KWK-Mindest- und Maximaleinspeisung - Die Erzeugung von Zeitreihen für die Energiesystemmodellierung (Restrictions of the Electricity Generation from CHP Plants - Producing Time Series for Energy System Modeling)

HEMF Working Paper No. 10/2017

29 Pages Posted: 11 Dec 2017

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Björn Felten

University of Duisburg-Essen

Jan Paul Baginski

University of Duisburg-Essen

Christoph Weber

University of Duisburg-Essen

Date Written: December 4, 2017

Abstract

German Abstract: Die gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme in KWK-Anlagen ist eine der brennstoffeffizientesten Erzeugungsformen im Strommarkt. Aus diesem Grund wird sie in vielen europäischen Ländern gefördert und ihr Ausbau ist erklärtes Ziel von Regierungen und Nichtregierungsorganisationen. Durch die gekoppelte Erzeugung richtet sich der Betrieb nicht allein nach dem Strompreis und der Elektrizitätsnachfrage, sondern auch nach der lokalen Wärmenachfrage und den verfügbaren Erzeugungseinheiten im Wärmenetz. Für den KWK-Anlagenbetreiber ergeben sich dadurch Restriktionen für die Vermarktung des Stroms im Elektrizitätsmarkt. Aus dem gleichen Grund ergeben sich Herausforderungen aus Systemsicht: Die Flexibilität des Betriebs von KWK-Anlagen, die beispielsweise zum Ausgleich von Prognosefehlern Erneuerbarer Erzeugung genutzt werden kann, ist begrenzt. Das vorliegende Paper gibt einen Kurzüberblick über die Modellierung dieser Restriktionen im Kontext der europäischen Energiesystemmodellierung und trägt somit zum Verständnis der Wirkzusammenhänge und wesentlichen Treiber bei.

English Abstract: The combined generation of electricity and heat in CHP plants is one of the most resource-efficient types of power generation in the electricity market. Therefore many European countries have implemented support schemes and the further deployment is the declared goal of governments and non-governmental organizations. Through the combined generation of electricity and heat, the operation of CHP plants is not only governed by electricity prices and electricity demand, but also depends on the local heat demand and the available heat generators in the heating grid. For CHP plant operators, this fact entails restrictions for trading the electricity on the electricity market. For the same reason, challenges exist from a system perspective: The operational flexibility of CHP plants, which may be used for e.g. balancing forecast errors of renewable-based generation, is limited. This paper provides a summary of how to model these restrictions in the context of modeling the European energy system. Thus it contributes to understanding the interdependencies of electricity and heating markets and their substantial drivers.

Note: Downloadable document is available in German.

Keywords: Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), Must-Run, Strommarktmodellierung, Fernwärme

JEL Classification: Q40, Q41, Q43, Q47

Suggested Citation

Felten, Björn and Baginski, Jan Paul and Weber, Christoph, KWK-Mindest- und Maximaleinspeisung - Die Erzeugung von Zeitreihen für die Energiesystemmodellierung (Restrictions of the Electricity Generation from CHP Plants - Producing Time Series for Energy System Modeling) (December 4, 2017). HEMF Working Paper No. 10/2017, Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=3082858 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.3082858

Björn Felten (Contact Author)

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Universitätsstraße 2
Essen, 45141
Germany

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Jan Paul Baginski

University of Duisburg-Essen ( email )

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Christoph Weber

University of Duisburg-Essen ( email )

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