FLEXSIGNAL

Konzepte für eine bedarfsorientierte, kosteneffiziente und klimaschonende Stromerzeugung aus Bioenergieanlagen

#Biogas

#Biomassefeuerung

#Biomassevergasung

#Strom

01.01.2019

31.03.2021

FKZ-Nr.:

03KB150

Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Validierung von Konzepten, die eine bedarfsorientierte (flexible) Stromproduktion durch Bioenergieanlagen anreizen. Diese Konzepte sollen verschiedenen Interessenträgern (Politik, Anlagenbetreiber, sonstige Marktteilnehmer) zugänglich gemacht werden, um somit mittel- langfristig den Anteil flexibel produzierten Stroms zu erhöhen.

In einem Stromsystem mit zunehmenden Anteilen volatiler Energieträger können Bioenergieanlagen durch bedarfsorientierte Stromproduktion einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit und Netzstabilität beitragen. Technisch sind viele Anlagen bereits in der Lage flexibel Strom zu produzieren. Flexsignal untersucht Möglichkeiten wie flexible Fahrweisen ökonomisch und ökologisch vorteilhaft angereizt werden können.

Originalbild

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Koordination des Gesamtprojektes (AP 0). Ermittlung und Prüfung bestehender Flexibilitätskonzepte und darauf aufbauend Identifikation von Konzepten, die die Anlagenbetreiber direkt zur flexiblen Stromerzeugung anreizt und gleichzeitig nur geringe Hemmnisse für deren Implementierung aufweisen (AP2).

Modellierung der sich einstellenden Fahrweise einzelner Bioenergieanlagen in Abhängigkeit der in AP 2 entwickelten Konzepte sowie deren ökonomische, technologische und ökologische Bewertung. (AP 3). Ableitung von Handlungsempfehlungen aus den Ergebnissen der APs 1-4 für Akteure aus der Praxis und politische Entscheidungsträger (AP 5).

Recherche der relevanten Märkte bzgl. der aktuellen Nutzung der Flexibilität von Bioenergieanlagen und Abschätzung zukünftiger Entwicklungen auf diesen Märkten (AP 1). Modellgestützte Abbildung der in AP 2 entwickelten Konzepte zur Anreizung einer flexiblen Betriebsweise von Bioenergieanlagen im Systemmodell sowie Analyse der Wechselwirkungen in Bezug auf andere Akteure im deutschen Stromsystem (AP 4)

Im Vorhaben FLEXSIGNAL wurden Konzepten entwickelt und untersucht, die eine flexible Betriebsweise von Bioenergieanlagen anreizen, um das bereits vorhandene Flexibilitätspotenzial besser auszunutzen. Hierzu wurde zwei Bonus-Konzepte formuliert, welche durch eine gezielte Erhöhung bzw. Verringerung der Spotmarktpreise die Preissignale verstärken. Im Detail wurde ein „Day-Ahead-Bonus“ und ein „Intraday-Bonus“ als preis-und zeitsensitiven Bonus-/Malus-System formuliert. Die Anreizwirkung zur bedarfsorientierten Stromproduktion entsteht dabei durch einen Bonus (10 bzw. 15 € MWh) während der sechs Stunden mit den höchsten Preisen pro Tag und eines Malus in derselben Höhe während der sechs Stunden mit den tiefsten Preisen. Das daraus resultierende Erlöspotenzial verspricht deutliche Zusatzerlöse bei flexibler Anlagenfahrweise in der Größenordnung zwischen 8,4 -18,1 € /MWh am Day-ahead Markt bzw. 7,8 -16,9 € / MWh am Intraday-Markt (Strompreisbezug 2019). Weiterhin induziert die flexible Fahrweise eine höhere Bedarfsorientierung, da vermehrt in Stunden mit hoher Residuallast produziert wird. Die Bewertung der THG-Emissionen erfolgte über den neuartigen Ansatz der preisabhängigen Emissionsintensitäten. Hierbei wird auf Basis des Merit-Order-Modells simuliert, welche fossile Erzeugungsarten durch den flexiblen Einsatz von Bioenergieanlagen verdrängt werden. Für eine Beispielbiogasanlage erreichen die geschätzten Treibhausgaseinsparungen zwischen 70 t CO2äqund 125 t CO2äqpro Jahr.

Ergebnisse auf einen Blick:

- Die wesentlichen Handelsplätze für Flexibilität durch Bioenergieanlagen sind der Day-Ahead- und der Intraday-Handel (Spotmärkte). Konzepte, die eine flexible Stromproduktion anreizen sollen, sollten daher die Preisentwicklung dieser Märkte berücksichtigen.
- Bei einer an den Konzepten orientierten flexiblen Anlagenfahrweise können deutliche Mehrerlöse gegenüber einer unflexiblen Fahrweise generiert werden. Dies gilt für eine Vermarktung des produzierten Stroms am Day-Ahead- und Intraday-Handel. Das Mehrerlöspotenzial steigt mit zunehmender Flexibilisierung der Anlagen (Überbauungsgrad) an.
- Die Modellergebnisse zeigen, dass eine nach den Konzepten ausgerichtete, erlösoptimierte Anlagenfahrweise die Stromproduktionszeiten so verlagert, dass vermehrt Residuallastspitzen bedient werden, was zu einer Glättung des Residuallastverlaufes beitragen kann.

- Konzepte bieten eine gute Möglichkeit zur Mobilisierung der Flexibilitätspotentiale von Bestandsbiogasanlagen.
- Die verstärkte Flexibilisierung und eine damit einhergehende strompreisorientierte Fahrweise vermindertet die THG-Emissionen im Gesamtsystem.