Langfristige Wertscho pfungspotentiale von neuen Gescha ftsmodellen fu r EVU-Hightech Zentrum Aargau

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Langfristige Wertscho pfungspotentiale von neuen Gescha ftsmodellen fu r EVU-Hightech Zentrum Aargau
Langfristige Wertschöpfungspotentiale
von neuen Geschäftsmodellen für EVU –
Vorstellung der Simulationsplattform TREES
(Transformation Management regionaler Energiesysteme)

Dr. Silvia Ulli-Beer, Dr. Merla Kubli, Dr. Matthias Speich
ZHAW – Institut für Nachhaltige Entwicklung,
Forschungsschwerpunkt Nachhaltige Energiesysteme

29. August 2019, Praxiszirkel des Hightech Zentrums Aargau, Brugg
Intelligente Energiesysteme – Angebote und Chancen für Kooperation
Langfristige Wertscho pfungspotentiale von neuen Gescha ftsmodellen fu r EVU-Hightech Zentrum Aargau
INE Institut für Nachhaltige Entwicklung

  KTI City Logistik
Langfristige Wertscho pfungspotentiale von neuen Gescha ftsmodellen fu r EVU-Hightech Zentrum Aargau
Forschungsgruppe

 – Kompetenzen: Ökonomie, Umweltwissenschaften, Ingenieurwissenschaften,
   Systemdynamik, Sozialwissenschaften, Marketing

 – Unterstützt durch das SCCER-CREST (Competence Center for Research in
   Energy, Society and Transition) der INNOSuisse
Langfristige Wertscho pfungspotentiale von neuen Gescha ftsmodellen fu r EVU-Hightech Zentrum Aargau
Ausgangslage

               WWB: Weiter wie bisher
               POM: Politische Massnahmen
               NEP: Neue Energiepolitik

                                      2050 Keine KKW
                     2018 Kaum NEE

                                                       4
               Quelle: www.vas.ch eigene Darstellung
Langfristige Wertscho pfungspotentiale von neuen Gescha ftsmodellen fu r EVU-Hightech Zentrum Aargau
Ausgangslage

Energieversorger investieren in      Neue Investoren für dezentrale
zentrale Anlagen und das Strommetz   Versorgungskonzepte

Stromangebot:
58‘246 GWh
• 53% Wasserkraft
• 21% Nuklear

• 5% Solar u.a.
      (Ziel: 18% 2035)

                                                                       5
Langfristige Wertscho pfungspotentiale von neuen Gescha ftsmodellen fu r EVU-Hightech Zentrum Aargau
Transformation regionaler
Energiesysteme (TREES)
      Dezentralisierungs-
        mechanismen                                          Prosumer-Konzepte

 Generalisierbare
 Entwicklungen im                                                        Wirkung von
  Energiesystem                                                          Massnahmen
  (Elektrizität. ...)                                                     und Tarifen

                            Volatilität / Flexibilitäten

                              Geschäftsmodell-Design und
                                 Nachfrageentwicklung:
                                   Szenarienanalysen
                              (langfristige Wertschöpfung)

                                        TREES: Transition Management of Regional Energy Systems
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Herausforderungen und Gelegenheiten

 „Todesspirale“ für die Netzbetreiber    „Erfolgsspirale“ für Eigenverbrauchs-
 und Energieversorger                    konzepte und dezentrale Energien

            Wie schätzen Sie diese Entwicklung ein?
            Umfrage DirectPoll : Link zur Umfrage

                                                                                  7
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Zugang für Umfrage auf Handy

Dr. Matthias Speich

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TREES Vorstellung beim HighTech
Zentrum Aargau

Dr. Merla Kubli
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Der Aufstieg der Prosumers

              10
Wir untersuchen die Verbreitung von
Prosumer-Lösungen…

... mit System
Dynamics Simulation

              11      Source: Kubli & Ulli-Beer (2016) and Kubli (2018)
Steigender Eigenverbrauch – höhere
Netztarife – noch mehr Solar Prosumers!

  Netztarifdesign

                           vs.

