ENERSTORAGE ist Pionier und Marktführer für Power-to-Heat Anlagen im Industrieformat.

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Power-to-Heat.

Praxiserfahrung. Wirtschaftlichkeit. Rahmenbedingungen.

PtH Workshop 2017 Dr. Philip Mayrhofer Halle, 26.4.2017

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ENERSTORAGE, PtH Workshop, Halle, 26.4.2017.

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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Das Geschäftsmodell der ENERSTORAGE basiert gegenwärtig auf dem Einsatz von Power-to-Heat Anlagen im Regelleistungsmarkt.

GRUNDPRINZIP.

Netzbetreiber müssen Stromnetz regeln.

Die Netzbetreiber müssen kurzfristig Produktion 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 werden an großen Industriestandorten integriert:

 110 kV Netzanschluss

 KWK-Anlage mit >30 MWe

 Dampfturbinen

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Die Anlagen müssen im Bestand integriert werden – dabei ist der Aufstellungsplatz das geringste Problem.

POWER-TO-HEAT – INSTALLATIONSBEISPIELE IM INDUSTRIE-BESTAND.

Quelle: ENERSTORAGE.

(5)

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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Die zentralen Herausforderungen der Energiewende sind die Schaffung von Flexibilität im Strommarkt und die „Wärmewende“.

MEGATRENDS DER ENERGIEWENDE.

FLEXIBILITÄT IM STROMMARKT SEKTORKOPPLUNG / WÄRMEWENDE

BEDEUTUNG Voraussetzung für die Integration der volatilen EE-Erzeuger

Voraussetzung für das Erreichen der CO2 Ziele

AKTUELLER FOKUS Netzausbau

 Explodierende Redispatchkosten zeigen, dass massive Netzengpässe bestehen

 Gestiegene Netzentgelte zeigen, dass massiver Netzausbau erforderlich ist

Energie-Effizienz

 KfW Programme für günstige Kredite

 Steuererleichterung für Wärmedämmung

PERSPEKTIVISCHE HERAUSFORDERUNG

Flexibilisierungvon Erzeugung und Verbrauch

 Gesunkene Regelleistungspreise

zeigen, dass kein Mangel an Flexibilität besteht

 Niedrige Preise und geringe Volatilität an der Börse zeigt, dass noch kein Mangel an Flexibilität besteht

Einsatz erneuerbarer Energie

 Einsatz von Bioenergie limitiert und aktuell unwirtschaftlich, da Preise für fossile Brennstoffe aktuell auf

historischem Tiefststand

 Einsatz von Strom aktuell auf Grund der hohen Stromnebenkosten noch

unwirtschaftlich

(7)

Fluktuierende Erneuerbare führen zu erhöhtem Regelungsbedarf und gleichzeitigem Rückgang regelbarer Anlagen.

FLEXIBILITÄT – „GRUNDANNAHME“ ZUM REGELUNGSBEDARF.

0 20 40 60 80 100 120 140

2008 2010 2014 2016 2018 2020

Installierte Leistung in GW

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.

0 1 2 3 4 5 6

2008 2010 2015 2020

GW pro Jahr

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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Fluktuierende Erneuerbare führen zu erhöhtem Regelungsbedarf und gleichzeitigem Rückgang regelbarer Anlagen.

FLEXIBILITÄT – „GRUNDANNAHME“ ZUM REGELUNGSBEDARF.

0 20 40 60 80 100 120 140

2008 2010 2014 2016 2018 2020

Installierte Leistung in GW

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.

0 1 2 3 4 5 6

2008 2010 2015 2020

GW pro Jahr

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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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.

3 1

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).

0 20 40 60 80 100 120 140

2010 2011 2012 2013 2014 2015

h/a

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000

2010 2011 2012 2013 2014 2015

GWh/a

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000

2010 2011 2012 2013 2014 2015

GWh/a

(10)

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

Qrtl1 Qrtl2 Qrtl3 Qrtl4 Qrtl1 Qrtl2 Qrtl3 Qrtl4 Qrtl1 Qrtl2 Qrtl3 Qrtl4

2014 2015 2016

Deckungsbeitrag in EUR/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

(11)

Die Dauer der Abregelung von Windkraftanlagen in der 50Hertz Regelzone hat in 2015 über 2.500 h/a erreicht.

STROMÜBERSCHUSS – AKTUELLE ENTWICKLUNGEN.

! ?

(12)

10.000 11.000 12.000 13.000 14.000 15.000 16.000 17.000

0 500.000 1.000.000 1.500.000 2.000.000 2.500.000

Q1 2010

Q2 2010

Q3 2010

Q4 2010

Q1 2011

Q2 2011

Q3 2011

Q4 2011

Q1 2012

Q2 2012

Q3 2012

Q4 2012

Q1 2013

Q2 2013

Q3 2013

Q4 2013

Q1 2014

Q2 2014

Q3 2014

Q4 2014

Q1 2015

Q2 2015

Q3 2015

Q4 2015

Q1 2016

Q2 2016

Q3 2016

Anschlussleistung WKA im 50Hertz-RZ in MW

EinsMan 50 Hertz in MWh/Quartal

EinsMan WKA

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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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.“

(14)

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 PtHAnlagen 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 3

2020

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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

?