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Herzlich Willkommen zur Schlusspräsentation des
BFE-Leuchtturmprojektes
«REGELPOOLING mit Infrastrukturanlagen»
14. Juni 2017, Bern
REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN ▪ PHILIPPE MÜLLER, LEITER CLEANTECH BFE ▪ 14.06.2017
REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN
EIN BFE-LEUCHTTURMPROJEKT
© D
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REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN ▪ PHILIPPE MÜLLER, LEITER CLEANTECH BFE ▪ 14.06.2017 2
DIE ENTWICKLUNG VOM ZENTRALEN ZUM
DEZENTRALEN GELDSYSTEM
Bildquellen:www.tagesanzeiger.ch & https://blockchain.info
© dimdimich– Fotolia.com
19. Jahrhundert Heute
REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN ▪ PHILIPPE MÜLLER, LEITER CLEANTECH BFE ▪ 14.06.2017 3
DIE ZUKUNFT DER SCHWEIZERISCHEN
STROMVERSORGUNG
Angebot
Nachfrage
REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN ▪ PHILIPPE MÜLLER, LEITER CLEANTECH BFE ▪ 14.06.2017 4
DAS PILOT-, DEMONSTRATIONS- UND
LEUCHTTURMPROGRAMM DES BFE
Forschung Innovation MarkteinführungM
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P + D + L
Pilot- und Demonstrationsprojekte (P+D) sind ein wichtiger Bestandteil des Innovationsprozesses von der Energieforschung in den Markt. Leuchtturmprojekte (L) sind spezielle Demonstrationsprojekte.
Leuchtturmprojekt «Regelpooling mit Infrastrukturanlagen»
Öffentliches Interesse
Energiepolitik
Innovation
Anwendungspotential
REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN ▪ PHILIPPE MÜLLER, LEITER CLEANTECH BFE ▪ 14.06.2017 5
P+D+L-PROJEKTE IM BEREICH REGELENERGIE
© Swisscom Energy Solutions AG © 2012, IBM Research & Isabelle Dolp, Golfpark Schlossgut Lenzfried© Markus Ronner
Regelpooling (InfraWatt) Tiko (Swisscom) FlexLast (IBM)
-26.5 °C
REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN ▪ PHILIPPE MÜLLER, LEITER CLEANTECH BFE ▪ 14.06.2017
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Energie-effizienz
NachaltigeWasser-wirtschaft
Umwelt-freundlicheEnergien
Rohstoff- undMaterial-effizienz
NachhaltigeMobilität
Kreislauf-wirtschaft
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CLEANTECH – EIN WACHSTUMSMARKT
Überdurchschnittliche Wachstumsraten
Cleantech bietet Chancen für fast alle Branchen
Cleantech kann eine hohe und nachhaltige Wertschöpfung ermöglichen
Datenquellen: Roland Berger, 2015 und 2012: Greentech Atlas 4.0 und 3.0
5385 Mia. € in 2025 + 6.5% / Jahr
+ 10.6% / Jahr2536 Mia. € in 20131383 Mia. € in 2007
+ 4.3% / Jahr
+ 4.4% / Jahr
+ 9.6% / Jahr+ 8.1% / Jahr+ 7.4% / Jahr+ 5.7% / Jahr
Prognose: globales Marktvolumen in 2025 (in Mia. Euro)Globales Marktvolumen in 2013 (in Mia. Euro)
REGELPOOLING MIT INFRASTRUKTURANLAGEN ▪ PHILIPPE MÜLLER, LEITER CLEANTECH BFE ▪ 14.06.2017
BESTEN DANK
FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT
Weitere Informationen: www.bfe.admin.ch/leuchtturm www.twitter.com/BFEcleantech www.energeiaplus.com
Beat Kobel, Ryser Ingenieure AG Schlusspräsentation Suisse Public 2017 Bern, 14. Juni 2017
Regelpooling mit Infrastrukturanlagen – WV + ARA
Forschungsergebnisse Leuchtturmprojekt
Realisiert mit Unterstützung des Bundesamtes für Energie (BFE)
Ausgangslage
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
2016 in CH an 38 h negativ, in D an 223 h
10. Januar 2017
Angebot und Nachfrage stimmen (zeitlich) nicht überein!
Ausgangslage
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Wer kurzfristig auf Preissignale aus dem Strommarkt oder Netz reagieren kann, zählt zu den Gewinnern der
Energiewende!
