Aufrufe
vor 3 Monaten

06 | 2019

  • Text
  • Deutschland
  • Anlagen
  • Energien
  • Leistung
  • Bild
  • Deutlich
  • Erneuerbaren
  • Entwicklung
  • Beziehungsweise
  • Vergleich

Die swb Erzeugung AG &

Die swb Erzeugung AG & Co. KG hat das Heizkraftwerk Hastedt (im Bild) um ein Hybridspeicher, bestehend aus Batteriespeicher und Powerto-Heat-Anlage, ergänzt. Batteriespeicher. Dabei ist es möglich, einen Teil der erforderlichen Kapazität aus einer anderen Quelle mit signifikant geringeren Kosten zu beziehen. Bei einer derartigen Hybridanlage, bestehend aus mehreren PRL-Quellen, die gemeinsam an einem Netzverknüpfungspunkt angeschlossen sind und als eine Einheit gesteuert werden, eignen sich besonders Wärmesysteme als Alternativen. Deren Auslegung ist einfach, und sie bieten eine große Kapazität zu günstigen Preisen. Aufgrund ihrer thermisch trägen Speichercharakteristik sind sie außerdem tolerant gegenüber kurzzeitigen Schwankungen der zugeführten Leistung. REGELENERGIE | Die Bereitstellung von Primärregelleistung (PRL) wird bei Erhöhung des Anteils der erneuerbaren Energie im Stromnetz immer wichtiger, um die Netzfrequenz im Toleranzbereich zu halten. Beim Einsatz von Batteriesystemen führen die neuen Regeln der deutschen Übertragungsnetzbetreiber jedoch zu einer signifikanten Erhöhung der Kosten. Die Wirtschaftlichkeit eines singulären Batteriesystems für PRL wird hierdurch grundsätzlich infrage gestellt. Die Kombination eines hybriden Batterie-Energiespeicher-Systems mit einer Power-to-Heat- Anlage hingegen reduziert die Investitionskosten deutlich. as neue Verfahren ist für alle Anlagen Regelenergie Dmit Wärmeanwendungen/Wärmesenken geeignet. Ein installierter thermi- Aktuelle Marktpreise für Batterien variieren zwischen 500 und 1 400 €/kWh. Mit dem kombinierten BESS & PtH-Konzept wird eine deutlich geringere Batteriekapazität benötigt, wodurch sich Investitionskosten verringern und somit die Amortisationszeiten verkürzen. Bei einem Batteriepreis von beispielsweise 600 € verringert sich die Amortisationszeit von 8,4 (ohne PtH) auf fünf Jahre, also um 40 %, wenn zusätzlich thermischer PtH- Speicher genutzt wird (Bild 1). Das hybride Speichersystem reduziert die Kosten für die Primärregelleistungs - erbringung erheblich. Zum einen ist die benötigte Batteriekapazität im Vergleich zu einem herkömmlichen reinen Batteriesystem deutlich geringer (= 50 %) und die Die Bereitstellung der Regelleistung erfolgt normalerweise aus konventionellen Flexibilitäten, singulären Batteriespei- günstiger (Tabelle). Zum anderen werden zweite Speicherquelle (Thermie) deutlich scher Energiespeicher, der bereits für andere Anwendungen im Einsatz ist, bietet chern oder Batteriespeichern im Pool mit die Leistungselektronik und alle Komponenten für den Netzanschluss (zum Bei- negative Energie, die normalerweise nur konventionellen technischen Einrichtungen. Neuere Konzepte stellen Regelspiel Transformatoren) bei der Anbindung in der zweiten Stufe des Reservemarktes genutzt werden darf. Durch die Kombination des Batterie-Energiespeicher-Systems in jeweils separaten Anlagenteilen oder – was ebenfalls dazu beiträgt, die Hardwareenergie aus Batteriespeichern und PtH beider Speichersysteme doppelt genutzt, (BESS) mit der Power-to-Heat (PtH)- wie von AEG Power Solutions (AEG PS) – kosten der Installation zu reduzieren. Dies Anlage addieren sich die Kapazitäten des aus einer gemeinsamen technischen verbessert die Amortisationszeit für den thermischen Speichers zu denen des Anlage zur Verfügung. Anlagenbetreiber und trägt gleichzeitig Batterie-Systems. Die Batteriekapazität zur Senkung der Netzentgelte bei. kann so deutlich kleiner ausgelegt werden. Dadurch reduzieren sich die Investitionskosten (Capex, Capital expenditure) Ein großer Kostenfaktor bei der Bereitstellung von Primärregelleistung ist der und Stromumwandlungstechnik Als langjähriger Lieferant von Batterieum rund 30 bis 40 %. bietet Energiespeicher wasserkraftwerke und Wasserkraftwerke (etwa Pumpspeicher) sowie weitere Technologien unter die „Limited Energy Reservoir“-Definition der EU-Kommission fallen [98]. Die zehn 10 %-Schritte des Speicheranteils und die vier Mindesterbringungszeiträume ergeben 40 verschiedene Kombinationen. Für jede der 40 Kombinationen wird mithilfe eines probabilistischen Simulationsmodells die Mindestmenge der PRL berechnet, die erforderlich ist, um