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MEX V Arbeitstreffen 5-3: Das GEMS Modell German Electricity Market Simiulation

2. Aufbau. Teil I: Das GEMS ModellTeil II: Baseline Parametrisierung in GEMS. 3. Teil I: Das GEMS Modell. Das GEMS-Modell ermitteltdie Entwicklung des Kraftwerksparks;die Stromerzeugung durch thermische Kraftwerke und Speicherkraftwerke;den Brennstoffverbrauch der thermischen Kraftwerke;die C

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MEX V Arbeitstreffen 5-3: Das GEMS Modell German Electricity Market Simiulation

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Presentation Transcript

    1. MEX V Arbeitstreffen 5-3: Das GEMS Modell (German Electricity Market Simiulation)

    2. 2 Aufbau Teil I: Das GEMS Modell Teil II: Baseline Parametrisierung in GEMS

    3. 3 Teil I: Das GEMS Modell Das GEMS-Modell ermittelt die Entwicklung des Kraftwerksparks; die Stromerzeugung durch thermische Kraftwerke und Speicherkraftwerke; den Brennstoffverbrauch der thermischen Kraftwerke; die CO2-Emmissionen der thermischen Kraftwerke etc.

    4. 4 Das GEMS Modell bei MEX V Sequentielles, lineares Optimierungsmodell in GAMS Auswertbarer Optimierungszeitraum bis 2040 in variablen Jahresschritten (Regelfall 5 Jahre) 4 Jahreszeiten pro Jahr (4 Monate Sommer/Winter, je 2 Monate Herbst/Frühjahr) 3 typische Tage (Werktag, Samstag, Sonn-/Feiertag) pro Woche mit je 12 * 2h pro Tag 3 unterschiedliche Windeinspeiseniveaus => Abbildung der Last durch 432 Lastniveaus je Modelljahr unter Berücksichtigung der chronologischen Reihenfolge der Perioden.

    5. 5 Beispiel: Ganglinie der Last im GEMS Modell

    6. 6 Das GEMS Modell

    7. 7 Residuale Last des GEMS-Modells - Beispiel

    8. 8 Kraftwerkstechnologien des GEMS-Modells

    9. 9 Kostenparameter der thermischen Kraftwerke

    10. 10 Technische Parameter der thermischen Kraftwerke

    11. 11 Parameter der Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke

    12. 12 Annahmen über politische Rahmenbedingungen Kernenergieausstieg in Deutschland; Einführung eines CO2-Zertifikatehandels in der Europäischen Union ab 2005; Gesetz für die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraftwärmekopplung (KWK-Gesetz); Erneuerbare Energien Gesetz; Mineralölsteuergesetz etc.

    13. Teil II: Typische GEMS Baseline - Parametrisierung

    14. 14 Brennstoffpreise und CO2-Zertifikatehandel

    15. 15 EEG Einspeisung

    16. 16 Interkonnektorkapazitäten [MW] und Stromnachfrage

    17. 17 Technische Parameter zukünftiger Kraftwerke

    18. 18 Ökonomische Kraftwerksparameter

    19. 19 Annahmen über politische Rahmenbedingungen Kernenergieausstieg in Deutschland; Einführung eines CO2-Zertifikatehandels in der Europäischen Union ab 2005; Gesetz für die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraftwärmekopplung (KWK-Gesetz); Erneuerbare Energien Gesetz; Mineralölsteuergesetz etc.

    20. MEX V Arbeitstreffen 5-3: Implementierung von Technologieentwicklung und Innovation in das Strommarktmodell GEMS

    21. 21 Aufbau des Vortrags Lernkurven (Technologieparameter) CO2 Sequestrierung Speichertechnologien Brennstoffzelle

    22. 22 Wie kann der Technologiefortschritt implementiert werden? Die folgenden technologischen u. ökonomischen Kraftwerksparameter gehen u. a. ins Modell ein: Spez. Investitionskosten [€/kW] Nettoleistung [MW] El. Wirkungsgrad [%] Mindestlastbedingung [% der Nennleistung] Teillastverlust [% bei load_min] Techn. Lebensdauer [a] Verfügbarkeit [%] Fixe und variable O&M-Kosten [€/kW bzw. €/kWh] Anfahrgeschwindigkeit, Lastgradient Jeder dieser Parameter kann für zukünftige Kraftwerkstechnologien und beliebige Verfügbarkeitszeitpunkte variiert werden.

    23. 23 Lernkurven Lernkurven: Technologieeigenschaft = f(Menge) Lernkurven können nur iterativ in mehreren Modellläufen implementiert werden, da sonst das Modell nicht-linear wird!!

    24. 24 CO2 Sequestrierung Wird als eigenständige Technologie modelliert Zusätzliche Investitionskosten für Abscheidungseinrichtungen [€/kW], Wirkungsgradverluste gegenüber der gleichen Technologie ohne Abscheidung, Zusätzliche variable Kosten für CO2-Transport und Einlagerung + Niedrigere Brennstoffkosten, da kein CO2-Aufschlag auf den Brennstoff erfolgt.

    25. 25 Speichertechnologien Max. Einlagerungsleistung [MW] Max. Leistungsabgabe [MW] Max. Speichervolumen [MWh] Wirkungsgrad eines Speicherzyklus [%] Spezifische Investitionskosten je MWh Speicher Sonstige variable Kosten der Speicherung [€/MWh]

    26. 26 Brennstoffzelle Die Brennstoffzelle wird ihren Einstiegsmarkt als stationäre Anwendung im Bereich der dezentralen Erzeugungsoptionen - zur Objektversorgung und in der Industrie eingesetzt - finden. Eine detaillierte Analyse und Bewertung der Brennstoffzelle als zentrale Erzeugungsoption mit GEMS ist deshalb nicht notwendig. Eine Bewertung als dezentrale Anwendung ist nicht ohne weiteres möglich.

    27. 27 Abzustimmende Parameter Welche der genannten Technologieparameter sind Untersuchungsgegenstand? (z. B. Wirkungsgrad, Investitionskosten) Festsetzung der Lernkurven für die zu untersuchenden Kraftwerksparameter bzw. Festsetzung des Zeitpunktes der Technologieverfügbarkeit Abstimmung der übrigen relevanten Kraftwerksdaten (Lebensdauer, O&M Kosten...)

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