Upload
vanhuong
View
222
Download
6
Embed Size (px)
Citation preview
Direktvermarktung & Regelenergie
Henning Gewecke
Bernburg, 17. März 2015
Bedarfsorientierte Stromerzeugung aus
Biogas auf landwirtschaftlichen Biogasanlagen
2SCHNELL Motoren AG
Gliederung
1. Die SCHNELL Motoren AG
2. Direktvermarktung
a. Business Case (früher / heute)
b. Fahrweisen
3. Lösungen
a. Zündsystem
b. 5 Min. Rampe
c. Motorheizung
d. Beispiele
4. Liebherr
a. LIEBHERR & SCHNELL
b. Vorstellung 500 kW
c. Service- Greenguard
Unternehmensgründer Hans-Jürgen Schnell
Aggregate in der Produktionshalle
SCHNELL Motoren AG Hauptsitz Amtzell
1992: Gründung durch Hans-Jürgen Schnell
Bis 2000: Planung und Bau von 60 kompletten Biogasanlagen
Ab 2000: Konzentration auf die Produktion von Blockheizkraftwerken (BHKW)
2011: Auslieferung des 3.000sten SCHNELL BHKWs
2012: Firmenjubiläum 20 Jahre SCHNELL (Installierte Gesamtleistung 632 Megawatt)
Bis 2014: Über 3.700 Aggregate in über 20 Länder auf 4 Kontinenten ausgeliefert.
3SCHNELL Motoren AG
Die SCHNELL Motoren AG
Vorstellung
Service Niederlassung Nord Montage Motoreninstandsetzung
Geschäftsleitung Produktion Vertriebsleitung
Hauptstandort Süd, Amtzell
Niederlassung Nord, Rodewald
Forschung & Entwicklung Service SCHNELL Akademie
SCHNELL Motoren AG 4
Standorte
Niederlassungen & Servicenetz
Seit 2000 hat sich die SCHNELL Motoren AG auf die Entwicklung und den Bau hocheffizienter BHKW-Biogas-Motoren fokussiert.
Meilensteine:
Entwicklung & Perfektionierung der Zündstrahltechnologie Common-Rail-Einspritztechnik (Dualfuel-Rail)
Entwicklung der Blue-Rail© Technologie für Gas-Otto-Motoren zusammen mit der AgrogenGmbH
Effektivitätssteigerung durch Integration der Turbocompounder Technologie
DLG-Test 5/2013: Gas-Otto-Aggregat mit 46,1% el. Wirk. (gemäß ISO 3046-1)
Optimierung des Start-Stop-Verhaltens zur bedarfsgerechten Regelbarkeit der Motoren und Integration in die Direktvermarktung
5SCHNELL Motoren AG
Die SCHNELL Motoren AG
Kernkompetenzen
6SCHNELL Motoren AG
Gliederung
1. Die SCHNELL Motoren AG
2. Direktvermarktung
a. Business Case (früher / heute)
b. Fahrweisen
3. Lösungen
a. Zündsystem
b. 5 Min. Rampe
c. Motorheizung
d. Beispiele
4. Liebherr
a. LIEBHERR & SCHNELL
b. Vorstellung 500 kW
c. Service- Greenguard
Bedarfsgerechte Stromproduktion (DV)
Business Case (früher)
Dauerbetrieb (24 / 7 / 365)
Max. Leistung = Max. Strom (max. Effizienz) => Maximale EEG-Vergütung
„Start-Stop“ nur für Service / Wartung
SCHNELL Motoren AG 7
kW
Zeit
kW
Zeit
Business Case (heute)
Betrieb nur wenn Strom gebraucht (DV)
Max. Leistung = Max. Zuverlässigkeit
„Start-Stop“ mehrmals täglich !
Verschiedenste Fahrweisen: positive & negative sek. Regelleistung 8│16 Bedarf Flexibler Betrieb mit 2 BHKWs
Baseline vs. Direktvermarktung
Investitionsfenster nutzen!
