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Strategie Stromnetze, Cleantec City Forum, Bern, 21. März 2013
Energiestrategie 2050
Auswirkungen auf den Betrieb der Netze Dr. Christian Schaffner, Leiter Sektion Netze
2
Agenda
• Energiestrategie 2050 – Resultate AG und Massnahmen
• Strategie Stromnetze – Stand der Dinge
• Smart Grid Road Map
3
Agenda
• Energiestrategie 2050 – Resultate AG und Massnahmen
• Strategie Stromnetze – Stand der Dinge
• Smart Grid Road Map
4
• Hauptresultate der Übertragungsnetz-Studie im Auftrag des BFE:
– Gleiche Grössenordnung des Ausbaubedarfs für zentrale (z.B. C&E) und
dezentrale (z.B. D&E) Erzeugungsstruktur
– Übertragungsnetz der Schweiz wird wesentlich auch durch den Handel
zwischen den Nachbarländern belastet
– Ausbaubedarf bis 2050 zusätzlich zum «Strategischen Netz 2020» in einer
Grössenordnung von 300 bis 700 Mio. CHF
• Hauptresultate der Verteilnetz-Studie im Auftrag des BFE:
– Netzmengenerhöhungen vor allem in NE 4 und NE 6 (Trafos)
– «Innovative» Massnahmen können Netzausbaubedarf kosteneffizient
dämpfen -> Smart Grids sind notwendig!
– Steigerung des Niederspannungstarifs deutlich höher als Netzkosten,
aufgrund grossen Anteils der NE7-Kunden (Wälzungsmechanismus)
• Insgesamt rund 18 Mrd. für den Ausbau und Erneuerung im Übertragungsnetz
und den Ausbau im Verteilnetz bis 2050
Resultate aus dem Teilprojekt
Energienetze und Ausbaukosten
5
Beispiel Resultate: Verteilnetzstudie Consentec:
Relative Veränderung der Haushaltstarife (Netzanteil)
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
160%
180%
200%
2010 2035 2050
wwb C+E wwb D+E wwb D+E, ONS-Regelung wwb D+E, ESM90
nEP C+E nEP D+E nEP D+E, ONS-Regelung nEP D+E, ESM90
Höhe der Tarifänderung im Vergleich zur Netzkostenentwicklung weniger
stark abhängig von Korrelation zwischen Zubau und altersbedingter
Erneuerung (Consentec, 2012)
6
Stromnetze
Massnahmen Energiestrategie 2050
Umbau Netze Richtung Smart Grids (mit Massnahmenpaket I)
• Vorgaben zur Einführung von Smart Metern
• Technische Mindestanforderungen für intelligente Messsysteme
• Regelung der Kostentragung
Verfahrensbeschleunigung (mit Massnahmenpaket I)
• Einführung von Ordnungsfristen für Sachplan- und
Plangenehmigungsverfahren
• Verkürzung der Rechtsmittelverfahren
(Beschwerdemöglichkeit ans Bundesgericht nur noch bei
Entscheiden von grundsätzlicher Bedeutung)
Strategie Stromnetze (nachgelagert in einem Detailkonzept)
• Ziel: Adäquate Rahmenbedingungen für einen bedarfs- und
zeitgerechten Um- und Ausbau der Stromnetze
7
Energieperspektiven
Exkurs „Fluktuierende Stromerzeugung“
Achtung: Systemgrenze CH
8
Energieperspektiven
Exkurs „Fluktuierende Stromerzeugung“
Achtung: Systemgrenze CH
9
Agenda
• Energiestrategie 2050 – Resultate AG und Massnahmen
• Strategie Stromnetze – Stand der Dinge
• Smart Grid Road Map
10
Strategie Stromnetze – Zielsetzung
• Bedarfs- und zeitgerechte Entwicklung der Stromnetze
Erhöhte Planungssicherheit durch verbindliche Vorgaben zu den
erforderlichen Funktionalitäten der Stromnetze
Beseitigung Unsicherheit der Rahmenbedingungen durch Vorgabe
eines energiewirtschaftlichen Szenariorahmens
Erhöhung Akzeptanz durch transparenten Prozess der
Bedarfsermittlung mit Einbindung aller Stakeholder
Erhöhung Investitionssicherheit durch eine Ex-ante-Bestätigung des
Bedarfs für Leitungsprojekte
Vorab-Bedarfsermittlung entlastet Diskussionen der räumlichen
Koordination und das Bewilligungsverfahren
11
Strategie Stromnetze – Leitlinien
1. Inländische Versorgung
2. Internationale Anbindung
3. Electricity Highways (Supergrid)
4. Koordination bei der Bedarfsermittlung
5. Langfristige und überörtliche räumliche Koordination
6. Nationale Bedeutung der Übertragungsnetze
7. Interessenabwägung Projekte Übertragungsnetze
8. Verkabelung auf der Hochspannungsebene (Netzebene 3)
9. Spannungsebenenübergreifende Kompensation
10. Anrechenbare Zusatzkosten von Netzprojekten
11. FE & D im Netzbereich (inkl. Smart Grid)
12. Mitwirkung und Kommunikation
12
Strategie Stromnetze – Übersicht Abläufe
13
Strategie Stromnetze – Zeitplan (1/2)
• Bisherige Schritte
23. Mai 2012:
Bundesratsentscheid zu Stossrichtung Strategie Stromnetze
Juni – August 2012:
Erarbeitung Entwurf Detailkonzept mit Input von BAFU, BAV, SECO, ElCom,
EnDK, BPUK, Swissgrid, VSE und SBB. Das ARE war in die Erarbeitung
involviert.
September – Oktober 2012:
Ämterkonsultation und Mitberichtsverfahren
31. Oktober 2012:
Bundesrat nimmt Entwurf Detailkonzept zur Kenntnis und erteilt UVEK den
Auftrag bis Frühjahr 2013 ein bereinigtes Detailkonzept zu erarbeiten.
November 2012 – Februar 2013:
Schriftliche Konsultation Entwurf Detailkonzept
14
Strategie Stromnetze – Zeitplan (2/2)
• Nächste Schritte
März 2013:
Auswertung Konsultation und Bereinigung Detailkonzept
anschliessend:
Bundesratsentscheid und Erarbeitung Vernehmlassungsvorlage
• Weiterführende Arbeiten (u.a.)
November 2012 – März 2013:
Studie zum energiewirtschaftlichen Szenariorahmen
Dezember 2012 – März 2013:
Studie zu Mehrkostenfaktor Verkabelung
Januar 2013 – Ende 2013/Anfang 2014:
Arbeiten für eine Smart Grid Roadmap
15
Agenda
• Energiestrategie 2050 – Resultate AG und Massnahmen
• Strategie Stromnetze – Stand der Dinge
• Smart Grid Road Map
16
Motivation: Koordination von Smart Grid Aktivitäten -
Die Smart Grid Road Map (SGR-CH) in der Schweiz
A B
C D
E
F
G
A B
C D
E F
G
SGR-CH
Das übergeordnete Ziel der Smart Grids Road Map ist die Bemühungen
und Aktivitäten aller involvierten Akteure hinsichtlich der Implementierung
eines Smart Grids in der Schweiz zu koordinieren.