                                          12
Empirisch basiere Modellierung der
Kundenentschiedungen
                                  perceived utility per
                                    decision option                     • 2 Typen von Investoren: green
                                                                          (31%) and economic investors
      effect of cost of capital                                           (69%) (Ebers & Wüstenhagen, 2015)
                                                          peer effect
                                                                        • Grundanteil an Investoren: 57%
                                                                           (Balcome, 2014)

                                                                        • Investitionsvolumen (Ebers &
                        perceived utility by                               Wüstenhagen, 2015)
motivational effect from green investors
   self consumption                                                     • Amortisationszeit (Ebers &
                                     perceived utility by                  Wüstenhagen, 2015)
                                     economic investors
 tolerance payback
period green investors                                                  • Motivationseffekte durch
                                                                          Eigenverbrauch (Korcaj et al., 2015)

  perceived                       tolerance for payback period
payback period

                                                                                                                 13
Simulationsresultate:
                    Beispiel Romande Energie

                                     Installierte Kapazität PV in MW                                                                              Installierte Kapazität Batterien MWh
                    350
                                                                                                                                       100
                    300                    In 2035:                                                                                    90                           In 2035:
                                           308.2 MW PV                                                                                 80                           95.2 MWh Batterien

                                                                                                             Battery capacity in MWh
                    250
PV capacity in MW

                                           37‘032 PV Anlagen                                                                           70
                                                                                                                                                                    13‘324 Batterien
                    200                                                                                                                60
                                                                                                                                       50
                    150
                                                                                                                                       40

                    100                                                                                                                30
                                                                                                                                       20
                    50
                                                                                                                                       10

                     0                                                                                                                  0
                      2009            2014           2019            2024           2029            2034                                 2009          2014             2019            2024            2029          2034

                    installed capacity PV [SFH]   installed capacity PV [MFH]   installed capacity PV [CC]                                      installed battery capacity [SFH]   installed battery capacity [MFH]
                                                                                                                                                installed battery capacity [CC]

                    In 2035:

                    Konsumenten mit PV: 28.9%
                    PV Anteil im Strommix: 19.3%
                    Eingespiesener PV Strom im Netz: 156 GWh/year (7.9% des Gesamtverbrauchs)
                    Anstieg des Netztarifs aufgrund von Eigenverbrauch: 10.5% (im Vergleich zu 2009)
                                                                                                                                                                                                                             14
Regionale Unterschiede

                         15
Gelegenheiten für neue
Geschäftsmodelle für EVU entstehen…

 Zusammenschluss
zum Eigenverbrauch
       (ZEV)

 Batterieschwarm

  Quartierbatterie

   Multi-Energie
    Flexibilität

 Peak Shaving für
 Industriekunden
                                        16
Beispiel Batterieschwarm:
Fokus der Forschung
➢ Was sind geeignete Geschäftsmodelle für eine Batterieschwarm,
  die erlauben Kunden zu gewinnen?

➢ Was ist die langfristige
  Wertschöpfung von einem
  Batterieschwarm?
    ▪ «Too small to join» Hürde
      überwinden
    ▪ Kannibalisierungseffekt
      vermeiden
                                                                                            17

                                                      mp = marginal price for flexibility
Beispiel Batterieschwarm:
Methodisches Vorgehen
 1. TREES-Referenzsimulation für das Versorgungsgebiet
    von Romande Energie: Simulation der Verbreitung von
    PV und Batterie-Anlagen, basierend auf dem TREES-
    Basis Modell (Kubli & Ulli-Beer, 2016; Kubli, 2018)
 2. Modellentwicklung für das Geschäftsmodell des
    Batterieschwarms: 5 Einkommenströme und
    verschiedene Varianten für die Angebotsgestaltung
 3. Integration von empirischen Daten für
    Kundenpräferenzen zur Modellierung der
    Kundenentscheidung (Kubli, Loock & Wüstenhagen
    (2018))
 4. Simulationsanalyse von Geschäftsstrategien

 Alle Schritte wurden in enger
 Zusammenarbeit mit dem SmartLab Team
 von Romande Energie durchgeführt.