Day-ahead Spotmarkt
Systemdienst-leistungen
Intraday-Markt
X-1 Tag X-4h X-1h X-1/4h
Wert der Flexibilität
Zeitpunkt Erfüllung X
TRL . . . . SRL
Ausgangslage / Glücksfall
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
2 Welten, die aufeinander treffen Betreiber, deren 1. Priorität die sichere Ver-
oder Entsorgung ist und eine einwandfreie Qualität im Vordergrund steht
Strommarkt, welcher für viele ein «Buch mit sieben Siegeln» ist
Warum (Regel-) Pooling?
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Swissgrid verlangt für Teilnahme am Auktionsmarkt 5 MW Mindest-Regelleistung
Einzelanlagen WV und ARA zu klein
Ohne Pooling für WV und ARA keine Teilnahme möglich – aber auch nicht – einen Beitrag zur Netzstabilisierung zu leisten
Warum WV und ARA interessant?
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Weil keine Energie verloren geht! Während Projekt herausgefunden, dass SRL
möglich ist (ARA)
Speicher WV = Reservoire Speicher ARA = Gasometer alles bestehende Infrastruktur!
Herausforderungen?
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Zusammenarbeit Strom- und Infrastrukturwelt
Verständnis für gegenseitige Bedürfnisse Motivation der Betreiber
Ergebnisse und Umsetzung WV
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Reservoirfüllung unter Berücksichtigung vom Strommarkt
Hydraulisches Modell und Bilanzierung, damit Pumpenlaufzeiten Füllstände Reservoire Strompreis miteinander verknüpft werden können
Ergebnisse und Umsetzung WV
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Ergebnisse und Umsetzung WV
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Stromkostenoptimierung durch Flexibilisierung
TRL– Nachweis erbracht
Stromkosteneinsparung
Im Fall WVRB mehrere CHF 10’000.- pro Jahr
ARA mit Klärgasverstromung
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Stromproduktion BHKW mit Klärgas unter Berücksichtigung des Regelleistungsmarktes (Systemdienstleistungen)
Bilanzierung und Variation von Gasometerfüllstand BHKW-Leistung Regelleistungsbedarf Swissgrid und gegenseitiger Verknüpfung
ARA mit Klärgasverstromung
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
ARA mit Klärgasverstromung
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
SRL– Regelpooling Pool durch Swissgrid präqualifiziert
Zusatz-Erlöse
50’ bis 70’000.- CHF / MW Flexibilität pro Jahr für Vorhaltung und Abruf
ARA mit Klärgasaufbereitung und -einspeisung
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Leistungsspitzenbrechung durch Eigenstromproduktion
Prognose der Leistungsbezugsspitzen durch Meteodaten Zuflussdaten aus dem Einzugsgebiet für zeitlich begrenzte Spitzenlastbrechung
Höchster Momentwert
Höchster Leistungsmittelwert
Last
(kW
)
Der höchste Leistungsmittelwert bestimmt die Kosten
15 Min.
Zeit
15 Min. 15 Min. 15 Min. 15 Min.
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
ARA mit Klärgasaufbereitung und -einspeisung
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
ARA mit Klärgasaufbereitung und -einspeisung
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Pow
er [M
W]
Time
Einspeisung EWZ – 25. Oktober 2016 (6sec Auflösung) – BHKW 1 Schaltung
Sollwert EWZ - CHP1 EWZ power CHP1 Rain Flow
Leis
tung
[kW
]
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Zeitlich begrenzte Spitzenlastbrechung durch Zuschalten von BHKW
TRL+ Nachweis erbracht
Leistungskosten-Einsparung
Im Fall ERZ ca. 100’000.- CHF pro Jahr
ARA mit Klärgasaufbereitung und -einspeisung
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Strombezug dem Angebot anpassen Lastspitzen reduzieren Regelpooling für Netzausgleich Direktvermarktung von KEV- oder EVS-Strom Stromkostenoptimierung
Allumfassendes Strom-Management für WV und ARA etabliert!
Fazit
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Dank dem Leuchtturmprojekt und dem qualifizierten Sekundär-Regelpooling durch Swissgrid sind Sie (WV und ARA) fit, um an der dynamischen Entwicklung der Strommarkt-Zukunft teilzunehmen!