17
Ziel der SGR-CH und des Smart Grids in der Schweiz
Visionen aller Akteure hinsichtlich der Ausgestaltung eines Schweizer Smart Grids
werden entwickelt und zu einer kohärenten Zielsystemdefinition konsolidiert.
Die SGR-CH ist ein konsensbasierter, inhaltlicher Leitfaden für die Entwicklung
und Implementierung von Smart Grid Funktionalitäten. Diese gewährleisten die
Versorgungssicherheit, die Erhöhung der Stromeffizienz und der Kosten-
effizienz im zukünftigen Stromnetz.
Die SGR-CH liefert einen Fahrplan für die benötigten Technologien, sowie die
operativen und politischen Rahmenbedingungen. .
Quelle: ETP Smart Grids
18
Randbedingungen der SGR-CH
• Zielgruppen: EVUs, NB, U-IKT, Umwelt-, Verbraucherverbände, Regulator
• Systemgrenze: Strom unter Beachtung von Schnittstellen zu anderen Energieträgern
• Funktionalitäten: Definition zuk. Netzfunktionalitäten in Abstimmung mit int. Zielen
• Rollen: Neue Rollen sowie Rollenveränderungen sollen antizipiert werden
• Schnittstellen Schnittstellen zwischen den neuen Rollen sollen antizipiert werden
• Kosten, Nutzen: Thematisierung wird angestrebt
• Smart Metering: Konkretisierung Art.15/17a, StromVG – Funktionalitäten + Zeithorizont
19
Backcasting als Vorgehensweise für den
Raodmappingprozess in der Schweiz
• Funktionelle Ausgestaltung des Schweizer Smart Grids in der Zukunft
→ Definition eines Zielzustands anhand der ES2050
→ Ableitung von Schlüsseltechnologien, Betriebsrichtlinien, polit. Rahmenbedingungen
Funktionalität und Ausprägung von «Smart Grids» ist CH-spezifisch
Stromversorgungs-system 2050
Intelligent Versorgungs-
sicher
Kosten-effizient
Strom-
effizient
Stromversorgungs-system 2012
Smart Grid Roadmap
Schlüsseltechnologien
Politische Rahmenbedingungen
Richtlinien / Standards /
Datensicherheit
20
Aufbau der SGR-CH
Schlüsseltechnologien
• …
Richtlinien
Standards
• …
Politische
Rahmenbedingungen
• …
Smart Grid Road Map
Schweiz
Funktionalitäten
21
Vorläufige Funktionalitäten eines Schweizer Smart Grids
• Ca. 25 Funktionalitäten wurden festgehalten und werden vertieft
Dazu zählen u.a.: • Bereitstellung nötiger Informationen und Anschlussmöglichkeiten für derzeitige und
zukünftige, intelligente Betriebsmittel (offene Plattform, Anschlussmöglichkeit neuer
Lasttypen (EV) )
• Bessere Integration der Informationen von Netznutzern in die Planung und den Betrieb
der Netze auf allen Netzebenen
• Erfassung der Versorgungs-/Spannungsqualität auf allen Netzebenen
• Netzzustands- und Fehlererkennung sowie optimale Netzrekonfiguration nach Fehlern
(dynamischer Schutz und Automatisierung)
• Messung und Steuerung von Wirk/Blindleistungseinspeisungen von Quellen und Lasten
zur Steuerung von Lastflüssen, Spannung und Strom
• Verbesserte Überwachung von Netzkomponenten zur Erhöhung der Betriebs- und
Instandhaltungseffizienz (proaktiv, zustandsbasiert, vergangenheitsbasiert)
• Identifikation und Reduktion von technischen Verlusten
• …
22
Antizipierte Schlüsseltechnologien eines
Schweizer Smart Grids
• Ca. 20 Technologien wurden festgehalten und werden vertieft.
Dazu zählen u. a.: • Smart Metering
• Hausautomatisierung
• Demand Response
• Spannungsregelung im Ortsnetz, z.B. Ortsnetzstationen, Spannungsregeler, etc.
• Temperaturabhängige Übertragungskapazität / Hochtemperaturleiterseile
• Hochspannungsgleichstromübertragung – HGÜ
• Flexible AC Transmission Systems - FACTS
• Verteilnetzautomatisierung / Aktivierung der Verteilnetze – SCADA 2.0
• Sensoriken zur Spannungs-/ Strommessung (WAMS, PMUs)
• Steuerbare, blindleistungsfähige Wechselrichter
• Netzleittechnik – Algorithmen zur Störungsanalyse, Überstrommessung, etc.
• Betriebsmittelmanagement in Echtzeit
• Prädiktives Einspeisemanagement auf allen Netzebenen
• …
23
Meilensteine des Zeitplans zur Erarbeitung der SGR-CH
• Februar 2013: Beginn / erste Sitzung
• Februar – Juni 2013: Schlüsseltechnologien SG
• Mai – August 2013: Richtlinien Betrieb / Datensicherheit SG
• Juli – Dezember 2013: Politische Rahmenbedingungen SG
• Juni 2013 – März 2014: Abstimmung der Kapitel der SGR-CH
24
Fazit
• Smart Grids sind für die Zukunft eine Notwendigkeit!
• Smart Meter sind ein wichtiger Baustein der Smart Grids
• Gemeinsames Vorgehen ist zentral
25
Dieser Weg ist gangbar und realisierbar!
Wir sind offen und suchen die konstruktive Diskussion
Folie 1
Cleantec City, Fachtagung 10, 21. März 2013 in Bern
BFE-Forschung – Potenzial der
Infrastrukturanlagen zur Lastverschiebung
1. Vorstellung von InfraWatt und EnergieSchweiz
2. Forschungsprogramm
3. Zwischenergebnisse
4. Schlussfolgerungen
Ernst A. Müller
Geschäftsführer InfraWatt, Leiter EnergieSchweiz für Infrastrukturanlagen
PP E A Müller Cleantec City 21 3 2013_Bern.pptx
Folie 2
Beitrag zur Steigerung Sonne-/Windstrom (zeitlich nicht planbar)
und zur Erhöhung der Versorgungssicherheit
Lastausverschiebung
Quelle: ABB, Schema Smart Grid
Folie 3
1. VORSTELLUNG
- INFRAWATT
- ENERGIESCHWEIZ FÜR INFRASTRUKTURANLAGEN
Folie 4
Verein InfraWatt
Kompetenzzentrum Energie: Abwasser/Abfall/Abwärme/Trinkwasser
Mandat: EnergieSchweiz für Infrastrukturanlagen
Folie 5
Vorstand InfraWatt
Präsident: F. Lombardi (Ständeratspräsident)
Vertreter der Fachverbände:
Kläranlagen Peter Wiederkehr (Präs. E-Kom. VSA)
Wasserversorgungen Dr. Anton Kilchmann (Direktor SVGW)
Abfallbehandlung Peter Steiner (Präs. E-Kom. VBSA)
Fernwärme Walter Böhlen (Präsident VFS)
Vertreter Kanton Franz Adam (Kt. ZH, AWEL)
Vertreter Wirtschaft Reto Baumann (Häny AG)
Vertreter EVU/Contracting Martin Dietler (EBM)
Vertreter Betreiber Bernhard Gyger (WVRB Bern)
Folie 6
Verein InfraWatt
Ziel des Vereins: Energienutzung im Bereich Abwasser, Abfall, Abwärme, Trinkwasser
Auslösung und Umsetzung von konkreten Projekten im In- und Ausland
Verbesserung Rahmenbedingungen (Ständeratspräsident F. Lombardi)
Dienstleistungen / Projekte: Anlaufstelle zu all diesen Energiefragen, Web, Newsletter, Fachbeiträge
Kostenlose, neutrale Beratungen im Auftrag EnergieSchweiz:
- für Betreiber, Gemeinden, EVU, etc.
