power-to-heat. praxiserfahrung. wirtschaftlichkeit ...2017/06/28 · dr. philip mayrhofer münchen,...
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Power-to-Heat.Praxiserfahrung. Wirtschaftlichkeit. Rahmenbedingungen.
Münchner Kreis Konferenz „Erfolgreiche IKT-basierte Energiewende“
Dr. Philip Mayrhofer
München, 28.6.2017
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2ENERSTORAGE, Münchner Kreis Konferenz, IKT-basierte Energiewende, 28.6.2017.
ENERSTORAGE ist Pionier und Marktführer für Power-to-Heat Anlagen im Industrieformat.
UNTERNEHMENSVORSTELLUNG.
Gegründet in 2012 in München.
STATUS:
Vermarktung von ca. 35 MW in der neg. Regelleistung.
Weitere Power-to-Heat Projekte mit 30 MW in Umsetzung.
Wachstumspotential von 50 MW/Jahr.
Komplementäre Vermarktung von Bestandsanlagen der Standortpartner möglich.
ENERSTORAGE konzipiert, finanziert und vermarktet Power-to-Heat Anlagen im Industrieformat. Dadurch werden für Industriestandorte sofort nachhaltige Erlöse aus der für die Energiewende dringend benötigten Nachfrageflexibilität erschlossen.
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3ENERSTORAGE, Münchner Kreis Konferenz, IKT-basierte Energiewende, 28.6.2017.
Das Geschäftsmodell der ENERSTORAGE basiert gegenwärtig auf dem Einsatz von Power-to-Heat Anlagen im Regelleistungsmarkt.
GRUNDPRINZIP.
Netzbetreiber müssen Stromnetz regeln.
Die Netzbetreiber müssen kurzfristigProduktion und Verbrauch ausglei-chen, um die Netzfrequenz zu halten. Durch den Einsatz negativer Regel-leistung gleichen die Netzbetreiber kurzfristige Überschüsse aus.
Power-to-Heat Anlage wandelt Strom in Dampf.
Unsere Elektrodendampfkessel sind schnell und präzise regelbar. Sie sind daher ideal für die dedizierte Erbringung von Regelleistung geeignet. Bei Abruf verdrängen sie fossil erzeugten Dampf.
Große Industriestandorte benötigen Dampf.
Unsere Power-to-Heat Anlagen wer-den an großen Industriestandorten integriert:
110 kV Netzanschluss
KWK-Anlage mit >30 MWe
Dampfturbinen
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4ENERSTORAGE, Münchner Kreis Konferenz, IKT-basierte Energiewende, 28.6.2017.
Die Anlagen müssen im Bestand integriert werden – dabei ist der Aufstellungsplatz das geringste Problem.
POWER-TO-HEAT – INSTALLATIONSBEISPIELE IM INDUSTRIE-BESTAND.
Quelle: ENERSTORAGE.
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5ENERSTORAGE, Münchner Kreis Konferenz, IKT-basierte Energiewende, 28.6.2017.
Über 500 MW Power-to-Heat sind bereits installiert. Überwiegend investieren Stadtwerke.
POWER-TO-HEAT – AKTUELLE MARKTDURCHDRINGUNG IN DEUTSCHLAND.
Fernwärme; 330
ENERSTORAGE; 45
Infraserv Höchst; 40
UPM; 30
Currenta; 7
Industrie; 122
ca. Angaben in MW; ENERSTORAGE Recherche; Stand: 2016/HJ1
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6ENERSTORAGE, Münchner Kreis Konferenz, IKT-basierte Energiewende, 28.6.2017.
Fluktuierende Erneuerbare führen zu erhöhtem Regelungsbedarf und gleichzeitigem Rückgang regelbarer Anlagen.
FLEXIBILITÄT – „GRUNDANNAHME“ ZUM REGELUNGSBEDARF.
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Fluktuierende Erneuerbare Fossile
Quelle: Eigene Analyse basierend auf Daten der Leitstudie Strommarkt
Angebot an Regelleistung sinkt
Kernkraftwerke und andere Konventionelle werden schrittweise abgeschaltet oder in ihrer Laufzeit eingeschränkt, dadurch reduziert sich das Angebot an Regelleistung in den nächsten 10 Jahren.