Fazit
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Fazit
Schlusspräsentation Regelpooling 14.6.2017
Fragen:
Andreas Hurni, Ryser Ingenieure AG, Bern [email protected] Rafael Osswald, Rytec AG, Münsingen [email protected]
Regelpooling mit Infrastrukturanlagen – Vorgehen und finanzieller Nutzen Realisiert mit Unterstützung des Bundesamtes für Energie (BFE)
Alpiq AG, Christian Zaugg & Irina Radzikhovskaya
Schlusspräsentation SuissePublic
Bern, 14.06.2017
Alpiq AG, Digital Technology & Innovation (C. Zaugg) 1
2
Die neue Welt mit Regelpooling
• Swissgrid braucht die ständige Vorhaltung von bis zu: • ca. +/- 70 MW Primärreserve • ca. +/- 400 MW Sekundärreserve • ca. +400/-300 MW Tertiärreserve
• Grösster Teil der Reserve kommt von Wasserkraft • Alpiq ist Marktführer für SDL.
3
Die neue Welt mit Regelpooling
• Dezentrale Technologien können einen wichtigen Beitrag leisten: • Synergien zur Wasserkraft • Günstige Vorhaltung (da "bereits vorhanden")
• Dafür braucht es neue Kompetenzen, Technologie und aktive Mitarbeit von allen
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Die neue Welt mit Regelpooling: neue Anforderungen!
Alpiq Plattform
Physische Welt Digitale Welt
Dezentrale Anlage
• Datenabfrage • Optimierungsalgorithmus • Steuersignal • Kleinteiliger Pool
• Planung der Flexibilität • Sicherer Betrieb unter
"Fremdsteuerung" • Beitrag an
Versorgungssicherheit
"Good Practice Award" für Plattform zur Integration erneuerbarer
Erzeuger! InfraWatt Innovationspreis!
real-time core
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• Grosser Industriebetrieb im Wallis mit 2 MW nimmt am SRL-Pool teil
• 4 ARAs mit ca. 3 MW installierte Leistung und ca. 1.1 MW Flexibilität SRL- sind präqualifiziert und betriebsbereit
• Weitere Anlagen: • ARA Werdhölzli 1.8 MW Spitzenlastoptimierung • Wasserversorgung Bern >1 MW Spotoptimierung
Überblick und Status Regelpooling
Der SRL-Pool läuft!
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Die Schritte zum Regelpooling
• Vorabklärung und Eignung • Anbindung und Anpassung: Daten und Steuerung • Präqualifikation: Flexibilität, Rampen, Simulation im Pool • Teilnahmevertrag Regelpooling • Betrieb: Planung, Vorhaltung, Abruf
ARA oder WV Alpiq Plattform Swissgrid
• Flexibilität? • Rampen? • Eignung?
• Anbindung • Simulation • Algorithmus
• Präqualifikation (technisch und formal)
Betrieb Betrieb
real-time core
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Anbindung und Sicherheit
• Direkte Verbindung mit PLS • Übermittlung von:
• Leistung • Verfügbarkeit • Sollwert • Weitere Daten (z.B. Gas)
• Verschlüsselt und sicher (künstliche Intelligenz zur Überwachung)
Betreiber hat das letzte Wort über PLS!
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Finanzieller Nutzen
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5'000
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CH
F/
MW
/W
och
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Jahreswochen
2014 2015 2016 2017
• Volumengewichtete historische SRL Prämien:
• Jahresdurchschnittsprämie bis zu 200'000 CHF/MW/Jahr
* Aber jetzt kommt das Sternchen
*
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Die "Krux" mit dem Abruf
Anforderungen an SRL ARA Bedürfnisse
SRL Produkt Scheiben à +/- 1 MW (symm.) Minimum 5 MW
Nur SRL- mit Flexibilität von <100 kW – 500 kW
Vorhaltung Band 24 h x 7 Tage/Woche Nach Gasanfall
Abruf Kontinuierlich Wenn möglich nie
Fahrplan Woche voraus 1-2 Tage voraus
Hauptaufgabe Qualität und Zuverlässigkeit - SDL ist Primärziel
Betrieb ARA und KEV - SDL ist Nebensache
Finanziell Prämie für Versorgungssicherheit
Zusatzerlös, möglichst ohne Aufwand
50 min
1 M
W
Abruf:
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Die "Krux" mit dem Abruf
Anforderungen an SRL ARA Bedürfnisse
SRL Produkt Scheiben à +/- 1 MW (symm.) Minimum 5 MW
Nur SRL- mit Flexibilität von <100 kW – 500 kW
Vorhaltung Band 24 h x 7 Tage/Woche Nach Gasanfall
Abruf Kontinuierlich Wenn möglich nie
Fahrplan Woche voraus 1-2 Tage voraus
Hauptaufgabe Qualität und Zuverlässigkeit - SDL ist Primärziel
Betrieb ARA und KEV - SDL ist Nebensache
Finanziell Prämie für Versorgungssicherheit
Zusatzerlös, möglichst ohne Aufwand
Aber es funktioniert dank einem Kompromiss!
