Kraftwerkseinsatzplanung

Question 1

Definition und Ziel der Kraftwerkseinsatzplanung

Answer 1

Man unterscheidet nach Planungszeitraum:

• Kraftwerksausbauplanung (1 Jahr bis Ende der Abschreibungsdauer)
• Energieeinsatzplanung (1 Monat bis 1 Jahr)
• Kraftwerkseinsatzplanung i.e.S. (1 Tag bis 1 Woche)
• Kurzfristige Kraftwerkseinsatzplanung (1 Stunde bis 1 Tag)
• Optimale Lastaufteilung (5 Minuten bis 1 Stunde)

Ziel ist die Maximierung der Deckungsbeiträge des Kraftwerks durch Teilnahme an den verschiedenen Märkten für Fahrplanenergie und Systemdienstleistungen

Question 2

Anwendungsbereich für die KEP

Answer 2

Wirtschaftlichkeitsbewertung von Kraftwerken/Kraftwerksinvestitionen:

• Betrachtungszeitraum (mehrere Jahrzehnte)
• Prognose der Strom- und Brennstoffpreise mit hoher Unsicherheit behaftet

Berechnung von Langfristplänen für die Kraftwerksvermarktung auf Termin:

• Betrachtungszeitraum: 1-3 Jahre
• Fahrplan wird benötigt um am Terminmarkt frühzeitig die erwartete Stromerzeugung zu verkaufen
• Verwendung der Fahrpläne für das Reporting/Risikomanagement

Kraftwerksvermarktung im Kurstfristbereich:

• Spotmärkte
• Reservemärkte

Optimierungsaufgabe eines Kraftwerksbesitzers:

Ziel ist es die Deckungsbeiträge durch optimalen Einsatz zu Maximieren

Erlösseite: Terminmarkt,Spotmarkt, Regelenergiemarkt

Randbedingungen: Leistungsbedingungen, An-Abfahrrampen, Leistungsgradient, Mindestbetriebs- Stillstandszeiten

Kostenseite:
Variable Kosten: Benutzungspreis, Arbeitspreis, Startkosten

Question 3

Technische Nebenbedingungen und Mathematische Optimierung eines Kraftwerkseinsatzplanes

Answer 3

Technische Nebenbedingungen :

• 15-Min Zeitschritte
• Leistungsbereich: 0 MW oder >= P_min
• Letzter Zeitschritt vor Abfahrt muss P_min sein
• P_max ist abhängig von der Aussentemperatur
• Anfahrt- und Abfahrrampen
• Leistungsgradienten
• Minimale Stillstands- und Betriebszeiten

Vertragliche Nebenbedingungen:

• Warm- und Kaltstartkosten
• Maximale Anzahl von Starts im Planungshorizont
• Revisionszeiten
• Maximale/Minimale jährliche Brennstoffmengenrestriktion
• Maximale/Minimale monatliche Brennstoffmengenrestriktion

Question 4

Berücksichtigung von Unsicherheiten zur Risikobewertung und -Steuerung

Answer 4

Entscheidungsfindung unter erheblicher zukünftiger Unsicherheit

Zukünftige Unsicherheiten:

• Spot- und Terminpreise (Strom)
• Brennstoffpreise (Gas,Kohle,Öl)
• Co2- Preise
• Kraftwerksausfälle
• Logistikkosten
• Fernwärmeabsatz (zb. bei Kraftwerk mit Kraft-Wärme-Kopplung)

Haben Einfluss auf:

• Bewirtschaftung begrenzter Ressourcen (Brennstoff soll heute oder in Zukunft verbrannt werden?)
• Zukünftige Gewinne/Verlustwartung, Risikofähigkeit eines Unternehmens
• Investitionsentscheidung

Adäquate Generierung von Szenarios zukünftiger Entwicklung aller relevanten unsicheren Einflussgrößen:

• Monte-Carlo Simulation (Ein Pfad szenario analyse
• Stochastische Optimierung (Analyse basierend auf einem Szenariobaum)
• Leistungsfähige Hard- und Software zur Mathematischen Analyse/Optimierung einer Vielzahl von Szenarios bzw. Szenariobäumen
• Ableitung von Gewinn-/Verlustleitungen (P&L Verteilung) aus der Szenarioanalyse
• Abwägung zwischen Risiken uns Chancen anhand der P&L Verteilung

Question 5

Unterschiedliche Art von Optimierungsproblemen

Answer 5

Nicht Pfadabhängig ( keine zeitgekoppelten Nebenbedingungen):

• Die heutige Ausübung einer Option hat keinerlei Auswirkung auf zukünftige Optionen
• zB. Kohlekraftwerk mit “unbegrenztem” Kraftstoff

-> Adäquate Bewertungsmethode: Monte-Carlo-Simulation

Pfadabhängig (enthält zeitgekoppelte Nebenbedingungen):

• Die heutige Ausübung einer Option hat Auswirkungen auf zukünftige Optionen
• Bsp. Swing Optionen, Pumpspeicherkraftwerk, Gaskraftwerk mit begrenztem Brennstoffliefervertrag
• Pfadabhängig ist: wenn ich den Speicher heute fülle, dann kann ich morgen nichts mehr einspeichern

-> Bewertungsmethode: stochastische Optimierung

Question 6

Realoptionsbewertung Thermischer Kraftwerke

Answer 6

Betrachtung eines Kraftwerkes als Call-Option:

• Die Erzeugung eines Kraftwerkes kann zu jedem Zeitpunkt als Option betrachtet werden
• Liegt der EPEX-Preis über den Grenzkosten, wird das KW eingeschaltet, ansonsten nicht
• Bei steigendem EPEX-Preis und angeschaltetem KW, steigt der Gewinn immer weiter
• Bei fallenendem EPEX-Preis und abgeschaltetem KW sinkt der Gewinn NICHT mehr weiter
• Optionstheorie: Wert einer Option steigt mit der Volatilität der Preise

Auswirkug von Volatilität im EPEX-Preis bei niedrigen Grenzkosten:

• Kraftwerk fährt immer, die Option ist immer im Geld
• Abweichungen des EPEX-Preises nach oben führen zu höheren Gewinnen
• Abweichungen des EPEX-Preises nach unten führen zu niedrigeren Gewinnen

Auswirkung von Volatilität im EPEX-Preis bei hohen Grenzkosten:
- Abweichungen nach oben führen zu höheren Gewinnen
-Abweichungen nach unten führen nicht zu niedrigeren Gewinnen wenn das KW ausgeschaltet ist
-

Question 7

Vermarktungs- und Absicherungsstrategien

Answer 7

• Bei einer wert- und Risikoorientierten Spreadvermarktung wird der Brennstoff- und Co2-Markt nicht nur beobachtet, sondern alle 3 werden zur Vermarktungsentscheidung herangezogn und preislich abgesichert
• Zu jeder Strom-Terminvermarktung (verkauf) wird die zur Produktion dieser Strommenge äquivalente Brennstoff- und Co2- Menge preislich abgesichert (einkauf)

Vertriebsportfolio (BPM) -> Ziel möglichst günstig Strom beschaffen

Erzeugungsportfolio (EPM) -> Ziel möglichst hohen Erzeugungsspread sichern

Unterschiedliche Handelsaktivitäten von BPM/EPM:

• Keine Käufe/Verkäufe im steigenden/fallenden markt um nicht unnötig Chancen zu beschneiden
• Bei vorhandenen Preistrends wird zunächst abgewartet und erst bei Indentifiktation einer nachhaltigen Trendumkehr entsprechend gehandelt