Vertikale Marktintegration - Markus Riegler, Symposium Energieinnovation - TU Graz
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Vertikale Marktintegration Markus Riegler, Symposium Energieinnovation © Austrian Power Grid Österreich braucht Strom.
Einleitung © Austrian Power Grid Österreich braucht Strom.
Klimawandel und Dekarbonisierung
Ungebrochener Trend: Die CO2-Konzentration der Atmosphäre bricht weiterhin Rekorde
CO2-Konzentration Globale Temperaturkurve Österreichische Temperaturkurve
• Im Mai 2019 wurde ein neuer Rekordwert • Die globale Mitteltemperatur zeigt je nach • Das Monatsmittel im Juni 2019 lag um
auf dem Mauna Loa auf Hawaii gemessen: Modell-Szenario bis zum Jahr 2100 eine 4,7 °C über dem durchschnittlichen Monat
415 ppm (parts per million) Zunahme zwischen etwa 1,5°C und 4,5°C Juni seit Messbeginn 1767:
Anstieg privater
Klimageräte
Heute 1,6 Mrd.
Quelle: www.zamg.at
• In den vergangenen 800.000 Jahren lag • Die im Pariser UN-Klimagipfel (COP
2050 5,6 Mrd. • Zudem wurde im Juni der Rekordwert für
21) im
der Jahreswert im Bereich 180-300 ppm. Jahr 2015 beschlossene maximale die monatliche Zahl an Tropennächten
• Die Messungen ergeben zudem steigende Temperaturzunahme auf 1,5°C erfordert (Tiefstwert nicht unter 20 °C) übertroffen:
Wachstumsraten der CO2-Konzentration: eine weltweite Reduzierung der 13 Tropennächte in Wien Innere Stadt.
− 1970er: + 0,7 ppm pro Jahr anthropogenen Treibhausgasemissionen • Auch der Niederschlag für Juni 2019 war
− 1980er: + 1,6 ppm pro Jahr bis spätestens 2060 auf Null sowie deren rekordwürdig: 57% unter dem Mittel und
− 2000er: + 2,2 ppm pro Jahr teilweise Adsorption aus der Atmosphäre. somit unter den „Top 3“ in 160 Jahren.
© Austrian Power Grid 3
Regulatorische Gesichtspunkte
Die Klima- und Energiestrategien fordern eine aktive Einbindung der Prosumer-Flexibilität
Clean Energy Package (Europäische Kommission)
• 32% erneuerbare Energien im EU Energie-Mix mit Flexibilität als
notwendigem Element.
• Anreize für Kunden, zur Versorgungssicherheit beizutragen.
• Gesetzesrahmen für erhöhten Kundenschutz, um aktive Kunden-
Partizipation zu ermöglichen. „Consumer
Marktdesign muss dem steigenden Flexibilitätspotential Rechnung tragen! at the
Flexibilität als zentrale Anforderung für die Versorgungssicherheit!
heart of
#mission2030 (Österreichische Bundesregierung) the clean
• Gesamtstromverbrauch zu 100% erneuerbar (bilanziell).
• Verstärkte Nutzung von Veränderungsprozessen wie Digitalisierung,
energy
Dezentralisierung und aktive Partizipation durch Prosumer. transition“
• Prosumer, Gewerbe und Industrie müssen mit Ihrem Flexibilitäts-
potenzial u.a. Zugang zum Regelreserve- / Redispatchmarkt bekommen.
• Jährliche Erhebung der Anzahl von Flexibilitätsanbietern sowie des
Flexibilitätspotenziales für Regel- und Ausgleichsenergie.
Ohne Nutzung des Flexibilitätspotentials wird ein Systembetrieb in der
Zukunft nicht möglich sein!
© Austrian Power Grid 4
Transformation des Energiesystems
Ohne Nutzung der Flexibilitätspotenziale kann die Energiewende nicht gelingen!**
Transformation Notwendigkeit an Flexibilität
Erzeugung
Erzeugung
0.4 kV
380/220/110 kV
20 kV
380 kV
20 kV
Verbrauch 0.4 kV
Verbrauch
• Dekarbonisierung
• Dezentralisierung
• Digitalisierung
• Demokratisierung
*TU Wien; Stromzukunft Österreich 2030; Mai 2017 **Aus Sicht Systemstabilität und Versorgungssicherheit!