die Frequenz innerhalb der maximalen Frequenzabweichung des stationären Zustands zu halten. Hemmnisse für gemischte Batteriespeichermodelle Gerade in gemischten sogenannten Multi-Use-Betriebsmodellen können Speicher ihre vielseitigen Fähigkeiten dem Energiesystem besonders effizient und kostengünstig zur Verfügung stellen. Dies hat auch der Gesetzgeber erkannt und mit dem § 61 EEG 2017 gemischte Modelle erstmalig regulatorisch verankert. Dennoch kann in der heutigen Praxis eine Vielzahl an hoch relevanten Fragen derzeit nicht juristisch sachgerecht gelöst werden. Hieraus resultiert das Risiko von nicht sachgerechten – und politisch auch nicht gewollten – Mehrfachbelastungen mit den sogenannten Letztverbraucherabgaben, weil die gesetzlichen Vorgaben in der Praxis vielfach an Umsetzungsgrenzen stoßen oder weil Rechtsunsicherheiten bestehen. Administrative Hürden und Praxisprobleme Die Ausgestaltung des § 61 EEG bringt in der Praxis einen erheblichen administrativen Mess- und Abrechnungsaufwand für Batteriespeicher- und Netzbetreiber mit, sodass ein wirtschaftlicher Betrieb von Multi-Use-Speichern dadurch deutlich belastet wird. Die Anpassung des § 61 EEG ist dringend geboten, um zu vermeiden, dass am Ende zukunftsträchtige Einsatzmöglichkeiten und ein flexibler Speicherbetrieb zum Beispiel von Quartiersspeichern, Schwarmspeichern oder anderen innovativen netzdienlichen Betreibermodellen verhindert werden. Dies könnte durch Bagatellgrenzen (De-Minimis) oder entsprechende Erleichterungen in Bezug auf die eichrechtlichen Anforderungen ermöglicht werden. Weiterhin könnte die Möglichkeit von Schätzungen analog zur „Abgrenzung von Drittmengen“ (vgl. § 62a EEG) eine sinnvolle Abhilfe schaffen. Schließlich wird die Umsetzung des § 61 EEG durch das fehlende Zusammenspiel mit den Anforderungen des Messstellenbetriebsgesetzes (MsbG) und der Mess- und Eichrechtsverordnung (MessEV) erschwert. Praxisferne Widersprüche müssen aufgelöst werden und der politische Wille für Multi- Use-Speichermodelle auch im Eichrecht Ausdruck finden. Probleme des „Ausschließlichkeitsprinzips“ Einige netzdienliche Betriebsweisen sind derzeit rechtlich ausgeschlossen, weil Strommengen nicht über Mess- und Zähltechnik zugeordnet werden dürfen. Denn Anlagen im Sinne des EEG § 3 (1) sind nur solche Speicher, die ausschließlich aus erneuerbaren Energien stammende Energie aufnehmen. Stellt ein Speicher etwa neben der Optimierung von erneuerbarem Eigenverbrauch auch Regelleistung bereit, so fließt nicht ausschließlich erneuerbarer Strom über den Speicher, der so gemäß dem „Ausschließlichkeitsprinzip“ (§ 19 EEG) nicht mehr als EEG- Anlage gilt. Dementsprechend kann für den aus dem Speicher in das Netz gespeisten Strom keine EEG-Förderung in Anspruch genommen werden. Dies gilt auch nicht anteilig für den im Speicher befindlichen erneuerbaren Strom. In Zeiten der Digitalisierung und der Möglichkeit der messtechnischen Separierung von erneuerbarem und nicht erneuerbarem Strom ist das anlagenbezogene „Ausschließlichkeitsprinzip“ nicht mehr zeitgemäß und verhindert eine Vielzahl an innovativen und systemdienlichen Speichermodellen. Literatur Die Literaturstellen zu dieser Jahresübersicht sind auf der BWK-Homepage über den Menüpunkt „Literaturverzeichnisse“ aufrufbar. i www.eBWK.de Sonderdrucke: Werbewirksames Marketing- und PR-Instrument 48 BWK DAS ENERGIE-FACHMAGAZIN Muster Sonderdruck Anforderungen kommunaler Wärmeversorger an das Rohrsystem Wärmenetze 4.0 www.eBWK.de Sonderdruck aus BWK Kombination von Batteriespeicher und Power-to-Heat Hybridkraftwerk liefert Primärregelleistung Reduzierung der Batteriekapazitäten Bild: swb Kürzere Amortisationszeit Technische Umsetzung UNSER ANGEBOT ! In einer unserer Fachzeitschriften ist ein Beitrag von Ihrem Unternehmen erschienen? Nutzen Sie das für eine PR-Aktion der besonderen Art – lassen Sie einen werbewirksamen Sonderdruck davon erstellen: • Sonderdrucke werden individuell nach Wunsch gestaltet • Logo und Kontaktdaten können eingefügt werden • Fremdanzeigen und Fremdtexte werden entfernt • Sonderdrucke sind kostengünstig und lassen sich vielseitig einsetzen (z. B. auf Ihrem Messestand, für Kunden und Mitarbeiter etc.) Ihr Kontakt für Informationen oder ein Angebot: Kornelia Grund, Telefon: +49 211 6103-369 kgrund@vdi-fachmedien.de, www.vdi-fachmedien.de TECHNIKWISSEN FÜR INGENIEURE. BWK Bd. 71 (2019) Nr. 6