Abschaltung von Wind- und Solar-Kraftwerke ist nicht unbedingt die sinnvollste Alternative.
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Angebotsbedingter Bedarf an Regelleistung
Nachfragebedingter Bedarf an Regelleistung
Bedarf an Regelleistung steigt
Dezentrale Erzeugungskapazitäten aus erneuerbaren
Energien (v.a. Photovoltaik, Windkraft) erreichen Größe der
konventionellen Energien.
Zunehmend fluktuierende und dezentrale
Erzeugungsstruktur verursacht steigenden
angebotsbedingten Regelungsbedarf.
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7ENERSTORAGE, Münchner Kreis Konferenz, IKT-basierte Energiewende, 28.6.2017.
Fluktuierende Erneuerbare führen zu erhöhtem Regelungsbedarf und gleichzeitigem Rückgang regelbarer Anlagen.
FLEXIBILITÄT – „GRUNDANNAHME“ ZUM REGELUNGSBEDARF.
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Fluktuierende Erneuerbare Fossile
Quelle: Eigene Analyse basierend auf Daten der Leitstudie Strommarkt
Angebot an Regelleistung sinkt
Kernkraftwerke und andere Konventionelle werden schrittweise abgeschaltet oder in ihrer Laufzeit eingeschränkt, dadurch reduziert sich das Angebot an Regelleistung in den nächsten 10 Jahren.
Abschaltung von Wind- und Solar-Kraftwerke ist nicht unbedingt die sinnvollste Alternative.
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2008 2010 2015 2020
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Angebotsbedingter Bedarf an Regelleistung
Nachfragebedingter Bedarf an Regelleistung
Bedarf an Regelleistung steigt
Dezentrale Erzeugungskapazitäten aus erneuerbaren
Energien (v.a. Photovoltaik, Windkraft) erreichen Größe der
konventionellen Energien.
Zunehmend fluktuierende und dezentrale
Erzeugungsstruktur verursacht steigenden
angebotsbedingten Regelungsbedarf.
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8ENERSTORAGE, Münchner Kreis Konferenz, IKT-basierte Energiewende, 28.6.2017.
NEGATIVE REGELLEISTUNG Ursache: Prognosefehler
Abgerufene Menge stark rückläufig.
Aktuell nur in Sondersituationen wirtschaftlich zu nutzen.
Sektorkopplung kann zur Reduktion von Einspeisemanagement und künftig von negativen Strompreisen beitragen.
WIRTSCHAFTLICHKEIT DER SEKTORKOPPLUNG
EINSPEISEMANAGEMENT
Ursache: Lokale Netzüberlastung
Steigerung 2015 um 200%
Aktuell Rolle nur für Power-to-Heat Anlagen zur
Flexibilisierung von KWK-Anlagen in
Netzausbauregionen definiert.
2
NEGATIVE STROMPREISE
Ursache: Negative Residuallast
Anzahl der Stunden hat sich in 2015 verdoppelt.
Für Power-to-X aktuell auf Grund der geringen Dauer
schwierig zu nutzen.
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Quellen: (1) ENERSTORAGE Analyse basierend auf Daten von regelleistung.net, (2) BNetzA Bericht 2015, (3) ENERSTORAGE Analyse basierend auf EEX Daten (01.01.2010 - 31.12.2015).
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9ENERSTORAGE, Münchner Kreis Konferenz, IKT-basierte Energiewende, 28.6.2017.
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
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2014 2015 2016
Deckungsbeitra
g in E
UR
/MW
Quantil 50 Quantil 75 Quantil 95
Die Deckungsbeiträge aus der Arbeit werden immer unstetiger und sind stark rückläufig.
DECKUNGSBEITRAG SRL NEG ARBEIT.
1) Berechnung exemplarisch basierend auf ÜNB Sekundendaten sowie wöchentlicher Merit Order für Regelarbeit
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10ENERSTORAGE, Münchner Kreis Konferenz, IKT-basierte Energiewende, 28.6.2017.
Die Dauer der Abregelung von Windkraftanlagen in der 50Hertz Regelzone hat in 2015 über 2.500 h/a erreicht.
STROMÜBERSCHUSS – AKTUELLE ENTWICKLUNGEN.
