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ENTWICKLUNGEN AN DEN RESERVEMÄRKTEN IN DEUTSCHLAND UND EUROPA
DR.-ING. ULF KASPER / EXPERTE REGELENERGIE
Essen, 3. September 2014
DESIRE-Abschlussworkshop
Seite 0
AGENDA
01 02 03 04
Einleitung
Bestehende Märkte für Reserve
Weiterentwicklung der Reservemärkte
Zusammenfassung
Einleitung
/ Beschaffung von Systemdienstleistungen durch die Übertragungsnetz- betreiber (ÜNB) zur Gewährleistung des sicheren Systembetriebs
/ Frequenzstabilität
/ Spannungsstabilität
/ Versorgungswiederaufbau
/ Systembetrieb
/ Differenzierung zwischen drei unterschiedlichen Reservequalitäten
/ Primärregelreserve (PRR) bzw. Frequency Containment Reserve (FCR)
/ Sekundärregelreserve (SRR) bzw. automatic Frequency Restauration Reserve (aFRR)
/ Minutenreserve (MR) bzw. manual Frequency Restauration Reserve (mFRR)
HINTERGRUND UND MOTIVATION
Seite 3
Signifikanter Beitrag der Reservemärkte zum Erlöspotential von
Erzeugungsanlagen (insgesamt rd. 800 Mio. €/a)
Einleitung
/ Kontinuierlicher Ausgleich von Erzeugung und Nachfrage im gesamten Synchronverbundsystem durch Einsatz von Regelreserve
REGELRESERVE
Seite 4
Netzfrequenz 50 Hz
Nachfrage
/ Prognosefehler
/ Lastrauschen
/ Ausfall von Lasten
Erzeugung
/ Ausfall von Erzeugungsanalgen
/ Prognosefehler
/ Wind
/ Photovoltaik
Einleitung
/ Entwicklung der mittleren Preise am börslichen Day-Ahead-Spotmarkt in Deutschland (Fahrplanenergie)
FAHRPLANENERGIE
Seite 5
Zunehmendes Interesse an Reservemärkten aufgrund sinkender
Erlöspotentiale am Day-Ahead-Markt
0
20
40
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100
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
Mittlere Preise am börslichen Day-Ahead-Markt
€ MWh
Peak
Base
Off-Peak
Bestehende Märkte für Reserve
* Bei der Minutenreserve sind unteilbare Gebote bis zu einer Leistung von 25 MW zulässig.
RESERVEQUALITÄTEN (01.09.2014)
Seite 7
PRR SRR MR
Mittlerer Gesamtbedarf ±568 MW +1.992 MW –1.906 MW
+2.476 MW –2.208 MW
Aktivierungszeit 30 Sekunden 5 Minuten 7,5 – 22,5 Minuten
Ausschreibung wöchentlich wöchentlich (HT/NT) täglich (4-h-Produkt)
Mindestgebot ±1 MW +5 MW/–5 MW*
Gebotsinkrement ±1 MW +1 MW/–1 MW
Vergabe Merit Order der Leistungspreise
Anforderung unselektiv Merit Order der Arbeitspreise
Vergütung Leistungspreis Leistungs- und Arbeitspreis
Bestehende Märkte für Reserve
/ Gebotspreisverfahren („Pay-as-Bid“), insb. Multi-Part-Auktion
/ Zuschlag gemäß Merit Order der Leistungspreise
/ Abruf gemäß Merit Order der Arbeitspreise
/ Alle Verkäufer erhalten bei Zuschlag und Abruf individuelles Entgelt
/ Geeigneter Ansatz für Märkte mit begrenzter Liquidität oder dominanten Marktteilnehmern
AUKTIONSVERFAHREN (I)
Seite 8
Strategisches Bietverhalten kann eine mögliche Reaktion auf ein
Marktdesign mit Pay-as-Bid-Auktionen sein.