Restlaufzeit der Anlage: 10 – 14 Jahre
BHKW austauschwürdig
Hohe Erfahrung beim Fahren der Anlage
Flex Invest = Unterhaltungsaufwand
Eigenkapital häufig vorhanden
Steuerliche Effekte können positiv wirken
Restlaufzeit der Anlage: 15 – 17 Jahre
Zusatz – BHKW verlängert die Gesamtlaufzeit des Sets
Anlagen häufig schon Flex – geeignet (gasdichtes GPL, Aktivkohle)
Zusatzeffekte möglich (BImSch, Formaldehydbonus)
Flexprämie
2006 2026
2015 > 130€ kW Flex
AfA - Abschreibungen
2011 2031
2021 > 130€ kW Flex
AfA - Abschreibungen
8SCHNELL Motoren AG
9SCHNELL Motoren AG
Gliederung
1. Die SCHNELL Motoren AG
2. Direktvermarktung
a. Business Case (früher / heute)
b. Fahrweisen
3. Lösungen
a. Zündsystem
b. 5 Min. Rampe
c. Motorheizung
d. Beispiele
4. Liebherr
a. LIEBHERR & SCHNELL
b. Vorstellung 500 kW
c. Service- Greenguard
Standard Zündsystem
Pel = 250 kWNox = 500 mg/m³ZZP -16°KW
SCHNELL Zündsystem
Zündspannung gemittelt (kV)Brenndauer ZündfunkenGemittelt 463 µsMinimum 400 µsMaximum 573 µs
ungenauer
Zündbeginn
genauer
Zündbeginn
SCHNELL Motoren AG 10
Zündspannung gemittelt (kV)Brenndauer ZündfunkenGemittelt 215 µsMinimum 170 µsMaximum 270 µs
Pel = 250 kWNox = 500 mg/m³ZZP -16°KW
Lösung der technischen Herausforderungen
1 Schnell-Start / Schnell-Stop (Punktgenaue Zündung)
12SCHNELL Motoren AG
Gliederung
1. Die SCHNELL Motoren AG
2. Direktvermarktung
a. Business Case (früher / heute)
b. Fahrweisen
3. Lösungen
a. Zündsystem
b. 5 Min. Rampe
c. Motorheizung
d. Beispiele
4. Liebherr
a. LIEBHERR & SCHNELL
b. Vorstellung 500 kW
c. Service- Greenguard
Welche Rampe schafft das BHKW von 0 kW auf P-Max? (Verfügbarkeit)
Die Hochlaufphase besteht aus 4 Komponenten: (Beschreibung der Folgefolie)
1. Leerlaufphase, sie beschreibt den Abschnitt, in dem das BHKW konstant mit 1500 U/min (+-50U/min) nach dem Start läuft. Der Defaultparameter beträgt derzeit 10 Sek.
2. Synchronisation, hier kann man keine feste Zeitvorgabe nennen, jedoch ist das BHKW in der Regel nach maximal 60 Sek. netzsynchron.
3. In der Aufwärmphase läuft das BHKW 60 Sek. (Parameter) mit 3% (Parameter) der Nennleistung.
4. In der Belastungsphase belastet das BHKW mit 2 kW/Sek. (Parameter sollte aber 6 kW/Sek. nicht überschreiten)
SCHNELL Motoren AG 13
Lösung der technischen Herausforderungen
2 Schnell-Start / Schnell-Stop (5 Min. Rampe)
BHKW Start
SynchronisationAufwärmphase
Belastung
SCHNELL Motoren AG 14
SCHNELL Motoren schaffen die 5 Min. Rampe bereits seit 2010
Beispiel: Trendaufzeichnung der Start-Leistung/Drehzahl eines BHKW (Version 5) aus 2010
Lösung der technischen Herausforderungen
2 Schnell-Start / Schnell-Stop (5 Min. Rampe)
3,41 Minuten nach Startbefehl am Netz.