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11ENERSTORAGE, Münchner Kreis Konferenz, IKT-basierte Energiewende, 28.6.2017.
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Q12011
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Q12012
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Q42012
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Q12016
Q22016
Q32016
Anschlu
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Der Bedarf an Einspeisemanagement ist stark von der Erzeugung der EEG Anlagen und Netzausbaumaßnahmen abhängig.
ENTWICKLUNG EINSPEISEMANAGEMENT 50HERTZ
Inbetriebnahme
Nordleitung Schwerin-Hamburg
Inbetriebnahme
PST Mikulowa / Vierraden
Inbetriebnahme
Thüringer Strombrücke
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12ENERSTORAGE, Münchner Kreis Konferenz, IKT-basierte Energiewende, 28.6.2017.
Innerhalb von drei Jahren wurden aus vager Aussage konkrete Maßnahmen.
SEKTORKOPPLUNG – ENTWICKLUNG DER RAHMENBEDINGUNGEN.
„… Strom, der sonst
abgeregelt werden müsste,
für weitere Anwendungen,
etwa im Wärmebereich,
nutzen… .“
Weißbuch:
„Handlungsfeld: Sektorkopplung“
„Maßnahme: Netzgebühren“
Überraschung zu PtH im
Gesetzesentwurf 2016…
2013
2014
2016
„Langfristig können … neue
Energiespeicher aus anderen
Sektoren wie Wärme, Verkehr,
Chemie mit installierten
Leistungen in Dimensionen von
über 100 GW das deutsche
Stromsystem prägen.“
„Power-to-Heat Speicher sind
kostengünstig, technisch
einfach realisierbar und
unterstreichen die wichtige Rolle
von Wärmespeichern in der
Energiewende.“
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13ENERSTORAGE, Münchner Kreis Konferenz, IKT-basierte Energiewende, 28.6.2017.
Power-to-Heat Anlagen sollen vornehmlich die KWK flexibilisieren. Die Rolle von „Lasten/DSM“ ist noch unklar.
AKTUELLE REGULATORISCHE ENTWICKLUNGEN.
§13.6a EnWG Flexibilisierung der Bestands-KWK (im Norden)
ÜNB kontrahieren 2.000 MW PtH bei bestehenden KWK-Anlagen entsprechender Leistung
Investkosten für PtH werden erstattet Strombezugskosten werden vollständig ersetzt über Vertragsdauer von mindestens 5 Jahren gibt es
Kostenersatz analog zu Redispatch
KWK Anlagen werden nutzbar gem. §13 EnWG Ziel: „Nutzen statt Abregeln (NSA)“ der 3% EEG Unklar, ob PtH Anlagen als „zuschaltbare Lasten“
eigenständig vermarktet werden können
2023
1
§8a KWKG Flexibilisierung der neuen KWK
Ausschreibung der KWK-Zuschüsse ab 2017 abhängig von „Minimierung der techn. Mindest-erzeugung
„E-Wärmeerzeuger Pflicht“ kurz vor knapp raus
ca. 1 GW KWK zzgl. 0,X GW PtH an flexibler Kapazität im Markt
2
2021
Keine wettbewerbliche Ausschreibung der Standorte gem. Investition und Erbringung!
§119 EnWG (SINTEG „Experimentierklausel“) Erprobung des §13.6 EnWG
Technologie-offene Erprobung zuschaltbarer Lasten in fünf Modellregionen
Befreiung von Teilen der Stromnebenkosten vorübergehend (?) vorgesehen
Förderung von Ausschreibungsplattformen
Rückschlüsse zur Wirtschaftlichkeit und Einsatzmöglickeiten unterschiedlicher Technologien
Mechanismen der Ausschreibung erprobt
32020
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14ENERSTORAGE, Münchner Kreis Konferenz, IKT-basierte Energiewende, 28.6.2017.
Maßgeblich für die Sektorkopplung werden die Rahmenbedingungen für Überschussstrom im Vergleich zu anderen Energieträgern sein.
AKTUELLE REGULATORISCHE ENTWICKLUNGEN.
„level playing field“ für Überschussstrom
Dynamisierte Nebenkosten? Preiszonen? Belastung fossiler Brennstoffe?
Effiziente Nutzung von Überschussstrom Integration der 97% in andere Sektoren
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