Bestehende Märkte für Reserve
/ Leistungspreis- und Arbeitspreis-Merit-Order für negative SRR im Februar 2014 (Nebentarif)
AUKTIONSVERFAHREN (II)
Seite 9
Aggregiertes Gebotsvolumen
-10
0
10
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Arbeitspreis
0 400 800 MW 1.600
€ MW·h
470
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515
530
545
560
575
Leistungspreis
0 400 800 MW 1.600
Aggregiertes Gebotsvolumen
€ MW
0
Bestehende Märkte für Reserve
/ Leistungspreis- und Arbeitspreis-Merit-Order für negative SRR im Februar 2014 (Nebentarif)
AUKTIONSVERFAHREN (II)
Seite 9
Aggregiertes Gebotsvolumen
-10
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Arbeitspreis
0 400 800 MW 1.600
€ MW·h
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Leistungspreis
0 400 800 MW 1.600
Aggregiertes Gebotsvolumen
€ MW
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Leistungspreis Arbeitspreis
0 400 800 MW 1.600
Aggregiertes Gebotsvolumen
€ MW·h
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€ MW
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Bestehende Märkte für Reserve
/ Aufteilung der Kosten für Reservevorhaltung und –abruf durch die Übertragungsnetzbetreiber
KOSTENZUORDNUNG (I)
Markt für Minutenreserve
Markt für Sekundärregel-
reserve
Markt für Primärregel-
reserve
Reserve- märkte
Netzentgelte
Ausgleichs-energie
Kosten aus Leistungspreis
Kosten aus Arbeitspreis
ÜNBs
Die Kosten für Vorhaltung der Regelleistung sind in den
Netznutzungsentgelten enthalten.
Die Kosten/Erlöse aus dem Arbeitspreis werden mit dem
Bilanzkreisverantwortlichen abgerechnet.
-50
0
50
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200
250
300
SRR+ SRR- SRR+ SRR- MR+ MR- MR+ MR-
LeistungArbeit
Bestehende Märkte für Reserve
/ Entwicklung der ÜNB-seitigen Kosten (d. h. Erlösen der anderen Marktteilnehmer) an den Märkten für Reserve
KOSTENZUORDNUNG (II)
Seite 11
Kosten für Leistungsvorhaltung und Arbeitserbringung
2012 2013
Mio. €
2012 2013
Zwischen den Jahren 2012 und 2013 Übergang von arbeits- zu
leistungspreisgetriebenen Kosten
Weiterentwicklung der Reservemärkte
HINTERGRUND UND MOTIVATION
Seite 13
System-anforderungen („Qualität“)
Energie-wirtschaftliches
Umfeld („Veränderung“)
ENTSO-E („Harmonisierung“)
SDL-Projekte („Harmonisierung“)
Präqualifikation
Prognose Bedarf
Produkte
Entwicklungsbedarf/-potential aufgrund erforderlicher
Marktharmonisierung sowie Änderung des energiewirtschaftlichen
Umfelds
Weiterentwicklung der Reservemärkte
/ Darstellung der Jahresdauerlinie der theoretisch von gepoolten Windkraftanlagen bei vor- und untertäglicher Auktion im Jahr 2012 handelbaren Minutenreserve
/ 30-GW-Windpool (Anlagenbestand DE Ende 2012)
/ 1-GW-Windpool (exemplarischer Windpool)
RESERVE AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN HINTERGRUND UND MOTIVATION
Seite 14
Handelbare Minutenreserve (Konfidenzintervall: 99,994 %)
100
% Pinst
60
40
20
0
0 2.000 4.000 8.000 h/a
30-GW-Windpool, vortägliche Auktion
1-GW-Windpool, vortägliche Auktion
1-GW-Windpool, untertägliche Auktion
30-GW-Windpool, untertägliche Auktion
Quelle: IWES
Weiterentwicklung der Reservemärkte
/ Darstellung der Jahresdauerlinie der theoretisch von gepoolten Windkraftanlagen bei vor- und untertäglicher Auktion im Jahr 2012 handelbaren Minutenreserve
