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Vortrag zur Energiewirtsc haft und Energiesysteme Virtuelles Kraftwerk e:Translation towards a sustainable energy system

Vortrag zur Energiewirtschaft und Energiesysteme Virtuelles Kraftwerk Quelle:Translation towards a sustainable energy system

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Vortrag zur Energiewirtschaft und Energiesysteme

Virtuelles Kraftwerk

Quelle:Translation towards a sustainable energy system

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Inhaltsverzeichnis 2

Gliederung

• Definition• Motivation• Bausteine und Funktionsweise• Vergleich• Marktaussicht• Fazit

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Definition 3

• Zusammenschaltung verschiedener Anlagen mit Erneuerbaren - und auch konventionellen Energie- quellen – funktioniert wie eine Einheit

• Zentrale Steuerung bzw. Regelung der auf mehrere Standorte verteilten Produktionskapazitäten durch Energiemanagement

• Informationsaustausch und Vernetzung von Verbraucher- und Erzeugerseiten

VK- ein dezentraler Kraftwerkspark

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Motivation 4

Herausforderung des liberalisierten Strommarktes und der Gesetze

• Freier Handel• Flexible Liefermenge an der Strombörse• Genauere Voraussage zur Verbraucherseite und

Erzeugerseite• Sichere, regelbare, zuverlässige Energieangebote Einsatz nach Fahrplan

bessere kurzfristige Regelung

• Politisch: Ausstieg aus der Kernkraft• Ökologisch: Kyoto-Protokoll• EEG,KWKG, Stromeinspeisungsgesetz Änderung der Versorgungsstruktur: Stromerzeugermix

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Motivation 5

Nutzung erneuerbarer Ressourcen

• Wasserkraftwerk (Lauf-, Speicher-, Pumpkraftwerk)

• Photovoltaik, solar Thermik• Windkraftwerk (konventionell, off-shore)• Geothermie • Brennstoffzelle• Biomasse

(Verbrennung, Verflüssigung, Vergasung)

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Motivation 6

Beschränkung bei der Nutzung erneuerbarer Energie

• Genauere Prognose besonders schwierig bei EE, z .B: meteorologische Vorhersage für Windkraftwerk und PV Anlage

DEA:• Handelsmenge ist beschränkt aus einzelnen Anlagen• Vervielfachte Parameter bei der Netzeinspeisung

Notwendigkeit der Integration

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Bausteine 7

Bausteine eines virtuellen KraftwerkHardware:

•Dezentrale Energie Anlage-Systeme - Generator Verbund

•Energiespeichersysteme

•Power Quality Systeme

•Leittechniksystem

•Lastverbund

Software-Energiemanagementsystem:

•Prognosewerkzeug

•Optimierungsprogramme

Kommunikationssysteme:

•Funk, Telefon, ISDN

•Powerline communication

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Funktionsweise 8

Quelle: EUS

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Funktionsweise 9

Quelle: SESAM Projekt von Uni Karlsruhe

Selbstorganisation und Spontaneität in liberalisierten und harmonisierten Märkten

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Funktionsweise 10

Leistungsschwankung der Stromerzeugung wird geglättet

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Vergleich 11

Vergleich mit konventionellen Kraftwerken

• vergleichbare Dimension an Leistung• Einsatz der erneuerbaren Energien• besondere Anforderung an

Kommunikationssysteme

• neue Poolbildung und Vermarktung

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Vergleich 12

Vergleich mit einem virtuellen Regelkraftwerk

• VRK: Verbund aus industriellen und kommunalen Großkraftwerken

• Ziel:Marktorganisation der RegelenergieFlexible Poolbildung und stundenweise

Energieangebote

• Teilnahmebedingung am VRK -Beispiele aus Saarland Fernwärme AG:

=>mindestens ein MW Leistung=>diese Leistung mit einer Arbeitsverfügbarkeit von

95% in maximal 7 Minuten ans Netz gebracht =>mindesten 4 Stunden am Netz gehalten

Quelle: STEAG Saar Energie AG

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Vergleich 13

Zusammenfassung der Vorteile des Virtuellen Kraftwerks

Hauptvorteile:• Ergänzung zu Großkraftwerken • Elegante Kombination regenerativer und fossiler Energiequellen• Optimierung der dezentralen Energieversorgung• Bereitstellung von Spitzenstrom / Glättung von Lastspitzen