© Austrian Power Grid 5
„100% erneuerbare Stromversorgung in Österreich bis
2030“ bedeutet Totalumbau des Energiesystems
Energie (TWh) Leistung (MW)
90 40 000
PV
80 PV 35 000
70
30 000
Andere Erneuerbare
60 Biomasse
Leistung (MW)
Energie (TWh)
25 000
50
20 000 Wind
40 Wind
15 000
30
Wasserkraft 10 000 Pumpspeicherkraftwerke
20
Turbine
10 5 000
0 Sonstige Laufwasserkraft
0
2020 Plan 2030 ECA 2019 2030*
Quelle: APA/ORF.at; Datenbasis: BMK (eigene Darstellung)
Energetischer Zuwachs: +27 TWh**
Ziele der Bundesregierung:
100% (national bilanziell) Strom aus Leistungszuwachs: +19.500 MW
erneuerbaren Energiequellen bis 2030
(vgl. aktuelle Kraftwerksleistung AT: ca. 24.000 MW)
Quelle: ECA 2019 | *ENTSO-E TYNDP 2022 – NT2030 | ** Zubauziel - Erneuerbaren-Ausbau-Gesetz (EAG) 6
Dezentralisierung
Kleinteilige Ressourcen auf den unteren Spannungsebenen durchdringen das System
AT Aktuell AT 2030 Neue Anlagen
Ø Anlagengröße
Windanlagen 3GW 9GW* 2MW 3.000
Ø Anlagengröße
PV-Anlagen 1,1GW 12GW* 13kW 850.000
Marktanteil 2030
E-Mobile 23k 1.470k 30%* 1.450.000
Annahme 50% der
Batterien 4k** 429k neuen PV-Anlagen 425.000
< 10 kWh
*TU Wien; Stromzukunft Österreich 2030; Mai 2017
**FH Technikum Wien; Marktentwicklung von PV-Heimspeichersystemen in Österreich; IEWT Februar 2019
© Austrian Power Grid 7
Dezentralisierung
Kleinteilige Ressourcen auf den unteren Spannungsebenen durchdringen das System
AT Aktuell AT 2030 Neue Anlagen
Ø Anlagengröße
Windanlagen 3GW 9GW* 2MW 3.000
Ø Anlagengröße
PV-Anlagen 1,1GW 12GW* 13kW 850.000
Marktanteil 2030
E-Mobile 23k 1.470k 30%* 1.450.000
Annahme 50% der
Batterien 4k** 429k neuen PV-Anlagen 425.000
< 10 kWh
*TU Wien; Stromzukunft Österreich 2030; Mai 2017
**FH Technikum Wien; Marktentwicklung von PV-Heimspeichersystemen in Österreich; IEWT Februar 2019
© Austrian Power Grid 8
Aktuelle Heraus- forderungen © Austrian Power Grid Österreich braucht Strom.
Redispatch-Kosten
in der APG im Jahresvergleich 2011-2021
Ein leistungsstarkes Stromnetz mit
ausreichenden Kapazitäten würden
den RD-Bedarf deutlich verringern
und die Kosten reduzieren.
© Austrian Power Grid 10Regelreserve-Kooperationen
Beitrag Kooperationen zu Kostenreduktion
2014: 200 MEUR → 2020: 40 MEUR
Vorteil ergibt sich v.a. aus Umsetzung der SRR- und TRR-Kooperationen vor den gesetzlichen Deadlines
Start SRR-Kooperation AT-DE (Beschaffung)
Start TRR-Kooperation AT-DE (Aktivierung)
Marktbasierte Beschaffung v. Start SRR-Kooperation AT-DE SRR/TRR: Verkürzung Produkte FCR: Verkürzung Produkte (4h) und tägliche
SRR und TRR Beitritt IGCC (Pre-Netting, Aktivierung) (4h) und tägliche Ausschreibungen Ausschreibungen
Regelarbeitsmarkt SRR/TRR
FCR-Beitritt APG
IN-Kooperation ELES FCR-Erweiterung DE+NL FCR-Erweiterung FR FCR: Marginal Pricing
250
200
[MEUR]
150 TRR
100 SRR
PRR
50
0
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Nächster Schritt: Beitritt PICASSO/MARI bis Mitte 2022 FCR…Frequency Containment Reserves
© Austrian Power Grid 11Präqualifizierte Anbieter in AT Entwicklung der Anzahl der Anbieter bei Regelreserven -> stagniert! © Austrian Power Grid 12
Lösung dieser Herausforderungen © Austrian Power Grid Österreich braucht Strom.