/ 30-GW-Windpool (Anlagenbestand DE Ende 2012)
/ 1-GW-Windpool (exemplarischer Windpool)
RESERVE AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN HINTERGRUND UND MOTIVATION
Seite 14
Handelbare Minutenreserve (Konfidenzintervall: 99,994 %)
100
% Pinst
60
40
20
0
0 2.000 4.000 8.000 h/a
30-GW-Windpool, vortägliche Auktion
1-GW-Windpool, vortägliche Auktion
1-GW-Windpool, untertägliche Auktion
30-GW-Windpool, untertägliche Auktion
Quelle: IWES
Handelbare Minutenreserve (Konfidenzintervall: 99,994 %)
100
% Pinst
60
40
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0 250 1.000 1.500 h/a
30-GW-Windpool, vortägliche Auktion
1-GW-Windpool, vortägliche Auktion
1-GW-Windpool, untertägliche Auktion
30-GW-Windpool, untertägliche Auktion
500 750
Weiterentwicklung der Reservemärkte
/ Unterscheidung zwischen Leistungsvorhaltung und Arbeitserbringung (bspw. am Markt für Minutenreserve)
/ Vortägliche Ausschreibung von Leistung
/ Untertägliche Ausschreibung von Arbeit (Handelsschluss: Kurzfristig vor physikalischer Erfüllung/nach Intraday-Markt)
/ Berücksichtigung (viertelstündlicher) Voluntary Bids für Reservearbeit
/ Kein Leistungsentgelt
/ Reduktion des Arbeitspreises von bereits bezuschlagten Geboten zur Leistungsvorhaltung zulässig
Erwartung: Anstieg der Kosten für Leistungsvorhaltung und Rückgang der Kosten für Arbeitserbringung
RESERVE AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN BALANCING MARKT/VOLUNTARY BIDS
Seite 15
Öffnung des Reservearbeitsmarktes für erneuerbare Energien
Kostenzuordnung für Reservearbeit ist zu überdenken.
Weiterentwicklung der Reservemärkte
/ Vergleich der Handelsvolumen am Intraday-Markt mit dem (viertelstündlichen) MRL-Abruf in Deutschland für das Jahr 2013 (Jahresdauerlinie)
Selbst unter der Worst-Case-Annahme, dass nur die Viertelstunden-Gebote am Intraday-Markt auch am MR-Markt partizipieren (vollständige Konkurrenz zwischen den Märkten), beschränkt sich die Konkurrenz auf wenige Viertelstunden im Jahr.
RESERVE AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN BALANCING MARKT VS. INTRADAY-MARKT
Seite 16
-3.000
-2.000
-1.000
0
1.000
2.000
3.000Positive Reserve bzw. Verkauf
Negative Reserve bzw. Einkauf
5.840 8.760 11.680 14.600 17.520 20.440 23.360 26.280 29.200 ¼h/a 35.040 2.920
Intraday (viertelstündlich)
MRL
Weiterentwicklung der Reservemärkte
/ Bewertung unterschiedlicher Ausgestaltungen des SRR-Markts hinsichtlich ihrer Eignung zur Erreichung der verschiedenen Zielgrößen
/ Randbedingung: 4-Stunden-Produkt analog zu MR
Bestmögliche Gewährleistung der Versorgungssicherheit durch Variante 1
KURZFRISTIGE AUSSCHREIBUNG VON SRR
Seite 17
Zielgröße Variante 1: SRR wöchentlich1 + Balancing Markt
Variante 2: SRL d-2 + Balancing Markt
Variante 3: SRL d-1 - Balancing Markt illiquider2
Integration EE (Arbeit) ++ (Balancing Markt) ++ (Balancing Markt) + (SRR-Markt)
Integration EE (Leistung) -/- -/- + (SRR-Markt)
Gesicherte Leistung ++ (zeitlicher Vorlauf) + (2. Ausschreibung SRR) -/- (nur Substitution MR)
Marktliquidität ++ ++ +
Compliance Network Code + + -/-
1 7 zeitgleiche Tagesausschreibungen 2 mögliche Konkurrenz zw. tägl. SRR-Vermarktung und Balancing Markt