Starten von 0 kW auf Volllast
03:41 Min.
SCHNELL Motoren AG 15
Lösung der technischen Herausforderungen
2 Schnell-Start / Schnell-Stop (5 Min. Rampe)
16SCHNELL Motoren AG
Gliederung
1. Die SCHNELL Motoren AG
2. Direktvermarktung
a. Business Case (früher / heute)
b. Fahrweisen
3. Lösungen
a. Zündsystem
b. 5 Min. Rampe
c. Motorheizung
d. Beispiele
4. Liebherr
a. LIEBHERR & SCHNELL
b. Vorstellung 500 kW
c. Service- Greenguard
Heizstab mit 4,5 kW thermischer Leistung
Automatische Absperrklappe vor dem Abgaswärmetauscher mit Bypass
Inklusive Ansteuerung der Absperrklappe und des Heizstabs
Zur Vorheizung des Aggregats in der Regelenergie
SCHNELL Motoren AG 17
Lösung der technischen Herausforderungen
3 Motorheizung: Aggregate – Kühlwasserwarmhaltung sekundär
Komplette Trennung von BHKW-Grundrahmen und Wärmeauskopplung
Kühlwasserwarmhaltung primär
SCHNELL Motoren AG 18
Lösung der technischen Herausforderungen
3 Motorheizung: Wärmeauskopplung primär: HeatTransferUnit
Ausgangszustand: Die Kühlwassertemperatur primär ist auf den eingestellten Wert zw. 45° bis 50°C gehalten worden. Die HTU und der AWT ist kalt, mit Ausnahme der hydraulischen Weiche.
1. Das BHKW startet.
2. Alle Pumpen laufen los, der Heizstab schaltet ab.
3. Die Absperrklappe primär bleibt unter 55 °C zu. Das Kühlwasser fließt durch den Bypass. Dadurch wird das Kühlwasser nicht sofort durch das kalte Wasser (In der HTU und im AWT) abgekühlt.
4. Der Motor läuft, das Kühlwasser erwärmt sich langsam. Das kalte Wasser (aus der HTU und dem AWT) wird langsam zugemischt.
5. Die Vorlauf-Temperatur primär überschreitet 55 °C, die Absperrklappe primär öffnet. (Wenn die VL-Temperatur primär erneut unter 50 °C fällt, schließt sie wieder).
6. Das BHKW erreicht seine Betriebstemperatur, die Absperrklappe primär bleibt offen, bis das BHKW erneut gestoppt wird.
SCHNELL Motoren AG 19
Lösung der technischen Herausforderungen
3 Motorheizung: BHKW Start nach längerer Betriebspause
Ausgangszustand: Das BHKW entkoppelt, und stoppt.
1. Der Pumpennachlauf von 15 min läuft, währenddessen ist der Heizstab immer aus.
2. Die Absperrklappe primär ist über 55 °C Vorlauf-Temperatur primär immer offen. Sobald die Vorlauf-Temperatur primär unter 50 °C fällt schließt die Absperrklappe. Diese Funktion ist während des BHKW Betriebes und im Stillstand aktiv.
3. Der Bypass der Absperrklappe primär ist so dimensioniert, dass der Strömungssensor auch bei geschlossener Absperrklappe primär genügend Strömung erfassen kann.
4. Sobald die Kühlwassertemperatur Motor unter die in Punkt 1.1 abgebildete Temperatur (Heizstab Ein) fällt schaltet die Kühlwasserpumpe Motor ein. Mit 5 Sekunden Verzögerung schaltet der Heizstab zu.
5. Wenn die Kühlwassertemperatur Motor die in Punkt 1.1 abgebildete Temperatur (Heizstab Aus) erreicht, schaltet der Heizstab aus.
