Regenerative Batterie Kraftwerke...© Durion GmbH | [email protected] | | August 2013 Seite 6 RW E AG , C C N - T 11/20/2012 P AGE 16

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16. Internationale Solarkonferenz Mecklenburg-Vorpommern

Chancen und Potentiale im zukünftigen Energiesystem

Regenerative Batterie Kraftwerke

Wietow, den 05. August 2013


Unternehmensprofil Batterie Kraftwerke für Systemdienstleistungen und zur Stromversorgung

Solarkraftwerke

Bau und Betrieb von Solarkraftwerken. Seit 2007 wurden in der Unternehmensgruppe rund 150 Mio. € Investitionen umgesetzt.

Batterie Kraftwerke

Bau und Betrieb von Batterie Kraftwerken. Integration von Batteriesystemen und Energie-Dienstleistungen zur Marktintegration erneuerbarer Energien.

• Zielmarkt für Großanlagen im MW Bereich ist gegenwärtig insbesondere der Markt für Primärregelleistung. Realisierung der größten kommerziellen Anlage mit 2 MW in 2012/2013

• Bei mittelgroßen Anlagen im 2-3-stelligen kW Bereich liegt der Zielmarkt in der Stromversorgung von gewerblichen und industriellen Kunden.


Übersicht

Überlegungen zum neuen Energiesystem

Regenerative Batteriekraftwerke

3 Potential Lokale Stromversorgung

4 Potential Regelleistung

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2

1


Deutschland nach der Energiewende Energieangebot und Energienachfrage im Jahr 20501)

1) Fraunhofer IWES 2011

➜ Die neuen Grundlast Kraftwerke sind volatil

➜ Erhöhte Speicherfähigkeit und Steuerbarkeit sind erforderlich, um die Energienachfrage dem Energieangebot anzupassen


Erzeugungskosten erneuerbarer Energien Eigenwirtschaftlichkeit wird zum bestimmenden Treiber in der nächsten Dekade

10 % globaler Marktanteil genügen für die Marktfähigkeit aller Erneuerbaren Energien

20% Kostensenkung bei PV-Kraftwerken durch Verdopplung der installierten Leistung

1) Fraunhofer IWES 2011


RWE AG, CCN-T 11/20/2012 PAGE 16

The LCOE of PV are expected to decrease below those of

most other renewable technologies

LCOE of PV applications, 2011 - 2020, [€/kWh]

Source: RWE Team analysis, Dii

Assumptions: PV Lifetime 20 yrs; discount rate 8.0% nominal; inflation 1.75%; performance degradation 0.5%/a; OPEX: 2% (2.25% in MENA);

OPEX increase 0.5%/a, w/o tracking

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

0.02

0.10

0.20

0.18

0.16

0.14

0.12

0.08

0.06

0.04

Ranges at learning

rates of 10-20% at

each case

Ground mounted PV, Germany 1,300 kWh/m²/a

Ground mounted PV, South Europe 1,800 kWh/m²/a

Offshore Wind (3,200h)

Onshore Wind (2,000h)

Biomass

Ground mounted PV, MENA 2,200 kWh/m²/a

Assumptions: PV Lifetime 20 yrs; discount rate 8.0% nominal; inflation 1.75%; performance degradation 0.5%/a; OPEX: 2% (2.25% in MENA); OPEX increase 0.5%/a, w/o tracking Source: RWE according to calculations of BMU and Fraunhofer ISE

Lernkurve Photovoltaik Photovoltaik im Vergleich zu Biomasse und Windkraft


Kosten der Stromversorgung Zentrale versus dezentrale Versorgung

Source: Fraunhofer, Aktuelle Fakten zur PV (2013)


Handlungsoptionen für die Energiewende Grundlegender Umbau des Energiesystems erforderlich

➜ Energiespeicher und Informationstechnik sind Schlüsseltechnologien für die Energiewende

➜ Bis zu einem Anteil von rund 50% Erneuerbare steigt zunächst der Bedarf an systemischen Stromspeichern mit kurzen bis mittleren Fristigkeiten

Netzausbau

Last-management

Flexible Kraftwerke

Grenzüberschreitender Netzausbau, Intelligente Zähler, Stromspeicher zur Optimierung der Netzkapazität, ...

Gas-, KWK-, PV- und Windkraftwerke kombiniert mit Stromspeichern und im Wirkungsverbund als virtuelle Kraftwerke...

Lastprognose, steuerbare Lasten, Wärmespeicher, Stromspeicher, variable Tarife, ....


