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Enerige & Management > KWK - Fahrplan für den Spotmarkt
Bild: Fotolia.com, XtravaganT
KWK:
Fahrplan für den Spotmarkt
Um KWK-Strom erfolgreich am Spotmarkt verkaufen zu können, nutzt die Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH eine softwaregestützte Einsatzoptimierung für ihren Kraftwerkspark.
 
„Wir berechnen alle 15 Minuten den Fahrplan für die nächsten drei Tage“, betonte Gebhard Gentner, technischer Geschäftsführer der Stadtwerke Schwäbisch Hall, zur Eröffnung der Tagung Kraftwerkseinsatzoptimierung für KWK-Anlagen und Stadtwerke am 13. Juni in der Firmenzentrale. Bereits 1994 hat der Energieversorger begonnen, die Fahrweise seiner Erzeugungsanlagen im Fernwärmeverbund zu optimieren. „Unter den völlig veränderten Rahmenbedingungen ist diese Anstrengung heute mehr nötig denn je“, so Gentner. Denn mit KWK-Strom sei derzeit nur noch schwer Geld zu verdienen.

Ziel der klassischen Einsatzoptimierung von Erzeugungsanlagen im Stadtwerke-Querverbund war früher, mit möglichst wenig Kosten für Brennstoff und Instandhaltung die Kunden günstig mit Wärme und Strom zu versorgen. Heute versuchen die Vertriebe, Strom preiswert an der Börse zu beschaffen und den erzeugten Strom möglichst teuer zu verkaufen. „Die Orientierung am Stromverbrauch spielt kaum noch eine Rolle. Wesentliche Bedeutung kommt inzwischen der optimalen Platzierung von Erzeugungskapazitäten am Spotmarkt für Strom und Gas zu, wobei das Wärmespeichermanagement eine große Rolle spielt“, erklärt Arne Jan Hinz, der bei den Stadtwerken für das technische Controlling verantwortlich ist.

„Das Wärmespeichermanagement spielt eine große Rolle“

Er hat dafür gesorgt, dass alle Stromerzeuger mit mehr als 2 MW Einzelleistung aus dem Kraftwerkspark in Schwäbisch Hall – zu dem neben einer Gas- und Dampfturbinenanlage und zahlreichen Blockheizkraftwerken auch vier Heißwasserspeicher mit 2 000 m3 Gesamtvolumen zählen – seit 2010 spotmarktorientiert gefahren werden. Dabei handelt es sich um eine Kapazität von 20 MW von insgesamt 30 MW Kraftwerksleistung. „Wenn der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromversorgung weiter steigen soll, müssen wir mit KWK-Anlagen die Kapazitätslücken füllen“, ist Hinz überzeugt und will diese Chance wirtschaftlich nutzen.
 
Arne Jan Hinz: „Eine leistungsfähige Software für unser spartenübergreifendes Energie- und Kostenoptimierungssystem zur Fahrplanerstellung ist nicht nur wirtschaftlich interessant, sondern aufgrund der zahlreichen Einflussfaktoren auf den Kraftwerksbetrieb inzwischen auch zwingend notwendig“
Bild: Stadtwerke Schwäbisch Hall


Aufgrund der hohen Preisschwankungen am Spotmarkt und des durch Wind- und Solarstromeinspeisung verursachten Preisverfall können KWK-Anlagen nur noch in wenigen Stunden am Tag wirtschaftlich betrieben werden. Laut Hinz weisen die meisten Eigenerzeugungsanlagen der Stadtwerke Schwäbisch Hall in diesem Jahr Grenzkosten zwischen 40 und 50 Euro/MWh auf, nur wenige Heizkraftwerke und Gasmotoren kommen auch mit Stromverkaufserlösen von 20 bis 30 Euro/MWh aus.

Die Entwicklung der Preise am Day-Ahead-Markt der Epex Spot in den vergangenen zwei Jahren zeigt jedoch, dass der Anteil von Stunden, in denen Strom für mehr als 60 Euro/MWh gehandelt wird, immer seltener wird. Vielmehr steigt der Anteil an Stunden, in denen Spotmarktpreise unter 40 Euro auftreten. „Seit 2012 fallen die Preise für die Megawattstunde aufgrund der so genannten Solardelle nicht nur Nachts, sondern auch am Nachmittag unter die Marke von 20 Euro“, beschreibt Hinz die Situation. Und die Lage verschärft sich offenbar weiter: „Seit Ende April dieses Jahres bewegen sich die Preise am Spotmarkt sogar ganze Tage lang im Bereich von lediglich 20 bis 40 Euro.“