Freileitungsmast am Umspannwerk Oberzier im Kreis Düren. Bild: Peter Markewitz Energietransport und -verteilung In dem Anfang des Jahres zwischen CDU/CSU und SPD geschlossenen Koalitionsvertrag wird die Notwendigkeit eines Klimaschutzgesetzes hervorgehoben. Mit dem Gesetz sollen die Ziele des Klimaschutzplans und die dafür notwendigen Maßnahmen rechtsverbindlich festgelegt werden. Darüber hinaus hat sich die große Koalition zum Ziel gesetzt, den Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung bis zum Jahr 2030 auf 65 % zu steigern. Trotz aller Bemühungen zeichnet sich ab, dass das Klimagasreduktionsziel von – 40 % bis zum Jahr 2020 deutlich verfehlt wird. Vor diesem Hintergrund setzte die Bundesregierung eine Strukturkommission („Kohlekommission“) ein, die Vorschläge und flankierende strukturelle Maßnahmen für einen Ausstieg aus der Kohleverstromung erarbeitet hat. Wie bereits in den Vorjahren [1] bleibt der notwendige Stromnetzausbau deutlich hinter den ursprünglichen Planungen. Auf Initiative des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) wurde eine Novellierung des Netzausbeschleunigungsgesetzes vorbereitet, um den Zeitverzug aufzuholen. Zur Stabilisierung des Netzes hat die Bundesnetzagentur den Übertragungsnetzbetreibern die Erlaubnis erteilt, zusätzliche Netzstabilisierungsanlagen im Süden Deutschlands aufzubauen. Hierfür zeichnen sich die ersten Kraftwerksprojekte ab. Am 14. Dezember 2018 stimmte der Bundesrat dem sogenannten Energiesammelgesetz (EnSaG) [2] zu, nachdem es zuvor am 30. November 2018 vom Bundestag verabschiedet wurde. Das Gesetz, das die Novellierung einer Vielzahl bestehender Gesetze beinhaltet, trat am 21. Dezember 2018 in Kraft. Mit dem Gesetz soll insbesondere der Ausbau der erneuerbaren Energien kosteneffizient, Autoren Dr.-Ing. Peter Markewitz, Peter Lopion, M. Sc., Dr.-Ing. Martin Robinius und Prof. Dr.-Ing. Detlef Stolten, alle Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung – Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3), Jülich. marktorientiert und netzsynchron vorangebracht werden. Das Gesetz regelt die im Koalitionsvertrag vorgesehenen Sonderausschreibungen für Windenergie und Photovoltaik und sieht eine Erhöhung der vorgesehenen Ausschreibungsmengen um 4 GW je Technologiefeld für einen Zeitraum von 2019 bis 2021 vor. Daneben beinhaltet das Energiesammelgesetz unter anderem eine Regelung zur EEG-Privilegierung für KWK-Neuanlagen, die Verlängerung des KWK-Gesetzes um drei weitere Jahre bis zum Jahr 2025, eine Übergangsregelung zur Umrüstung von Anlagen entsprechend dem Netz - kodex RfG (Network Code Requirements for Generators) sowie eine Anpassung der Regelung zur Kapazitätsreserve zum 1. Oktober 2020. Am 12. Dezember 2018 hat das Bundeskabinett dem Gesetzentwurf zur Beschleunigung des Energie - leitungsausbaus [3] zugestimmt, der eine Novellierung des Netzausbaubeschleunigungsgesetzes (Nabeg) vorsieht. Die Novellierung beinhaltet die Vereinfachung und Beschleunigung von Genehmigungsverfahren für Neubau, Verstärkung und Optimierung von Stromleitungen des Übertragungsnetzes. Der Gesetzentwurf ist Teil des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie initiierten Aktionsplans Stromnetz vom 14. August 2018 [4], der auf eine Optimierung und eine höhere Auslastung des bestehenden Stromnetzes sowie auf eine Beschleunigung des Netzausbaus abzielt. BWK Bd. 71 (2019) Nr. 6 49

Ausgabenübersicht