("peak shaving") • der dynamische Markt bietet die Möglichkeit, spontan auf

Kundenbedürfnisse und veränderte Angebotslagen zu reagieren • bietet neue Arbeitsplätze

Sekundäre Wirkungen : • Bereitstellung von Systemdienstleistungen• Nutzung als KWK- Anlage

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Vergleich 14

Die Greenpeace- Alternativezu den neuen Braunkohle-Blöcken in Neurath

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Vergleich 15

Jährliche Emissionen des alternativen Kraftwerkparks gegenüber dem BoA-Kraftwerk sowie gegenüber der Altanlage

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Vermiedene Emission durch Fernwärmenutzng (1.215.257 Tonnen CO2)

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Vergleich 16

technisch stabile Erzeugung von 100 Prozent sauberem Strom

Stromerzeugung des alternativen Kraftwerkparks in einer windschwachen Woche, 8000 h/a, 2.000MW

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Vergleich 17

mehr als neunmal so viele Arbeitsplätze gesichert

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Vergleich 18

Vergleich mit dem konventionellen Top - Down System

• Vernetzung auf der Niederspannungsebene

• Produzieren in der Nähe von Verbrauchern

Qulle: Genossenschaftstag greenpeace energy e.G. 15. –16. Oktober 2004, Hamburg

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Marktaussicht 19

Anforderung an ein VK auf dem liberalisierten Strommarkt

• Aufrufbarkeit der einzelnen Anlage • Ausreichende Laständerungsgeschwindigkeit • diskriminierungsfreier Betrieb der einzelnen

Erzeugungsanlagen • Unabhängigkeit der Betreiber des VKs von

anderen Netznutzern• Erweiterbarkeit des VKs• kostengünstige Kommunikation• widerspricht nicht dem Unbundling

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Marktaussicht 20

Marktchancen

• Die Wirtschaftlichkeit von einzelnen DEA kann durch die Zusammenfassung zu einem virtuellen Kraftwerk entscheidend verbessert werden

• Politische, technologische und ökonomische Rahmenbedingungen führen zu einer starken Zunahme der regenerativen Stromerzeugung

• Der Markt für virtuelle Kraftwerke befindet sich noch im Aufbau, verspricht aber ein hohes Potential

• Hürde: Hohe Kosten der Kommunikation und Aufwand der zentralen Steuerung

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Marktaussciht 21

Anwendung

• Lokaler Einsatz• Internationale Netzverbünde (Szenario)

europäische Windenergie +Solarenergie aus Nordafrika + Windkraft aus Südmarokko mittels HGÜ (HochspannungsGleichstromübertragung)

oder über Wasserstoffpipeline

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Marktaussicht 22

Pilotprojekte in Deutschland

• Virtuelles Kraftwerk der Stadtwerke Unna (1.4 Mio. € ,5 BHKW+2WKA +1PV +1Wasserkraftwerk- EUS,NRW)

• Virtuelle Brennstoffzellen-Kraftwerk - VFCPP(31BZ*4,6KW, Vaillant, NRW)

• Virtuelles Kraftwerk in FH- Bingen (Mikro- KWK, Rheinland-Pfalz)

• Forschungsprojekt virtuelles Kraftwerk der Harz Energie (mini- BHKW, TU Clausthal)

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Marktaussicht 23

Aussicht aus der Welt

• In den Niederlanden (Meerstad - wasserreiche „Bauernhof“ Landschaft)

(Vaillant) EU Projekt

1000 Mikro- KWK für Gebäudeheizungen• Möglichkeiten in den Entwicklungsländern

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Ende 24

Fazit

• Neue Energietechnologie + Neue Kommunikationstechnik

• Alternative zur Braunkohle und Kernenergie• Alternative zum Netzausbau (nur in mittlere und

niedrige Spannungsebene)• Ein enormes Potential an Reserveleistung• Schafft neue Arbeitsplätze• Aufgrund der unausgereiften Technologien und

fehlenden Ordnungsrahmen ist das VK noch ein riskantes Konzept

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Vortrag zur Energiesystem und Energiewirtschaft

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