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Partnerschaftlich zum Ziel!
Produktentwicklung nach Bedürfnis ARA: • ARA macht SRL-, Alpiq macht SRL+ (Prämiensplit) • Vorhaltung auch mit "nicht Band" • Flexible Backuplösung ohne Pönalen • Abruf ARA wird unterpriorisiert
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15
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An
zah
l V
ierte
lstu
nd
en
Prozentsatz des SRL Signals
2017 (May 17)
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Fazit: Es geht nicht nur um Regelpooling!
Legacy systems Stored Hydro
Pooled assets/VPPs
Transmission/ Distribution
Wind portfolio
E-Mobility Nuclear Photovoltaic Buildnings/SME
Thermal
Heating/Cooling
Batteries DSM P2H
Gas storage
Integration & Synergien aller
Anlagen ins Energie-Ökosystem!
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Fazit: Es geht nicht nur um Regelpooling!
• Win-Win: Regelpooling = ideale Partnerschaft zwischen zentral und dezentral
• Es funktioniert: Wenn alle Teilnehmer wollen • Voraussetzung: Pooling bedeutet Risiken, Backup und
Gewinn fair sozialisieren
Eigentlicher Gewinn ist die Bereitschaft für die Zukunft: • Beitrag an die Versorgungssicherheit • Es müssen alle beginnen, zu planen (Direktvermarktung) • Mit Regelpooling ist die Investition bereits gemacht
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There is no free lunch...
... aber fast – dank der Win-Win Situation!
Willkommen in der dezentralen Energiezukunft mit uns!
Für Fragen an Alpiq:
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Christian Zaugg
Irina Radzikhovskaya
Corrado di Stefano
Yves Wymann
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Lastverschiebung
Erste Erfahrungen
Bernhard Gyger Geschäftsführer WVRB AG
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Suisse Public, 14. Juni 2017
Kirchlindach
Kehrsatz
Frauenkappelen
Meikirch
Energie Wasser Bern
Ostermundigen
Bolligen Zollikofen
Bremgarten Ittigen Wohlen
Stettlen Vechigen
AKTIONÄRE
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Folie 3 Suisse Public, 14. Juni 2017
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Folie 4 Suisse Public, 14. Juni 2017
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SPEICHER
Stromerzeugung • Wird kein Wasser
gefördert wird das Wasser turbiniert
• Die maximale Leistung beträgt 100 kW
• Normalerweise wird für das Gebäude keine elektrische Energie bezogen, wenn keine Pumpen laufen
Folie 5 Suisse Public, 14. Juni 2017
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ERFAHRUNGEN
Lastverschiebung • Grundsätzlich mit allen Wasserversorgungen
ohne Probleme machbar • Prognosetool und Integration ins Leitsystem ist
aufwändig und bedarf guter Kenntnisse der Versorgung
• Zielkonflikt mit Energielieferanten, wenn er gleichen Eigentümer hat
• Start- und Stoppprozedere dauern einige Minuten • Sicherheitsstandards der Versorgungen können
Probleme bieten
Folie 6 Suisse Public, 14. Juni 2017
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ERFAHRUNGEN
Folie 7 Suisse Public, 14. Juni 2017
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ERFAHRUNGEN
Lastverschiebung • Mitarbeiter akzeptieren neues Regime problemlos • Versorgung hat Priorität • Kostenersparnisse sind erzielbar, der direkte
Gewinn aber schwierig zu beziffern • Weniger (keine) Lastspitzen, seit Anlage
vollautomatisch läuft • Zusatzkosten für den Marktzugang
Folie 8 Suisse Public, 14. Juni 2017
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ERFAHRUNGEN
Fazit und Zukunft • Poolen beider Hauptpumpwerke war positiv • Weitere Anlagen werden in nächster Zeit in das
System integriert • Verfeinern und optimieren der Anfahrrampen • Effektiv auf bestellten Stromerbrauch regeln unter
Berücksichtigung der Haustechnik und der eigenen Stromproduktion
• Reservoire sind Gratisbatterien und diese gilt es zu nutzen
Folie 9 Suisse Public, 14. Juni 2017
14. Juni 2017
Stromregelpooling Betreibersicht - Erfahrungen
Roland Boller – Geschäftsführer AVM
Steckbrief ARA Morgental
14. Juni 2017 | 2 www.morgental.ch
ARA Morgental 1 BHKW à 530 kW, 4 Gasturbinen à 65 kW Produktion 4 GWh/a Strom, 4.5 GWh/a Wärme
KEV seit 2008 mit Entschädigung pro kWh bis 2028
Vollenergetische Nutzung Klärgas mit Wärmeverkauf an EBM
Motivation
14. Juni 2017 | 3 www.morgental.ch
KEV befristet! - andere Möglichkeiten?
