Zukünftige Entwicklung verteilter Erzeugung und Versorgungsnetze in Deutschland

1. Zukünftige Entwicklung verteilter Erzeugung und Versorgungsnetze in Deutschland Seminar 26.04.2005 Santiago de Chile Dipl.-Ing. H. Neumann

2. Einleitung • Definition Virtuelles Kraftwerk (VK) • Modellierung und Optimierung • Ergebnisse • Zusammenfassung Gliederung

3. Energiepolitische Maßnahmen Entwicklung des Kraftwerksparks Versorgungs-sicherheit Technische Weiterentwicklung International: Kyoto Protokoll; national: z.B. EEG, KWK-Gesetz Bedingt durch technische Lebensdauer und Ausstieg aus der Kernenergie müssen bis 2020 ca. 55 GW Kraftwerksleistung ersetzt werden DEA können Versorgungssicherheit erhöhen (Blackouts) Hohe Wirkungsgrade, insbesondere KWK-Anlagen bis über 90% • Zukünftige Entwicklung Einfluss- faktoren Einleitung

4. elektrisches Verteilnetz KWK 3 KWK 1 KWK 2 Pel,L Pth,L Kessel 1 Kessel 2 thermischer Speicher Bezug, Rückspeisung informations-technische Vernetzung Nahwärmenetz Energie-management Betreiber Definition VK

5. WEA WEA BZ BZ PV MT - + DEA7 Speicher DEA2 FB DEA3 FB LAN DEA1 Inter-/Intranet Betreiber FB DSC2 LAN LAN DSC1 DSC6 FB DEA4 LAN DSC4 DEA6 LAN WAN DEA5 FB DSC5 LAN DSC: Data Service Controller BZ: Brennstoffzelle MT: Mikroturbine WEA: Windenergieanlage PV: Photovoltaik Informationstechnische Realisierung

6. Verbrauchernahe Erzeugung wirtschaftlich sinnvoll • Niedrigere Investitionskosten  geringeres unternehmerisches Risiko • Reduzierung der Bezugskosten elektrischer und thermischer Energie • Reduzierung der Kosten für Ausgleichsenergie • Koordinierter Betrieb der DEA insbesondere bei hoher Anlagenzahl wirtschaftlich sinnvoll •  Informationstechnische Vernetzung der DEA notwendig • Integration in den Energiemarkt • Optimaler Fahrplan für jede DEA Wirtschaftliche Vorteile

7. Anlagendaten Lastprofile Prognose Fahrpläne Reserve Modell Kosten Erlöse Modell Zielfunktion Nebenbedingungen Optimierung Fahrplan für jede DEA Optimierung

8. Mixed integer linear programming (MILP) Model: • Nebenbedingungen sind z.B.: • Leistung • Leistungsgradienten • Stillstandzeiten und Betriebszeiten • Speicher K: Kosten E: Erlöse Modellierung

9. Bilanzkreise (Handel) DEA Bilanzkreisverant-wortlicher (BKV) Vertrag Spotmarkt Konventionelle Kraftwerke Großkunden Bilanzkreise (Handel) DEA Privatkunden Stromlieferung DEA auf dem Energiemarkt

10. Pakt Pstat Kurzfristprognose der Last tatsächliche Last Langfristprognose der Last Potenzial eines VK für den Bilanzkreisverantwortlichen Ausgleichsenergie

11. ESpeicher Last Erzeugung QSpeicher 10000 8000 6000 4000 thermische Leistung Q/kW 2000 0 -2000 -4000 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 Zeit t thermische Leistung

12. Wachsende Bedeutung der DEA • Wirtschaftlichkeit von DEA verbessert sich bei Betrieb als VK • Optimierung basiert auf MILP Modell • Betrieb des VK für alle Marktteilnehmer wichtig, weil 1. Wirtschaftliche Bereitstellung von Ausgleichsenergie 2. Strom- und Wärmemarkt 3. Netzdienstleistungen 4. Kundenbindung • Verbesserung der Versorgungsqualität Zusammenfassung