Übersicht

1 Überlegungen zum neuen Energiesystem




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Energiespeicher in der Energiewirtschaft Unterscheidung nach Anwendungsbereichen

5 Speicher für 100% EE

Christian Breyer ► [email protected]

Speicheroptionen

• heute: Pumpspeicher zur Verschiebung von Nachterzeugung zur Tagesspitze

• bald: Batteriespeicher zur Verschiebung von Tageserzeugung in den Abend

• zukünftig: Power-to-Gas zur saisonalen Verschiebung von Überschussstrom

Quelle: Breyer, Lemoine Institut, Chemnitz 2012


Batterie Kraftwerke Wirkungsverbund aus Stromerzeugung und Stromspeicherung

Kraftwerk Ein Kraftwerk ist eine technische Anlage zur Stromerzeugung und stellt in manchen Fällen zusätzlich thermische Energie bereit. Bei einem Kraftwerk wird meist mechanische Energie mittels Generatoren in elektrische Energie verwandelt, die in der Regel in das Stromnetz eingespeist wird. .... Quelle: Wikipedia

Batterie Kraftwerk Ein Batterie Kraftwerk ist eine technische Anlage zur Stromerzeugung und stellt in manchen Fällen zusätzlich thermische Energie bereit. Batteriekraftwerke benötigten immer einen funktionalen Wirkungsverbund aus Stromquelle und Stromspeicher. Der Wirkungsverbund kann direkt durch lokale Kopplung mit einer Stromquelle oder indirekt über das Stromnetz und Bilanzkreise erreicht werden. Regenerative Batteriekraftwerke sind auf die Verwendung von Elektrizität aus erneuerbaren Energieträgern beschränkt.


Netzspitzen vermeiden

Kosten der Netznutzung minimieren

Bereitstellung von Regelleistung

Erlöse als Kraftwerkbetreiber

Energie kaufen, speichern und verkaufen (OTC, EEX)

Preisdifferenzen nutzen

- Stromspeicher statt Leitungsbau

- Investitionskosten minimieren

Notstromversorgung System-

dienstleistungen

Eigenverbrauch optimieren

Stromversorgung in netzfernen Gebieten

Kapazität Lastspitzen

Regel-leistung

Sicherheit und

Qualität

Stromver-sorgung

Arbitrage

Netz

Energie

Einsatzmöglichkeiten von Stromspeichern im Energiemarkt Marktsegmente


Systemdienstleistungen Einsatzgebiete von Stromspeichern zur Erbringung von Systemdienstleistungen

System-dienstleistungen

Existierende Mindestanforderungen

Frequenzhaltung

• Primärregelleistung • Sekundärregelleistung • Minutenreserve

Keine Mindestanforderungen

Spannungshaltung

• Blindleistungskompensation

Versorgungswiederaufbau

• Schwarzstartfähigkeit

System-/Betriebsführung

• Redispatch-Maßnahmen

➜ Mindestanforderungen an Maßnahmen zur Frequenzhaltung sind durch den Transmission Code definiert

➜ Mindestanforderungen an Systemdienstleistungen für Spannungshaltung, Versorgungswiederaufbau und System-/Betriebsführung sind nicht definiert


Frequenzregelung Einspeisung von Wirkleistung

Quelle: efzn, Eignung von Speichern zur Aufrechterhaltung der Systemstabilität,, Goslar 2013

➜ Wirkleistungsbedarf zur Frequenzregelung wird konventionell zentral durch große Kraftwerkseinheiten bereitgestellt

➜ Wirkleistung kann durch dezentrale Einheiten bereitgestellt werden, die den Mindestanforderungen entsprechen


Dezentrale Stromspeicher für Systemdienstleistungen Einsatzbereiche liegen in allen Bereichen der energiewirtschaftlichen Wertschöpfungskette

Übertragung Verbrauch

Hochleistung Großbatterien zur Bereitstellung von Regelleistung zur Netzstabilisierung

Erzeugung Verteilung

Energie und Leistung Kombination von Großbatterien mit Wind- und Solar-Kraftwerken zur Bereitstellung von zentralen Systemdienstleistungen

Energie und Leistung Bereitstellen von Systemdienstleistungen für die lokalen Stromnetze – z.B. Spannungsregelung

Energie und Leistung Einsatz von Batterien zur dezentralen Energieversorgung und Bereitstellung von lokalen Systemdienstleistungen


Übersicht



Potential Lokale Stromversorgung


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1. Verbrauchsnahe Energieerzeugung, beispielsweise mit Photovoltaik und/oder Kraft-Wärme-Kopplung oder Wärmepumpen

2. Maximierung Eigenverbrauch, Minimierung der Netzhöchstlast und lokale Systemdienstleistungen

3. Stromdienstleistungen für die Vermarktung von „Überschussstrom“ und Sicherung einer Vollversorgung (=> Downstream)

4. Zentrale Systemdienstleistungen durch Integration in virtuelles Kraftwerk (=> Upstream)

Lokale Stromversorgung Grundprinzip – Erzeugen, Speichern und Nutzen!