- Vorgehen zur Energieoptimierung, Förderung, Pumpencheck WV, etc.
ab 1.1.2013: neue Fördergelder aus CO2-Kompensation über InfraWatt
Mitglied werden: ARA, KVA, WV, EVU, Gemeinden, Kantone, Planer/Hersteller willkommen
Info und Anmeldung: www.infrawatt.ch
Folie 7
Vermittlung neue Fördermittel (seit 1.1.2013)
CO2-Kompensation
Welche Projekte werden gefördert:
Abwasserwärmenutzung, Abwärme aus KVA oder Industrie oder
Gewerbe, Wärmepumpen, Holzheizungen, Biogas, etc.
Bedingungen:
Substitution von Erdöl oder Erdgas
Gesuch vor Beginn der Umsetzung
Projekt ist additional: nicht wirtschaftlich
bzw. wird ohne Fördergelder nicht realisiert
Auszahlung jährlich:
pro Tonne reduzierte CO2
InfraWatt als Vermittler:
Haben Sie Projekte? Wir helfen weiter!
Kontakt mit InfraWatt: [email protected]
Folie 8
Grösste Stromverbraucher in Gemeinden
Wasser-
versorgung
23%
Freizeit, Kultur,
Kirche
3%
Verwaltung
4%
Strassen-
beleuchtung
13%
Schulen
11%
Heime
9%
Verkehr
7%
Kläranlage
14%
Abfallbehandlung
16%
Elektrizitätsverbrauch für
öffentliche Zwecke
(eigene Hochrechnung)
Folie 9
Enormer Wert der Infrastrukturanlagen
Wiederbe-
schaffungswert
Erhaltungs
-bedarf
Mrd. Fr. Mrd. Fr./a
Infrastrukturanlagen (InfraWatt): 230 4.7
- Trinkwasser 110 2.3
- Siedlungsentwässerung 108 2.1
- Abfallentsorgung 12 0.3
zum Vergleich:
Stromversorgung 140 – 168 2.4 – 3.4
Gemeindestrasse 67 1.4
Quellen: Kommunale Infrastruktur, SNF (2011) NFP 54 Fokusstudie Bauwerk Schweiz, BAFU (2009) Wiederbeschaffungswert
der Umweltinfrastruktur
Folie 10
2. FORSCHUNGSPROGRAMM
Folie 11
Übersicht
Ausgangslage mit steigender Sonne-/Windenergie - Stromproduktion weniger planbar
Ausbau Netze, Speicherung und Lastverschiebung als Massnahmen
Beitrag der ARA, KVA, WV zur Lastverschiebung noch nicht bekannt
Ziel des Forschungsprogramm Untersuchung Kapazitäten zur Lastverschiebung an Fallbeispielen
technische Machbarkeit, grobe Kosten, Akzeptanz bei Betreibern
Hochrechnung Potenziale auf Schweiz
Zusatzauftrag: saisonale Beiträge
Auftraggeber BFE: Dr. Michael Moser als Programmleiter
Auftragnehmer InfraWatt: Ernst A. Müller als Projektleiter
Folie 12
Methode
Fallbeispiele Auswahl: Typ/Grösse Anlage, Datengrundlagen, motivierte Betreiber
3 Kläranlagen, 3 Wasserversorgungen, 2 Kehrichtverbrennungsanlagen KVA
Erstellung Machbarkeitsstudien Experten aus den Branchen mit Energiefachwissen
Ermittlung technisch mögliche Massnahmen und Lastverschiebung
Kostenschätzung
Akzeptanz zur Umsetzung
Hochrechnung Potenzial Lastverschiebung
kurzfristig (2012) und langfristig (2050)
positive und negative Regelleistung
Zusatzauftrag: saisonale Beiträge ARA und KVA
Folie 13
Autoren
InfraWatt / Büro eam:
Ernst A. Müller, Eliane Graf
Ryser Ingenieure AG:
Beat Kobel, Andreas Hurni, René Wenger
Rytec AG:
Urban Frei, Curdin Christen
Hunziker Betatech AG:
Ruedi Moser, Cristina Fritzsche, Olivier Mathys
Planair SA:
Martin Kernen, Joëlle Fahrni
Folie 14
Fallbeispiele
Kläranlagen ARA Morgental (Roland Boller)
ARA Birs (Gerhard Koch)
ARA Thunersee (Bruno Bangerter)
Wasserversorgungen WV Pieterlen (Hans Jörg Scholl-Sperisen, Thomas Ischer)
Energie Wasser Luzern (Kurt Rüegg, Claudio Ganassi)
WV Winterthur (Markus Sägesser, Urs Buchs)
Kehrichtverbrennungsanlagen KVA Thun (Heiner Straubhaar, Urs Zimmermann)
KHKW Hagenholz Zürich (Christoph Zemp)
Folie 15
Ausgangslage
Anzahl Anlagen Schweiz Anz.
Strom- verbrauch GWh/a
Strom- produktion GWh/a
Installierte Leistung Verbrauch MW
Installierte Leistung Produktion MW
ARA 850 490 114 100 - 150 30
WV 3000 370 107 100 - 150 20
KVA 30 470 1900 10 - 20 360
TOTAL 3880 1330 2121 210 - 370 410
Folie 16
Ausgangslage
Strom- verbrauch total GWh/a
grösster Stromver- braucher
zweitgrösster Stromver- braucher
drittgrösster Stromver- braucher
restliche Stromver- braucher
ARA 490 (100%) 67% Biologie
20% Hebewerke
6% Faulung
7% Diverse
WV 370 (100%) 90% Pumpen
3% Aufbereitung
7% Diverse
KVA 470 (100%) 42% Verbrennung
28% Energieum- wandlung
14% Schredder
16% diverse
TOTAL 1330 (100%) 65% 18% 7% 10%
Folie 17
3. ZWISCHENERGEBNISSE AUS FORSCHUNG
(STAND NOV. 2012, PROV.)