6. Nach einer Verzögerung von 5 Minuten. stoppt dann die Kühlwasserpumpe Motor.
SCHNELL Motoren AG 20
Lösung der technischen Herausforderungen
3 Motorheizung: Abstellen des BHKW`s
22SCHNELL Motoren AG
Gliederung
1. Die SCHNELL Motoren AG
2. Direktvermarktung
a. Business Case (früher / heute)
b. Fahrweisen
3. Lösungen
a. Zündsystem
b. 5 Min. Rampe
c. Motorheizung
d. Beispiele
4. Liebherr
a. LIEBHERR & SCHNELL
b. Vorstellung 500 kW
c. Service- Greenguard
SCHNELL Motoren AG
2x 250 kW Bestand je im Einzelcontainer, dazu der neue Doppelcontainer mit 500 kW (2x 250 kW)
23
Beispiel
SCHNELL Container vs. duoSCHNELLpack
SCHNELL Motoren AG 24
Beispiel
Altanlage 500 kW auf 1000 kW umgerüstet
Berechnung Flexibilitätsprämie
Installierte Leistung 1000 kW
Bemessungsleistung 475 kW
Anlagenauslastung 47,5 %
Jährliche Vollaststunden 4161 h
Korrekturfaktor Anlagenauslastung 1,1
Kapazitätskomponente 130 €/kW
0,2 x Bemessungsleistung 200 kW
0,5 x Installierte Leistung 500 kW
Zusätzlich bereitgestellte Leistung 477,5 kW
Flex-Prämie 62075 €/a
1,49 €-Cent/kWh el.
SCHNELL Motoren AG 25
2x 250 KW DSP mit 460 KW in der DV
Netzausbau erst 2015
Beispiel
BGA Kl. Zecher
SCHNELL Motoren AG 26
01. Mai 14 12. Juni 14
Monate Mai & Juni 2014 – Mit erheblichen Betriebsschwankungen
Beispiel
MW
BGA Kl. Zecher
Beispiel
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
31
.05
.201
4 0
0:0
0
01
.06
.201
4 0
0:0
0
02
.06
.201
4 0
0:0
0
03
.06
.201
4 0
0:0
0
04
.06
.201
4 0
0:0
0
05
.06
.201
4 0
0:0
0
06
.06
.201
4 0
0:0
0
07
.06
.201
4 0
0:0
0
08
.06
.201
4 0
0:0
0
09
.06
.201
4 0
0:0
0
IST (MW)
SOLL (MW)
Wochenübersicht Mai 2014 - Detailansicht 1
SCHNELL Motoren AG 27
MW
BGA Kl. Zecher
Beispiel
SCHNELL Motoren AG 28
Betreiber hat sich mit Rohstoffeinsatz verschätzt: BHKW fährt Gasblase leer
BGA Kl. Zecher (am 07.06.2014)
Beispiel
SCHNELL Motoren AG 29
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
24.0
5.2
014
00
:00
25.0
5.2
014
00
:00
26.0
5.2
014
00
:00
27.0
5.2
014
00
:00
28.0
5.2
014
00
:00
29.0
5.2
014
00
:00
30.0
5.2
014
00
:00
31.0
5.2
014
00
:00
01.0
6.2
014
00
:00
02.0
6.2
014
00
:00
IST (MW)
SOLL (MW)
Wochenübersicht Mai 2014 - Detailansicht 2
MW
BGA Kl. Zecher
Beispiel
SCHNELL Motoren AG 30
Schnell Service hat sich nicht rechtzeitig angemeldet: Beide BHKWs gehen nacheinander aus
BGA Kl. Zecher (am 28.05.2014)
SCHNELL Motoren AG 32
Beispiel
MW
25.05.2014 – Die verfehlte Prognose mit einer Überlieferung ausgeglichen
Überlieferung
Beispiel einer „Überlieferung“
SCHNELL Motoren AG 33
Warum ist BGA Kl. Zecher permanent unterhalb des Fahrplans?