Speicher

Öffentliches Stromnetz

PV-Anlage

Zähler

Verbraucher

2

3

4

Steuerung System-DL

Messung

1


Lokale Stromversorgung Strukturierung von Angebot und Nutzen des Kunden

PV Kraftwerk

PV-Batterie Kraftwerk

Kauf • Angemessene Verzinsung des

eingesetzten Kapital

• Angemessene Verzinsung des eingesetzten Kapital

• Versorgungssicherheit und Versorgungsqualität

Pacht Leasing

• Strom-Preis-Hedge für einen Teil des Strombedarfs (Preisstabilität)

• Preisvorteil gegenüber Marktpreis (Kostensenkung)

• Kein Betreiberrisiko

• Strom-Preis-Hedge für einen Teil des Strombedarfs (Preisstabilität)

• Preisvorteil gegenüber Marktpreis (Kostensenkung)

• Kein Betreiberrisiko

➜ Zielgruppe sind gewerblich-industrielle Verbraucher Jahresbedarf ca. 50.000 kWh bis 500.000 kWh, z.B. Agrar, Einzelhandel, Produktion, kommunale Einrichtungen und Betriebe

➜ Abbildung der Anlage/Anlagen in einer SPV und Verpachtung der Teilanlage


Umstieg auf erneuerbare Energieträger

Breiter gesellschaftlicher Konsens für die Nutzung

erneuerbarer Energieträger

Erwartung von Kunden, Mitarbeitern und das Verhalten von

Wettbewerbern

Energiepolitische Ziele, Gesetze und

Verordnungen

Abhängigkeit von Energieimporten und Preisschocks

verringern

Gesellschaftliche Verantwortung des

Unternehmens demonstrieren Rentable und risikoarme

Geldanlage

Beispiel – Lokale Stromversorgung Stromversorgung Einzelhandel


Beispiel – Lokale Stromversorgung Prämissen und Auslegung des PV-Batterie Kraftwerk

Ausgangslage Stromversorgung

400.000 kWh jährlicher Stromverbrauch 110 kW Höchstlast. Ausgeprägte „Stromspitzen“ 20 ct/kWh für Strombezug über öffentliches Netz

(2013) 3% jährliche Strompreissteigerung

Bedarfsgerechte Auslegung PV-Batterie Kraftwerk

• 200 kWp installierte Leistung (PV) • 250 kWh Speicherkapazität (Batterie)

➜ 90% Eigenverbrauch der lokalen Stromproduktion

(=> Einfluss EEG vernachlässigbar) ➜ 40% Bedarfsdeckung durch PV-Strom ➜ 25% der Jahreshöchstlast wird durch das PV-

Speicher-Kraftwerk reduziert ➜ Versorgungssicherheit (Notstromfunktion) ➜ Blindleistungskompensation

PV-Batterie Kraftwerk als SPV

➜ PV-Batterie Kraftwerk wird als SPV abgebildet ➜ Ansatz Herstellkosten ➜ 20% EK und 80% FK bei 4,5% Zins ➜ SPV wird Kreditnehmer ➜ SPV wird Vertragspartner für alle Verträge zur

technisch-kaufmännischen Betriebsführung ➜ SPV versichert Betriebs- und Ausfallrisiken

Vorteil Kunde

➜ 3 ct/kWh Kostenersparnis gegenüber Marktpreis (5.700 €/Jahr)

Vorteil SPV Eigentümer/Betreiber

➜ 8-10 % Eigenkapital Rendite


Übersicht




Potential Regelleistung

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Regelleistung Neue Technologien für den Regelleistungsmarkt

Braunkohle Kraftwerk Boxberg 24 MW (Block R)

Batterie Kraftwerk Berlin 2 MW

Vision Batterie Kraftwerk Relzow 20-30 MW


Regelleistung

➜ Regelleistung in Europa wird für eine stabile Versorgung der Stromkunden benötigt. Treten unvorhergesehene Ereignisse im Stromnetz auf – z.B. durch Ausfall eine Kraftwerkes – so werden kurzfristig Leistungsreserven aktiviert.

