Langfristige Wertscho pfungspotentiale von neuen Gescha ftsmodellen fu r EVU-Hightech Zentrum Aargau
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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
Forschungsgruppe – Kompetenzen: Ökonomie, Umweltwissenschaften, Ingenieurwissenschaften, Systemdynamik, Sozialwissenschaften, Marketing – Unterstützt durch das SCCER-CREST (Competence Center for Research in Energy, Society and Transition) der INNOSuisse
Ausgangslage WWB: Weiter wie bisher POM: Politische Massnahmen NEP: Neue Energiepolitik 2050 Keine KKW 2018 Kaum NEE 4 Quelle: www.vas.ch eigene Darstellung
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
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
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
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
Wollen Sie Ihre eigenen Szenarien und Strategien testen? Cockpit! 20
Fragen? Haben Sie Fragen, Rückmeldungen oder Kommentare? Gerne hören wir Ihr Feedback! 21
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 26
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