Neugier auf Neues, Wissenstransfer und Erfahrung, Flexibilität und fit bleiben für Änderungen im Strommarkt; Stillstand = Rückschritt
Regelpooling als Chance und Beitrag
Bessere Nutzung bestehender ARA-Infrastruktur
Langfristige Erhöhung Wertschöpfung durch «Nichtstun» Sich jetzt im Regelmarkt positionieren und einen Platz in einem Pool
sichern, «Claim» abstecken Partnerschaft aufbauen und pflegen
Beitrag leisten zur Netzstabilisierung Für mich als Betreiber ein «Muss» mit vielen
Vorteilen. Bereitschaft zeigen für kommenden Markt
Fragen – Ängste Betrieb
14. Juni 2017 | 4 www.morgental.ch
Betriebliche Aspekte Wer steuert wen? Rolle Poolmanager – ARA Betreiber Unsere Gasproduktion schwankt? Wenig Gas was dann? Was bei Stromausfall, Notstrom Was heisst das für das ARA-Personal? Komplex, Störungen, Alarme, Zeit, Befähigung?
Der ARA-Betreiber bestimmt seine Verfügbarkeit für das Regel-pooling = Leadership Betrieb
Organisatorische, rechtliche, finanzielle Aspekte
Wer ist für was verantwortlich? Haftung? Regressansprüche? Wie läuft das Ganze organisatorisch ab? «Ausser Spesen, nichts gewesen»? Dauer der Verpflichtung, Bindung? Was kostet mich das Ganze?
Der ARA-Betreiber ist reines Mitglied im Pool. Leadership Organisation Poolmanager = Treuhänder der
Mitglieder
Grenzen aus Betreibersicht / Präqualifikation
14. Juni 2017 | 5 www.morgental.ch
BHKW oder andere Maschinen möglich.
Maschinengrösse > 200 kW prüfenswert (Poolgrösse 2 – 5 MW)
Bei KEV-Anlagen nur negative Regelleistung P-; keine doppelte Vergütung möglich!
Zulassungskriterien Swissgrid, Präqualifikation Rampenfähigkeit Verfügbarkeit
Betrieb BHKW Laufzeit 24h/Tag ideal, weniger auch möglich, Definition über Verfügbarkeit Regelung 100% - 50%; < 50% aus Maschinensicht problematisch.
IT-Sicherheit muss gegen «Hacker» gewährleistet sein
Kosten / Abwicklung – Vertrag
14. Juni 2017 | 6 www.morgental.ch
Kosten / Abwicklung Kosten Installation beschränken sich auf Einbindung Fernzugriff des Poolmanagers ins PLS ARA ( Fr. 2’000.-)
Technische Abwicklung für Betreiber einfach.
Kleine Investitionen, technische Abwicklung einfach und transparent
Wichtige Vertragsbestandteile
Dauer befristet Regelung Vergütung = Vorhaltung + Aktivierung; nie negativ Verfügbare Regelleistung der Maschine Datenaustausch Regelung Ausfall; keine Pönalen für Poolteilnehmer Regelung Backup = Reduktion in Abhängigkeit der Ausfalldauer
Keine finanziellen Nachteile für Betreiber Einziges Risiko: Verlust der Poolmitgliedschaft
Fazit - Erwartungen
14. Juni 2017 | 7 www.morgental.ch
Fazit Chance; Win ARA Morgental = Fr. 16’000.-/a
ARA-Betreiber = Betriebsleadership; Poolmanager = Organisationsleadership
Maschinen > 200 kW / Teillastbetrieb < 50%
Abwicklung ; / Investition klein
Vertrag einfach und transparent ; keine finanziellen Verpflichtungen
Risiko Verlust Poolmitgliedschaft
Erwartungen Echte Partnerschaft mit fairplay; Poolmanager (broker) platziert «assets» (Regelleistung) bestens am Regelmarkt Poolmanager erstellt ein reporting mit Leistungsausweis (Controlling) Jährliche Sitzung der Poolmitglieder unter Leitung des Poolmanager: Rückblick, Probleme, Verbesserung, Ausblick
Freue mich dabei zu sein und ermuntere andere Betreiber dazu
Wir investieren in die Zukunft… …und danken für Ihre Aufmerksamkeit
14. Juni| 2017 www.morgental.ch