Weiterentwicklung der Reservemärkte
/ Abschaltbare Leistung von Querschnittstechnologien in der Industrie (Quelle: Agora)
/ Mittlere Last entspricht der Last der Querschnittstechnologie an einem Werktag tagsüber
An Reservemärkten nur kurzfristige Teilnahme (Balancing Markt) sinnvoll
ABSCHALTBARE LASTEN
Verfügbare Leistung in Bayern und Baden-Württemberg
5.000
MW
4.000
3.500
3.000
2.500
2.000
1.500
1.000
500
0 mittlere
Last abschalt- bare Last
5 Minuten
30 Minuten
1 Stunde
2 Stunden
4 Stunden
Zeitdauer
Pumpen Lüftung Kälte Beleuchtung Druckluft
©FfE Agora-01#P DR Potentiale Sueddeutland_mbH_00245
Weiterentwicklung der Reservemärkte
Erweiterung IGCC
/ Erfolgreiches laufendes Projekt
/ Geringes Netting Potential kleiner Länder
Ausbau bestehender Kooperationen
/ Erhöhung des Volumens der gemeinsamen PRR-Ausschreibung (CH/DE/NL)
/ Gewährleistung der Verfügbarkeit von (freier) Übertragungskapazität
Aufbau neuer Kooperationen
/ Reserve Sharing
/ Gemeinsame Ausschreibung von Reserve
Markt-/Produktharmonisierung erforderlich
MÖGLICHE EUROPÄISCHE KOOPERATIONEN
Weiterentwicklung der Reservemärkte
/ Exemplarischer Vergleich der Unterschiede bei SR-Arbeit in BE/NL/DE
SEKUNDÄRREGELRESERVE IN BE/NL/DE
Belgien Niederlande Deutschland
Leistungsänderungs-geschwindigkeit
• 15 %/min vom Gebotsvolumen
• ≥ 7 %/min vom Gebotsvolumen
• 2 %/min von Nennleistung
• 20 %/min vom Gebotsvolumen
Beschaffung
• Pflichtgebote für bezuschlagte Leistung
• Voluntary Bids für andere Marktteil-nehmer
• Pflichtgebote für bezuschlagte Leistung
• Pflichtgebote für verfügbare Leistung > 60 MW
• Pflichtgebote für bezuschlagte Leistung
Produktdauer 15 Minuten 15 Minuten Woche (HT/NT)
Gate Closure (Energie) d-1, 18.00 Uhr h-1 w-1
Gate Closure (Leistung) m-1 m-1 w-1
Aktivierung parallel (pro rata) Merit Order (ggf. parallel) Merit Order (sequentiell)
Aktivierungszyklus 10 s 4 s 4 s
Vergütung
• Pay-as-Bid
• Vergütung nach Abruf
• Einheitspreis (über SRR und MR)
• Vergütung nach Abruf
• Pay-as-Bid
• Vergütung nach Erbringung
Weiterentwicklung der Reservemärkte
Motivation
/ Forderung der EU-Regulierung nach mittel- bis langfristiger Einführung eines Einheitspreisverfahrens für Reservearbeit
/ Anstieg der Liquidität an den Märkten für SRR und MR
Offene Fragen
/ Möglicher Missbrauch von Marktmacht
/ Änderung der Abrechnungssysteme
/ Rückwirkungen auf den Ausgleichsenergiepreis
GEBOTSPREIS- VS. EINHEITSPREISVERFAHREN
Seite 21
Übergang vom Gebotspreis- zum Einheitspreisverfahre kann nach
Weiterentwicklung der Reservemärkte ein geeigneter Schritt sein.
/ Zunehmendes Interesse an Reservemärkten auch aufgrund sinkender Erlöspotentiale am Day-Ahead-Markt
/ Einführung eines Balancing Marktes zur Integration erneuerbarer Energien in die Reservemärkte
/ Kurzfristige Ausschreibung von SRR unter Berücksichtigung der Anforderungen des sicheren Systembetriebs
/ Weiterentwicklung von Abschaltbaren Lasten
/ Signifikanter Anpassungsbedarf für marktübergreifende SRR-Kooperation (Beispiel: BE/NL/DE)
ZUSAMMENFASSUNG
Seite 23
Zusammenfassung
FRAGEN?
Seite 24
Pariser Platz
Osloer Straße 15 – 17
70173 Stuttgart
Tel.: +49 711 21858-3306
Fax: +49 711 21858-4423
Dr.-Ing.
Ulf Kasper
Experte Regelenergie