Der Ausbau erneuerbarer Energien schreitet in Deutschland mit immer neuen Zubaurekorden voran. Spätestens seit der Gesetzgeber im Juni 2011 als Reaktion auf den Reaktorunfall von Fukushima den Ausstieg aus der Kernenergie bis 2021 beschlossen hat, steht die deutsche Energiewirtschaft vor dem größten Wandel ihrer Geschichte. Dazu ist es notwendig, die erneuerbaren Energien besser in den Markt zu integrieren, sodass sie „lernen“, den Strom bedarfsorientiert zu erzeugen und gewinnbringend zu vermarkten.
Mit der Novellierung des Erneuerbaren-Energien-Gesetzes (EEG) zum 01.01.2012 wurde ein weiterer Meilenstein gelegt, um den erneuerbaren Energien gleichberechtigte Alternativen zur festen EEG-Vergütung zu bieten und deren Marktintegration voranzubringen. Für Anlagenbetreiber wurde mit der sogenannten Direktvermarktung unter Inanspruchnahme der Marktprämie ein neuer Rahmen geschaffen, um den Strom nachfrageorientiert an Märkten verkaufen und dadurch mögliche Zusatzerlöse erzielen zu können. Einen dieser Märkte stellt der Regelenergiemarkt dar.
Regelenergie wird im Rahmen der Systemdienstleistungen der Übertragungsnetzbetreiber eingesetzt, um Abweichungen zwischen Stromangebot und –nachfrage kurzfristig auszugleichen und somit die Stabilität des Stromnetzes zu gewährleisten. Durch die Zunahme fluktuierender Energieerzeugung aus Sonnen- oder Windenergie wächst auch der Bedarf an Regelenergie, da vermehrt Angebotsschwankungen ausgeglichen werden müssen.
Biogas- und Bioerdgas-Blockheizkraftwerke (BHKW) sind in der Lage, flexibel und bedarfsorientiert Energie zu erzeugen. Durch die neuen Regelungen des EEG 2012 bietet sich allen Anlagenbetreibern, auch denen von Bestandsanlagen, die Möglichkeit, die Vorteile ihrer Anlagen wirtschaftlich zu nutzen, um an den unterschiedlichen Märkten im Vergleich zur herkömmlichen EEG-Vergütung Mehrerlöse zu erzielen, bspw. durch die Bereitstellung von Regelleistung.
Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung und Bewertung einer Teilnahme am Regelenergie-markt von Biogas- und Bioerdgas-BHKWs. Dabei soll zum einen geklärt werden, ob die technischen Anforderungen für die Bereitstellung der unterschiedlichen Regelleistungsarten erfüllt werden können. Zum anderen soll basierend auf einer detaillierten Marktuntersuchung das wirtschaftliche Potenzial anhand von Beispielprojekten ermittelt werden.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Problemstellung und Zielsetzung
- Gang der Untersuchung
- Einführung in die Direktvermarktung und den Regelenergiemarkt
- Die Direktvermarktung nach dem EEG 2012
- Direktvermarktung unter Inanspruchnahme der Marktprämie
- Flexibilitätsprämie
- Regelleistungsarten
- Struktur des Regelenergiemarktes
- Der deutsche Regelenergiemarkt
- Möglichkeiten des virtuellen Kraftwerks
- Präqualifikation zur Teilnahme am Regelenergiemarkt
- Marktuntersuchung
- Sekundärregelleistung
- Positive Sekundärregelleistung
- Negative Sekundärregelleistung
- Minutenreserveleistung
- Positive Minutenreserveleistung
- Negative Minutenreserveleistung
- Technische Anforderungen für Biogas- und Bioerdgas-Blockheizkraftwerke
- Funktionsweise von Verstromungsanlagen für Biogas/Bioerdgas
- Biogasanlagen mit Vor-Ort-Verstromung
- Bioerdgas-Blockheizkraftwerk
- Eignung von Blockheizkraftwerken zur Regelenergiebereitstellung
- Rahmenbedingungen
- Technische Umrüstung
- Informationstechnische Anbindung
- Gasfackel
- Wärmespeicher
- Gasspeicher
- Zusätzliche Erzeugungs-Kapazität
- Wirtschaftliche Bewertung anhand von Beispielprojekten
- Projekt I: Biogasanlage mit Vor-Ort-Verstromung (Bestandsanlage)
- Projekt II: Bioerdgas-BHKW
- Szenario IIa
- Szenario IIb
- Vergleich der Szenarien
- Projekt III: Biogasanlage mit Vor-Ort-Verstromung (fiktive Anlage)
- Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Masterarbeit untersucht die technische und wirtschaftliche Machbarkeit der Einbindung von Biogas- und Bioerdgas-Blockheizkraftwerken (BHKW) in den deutschen Regelenergiemarkt. Ziel ist es, die Möglichkeiten der Bereitstellung von Sekundärregelleistung und Minutenreserveleistung durch diese Anlagen zu analysieren und deren wirtschaftliche Rentabilität zu bewerten.