Beispiel
MW
Unterdeckung: BGA meldet 250 kW an DV -> am Trafo kommen aber nur 247 kW an ! => -6044,44 €
Permanente „Unterdeckung“
SCHNELL Motoren AG 34
Ertragsübersicht
EEG-Vergütung
EEG-Vergütung
Gemäß Angaben des Erzeugers 263,005 MWh 200,000 €/MWh 52.601,02 €
Direktvermarktung (Mindestvergütung=EEG)
Marktprämie
zu zahlen durch den Netzbetreiber 263,005 MWh 171,870 €/MWh 45.202,69 €
Referenzmarktwert
zu zahlen durch den Direktvermarkter 263,005 MWh 28,130 €/MWh 7398,33 €
Gesamtergebnis Vermarktung 52.601,02 €
Beispiel
BGA Kl. Zecher
SCHNELL Motoren AG 35
Direktvermarktung (Transparente Vermarktung)
Energievermarktung
Energiemenge
Verkauft (Prognose) 264,536 MWh 30,964 €/MWh 8190,99 €
Erzeugt (Messdaten) -263,005 MWh
Ausgleichsenergie
Unterdeckung / Bezug -9,647 MWh 23,339 €/MWh -225,16 €
Überdeckung / Verkauf 8,116 MWh 29,645 €/MWh 240,61 €
Regelenergie
Bilanzausgleich 0,000 MWh
Energiebilanz 0,000 MWh
Marktzugangskosten 264,536 MWh -0,500 €/MWh -132,27 €
Ergebnis der Energievermarktung 8074,17 €
Beispiel
BGA Kl. Zecher
SCHNELL Motoren AG 36
Regelenergievermarktung
Positive Sekundärregelleistung
Bereitschaft (LP) - MWh - €/MWh - €
Bereitgestellte Regelenergie (AP) - MWh - €/MWh - €
Negative Sekundärregelleistung
Bereitschaft (LP) 174,14 €
Bereitgestellte Regelenergie (AP) - MWh - €/MWh - €
Positive Minutenreserve
Bereitschaft (LP) - MWh - €/MWh - €
Bereitgestellte Regelenergie (AP) - MWh - €/MWh - €
Negative Minutenreserve
Bereitschaft (LP) 14,90 €
Bereitgestellte Regelenergie (AP) - MWh - €/MWh - €
Ergebnis der Regelenergievermarktung 189,04 €
Gesamtergebnis Vermarktung 8263,21 €
Referenzmarktwert
separat gezahlt -7398,33 €
Gesamtvorteil
aus Vermarktung 854,88 €
Nachteil des Erzeugers
aus Marktprämie wegen Regelenergie 0,00 MWh 200,00 €/MWh 0,00 €
Vorteil
Zu teilender Vorteil 864,88 €
Anteil des Erzeugers 61,00 % 527,58 €
Beispiel
1. Die SCHNELL Motoren AG
2. Direktvermarktung
a. Business Case (früher / heute)
b. Fahrweisen
3. Lösungen
a. Zündsystem
b. 5 Min. Rampe
c. Motorheizung
d. Beispiele
4. Liebherr
a. LIEBHERR & SCHNELL
b. Vorstellung 500 kW
c. Service- Greenguard
37SCHNELL Motoren AG
Gliederung
Liebherr-Motoren
© SCHNELL Motoren AG Seite 39
- LIEBHERR Interesse an SCHNELL Technologie
- LIEBHERR sucht einen Markt Partner mit Erfahrung in Gas-Motoren-Entwicklung und Vertrieb.