                                                          18
Beispiel Batterieschwarm:
Erkenntnisse

                                                                                         Financial balance battery swarm
Der Batterieschwarm ist ein rentables und                                      6
robustes Geschäftsmodell, das                                                  5
                                                                               4
Kundenzulauf findet, wenn…                                                                     Too-small-

                                             Mio. CHF
                                                                               3               to-join effect
                                                                               2
•   Der Profit rückverteilt wird zu den                                       1
    Teilnehmer des Batterieschwarms,                                            0
                                                                               -1 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034
•   … lokale und regionale                                                                    Balance battery swarm : Only BPM
    Einkommenströme kombiniert                                                               Balance battery swarm: All revenue streams

    werden, um das «too-small-to join»                                               Flexibility compensation for participants
    Problem zu überwinden,                                                     250

                                               CHF/kWh Battery capacity/year
                                                                                200
•   … nur zusätzliche Teilnehmer                                                                                            Cannibalization
                                                                                150                                         effect (internal)
    integriert werden so lange
                                                                                100
    zusätzliches Einkommen realierbar ist,
                                                                                   50
    um den «cannibalization effect» zu                                              0
    vermeiden.                                                                     -50
                                                                                         2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034

                                                                                                 Flexibility premium: Only BPM
                                                                                                 Flexibility premium: All revenue streams

                                                                                Only BPM = Only revenues from Balancing Power Markets

                                                                                                                                                19
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Zusammenarbeits-
möglichkeiten

                   www.vas.ch   22
TREES: Unterstützungsangebot

                                23
Arbeitspakete und Produkte
    Arbeitspaket                              Produkt                                   Inhalt
                                                                        • Lokale Rahmenbedingungen,
                                                                          Datenaufbereitung
                                  Grundmodell fürs Versorgungsgebiet
WP Basis                                                                • Entwicklung Residuallast &
                                      mit Verbreitungsszenarien von
Referenzsimulation                                                        Netznutzungstarif
                                    Prosumerkonzepten (EFH, MFH,
2010-2035*                                                              • Anteil Solarstrom im Strommix
                                                Gewerbe)
                                                                        • Nutzung des PV Potentials
 * Basis für alle weiteren WPs.                                         • Verbreitung Batteriespeicher

                                                                        Wertschöpfungsszenarien für
                                      Geschäftsmodell-Analysen mit      • Vermietungsmodell
WP Grossbatterie
                                            Grossbatterie               • Regelenergiemarkt & Ausgleichsenergie
                                                                        • Verteilnetz Peak Shaving

                                                                        Wertschöpfungsszenarien mit Varianten
                                       Geschäftsmodell-Analysen
WP Batterie-Schwarm                                                     bei Einkommensströmen, Angebotspaket,
                                          Batterieschwarm
                                                                        Wertversprechen

                                                                        Wertschöpfungsszenarien mit
                                       Geschäftsmodell-Analysen         Aggregationsvariationen
WP Multi-Flex-Modell
                                       Multi-Energie-Flexibilität       • Wärmepumpen, elektr. Heizungen und
                                                                          Boiler, E-Autos

                                                                        • Modellierung und Simulation Ihres
WP Eigene                              Geschäftsmodell-Analysen
                                                                          Geschäftsmodells und spezifischer
Geschäftsmodell-Ideen                  für Ihren Lösungsansatz
                                                                          Wertschöpfungsszenarien.
                                                                                                                  24
Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Wir freuen uns über Ihr Interesse an einer Zusammenarbeit!

                                             Kontakt

                                             Dr. Silvia Ulli-Beer
                                             Silvia.Ulli-Beer@zhaw.ch
                                             079 818 82 05

                                             Dr. Merla Kubli
                                             Merla.Kubli@zhaw.ch
                                             058 934 72 59

                                             Dr. Matthias Speich
                                             Matthias.Speich@zhaw.ch
                                             058 934 77 14

                                             Institut für Nachhaltige Entwicklung
                                             der ZHAW,
                                             Technoparkstrasse 2
                                             8401 Winterthur
Stromanbieter Aargau

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