Folie 18
Massnahmen
Leistung im Netz Abhilfe mögliche Massnahmen
Defizit im Netz Positive
Regelleistung
Produktion maximieren
Bezug minimieren:
Verbraucher abschalten
Überschuss im Netz Negative
Regelleistung
Produktion minimieren
Bezug maximieren:
Verbraucher zuschalten
Folie 19
Gesamtresultate Lastverschiebung
Positive Regelleistung während 15 Minuten (bei Mangel im Netz)
2012 2050
ARA (an Regentagen nur Hälfte) 55 MW 100 MW
WV 68 MW 68 MW
KVA 42 MW 55 MW
TOTAL (ohne Notstromanlagen) 165 MW 223 MW
Negative Regelleistung während 15 Minuten (bei Überschuss im Netz)
2012 2050
ARA 30 MW 50 MW
WV 68 MW 68 MW
KVA 148 MW 187 MW
TOTAL 245 MW 305 MW
Folie 20
Ergebnis Potenziale (abhängig verfügbare Zeitdauer)
Folie 21
Ergebnis Potenziale (nach grössten Anlagen)
Folie 22
Sommer und Winter (noch ohne saisonale Massnahmen)
Positive Regelleistung total während 15 Minuten (bei Mangel im Netz)
2012 2050
Sommer 148 MW 200 MW
Winter 181 MW 241 MW
Negative Regelleistung total während 15 Minuten (bei Überschuss im Netz)
2012 2050
Sommer 252 MW 315 MW
Winter 234 MW 290 MW
Folie 23
Tag und Nacht
Positive Regelleistung total bei 15 Minuten (bei Mangel im Netz)
2012 2050
Tag 171 MW 231 MW
Nacht 159 MW 210 MW
Negative Regelleistung total bei 15 Minuten (bei Überschuss im Netz)
2012 2050
Tag 240 MW 298 MW
Nacht 246 MW 306 MW
Folie 24
4. SCHLUSSFOLGERUNGEN
Folie 25
Zwischenbilanz und Ausblick
Zwischenresultate: Potenzial 165 MW positive und 245 MW negative Regelleistung (15 Min.)
Potenzial für 2 Stunden noch ca. 90%, für 4 Stunden ca. Hälfte davon
Zukunft: Potenzial steigt um ca. einen Drittel bis 2050 an
Umsetzung Bedürfnisse Betreiber der Anlagen berücksichtigen
von 3830 Anlagen verfügen bereits 100 über 2/3 des Gesamtpotenzials
Kosten noch genauer ermitteln, Vergütung verfolgen
Potenzial beträchtlich, entspricht etwa halbem GuD
Aussichten Beitrag zur Verbreitung Sonne-/Windstrom und zur Einsparung Netzkosten
Vergütung für Umsetzung entscheidend – Lösungen heute/Zukunft suchen
Pilotversuch mit Poolbildung an konkreten Objekten
BFE-Forschungsbericht mit saisonaler Schwankung auf Sommer 2013
www.infrawatt.ch
Folie 26
Ernst A. Müller
Geschäftsführer InfraWatt, Leiter EnergieSchweiz für Infrastrukturanlagen
Pflanzschulstrasse 2, 8400 Winterthur
Tel. 0041 52 238 34 34, Fax 0041 52 238 34 36
[email protected], www.infrawatt.ch
Danke für Ihre Aufmerksamkeit!
1
Verschiebung der Stromproduktion
bei KVA vom Sommer in den Winter
Urban Frei, Geschäftsführer, Rytec AG
Abfalltechnologie und Energiekonzepte
Cleantec City, Bern, 21. März 2013
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG
Zu meiner Person: Urban Frei
• Dipl. Umweltnaturwissenschafter ETH Zürich: 1997
Umweltphysik, System Boden, DA Physik / Umwelt
• Prozessdenker bis 2006
Systemberater Accenture bis 2001
Multistakeholderprozess Public-private-Partnerships
• Geschäftsführer Rytec AG seit 2006
Mitarbeitende: 6 Rytec AG Schweiz, 25 Rytec GmbH Deutschland
• Mitglied der Fachbegleitgruppe InfraWatt
Themengebiete KVA / Fernwärme
• Seit 2009: 20% Familienarbeit (inzwischen 2 Kinder)
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG 2
Urban Frei
Geschäftsführer
Rytec AG
Themen heute
1. KVA in der Schweiz - Energieerzeugung und Energiebedarf
2. Kann Energie aus Abfall gespeichert werden und wie?
3. Welche Potentiale haben die KVA zur saisonalen Verschiebung?
1. Was müsste passieren, damit solches Potential angezapft werden kann?
3
... ist heute schon
beträchtlich!
... möglich, aber
nicht einfach!
... klein aber u.U.
sehr nützlich
... v.a. Rahmen-
bedingungen
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG
Die Kehrichtverbrennungsanlage
4
Logistik Kraftwerk Umweltschutz
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG
Energieerzeugung aus KVA
• Selbstgängige Verbrennung des Abfalls (brennt wie Braunkohle)
• Überschussenergie kann genutzt werden
• Kraftwerkstechnik
– Dampfproduktion (Industrie, Gewerbe, Prozessdampfnetze)
– Fernwärmeabgabe (Stadtnetze, Liegenschaften)
– Stromproduktion (meist 40bar/400C luft-kondensierend)
• Summe der Stromabgabe 2011:
> 1.4 TWh = 1‘400‘000‘000 kWh = 2.2% des Verbrauchs CH
5
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG
Prioritäten der thermischen Abfallverwertung
1. Gesicherte Entsorgung des Siedlungsabfalls im Einzugsgebiet
Stabile Betriebsweise trotz inhomogenem Brennstoff, Einhaltung LRV
Möglichst hohe Betriebsstundenzahl trotz aggressivem Rauchgas
2. Konkurrenzfähige Preise für Vollauslastung
Vollauslastung = grosser Teiler für Fixkosten (Kapital & Personal > 90%)
Gute Kostenstruktur im Betrieb
Zusatzeinnahmen wenn immer möglich
3. Zuverlässige Lieferung von Wärme
Abhängige Wärmekunden, hohe Kosten bei Ausfällen Winterbetrieb!
4. Marktgerechte Stromproduktion
Fahrplan, Systemdienstleistungen (Tertiärregelenergie)
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG 6
Die Herausforderung
7
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG
Defizit Defizit Überschuss
Kann Energie aus Abfall gespeichert werden?
8
• Als Strom?
– Wenn ja, dann generelle Lösung für
saisonalen Ausgleich
• Als Wärme?
– Sehr grosse Wärmespeicher
– Konversion in Strom schwierig
• Als Abfall?