➜ Die Vorhaltung von Regelleistung ist gesetzlich geregelt (§3 EnWG). Regelleistung ist ein Teil der Ausgleichsleistungen, die im Rahmen einer zuverlässigen Stromversorgung, zur Deckung von Verlusten und dem Ausgleich von Differenzen zwischen Ein- und Ausspeisung benötigt wird.

➜ Man unterscheidet Primärregelleistung, Sekundärregelleistung und Minutenreserve anhand der Fristigkeit der Bereitstellung.

➜ Die Übertragungsnetzbetreiber sind zur Vorhaltung (Einkauf) von Regelleistung verpflichtet. Eckpunkte für die Ausschreibung werden durch die Bundesnetzagentur (BNetzA) festgelegt (vgl. BK6-10-097, BNetzA, 12.04.2011).


Durion build and operates Germany’s largest battery power plant Altmaier: “Durion and Vattenfall take over leadership in technology and innovation”

With a capacity of 2.560 kWh Durion realised Germany largest battery system in Berlin, to provide 2.000 kW power for primary control (grid stabilisation). German ‘Energiewende’ leads to an increasing demand of electricity storage.

Dr. Norbert Menke (CEO Durion), Peter Altmaier (German Minister of Ecology) and Tuomo Hattaka (CEO Vattenfall) Opening Ceremony, Berlin, 13th Februar 2013

Durion ES 1000/1280 – High professional battery system on MW level for Industry and Utilities. Modular architecture allows downscale to kW Level (17/34).


PoC – 2 MW Batterie Kraftwerk Berlin Projekt Steckbrief und Rollenverteilung

Standort

Eichenstrasse 7 in 12435 Berlin Innovationspark Vattenfall Grundstückseigentümer Vattenfall Wärme AG

Strukturierung

• SPV für die Abbildung des Batteriekraftwerk • Investor: Eurosolid Power Systems AG • Grundstückseigentümer: Vattenfall Wärme AG

(Pacht Vertrag) • Netzaschluss – Vattenfall Distribution GmbH

(Netzanschlussvertrag) • Vermarktung und Besicherung: Vattenfall Wärme AG

(Servicevertrag) • Netzservices – Vattenfall Distribution GmbH

(Servicevertrag) • Wartung & Instandhaltung – Pfenning GmbH

(O&M Vertrag)

Technische Daten

➜ 2 MW installierte Leistung ➜ Grundfunktion Frequenzregelung ➜ 2 x Durion IS 1000/1280 ➜ LiFePO Batteriemodule ➜ 10 kV MS Netzanschluss ➜ Trafo im Batteriesystem integriert ➜ VHP Schnittstelle zur Integration in virtuelles

Kraftwerk von Vattenfall ➜ CO2 Einsparung 4.800 to/Jahr ➜ Status: Pilotphase

Ausblick

➜ 5-10 MW Batterie Speicher Kraftwerk Sachsen ➜ 1-2 MW 2nd Use PRL Batterie Speicher Kraftwerk

(HH oder Berlin) ➜ 5 MW Batterie Speicher Kraftwerk in MV


Kontakt

Seite 19 Upside Invest GmbH & Co. KG | [email protected] | www.upsideinvest.de

Firmenkonstrukt

Upside Services GmbH gründet das SPV (eine GmbH & Co. KG). 100% der SPV-

Anteile werden von der Komplementärin, Upside Services GmbH, gehalten.

Upside Invest GmbH & Co KG schließt einen EPC-Vertrag mit dem SPV, kauft alle

Komponenten ein und baut als Generalunternehmer (wobei ein Großteil der

Bauleistungen unterbeauftragt werden) die Solaranlage im Rahmen eines BOT-Modells

in das SPV.

Finanzierung

Die Finanzierung erfolgt durch die Bereitstellung von 20-25% Eigenkapital seitens der

Upside Invest (oder durch Weiterverkauf an andere Kommanditisten). Das Fremdkapital

in Höhe von 75-80% wird seitens einer deutschen Bank zur Verfügung gestellt.

Beteiligungsmöglichkeiten

Upside Invest ist offen für weitere interessierte Investoren, die sich an der Solaranlage

beteiligen möchten. Dies ist durch den Erwerb von Kommandit-Anteilen bis zu einem

Prozentsatz in Höhe von insgesamt 49 % möglich.

Die Reihenfolge der Ausschüttung von Erlösen wird durch den Kreditvertrag der Bank

sowie den Gesellschaftervertrag vorgegeben. Die Begleichung des Kapitaldienstes

steht dabei vor Auszahlung an Kommanditisten.

Projektbroschüre Projektstruktur

Dr. Norbert Menke [email protected] Durion GmbH NL Süd Hohlweg 1 97232 Giebelstadt

mailto:[email protected]

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