- LIEBHERR sucht einen Genset-Hersteller (mit Mittelspannungszertifikat)
- SCHNELL sucht Partner für problemlosen Einstieg in den Erdgasmarkt
- ausgereiftes Motorprogramm mit LIEBHERR Garantie
- SCHNELL erweitert sein Geschäftsmodell mit einer Genset-Produktion
- langfristig ist das breitere Leistungsspektrum mit LIEBHERR Motoren wichtig (MW-Klasse)
Strategische Partnerschaft
Interesse LIEBHERR Interesse SCHNELL
Liebherr-Motoren
© SCHNELL Motoren AG Seite 40
Vorstellung
Liebherr Machines Bulle S.A. (LMB), Bulle (Schweiz):
ca. 1.100 Mitarbeiter │ ca. 340 Mio. € Umsatz
Kapazität in Bulle ca. 14.000 Motoren (Diesel + Gas) (2014 mehr als 500 Gasmotoren)
bis 2018 Investitionen i.H.v. 200 Mio. CHF in das Motorenwerk in Bulle
Erklärtes Ziel: 30% Marktanteil Gasmotoren
Starkes Standbein: Genset Applikationen
Liebherr-Motoren
© SCHNELL Motoren AG Seite 41
Sputter LagerStahlkolben(Patent)
Rollenstößel-TechnikEdelstahl Gemischkühler
Optimierter
4-Ventil-Zylinderkopf
Standard bei high end Motoren
Haltbarer als Alu Kolben
Der Standard bei Gasmotoren mit Biogas
LMB Design mit bis zu 25.000Bh Standzeit
Reduziert Reibleistung
Besondere Merkmale der LIEBHERR - Gasmotoren
Liebherr-Motoren
© SCHNELL Motoren AG Seite 42
Aktuelle Baureihe (Generation 4 & 5 ) durchgehend 130 mm Bohrung, viele Gleichteile, gleiche Zylinderköpfe, Kolben etc.
Ab Generation 6 ist eine135 mm Bohrung in Vorbereitung
Folge:
V8 380 kW, V12 570 kW, V16 770 kW, V20 1.000 kW
Leistungsband der neuen SCHNELL BHKW-Baureihe L
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
L4R20 (8,0 l.)
L6R20 (11,9 l.)
L8V21 (16,7 l.)
L12V21 (25 l.)
LMB 9620 (44,9 l.)
P el [kW]
Power range SCHNELL BHKWTyp VH
(ltr.)
Liebherr-Motoren
© SCHNELL Motoren AG Seite 43
Technische Daten - L12V21 500 kW BIOGAS
- Maschinen voll regelbar für flexible Fahrweise. Nach Erreichen Freigabetemperatur innerhalb von 90 sec. auf Nennlast. Regelbereich 50- 100% PN
Technische Daten gem. DIN ISO 3046-1 - Änderungen vorbehalten
Liebherr-Motoren
© SCHNELL Motoren AG Seite 44
Greenguard – Flottenmanagement
- Steuerung bekannt B&R mit Verbindung zum SCHNELL Flottenmanagementsystem
GreenGuard ist eine flexible Datenbankanwendung, die den gesamten Lebenszyklus einer Anlage unterstützt. Neben der klassischen Fernüberwachung bietet das System Funktionen zur vorbeugenden Fehlererkennung wie auch zur Wartungsplanung.
Die wichtigsten GreenGuard Funktionen:
Visualisierung
Fernsteuerung (Start, Stop, Fehlerquittierung)
Fernwartung
Alarmierung (SMS, Email)
Trendauswertungen
Historische Datenerfassung
Betriebsstunden- und Servicezähler
Die Unterstationen (BHKW) kommunizieren über LAN, das Mobilfunk-Netzwerk (GSM/GPRS) oder über eine Satellitenverbindung mit der GreenGuard-Zentrale.
Die Daten und Betriebszustände werden periodisch wie auch ereignisgesteuert in die GreenGuard Datenbank weitergeleitet:
periodisch (z. B. alle 2 Stunden)
ereignisgesteuert (Alarme)
Warnung oder Alarmzustand
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Henning Gewecke (Technischer Vertrieb) Tel. +49 388 53-333 80Fax +49 388 53-333 81
Mobil +49 173 [email protected]
SCHNELL Motoren AG