– Lagerbarkeit: Geruch, Wasseraustritt
– Platzbedarf: geringe Dichte,
– Brandgefahr…
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG
Exkurs: Abfall lagerbar machen
9
„Rollendes Lager“ „Abgepackt“
~12t/Container ~800kg/Ballen
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG
Variationsmöglichkeiten Ofenbetrieb auf KVA
• Reservelinie: kommt nur saisonal zum Einsatz
Ist nicht kurzfristig verfügbar (einige Tage Anlaufzeit)
Konservierung, evtl. Warmhaltung zur Vermeidung von Stillstandsschäden
Hohe spezifische Kosten für den Abfall
Betreiberfrage: Wer zahlt mir das?
• Fahren von Über- / Unterlast-Fahrplänen auf allen Ofenlinien
Starke Beanspruchung der Anlage in Überlast,
120% möglich, je nach Dimensionierungsreserven
Schwierige Fahrweise der gesamten Anlage bei Unterlast,
min. 60%, je nach Anlagetyp
Betreiberfrage: Warum sollte ich das riskieren?
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG 10
Hohe Fixkosten einer saisonal betriebenen Linie
11
5 Monate
= 3600h
Stromerlös heute
Überschlagsrechnung reine „sunk cost“ (ohne Kesselkonservierung etc.):
Kehrichtlinie für 50‘000 Jahrestonnen wird saisonal während x Stunden betrieben, Abfall 100 CHF/t
Gestehungskosten
Rp/kWh
Gesamtdurchsatz
t Abfall/Jahr
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG
Wirklich über
Stromeinnahmen
finanzierbar?
«Modulierender Betrieb» in KVA - optimiert
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG 12
Stromnachfrage
Abfall-
aufkommen Brennstoffmenge
Lagergrösse 150’000 t
= 5% der Gesamtmenge
= Zug mit 80 km Länge
Effekt auf die Stromproduktion – optimiert
• Absolut betrachtet beachtlich:
Im Winter +100’000 MWh, im Sommer -100’000 MWh
• Relativ gesehen: marginal
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG 13
«Modulierender Betrieb» in KVA - forciert
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG 14
Abfall-
aufkommen
Brennstoff-
menge
Lagergrösse 450’000 t
= 15% der Gesamtmenge
= Zug mit 240km Länge
120%
60%
Forciert = KVA-Betrieb zwischen
Vollgas und Handbremse
(Überlast und Minimallast)
Effekt auf die Stromproduktion – forciert
• Absolut betrachtet beachtlich:
Im Winter +300’000 MWh, im Sommer -300’000 MWh
• Relativ gesehen: sichtbar, doch Beitrag bleibt marginal
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG 15
Saisonales Defizit in der Schweiz:
Produktion vs. Verbrauch
11/23
\\adb.intra.admin.ch\Userhome$\BFE-01\U80710486\config\Desktop\Grafiken der Elektrizitätsstatistik 2011.doc
16
11/23
\\adb.intra.admin.ch\Userhome$\BFE-01\U80710486\config\Desktop\Grafiken der Elektrizitätsstatistik 2011.doc
Inkl. 30 KVA
Untersuchungsfrage:
Können KVA einen Beitrag
zum saisonalen
Ausgleich leisten?
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG
WKK-Erzeugung
(Potenzial)
WKK Strom – deckt Winterspitzen ab
06.12.2012/WKK Allianz
Thomas Peyer 17
Leistung
GW
Jan. Dez. Juni
0
Netto Stromimport
ohne WKK 3
Netto Stromimport
mit WKK
Vorschlag der WKK-Allianz (swisspower, KI u.a.)
Fazit
• Saisonaler Betrieb von KVA ist
– Möglich (wird auch teilweise schon ansatzweise gemacht)
– Sehr teuer, wenn freiwillig auf Abfall verzichtet werden muss
– Eine logische Folge, sobald Abfall knapp wird
• Förderliche Rahmenbedingungen
– Differenzierte Strom(einspeise)tarife Sommer / Winter
– Koordinierte Lagerbewirtschaftung der 30 Anlagen in der Schweiz
– Dezentrale Lager, evtl. «schnelle Mengen» in Bahncontainern
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG 18
Offen gebliebene Fragen
• Wie hoch sind die echten Kosten des Intervallbetriebs?
– Fixkostenteiler im Stillstand, Ofenkonservierung
– Evtl. günstigere Revisionen (weniger Zeitdruck)
– Kosten der Lagerung (inkl. verpacken, lagern, auspacken)
• Woher kommen die gut lagerbaren Abfallarten?
– Eher Industrie- & Gewerbeabfälle, zerkleinertes Sperrgut
– Trocken gesammelter Abfall
• Wo könnten solche Mengen gelagert werden?
• Welche Rahmenbedingungen setzen die richtigen Anreize?
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG 19
Urban Frei, Rytec AG Alte Bahnhofstrasse 5, 3110 Münsingen,
www.rytec.ch, 031 724 33 33
Herzlichen Dank für
Ihre Aufmerksamkeit
21. März 2013 Cleantec city, U. Frei, Rytec AG 20
Konkrete Massnahmen bei Wasserversorgungen und Abwasserreinigungsanlagen
Fachtagung 10, 21. März 2013
Ruedi Moser, Geschäftsbereichsleiter Hunziker Betatech AG
Inhaltsverzeichnis
1. Abwasserreinigungsanlagen
2. Wasserversorgungen
3. Selbstverständnis der Anlagenbetreiber
4. Ausblick, Fazit
Die Resultate stammen aus dem Forschungsprojekt «Potential der Schweizer Infrastrukturanlagen zur Lastverschiebung» des Bundesamt für Energie BFE, 2013
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
1. Abwasserreinigungsanlagen (ARA)
Untersuchung des Potentials zur Lastver-schiebung in 3 ARA 2012
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Prozesse in einer kommunalen ARA
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Stromnetz SDL Anforderung an ARA
Strommangel im
Netz
Positive Regel-
leistung
Bezug minimieren:
Einzelne Aggregate / Prozesse für eine bestimmte Zeit
ausschalten (15 Min. bis 2 h)
Strommangel im
Netz
Positive Regel-
leistung
Produktion maximieren:
WKK-Anlagen (BHKW, Gasturbinen) für bestimmte Zeit
auf voller Leistung betreiben (30 Min. bis 4 h)
Stromüberschuss
im Netz
Negative Regel-
leistung
Produktion minimieren:
Ausschalten der WKK-Anlagen (BHKW, Gasturbinen) für
bestimmte Zeit (30 Min. bis 12 h); Speicherung Klärgas
im Gasometer
Stromüberschuss
im Netz
Negative Regel-
leistung
Bezug maximieren:
Diese SDL macht betriebstechnisch in einer ARA keinen
Sinn. Z.B. ergibt sich bei einer erhöhten Belüftung in den
Biologiebecken kein Zusatznutzen.