- Technische Anforderungen an BHKW für die Regelenergiebereitstellung
- Wirtschaftlichkeitsanalyse verschiedener BHKW-Konzepte
- Marktanalyse des deutschen Regelenergiemarktes
- Bewertung des Potenzials von BHKW im Kontext der Energiewende
- Analyse der notwendigen technischen und informationstechnischen Anbindung
Zusammenfassung der Kapitel
Einleitung: Die Einleitung beschreibt die Problemstellung, die sich aus dem steigenden Anteil erneuerbarer Energien und der damit verbundenen Notwendigkeit zur Stabilisierung des Stromnetzes ergibt. Die Arbeit untersucht die Rolle von Biogas- und Bioerdgas-BHKW bei der Bereitstellung von Regelenergie. Die Zielsetzung ist klar definiert: eine technische und wirtschaftliche Analyse der Bereitstellung von Sekundärregelleistung und Minutenreserveleistung. Der Gang der Untersuchung wird skizziert, um dem Leser den Aufbau der Arbeit zu verdeutlichen.
Einführung in die Direktvermarktung und den Regelenergiemarkt: Dieses Kapitel liefert den notwendigen Hintergrund zum Verständnis der Direktvermarktung von Strom aus erneuerbaren Energien und der Funktionsweise des Regelenergiemarktes. Es erläutert die verschiedenen Regelenergiearten (Sekundärregelleistung und Minutenreserveleistung) sowie die damit verbundenen Mechanismen und Anforderungen. Die Bedeutung der Marktprämie und der Flexibilitätsprämie für die Wirtschaftlichkeit der Regelenergiebereitstellung wird hervorgehoben. Der Fokus liegt auf dem deutschen Regelenergiemarkt und seinen Besonderheiten.
Regelleistungsarten: Dieses Kapitel beschreibt detailliert die verschiedenen Arten von Regelenergie, insbesondere Sekundärregelleistung und Minutenreserveleistung. Es werden die technischen Anforderungen und die Marktmechanismen zur Bereitstellung dieser Leistungen erläutert. Die Bedeutung der schnellen Reaktionsfähigkeit der Anlagen für die Netzstabilität wird betont. Die Unterscheidung zwischen positiver und negativer Regelenergie wird klar herausgearbeitet.
Präqualifikation zur Teilnahme am Regelenergiemarkt: Hier werden die Voraussetzungen und Verfahren für die Zulassung von Anlagen zur Teilnahme am Regelenergiemarkt detailliert beschrieben. Die notwendigen technischen und administrativen Schritte werden erläutert. Die Bedeutung der zuverlässigen und präzisen Leistungserbringung wird hervorgehoben. Es wird erklärt, welche Anforderungen an die Anlagen gestellt werden, um am Markt teilnehmen zu dürfen.
Marktuntersuchung: Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse einer detaillierten Marktuntersuchung, die den aktuellen Zustand und das Potential des Marktes für Regelenergie aus BHKW beleuchtet. Es werden die jeweiligen Marktbedingungen für Sekundärregelleistung und Minutenreserveleistung analysiert. Die Untersuchung liefert wichtige Erkenntnisse über die Nachfrage, die Preise und den Wettbewerb im Regelenergiemarkt. Der Analyse liegt ein umfassender Datenbestand zugrunde.
Technische Anforderungen für Biogas- und Bioerdgas-Blockheizkraftwerke: Dieses Kapitel befasst sich mit den technischen Aspekten der Regelenergiebereitstellung durch Biogas- und Bioerdgas-BHKW. Es werden die Funktionsweisen verschiedener Anlagentechnologien beschrieben und deren Eignung für den Regelenergiemarkt bewertet. Die Rolle von Wärmespeichern und Gasspeichern zur Optimierung der Regelenergiebereitstellung wird beleuchtet. Technische Herausforderungen und mögliche Lösungsansätze werden diskutiert.
Wirtschaftliche Bewertung anhand von Beispielprojekten: Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse der wirtschaftlichen Bewertung anhand von drei Beispielprojekten: einer Bestandsanlage, einer neuen Bioerdgas-BHKW und einer fiktiven Anlage. Die verschiedenen Szenarien werden hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit verglichen und die relevanten Einflussfaktoren werden analysiert. Die Ergebnisse geben Aufschluss über die Rentabilität der Regelenergiebereitstellung durch BHKW unter verschiedenen Rahmenbedingungen.