Erweiterung Teilnehmerkreis notwendig
TSO
PRQ
Kraftwerke
Regelenergie-
Netzregler
Plattform
PRQ Kunden Aggregator
Klassischer, komplexer Weg über Punkt-zu-Punkt Datenverbindungen (IEC 104 / 101)
Kontrahierte
RD-Anbieter
Redispatch
Aktuelle Funktionsweise:
- Eher Komplex → hohe Anforderung und Kosten für Anbieter (bei Regelreserven)!
- In diesem Setup sind aktuell keine weiteren Marktteilnehmer zu generieren
→ Kosten steigen
→ Zu geringe Beiträge für VersorgungssicherheitVertikale Marktintegration – vereinfachte Teilnahmemöglichkeit
Minimal Viable Product
(MVP) → Mitte 2022 TSO
Vereinfachung & Regelenergie
Standardisierung -Plattform
Internet von Gebots- und
FSP Schnittstellen-
Prosumer Aggregator (Json)
management von
RTU
Aggregatoren und
OEMs Netzregler
Fragestellungen:
- Sicherstellung eines hohen Grad an Standardisierung (→ Niederschwelligkeit für OEMs und neue Marktteilnehmer)
- Vereinfachung von Marktzugang über Internet (bei Aufrechterhaltung hoher Sicherheitsstandards)
- Kosten- und Ressourcenoptimierung (Nutzung von bestehenden / verfügbaren Tools, Entwicklungen und Erfahrung)
p(v)RTU… physical (or virtual) Remote Transmission UnitVertikale Marktintegration – vereinfachte Teilnahmemöglichkeit
Minimal Viable Product
(MVP) → Mitte 2022 TSO
Vereinfachung & Regelenergie
Standardisierung -Plattform
Internet von Gebots- und
FSP Schnittstellen-
Prosumer Aggregator (Json)
management von
RTU
Aggregatoren und
OEMs Netzregler
z.B.
Redispatch
zukünftig weitere Anwendungsfälle
über selbe Schnittstelle erschließbar
Fragestellungen:
- Sicherstellung eines hohen Grad an Standardisierung (→ Niederschwelligkeit für OEMs und neue Marktteilnehmer)
- Vereinfachung von Marktzugang über Internet (bei Aufrechterhaltung hoher Sicherheitsstandards)
- Kosten- und Ressourcenoptimierung (Nutzung von bestehenden / verfügbaren Tools, Entwicklungen und Erfahrung)
p(v)RTU… physical (or virtual) Remote Transmission UnitVision und Strategie © Austrian Power Grid Österreich braucht Strom.
Vertikale Marktintegration
Aktueller Status
VORPROJEKT VMI Umsetzungsprojekt VMI
Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4 Phase 5
„Design Sprint“ „Proof-of-Concept“ „Min. Viable Product“ „Scaling“ „Expansion“
06/2019 04/2020 04/2022 12/2022 12/2024
Design Sprint • Entwicklung eines Proof- • Umsetzung mit • Hochskalierung des • Umsetzung weiterer
Workshop mit EWF. of-Concepts auf der Equigy - aFRR umgesetzten Produkte.
Energy Web Chain. • Einbindung erster Produkts. • Z.B. mFRR, Redispatch,
• Im PoC wurde ein erstes Projektpartner: • Integration von etc.
Produkt ohne EVN, Fronius, A1 weiteren Partnern.
physikalische Anbindung World direct, • Evtl. erste
an das Netz aufgesetzt. Erweiterungen der
Produkte.
© Austrian Power Grid 18EQUIGY: Crowd Balancing Platform
CBP in the 5 markets • Product: Redispatch
• Preparing for go-live Q1 2022 with
Viessmann in TenneT and 50Hertz
• Product: aFRR
control areas
• First go-live in 2019-2020 with
Vandebron, Scholt, Engie, Escozon
• Full market release in Q1 2021
• Integration DSO congestion
management and contracted
aFRR bids in 2022 • Product: aFRR (2021) - WIP
• Go-live expected 04-2022
TSO Owners • Scaling phase 2022
• Product: FCR (pilot 2020 with Alpiq)
• TSO-DSO collaboration WIP (grid
filter + DSO congestion management),
Phase A expected live summer 2022
IT Implementation Partner • Full product FCR expected in 2023
• Product: RR (UVAM project)
• Phase A go-live Dec-2021,
towards full product in 2022
• Innovation projects in 2022, incl
TSO-DSO collaboration
Some of the Business Partners
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