Möglichkeiten und Grenzen in der ARA
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
15min 30min 1h 2h >2h 15min 30min 1h 2h >2h
HEBUNG Hebewerke
MECHANISCH Sandfang Gebläse
Biologie Gebläse
Biologie Rührwerk
Biologie RLS Pumpen
Faulung Rührwek
SCHLAMM- Faulung Pumpen
BEHANDLUNG Faulung Wärmetauscher
Entwässerung mit Dekanter
BIOLOGISCH
Tiefe Belastung (Nacht) Hohe Belastung (Tag)AUSSCHALTZEITEN AGGREGATE
Positive Regelleistung / Minimierung des Bezuges bei Trockenwetter
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Fallbeispiel ARA Morgental
• Steinach SG • 46’000 EW • C/N-Abbau • Schlammfaulung • WKK mit 4
Mikrogasturbinen
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
ARA Morgental: Negative Regelleistung / Minimierung der Stromproduktion
Gasometer vernünftig gross, bietet dem ARA-Betrieb Freiheitsgrade für WKK-Betrieb (wärmegeführter Betrieb; KEV-Anlage).
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
MORGENTAL
Belastung klein (Nacht , Wochenende) Belastung gross (Tag, Mit tag)
Ausschaltzeit : 1) 15min 30min 1h 2h >2h 1) 15min 30min 1h 2h >2h
Biologie (Gebläse) 24 12 12 12 24 24 94 47 71 94 94 94
Hebewerke (Einlauf, Auslauf) 30 0 30 15 30 30 30 30 15 30 30 30
Biologie (Rührwerk, RLS-Pumpen 2-Stufen) 12 0 0 5 5 12 12 0 5 5 12 12
Sandfang Gebläse 4 0 0 4 4 4 4 0 4 4 4 4
Faulung (2)) 26 0 0 0 0 26 26 0 0 0 0 26
Total eingesparte Leistung: 95 83 53 60 33 0 166 89 71 33 26 0
1) Benötigte Leistung wenn alle Prozesse und Aggregate eingeschaltet sind
2) Pumpen, Rührer, Wärmepumpe
Leistung [kW] die nach gew isser Ausschaltzeit eingeschaltet w erden muss
ARA Morgental: Positive Regelleistung / Minimierung des Bezuges
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Basis: Morgental Nacht Tag
15min 2h 15min 2h
Total zurückgehaltene Leistung [MW] 23 9 24 7
Basis: Birs Nacht Tag
15min 2h 15min 2h
Total zurückgehaltene Leistung [MW] 40 5 61 12
Basis: Thunersee Nacht Tag
15min 2h 15min 2h
Total zurückgehaltene Leistung [MW] 3 1 3 1
Positive Regelleistung / Minimierung des Bezugs CH-Potential 2012 in ARA aufgrund der 3 Fallbeispiele
CH-Potential in ARA 2012
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Faktoren für Potentialabschätzung 2050 in ARA
• Mittleres Szenario für Bevölkerungswachstum (9 Mio. Einwohner)
• Entfernung von Mikroverunreinigungen
• Technologiesprung: Effizienzsteigerung
• Co-Substrate in Schlammfaulung
• Selbstverständnis der ARA-Betreiber
[MW] 2012 2050
Bezug minimieren (2h aus) 4 - 8 MW 10 - 30 MW
Produktion maximieren (4h volle Leistung) 15 - 20 MW 20 - 50 MW
TOTAL 19 - 28 MW 30 - 80 MW
[MW] 2012 2050
Bezug maximieren (2h volle Leistung) 0 MW 0 MW
Produktion minimieren (4h aus) 15 - 20 MW 20 - 50 MW
TOTAL 15 - 20 MW 20 - 50 MW
Positive Regelleistung (bei Mangel im Netz)
Negative Regelleistung (bei Überschuss im Netz)
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
CH-Potential zur Lastverschiebung in ARA 2012 und 2050
Kosten der Lastverschiebung in ARA
Für die Maximierung bzw. Minimierung der Stromproduktion in einer ARA ist in der Regel zusätzliche Infrastruktur notwendig (BHKW-Grösse, Gasometervolumen).
Die Kosten für die Lastverschiebung von 1 MW können unter folgenden Randbedingungen abgeschätzt werden:
• 1 MW Lastverschiebung erfordert Massnahmen in 3 – 5 modern ausgebaute ARA mit einer Grösse von 30‘000 bis 100‘000 EW.
• Als Basis gilt eine Lastverschiebung von 2h.
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Die Kosten für die Lastverschiebung von 1 MW während 2h können aus heutiger Sicht wie folgt prognostiziert werden:
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Kosten der Lastverschiebung in ARA
2. Wasserversorgungen (WV)
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Untersuchung des Potentials zur Lastverschiebung in 3 WV 2012
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Dominanz der Pumpenergie in schweizerischen Wasserversorgungen
Basis: Pieterlen (3'800 Einwohner) Nacht Tag
15min 2h 15min 2h
Total zurückgehaltene Leistung [MW] 39 39 39 39
Basis: ewl Luzern (62'000 Einwohner) Nacht Tag
15min 2h 15min 2h
Total zurückgehaltene Leistung [MW] 129 129 129 129
Basis: Winterthur (155'000 Einwohner) Nacht Tag
15min 2h 15min 2h
Total zurückgehaltene Leistung [MW] 72 72 72 72
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Positive Regelleistung / Minimierung des Bezugs
CH-Potential 2012 in WV aufgrund der 3 Fallbeispiele
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Faktoren für Potentialabschätzung 2050 in WV
• Mittleres Szenario für Bevölkerungswachstum (9 Mio. Einwohner)
• Abnahme des Wasserverbrauchs pro Einwohner
• Erweiterte Bildung von Wasserversorgungs-verbünden
• Technologiesprung: Effizienzsteigerung
• Klimaveränderung: mehr Grundwasser statt Quellwasser (erhöhter Stromverbrauch)
Positive Regelleistung (bei Mangel im Netz)
2012 2050
Bezug minimieren (2 h aus) 50 – 85 MW 50 - 85 MW
Produktion maximieren 0 MW 0 MW
TOTAL 50 – 85 MW 50 – 85 MW
Negative Regelleistung (bei Überschuss im Netz)
2012 2050
Bezug maximieren (2 h volle Leistung) 50 - 85 MW 50 – 85 MW
Produktion minimieren 0 MW 0 MW
TOTAL 50 – 85 MW 50 – 85 MW
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
CH-Potential zur Lastverschiebung in WV 2012 und 2050
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
3. Selbstverständnis der Anlagenbetreiber • Die zuverlässige Abwasserreinigung bzw. Wasserversorgung
steht in jedem Fall im Vordergrund.
• Abschaltungen von Verbrauchern sind in ARA nur bei Trockenwetter denkbar.
• Bei einem allfälligen pooling ist bei ARA das regionale Wetter bedeutsam.
• WKK-Anlagen in ARA laufen wärmegeführt und nicht stromgeführt.
