätsbedarf nimmt zu! Jahr 2020: 2050: 35 80 % Erneuerbare Verbrauch 50 0 Wetterabhängige Erzeugung durch Wind & Sonne gemäß BMU Leitstudie 2011 5 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Ausbau der Erneuerbaren Stromerzeugung BRD Anfang Mai 2016: Himmelfahrt für die Erneuerbaren Quelle: Agora Energiewende 6 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Zukunft der Stromerzeugung Biogasanlagen und Kraft-Wärme-Kopplung müssen laufen, wenn Sonne und Wind nicht liefern. 900 800 700 600 500 400 300 200 100 Steinkohle Sonne Wind PV für EE Gas Wind für EEGas Atom Steinkohle Braunkohle EEGas KWK GuD Erdgas KWK GuD PV Wind Bio Forschungsprojekt KKW2 zeigt für 100% EE-Szenario: 54 Gigawatt flexible Methankraftwerke benötigt! 0 Wasser/sonst 2012 2014 2016 2018 2020 2022 Energie-Szenario für 2050 (BUND e.v. 2016) 2024 2026 2028 2030 2032 2035 2037 2039 2041 2043 2045 2047 2049 Biogasanlagen erhalten Flexibilitätsprämie von 130 /kw pro Jahr. 7 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Biogas flexibel nutzen mit Fahrplanmanagement Die Strompreise am Markt spiegeln den Bedarf. Strommarkt gibt Anreize, flexible Anlagen an- und abzuschalten. 8 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Strompreise aktuell EPEX Day Ahead-Auktion, Spotpreise [EUR/MWh] 300 250 200 150 100 50 Nov 15 Jul 15 Mrz 15 Nov 14 Jul 14 Apr 14 Dez 13 Aug 13 Apr 13 Dez 12 Aug 12 Apr 12 Dez 11 Aug 11 Apr 11 Dez 10 Aug 10 Apr 10 Dez 09 Aug 09 Apr 09 Dez 08 Aug 08-100 Mai 08-50 Jan 08 0-150 -200 9 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016 Quelle: Agora Energiewende
Zukünftige Entwicklung der Strompreise Zukünftig werden die Preisschwankungen stark zunehmen. Flexible Anlagen profitieren von den Preisschwankungen. 10 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Erzielbare Mehrerlöse an der Strombörse Bereits jetzt sind Mehrerlöse durch flexible Einspeisung erzielbar. Durschnittserlös EPEX 2014 /MWh 55 53 50 48 45 43 40 38 35 33 Spotmarkt Zusatzerlöse Jahresdurchn. Börsenpreis für höchste Stunden pro Tag Zusatzerlöse /Jahr 150.000 135.000 120.000 105.000 90.000 75.000 60.000 45.000 30.000 15.000 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324 Flexibilität: Betriebsstunden (Erzeugung) pro Tag 0 11 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Biogas flexibel nutzen mit Fahrplanmanagement Jühnde wird flexibel: Flexibilität für bedarfsorientierte Wärmeerzeugung Flexibilität für bedarfsorientierte Stromerzeugung Täglich & Saisonal 12 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Ausgangssituation in Jühnde Analyse Wärmesenken: Nahwärmenetz, Holztrocknung, Fermenter. Bedarf: ca. 5.600 MWh/a BHKW: 8.000 h/jahr Redundanzwärme: Holzhackschnitzelkessel, Ölkessel Simulation Wärmespeicher 13 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Ausgangssituation in Jühnde Analyse Wärmebedarf: BHKW: Spitzenlast: Wärmeabfuhr Nahwärmenetz, Holztrocknung, Fermenter. Bedarf: ca. 5.600 MWh/a 8.000 h/jahr Holzhackschnitzelkessel, Ölkessel Simulation 14 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Biogas flexibel nutzen mit Fahrplanmanagement FlexAnalyse zeigt: Flexibilisierung rechnet sich in Jühnde. 15 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Wirtschaftlichkeitsanalysen für Flexibilisierungsoptionen??? Quelle: & eigene Darstellung 16 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Wirtschaftlichkeitsanalysen für Flexibilisierungsoptionen Erste Simulationen und Analysen bestätigen die Machbarkeit. 400 kwel 800 kwel 1.200 kwel 1.560 kwel 2.000 kwel 2.830 kwel + 0 m3 + 70 m3 17 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Jühnde entwickelt technisches Flexibilisierungskonzept weiter 2 zusätzliche BHKW à 550 kw el Zusätzlicher Wärmespeicher Ultraschallanlage ORC-Anlage 120 kw el Zusätzliches Silo 18 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Biogas flexibel nutzen mit Fahrplanmanagement Betriebsoptimierung mit gleichzeitiger Berücksichtigung von Wärmebedarf im Ort und Strombedarf im Netz. Täglich wechselnde Betriebszeiten der BHKW. Optimierte Fahrpläne erleichtern den täglichen Betrieb. Automatisierte Prozesse notwendig. 