Schlüsselwörter
Biogas, Bioerdgas, Blockheizkraftwerk (BHKW), Regelenergiemarkt, Sekundärregelleistung, Minutenreserveleistung, Direktvermarktung, EEG 2012, Flexibilitätsprämie, Netzstabilität, Wirtschaftlichkeitsanalyse, Energiewende, Technische Anforderungen, Informationstechnische Anbindung.
FAQ: Masterarbeit - Biogas- und Bioerdgas-Blockheizkraftwerke im Regelenergiemarkt
Was ist das Thema der Masterarbeit?
Die Masterarbeit untersucht die technische und wirtschaftliche Machbarkeit der Einbindung von Biogas- und Bioerdgas-Blockheizkraftwerken (BHKW) in den deutschen Regelenergiemarkt. Konkret wird analysiert, wie diese Anlagen Sekundärregelleistung und Minutenreserveleistung bereitstellen können und ob dies wirtschaftlich rentabel ist.
Welche Zielsetzung verfolgt die Arbeit?
Ziel der Arbeit ist die umfassende Analyse der Möglichkeiten zur Bereitstellung von Sekundärregelleistung und Minutenreserveleistung durch Biogas- und Bioerdgas-BHKW. Es soll bewertet werden, ob diese Anlagen einen Beitrag zur Netzstabilisierung leisten können und ob sich der Einsatz wirtschaftlich lohnt.
Welche Themen werden in der Arbeit behandelt?
Die Arbeit behandelt folgende Themen: Technische Anforderungen an BHKW für die Regelenergiebereitstellung, Wirtschaftlichkeitsanalyse verschiedener BHKW-Konzepte, Marktanalyse des deutschen Regelenergiemarktes, Bewertung des Potenzials von BHKW im Kontext der Energiewende und die Analyse der notwendigen technischen und informationstechnischen Anbindung.
Welche Arten von Regelenergie werden betrachtet?
Die Arbeit konzentriert sich auf Sekundärregelleistung und Minutenreserveleistung. Es wird detailliert beschrieben, wie diese Leistungen funktionieren und welche Anforderungen an die Anlagen gestellt werden.
Wie wird die Wirtschaftlichkeit bewertet?
Die Wirtschaftlichkeit wird anhand von drei Beispielprojekten (Bestandsanlage, neue Bioerdgas-BHKW und eine fiktive Anlage) bewertet. Verschiedene Szenarien werden verglichen, um die Rentabilität unter verschiedenen Rahmenbedingungen zu ermitteln.
Welche technischen Anforderungen müssen BHKW erfüllen?
Die Arbeit beschreibt die technischen Anforderungen an Biogas- und Bioerdgas-BHKW, um am Regelenergiemarkt teilnehmen zu können. Dies beinhaltet Aspekte wie die Funktionsweise der Anlagen, die Rolle von Wärmespeichern und Gasspeichern sowie die informationstechnische Anbindung.
Welche Rolle spielt die Direktvermarktung?
Die Arbeit erläutert die Bedeutung der Direktvermarktung von Strom aus erneuerbaren Energien und die Funktionsweise des Regelenergiemarktes im Kontext der EEG 2012. Die Marktprämie und die Flexibilitätsprämie werden im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit der Regelenergiebereitstellung betrachtet.
Welche Informationen liefert die Marktuntersuchung?
Die Marktuntersuchung analysiert den aktuellen Zustand und das Potential des Marktes für Regelenergie aus BHKW. Sie liefert Erkenntnisse über Nachfrage, Preise und Wettbewerb im Regelenergiemarkt für Sekundärregelleistung und Minutenreserveleistung.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit?
Schlüsselwörter sind: Biogas, Bioerdgas, Blockheizkraftwerk (BHKW), Regelenergiemarkt, Sekundärregelleistung, Minutenreserveleistung, Direktvermarktung, EEG 2012, Flexibilitätsprämie, Netzstabilität, Wirtschaftlichkeitsanalyse, Energiewende, Technische Anforderungen, Informationstechnische Anbindung.
Wo finde ich detailliertere Informationen?
(Hier könnte ein Link zum vollständigen Dokument eingefügt werden.)
- Quote paper
- Johannes Kraft (Author), 2012, Einbindung von Biogas- und Bioerdgas-Blockheizkraftwerken in den Regelenergiemarkt, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/201361