3. Selbstverständnis der Anlagenbetreiber
• Heute sehr grosse Skepsis, da Fernzugriff von aussen auf ARA- und WV-Prozesse Neuland ist.
• Bedenken betreffend Lebensdauer der Aggregate und Zuverlässigkeit der Prozesse.
• Selbstverständnis der ARA-Betreiber und Wasserversorgungen kann sich bis 2050 ändern.
• Stärkste Motivation wird der finanzielle Anreiz sein.
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
4. Ausblick / Fazit
• Momentan in Bearbeitung ist die Evaluation des Potentials von saisonalen Lastverschiebungen in Abwasserreinigungsanlagen und Wasserversorgungen:
– Dabei steht in ARA ein BHKW-Betrieb im Winter und eine Klärgasaufbereitung mit Einspeisung in das Erdgasnetz im Sommer im Vordergrund.
– Zusätzliches Gasometervolumen und BHKW-Leistung müssen erstellt werden.
– Im Sommer muss die Wärme zur Schlammaufheizung anderweitig beschafft werden (Nutzung von Wärme aus Abwasser, Wärmerückgewinnung aus Gebläseluft).
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
4. Ausblick / Fazit
• Die Diskussion des Potentials für Lastverschiebungen in ARA und WV hat eben erst begonnen. Die heutige Skepsis der Anlagebetreiber ist bedeutsam und ernst zu nehmen.
• Die Skepsis ist bei der Zu- und Abschaltung von Verfahrensstufen grösser als bei der Energieproduktion.
• Überzeugungsarbeit kann am besten anhand eines Pilotversuchs geleistet werden. Dies dürfte die Aufgabe der nächsten Jahre sein.
• ARA und WV werden sich den Lastverschiebungen nicht grundsätzlich verschliessen, da deren Nutzung naheliegend ist.
Fachtagung 10, Donnerstag, 21. März 2013
Hunziker Betatech AG Weitere Standorte
Pflanzschulstrasse 17 CH: Aadorf, Olten, Zürich
Postfach 83 D: Hilzingen, St. Blasien
8411 Winterthur
www.hunziker-betatech.ch
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 1 AVAG Thun / Zi
Cleantec City Erfahrungen der AVAG KVA Thun
mit dem Verkauf von Systemdienstleistungen
Urs Zimmermann Stv. Geschäftsführer Bereichsleiter Elektrotechnik MSRL / Informatik
Entsorgung . Recycling . Energie
Agenda
Cleantec City, 21. März 2013 2 AVAG Thun / Zi
• Kurze Vorstellung der AVAG Organisationsstruktur Leistungsdaten / Energieproduktion
• Warum Regelleistung
Energieproduktion vs. Energieverbrauch
Arten von Regelleistung
• Voraussetzungen für die Lieferung von Regelleistung
Technische Ausrüstung / Einrichtungen Präqualifikation
Vertrag, Absicherung
• Anmelde- und Zugschlagsprozedere Anmeldetermine Wochen- und Tagesausschreibungen
• Abruf und Monitoring
Abruf der Regelleistung Abruf- und Liefermenge im 2012
• Prognose für Anmeldung Arbeitsinstrumente für Angebotserstellung
• Vergütung / Aussicht Vorhaltung und Rückvergütung Regelenergie
Entsorgung . Recycling . Energie
AVAG Organisationsstruktur
Cleantec City, 21. März 2013 3 AVAG Thun / Zi
• 109 Mitarbeitende - 2 Lernende Automatiker - 1 Lernende Kauffrau - 1 Lernender Recyclist (ab 2013)
• 52 Mio. Umsatz
• Gründung 1973
• Aktienkapital 3.4 Mio. Franken - 146 Gemeinden (66.7 %) 320‘000 Einwohner - ARA Thunersee (15.0 %) - Energie Wasser Bern, ewb (15.0 %) - Diverse (3.3 %)
AVAG AG für Abfallverwertung
AVAG KVA AG AVAG Betriebs AG OEAG
KVA Thun Spitzenlastzentrale Fernwärmeversorgung
Deponien Entsorgungszentren Recyclingcenter
Biomassezentrum in Spiez - Vergärungsanlage, BHKW - Kompostierung - Holzkraftwerk, Dampf für NCW
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 4 AVAG Thun / Zi
AVAG KVA Thun AVAG SLZ Thun
KVA = KehrichtVerwertungsAnlage Leistungsdaten 46 MW thermisch 400 °C / 40 bar 12 MW elektrisch 30 MW Fernwärme
Produktionsdaten 2012 119‘749 t Kehrichtdurchsatz 81‘066 MWh Strom 13‘490 MWh Strom Eigenbedarf 67‘576 MWh Strom Verkauf 1‘282,5 MWh Regelenergie 58‘411 MWh Fernwärmeverkauf
SLZ = SpitzenLastZentrale (Heizzentrale) 1 Heisswasserkessel 20 MW 1 Heisswasserkessel 20 MW 1 Dampfkessel 3,7 MW 1 Speicheranlage 1 Druckhaltesystem
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 5 AVAG Thun / Zi
KVA Thun Energieproduktion 2012
Rev
isio
n de
r KVA
SIEMENS Dampfturbine Generator 12 MW (max.13 MW)
Produktionsverlauf 2012 Strom und Fernwärme
Entsorgung . Recycling . Energie
Warum Regelleistung Stromnetz - Regelung Energieproduktion vs. Energieverbrauch
Cleantec City, 21. März 2013 6 AVAG Thun / Zi
Swissgrid ist seit 2009 verantwortlich für Netzregelung und seit 2013 Eigentümerin vom 220/380 kV HS-Netz. Entspricht der Netzebene 1
Grenzübergreifende Vernetzung seit 1958 Knotenpunkt Laufenburg, Verbundnetz Europa
Swissgrid
KVA Thun
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 7 AVAG Thun / Zi
Warum Regelleistung Stromnetz - Regelung Arten von Regelleistung
Arten von Regelleistung - Primärregelleistung ±66 MW Aufschaltung von Steuersignal direkt auf den Turbinenregler im Kraftwerk. Swissgrid kann somit direkt auf die Leistung der Turbine Einfluss nehmen! Leistungsband pos./neg. zwischen 49,8 und 50,2 Hz innerhalb 30 Sekunden ausgeregelt
- Sekundärregelleistung ±400 MW Direktes Signal an Kraftwerk von Swissgrid als MW Anforderung. Die gesamte Regelleistung muss bei Anforderung innerhalb von 5 Minuten pos./neg. ausgeregelt sein. (Mind. 10 MW ±5 MW)
- Tertiärregelleistung +450 MW, -390 MW Die Ausschreibungszeiträume erfolgen für eine Woche (+250 MW / -240 MW) oder täglich (+200 MW / -150 MW) in 6 Tagesblöcken. Die angebotene Tertiärregelenergie, positive- und/oder negative, erfolgt bei Swissgrid in der Höhe von minimal +5 oder -5 MW. Die Regelleistung muss nach Abruf innerhalb von 15 Minuten ausgeregelt sein! Die Tertiärregelenergie kann direkt bei Swissgrid oder als Pool mit einem Bilanzgruppen – Verantwortlichen (BGV) angeboten werden. >>Tertiärregelpoolbetreiber<<
AVAG liefert negative Tertiärregelleistung an den BGV der BKW.