19 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Entwicklung und Aufbau eines Einsatzoptimierungssystems Prognosedaten: Strompreise, Wetter Anlagenmodell Windows-Server Fahrplanoptimierung Datenbankmanagement Messdaten Optimierter Fahrplan Anlagenmanagement Bioenergieanlage Webplattform Anlagenbetreiber Stromhändler Strom Wärme 20 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Täglicher Ablauf der Einsatzoptimierung 3 Wärmeprognose & Optimierung der Fahrpläne 4 Vermarktungsplan Strombörse (EPEX Spot) an Händler 8-10 Uhr 10-12 Uhr 5 Rückmeldung der Börse über verkaufte Strommengen 6-8 Uhr 2 Eintreffen Preis- / Wetterprognosen ab 0 Uhr Folgetag 1 Betrieb nach Fahrplan und Übermittlung der Messdaten 6 Übermittlung des Fahrplans an Anlagensteuerung theoretisch 12-23 Uhr ab 12:30 Uhr 21 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Biogas flexibel nutzen mit Fahrplanmanagement 5 4 3 2 1 Kommunikationsbox Datenlogger 22 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Täglicher Ablauf der Einsatzoptimierung 3 Wärmeprognose & Optimierung der Fahrpläne 4 Vermarktungsplan Strombörse (EPEX Spot) an Händler 8-10 Uhr 10-12 Uhr 5 Rückmeldung der Börse über verkaufte Strommengen 6-8 Uhr 2 Eintreffen Preis- / Wetterprognosen ab 0 Uhr Folgetag 1 Betrieb nach Fahrplan und Übermittlung der Messdaten 6 Übermittlung des Fahrplans an Anlagensteuerung theoretisch 12-23 Uhr ab 12:30 Uhr 23 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Wärmebedarfsprognose Kalibrierung Inputdaten Output langfristiger Temperaturverlauf Messwerte Temperaturverlauf Messwerte Wärmebedarf Temperaturprognose ARX- Verfahren (Wärmebedarfsprognose) langfristiger Wärmebedarf Einstrahlung (optional) Kalender - Wochentage - Ferien/Feiertage - Brückentage 24 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Fahrplanoptimierung Folgetag Wärmespeicher Biogasspeicher 8:00 h 25 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Biogas flexibel nutzen mit Fahrplanmanagement Preisprognose Bedarfsorientierter Betrieb möglichst zur Hochpreiszeit Gleiche Gasmenge wird in kürzerer Zeit verstromt Wärmespeicher Biogasspeicher Speicher: voll/leer im Tagesrhythmus 26 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Biogas flexibel nutzen mit Fahrplanmanagement 27 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Biogas flexibel nutzen mit Fahrplanmanagement Preisprognose Bedarfsorientierter Betrieb möglichst zur Hochpreiszeit Gleiche Gasmenge wird in kürzerer Zeit verstromt Wärmespeicher Biogasspeicher Speicher: voll/leer im Tagesrhythmus 28 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Biogas flexibel nutzen mit Fahrplanmanagement Saisonale Flexibilität durch Fütterungsmanagement Mehr BHKW-Betriebsstunden im Winter Fütterungsmenge nach Wettervorhersage Mehr Wärmenutzung, mehr KWK-Bonus 29 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Transparenz für den Anlagenbetreiber 1. Betreiberportal 2. Fahrplangrafik per E-Mail 30 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Flexibilisierung und Fahrplanbetrieb Flexibilisierung und Fahrplanbetrieb Beitrag zur Energiewende Reduzierte Betriebskosten Mehrerlöse am Strommarkt BHKW-Redundanz Perspektive nach EEG-Förderung Effizienzgewinn Bessere Wärmeausnutzung Höherer Wärmeanteil aus Kraft-Wärme-Kopplung Geringerer Einsatz von Heizöl und Holzhackschnitzeln Weniger Substratbedarf (Effizientere BHKW) Foto: Bioenergiedorf Jühnde eg 31 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
Neue Fahrplandienstleistung von CUBE Engineering Neue Fahrplandienstleistung von CUBE Engineering Automatisierte Fahrpläne Kosten- und Erlösoptimierter BHKW-Betrieb Eigenheiten der Anlage individuell berücksichtigt Wärmebedarfsprognosen und Speichermanagement Hohe Fahrplantreue Transparenz und Unabhängigkeit Unkomplizierter, kostengünstiger Service 32 Dirk Filzek, CUBE Engineering. Tag der offenen Tür, Jühnde, 18.06.2016
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