„Spotmarktpreise ganze Tage lang im Bereich von lediglich 20 bis 40 Euro“

Die Strategie lautet daher: Bei Spotmarktpreisen unter 20 Euro/MWh wird abgeschaltet, im Korridor zwischen 20 und 40 Euro/MWh laufen nur wenige KWK-Anlagen. „Interessant wird der Anlagenbetrieb bei Verkaufserlösen zwischen 40 und 60 Euro/MWh. Liegen die Spotmarktpreise darüber, können wir unsere Kapazitäten wirtschaftlich laufen lassen“, sagt Hinz. Der Wärmespeicher gewinnt im Kraftwerkspark an Bedeutung, um in lukrativen Stunden möglichst Volllast fahren zu können und um in Zeiten, in denen die KWK-Anlagen nicht wirtschaftlich gefahren werden können, die Wärmelast mit gespeicherter Wärme zu decken, anstatt Frischwärme mit Heizkesseln zu erzeugen.

„Eine leistungsfähige Software für unser spartenübergreifendes Energie- und Kostenoptimierungssystem zur Fahrplanerstellung ist nicht nur wirtschaftlich interessant, sondern aufgrund der zahlreichen Einflussfaktoren auf den Kraftwerksbetrieb inzwischen auch zwingend notwendig“, weiß Hinz aus eigener Erfahrung. Die Einsatzplanung könne aufgrund der Komplexität von den Mitarbeitern kaum überblickt, geschweige denn verbessert werden. Bis Mai 2011 wurde die Einsatzoptimierung noch manuell vorgenommen. Inzwischen berechnet das Programm Energy Optima des schwedischen Software-Anbieters Energy Opticon die ertragreichen Start- und Stopp-Zeitpunkte der Erzeugungsanlagen, welcher Brennstoff eingesetzt und wie die Lasten auf Kessel, Motoren und Turbinen am besten verteilt werden sollten.

In das Rechenmodell der Software werden alle Daten zum Kraftwerkspark eingepflegt und mit einer Strommarktprognose der Energy Brainpool GmbH sowie mit Wetterprognosen der Meteomedia AG angereichert. „Die Online-Optimierung liest ständig neue Daten ein, so dass der Anlagenbetreiber jederzeit auf Veränderungen beim Wetter oder der Anlagenverfügbarkeit reagieren kann“, erläutert Björn Malmström, Geschäftsführer von Energy Opticon. Die modular aufgebaute Software bietet seinen Angaben zufolge eine benutzerfreundliche Bedienung, ermöglicht das Online-Ablesen von Messungen, schnelle Optimierungskalkulationen sowie automatische Lastprognoseberechnungen. Energy Optima schafft laut Malmström aber nicht nur eine Grundlage für die kurzfristige Betriebsplanung mit Blick auf den Spot-, Intraday-Handel oder die Regelenergiemärkte. Das Programm soll Energieversorgern auch eine Entscheidungsgrundlage für das jährliche Budget, für Brennstoff- und Stromverträge, die Revisionsplanung, den Emissionshandel sowie bei Neubauten und Änderungen an den Anlagen im Fernwärmenetz bieten. Die aktuellste Version der Software „Energy Optima 3“ unterstützt Berechnungen mit Workflows, Variantenrechnungen und zeigt Neuerungen aus dem Bereich Business Intelligence mit umfangreichen Möglichkeiten für Auswertungen und Schnittstellen. Zu den Kunden in Deutschland zählen auch die Stadtwerke in Düsseldorf, Flensburg und Schwerin.

„Fahren das praktikable und nicht das theoretische Optimum“

„Das System läuft stabil und hat eine sehr hohe Akzeptanz im Unternehmen“, lautet das bisherige Fazit von Hinz. Das ist nicht selbstverständlich, denn in so manchem Stadtwerk hat jede Betriebsmannschaft ihre eigene Philosophie. Um die variablen Betriebskosten zu senken, „fahren wir mit unseren KWK-Anlagen das praktikable und nicht das theoretische Optimum“, betont der Controller. Die Prognose- und die Fahrplangüte sollten kontinuierlich visuell und mit Kennzahlen überwacht werden. Wichtig sei dabei, die Prognoseergebnisse stets kritisch zu hinterfragen und mit dem Systemlieferanten und den Hauptnutzern zu diskutieren. „Die Optimierungsergebnisse sind fast immer nachvollziehbar und waren bislang auch bei hoher Last gut“, resümiert Hinz. Dennoch empfiehlt er, mit der Software stets auch alternative Fahrweisen zu bewerten und zu vergleichen. Dabei habe sich gezeigt: „Oft können Ergebnisse auf den ersten Blick falsch erscheinen, jedoch nach genauer Analyse bestätigt werden.“

 
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Mittwoch, 03.07.2013, 13:40 Uhr