Zu jedem Zeitpunkt muss exakt soviel Energie erzeugt werden wie gerade verbraucht wird. Elektrische Energie lässt sich nur begrenzt speichern.
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 8 AVAG Thun / Zi
Voraussetzungen für die Lieferung von Tertiärregelleistung
• Negative Tertiärregelleistung Wird abgerufen wenn über längere Zeit zuviel Energie im Netz vorhanden ist
• Anlage muss für die Lieferung von Regelleistung geeignet sein Technische Ausrüstung, …, angeforderte Regelleistung muss bei Abruf innerhalb von 15 Minuten ausgeregelt sein!
• Hohe Verfügbarkeit der Produktionsanlage Leistung muss jederzeit vorhanden sein!
• Präqualifikation der Anlage Eignungsprüfung und Test der technischen Einrichtungen
• Vertrag mit Abnehmer Tertiärregelpoolbetreiber (BGV) (Ab ≥ 5 MW kann SDL Vertrag auch direkt mit Swissgrid gemacht werden …) AVAG hat Vertrag mit Poolbetreiber BKW • Evtl. Versicherung Absicherung, falls die Regelleistung bei einem Abruf nicht geliefert werden kann (Pönale, …)
• Einrichtungen für die Online Überwachung Signalverkabelung für die Onlineüberwachung und Installation von Messschrank Beispiel: BE Generator in Betrieb, AA Wirkleistung Generator 4 … 20mA ≠ -1 … 18 MW
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 9 AVAG Thun / Zi
Abruf, Aktivierung / Deaktivierung neg. Tertiärregelleistung
Voraussetzungen für die Lieferung von Tertiärregelleistung
AVAG KVA AG 2012
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 10 AVAG Thun / Zi
Tertiärregelleistung Anmelde- und Zuschlagsprozedere
• Die AVAG beteiligt sich, in der Regel, an den Wochenausschreibungen Anmeldetermin: Spätestens Montagmittag für die darauffolgende Woche Die angebotene Leistung gilt ununterbrochen für die ganze Woche (7 Tage à 24 Stunden) Zusage für Zuschlag und Menge erfolgt bis spätestens Montagabend
• Erhalten wir für die Woche keinen Zuschlag, beteiligen wir uns an den Tagesausschreibungen Anmeldetermine: Montag für Mittwoch / Dienstag für Donnerstag / Mittwoch für Freitag Donnerstag für Samstag, Sonntag und Montag / Freitag für Dienstag Die Tagesanmeldung der Regelleistung erfolgt in 6 Blöcken à 4 Stunden. Für jeden Block kann exakt diejenige Regelleistung angemeldet werden, welche während dieser Zeit zur Verfügung steht (Prognose)
• Die jeweiligen AVAG Angebote werden durch BKW gebündelt und bei Swissgrid eingestellt BKW beteiligt sich an den jeweiligen Auktionen und teilt uns das Ergebnis sofort nach Bekanntgabe per Email mit. Der KVA Schichtleiter erstellt danach einen entsprechenden „Vorhalteplan“
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 11 AVAG Thun / Zi
Angebot neg. Tertiärregelleistung Zuschlag von BKW
Tertiärregelleistung Anmelde- und Zuschlagsprozedere
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 12 AVAG Thun / Zi
Abruf von Regelleistung Monitoring (PLS KVA Thun)
Tertiärregelleistung Abruf und Monitoring
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 13
Tertiärregelleistung Abruf Wasser-, Dampfkreislauf / Turbine + Generator
Cleantec City, 21. März 2013
Regelung von Turbine und Generator A Turbine auf Vordruckregelung = Normalbetrieb der KVA B Generator auf Leistungsregelung = Zustand bei Abruf Tertiärregelleistung C Generator auf Frequenzregelung = Zustand KVA im Inselbetrieb
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 14 AVAG Thun / Zi
Meldung Einschränkung Verfügbarkeit der Anlage
Tagesausschreibungen Tertiärregelenergie Beispiel: Donnerstag für Samstag bis Montag
Zuschlag Für Block 1+2, Montag 21.01.2013, 0.00 … 08.00 Uhr
Tertiärregelleistung Tagesausschreibungen / Meldungen
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 15 AVAG Thun / Zi
Jahr 2012 Total 73 Abrufe / Regelenergie Total 1‘282,5 MWh
Tertiärregelleistung Abrufe und Liefermengen im 2012
4
0
7
16
14
1 0
4 4 3
1
19
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Abrufe Tertiärregelleistung 2012
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 16 AVAG Thun / Zi
Eigenschaften für Prognose: Horizont 7 Tage Takt 15 Minutenwerte Einflüsse / Kriterien: Revisionen, Abschaltungen, Ausfälle, Regelenergie Abruf, Kessellast, Eigenbedarf, Sicherheits- zuschlag, Fernwärmebedarf, …
Wetterprognose MeteoSchweiz für die nächsten 7 Tage, … Jahreszeiten, Tageszeit, Aussentemperatur, Wochentage
Tertiärregelleistung Prognose als Unterstützung für Angebot
SLZ Fernwärme
LuKo
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 17 AVAG Thun / Zi
Auswertung der Prognose mit dem tatsächlichen Wert (Istwert) / Abrufe von Regelenergie Prognosetool = Girsberger SILOVEDA
Die Wochen- und Tagesangebote von negativer Tertiärregelenergie werden durch das Prognosetool zeitrichtig automatisch generiert und der Schichtleitung der KVA per Email zugestellt
Tertiärregelleistung Prognose und Auswertung
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 18 AVAG Thun / Zi
Tertiärregelleistung Vergütung / Aussicht
Vergütung - Für die Vorhaltung bei Zuschlag: Die Zuschläge werden gemäss dem Erlös der Auktionierung mittels vertraglich festgelegtem Kostenteiler zwischen BKW / AVAG, vergütet. - Vergütung bei Abruf: Die Energieminderproduktion, im Umfang der abgerufenen Regelarbeit während der Abrufdauer, wird der AVAG mittels Post Scheduling (gemäss Energieliefervertrag), 1:1 zurückvergütet. (Vertrag, …) Der Markt spielt, Preise sinkend … Aussicht Organisatorisch / Technisch AVAG hat mit der Bereitstellung von Regelleistung dazugelernt und wird auch künftig am SDL Regelenergiemarkt teilnehmen.
„Die Praxis lernt uns die Theorie zu verstehen“
Entsorgung . Recycling . Energie
Cleantec City, 21. März 2013 19 AVAG Thun / Zi
Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!