Benchmarking the Energy Scenarios Germany & Tamil Nadu The new energy revolution Start 2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH
Peter Breuning
KW 5/2015 Business Forum Chennai 04.02.2015
2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de Peter Breuning Head of department: grid control & engineering services at Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH (multiy utility) Lecturer University Heilbronn & Harz Speaker IDS User Group --52 Multi Utility Companys Member working group FNN (VDI) (directive for power plant connections, HV- grids) Technical Direktor "power grids" - Smart Grid platform BaWü
2015/2/11 2 Agenda
Presentation grid control room Stadtwerke Schwäbisch Hall und related business unit Quality control and Certifications Overview of Germanys „utility-landscape" and comparison with India Scenerio Tamil Nadu „Making of new multi utility companies“
2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de 3 Multi utility company Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH elec- tricity
gas
water
heat
Stand Oktober 2013 2015/2/11 4 Vorstellung Stadtwerke Schwäbisch Hall Multi utility control room at Stadtwerke Schwäbisch Hall
6 n
2015/2/11 5 concession area Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH Braunsbach
1st January 2015
Untermünkheim
Schwäbisch Hall Michelfeld
Wüstenrot Mainhardt
Rosengarten Michelbach
Neubiberg electricity Ottobrunn (bei München) natural gas
water
thermal energy Service customers department Grid Control Engineering
7 Integration of business partners
reliability through redundant grid control centers
increased workforce flexibilty due to sharing of tasks
Netzleittechnik NN crisis-proof concept
NN
2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de 8 SCADA and EMS/DMS-functions control room Schwäbisch Hall (partly)
Switching orders– & VE-Verwaltung Voltage tracking topology Automated short circuit and ground fault search Check of switching registration and simulation with conditional clearance of interlocking functions Updating of switching states (medium voltage) Execution of 110-, 20-, 10- und 1 kV switching processes
SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition EMS – Energy Management Systems DMS – Distribution Management Systems
2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de 9 SCADA and EMS/DMS-functions control room Schwäbisch Hall (partly) real-time power flow calculations in 20-kV-networks in monitoring system Coupling-check of diffrent grid cells, e.g. in 1 kV-level Monitoring of facilities and grids(power, gas, water, district heat, power plants)
Monitoring of power quality (10kHz sampling)
Remote analysis and parameterisation of protection systems
2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de 10 Approach: Certification of control centers - Organisational and technical guarantee for security of supply and reliability
. „Why all the effort?“- Aim and benefit in a regulated environment . Fundamentals of certification – What requierements can be realized?
. Process- and riskmanagement
. Lessons learned: possible improvements and necessary effort
2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de 11 First multi utility with CERTIFIED GRID CONTROL
Since June 2014
2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de 12 Benchmarking India & Germany
Per person Number of Country Area Consump- Utility Population tion Companies
Germany 357,021km2 7081 kWh/year > 800 80,767,000
Tamilnadu, 130,058 km2 684 kWh/year 1 72,138,958 India 11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 14 India – Installed capacity Tamil Nadu – Installed Capacity Germany – Installed Capacity Solar & Wind Installations in Germany TSO in Europe and Germany European Network of Transmission System Operators for Electricity (ENTSO-E) . 41 Transmission System Operator* (TSO) aus 34 Ländern German TSO . Amprion GmbH . Tennet TSO GmbH . TransnetBW GmbH . 50Hertz Transmission GmbH
* in Germany TSO - „Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB)“
11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 19 11.02.2015 www.stadtwerke-hall.de 20 TSO and DSO in Germany
11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 21 The electrical power supply is chanching
Region with a lot of people
Atomic power plant
Coal-fired power station
Windpower
Photovoltaiks (Region with high Power)
22 I Investition in assets 380 kV, High Voltage DC
Kostentreiber Netzausbau › Transportbedarf von neuen Erzeugungsschwer-punkten in Norddeutschland nach Westen/Süden › Ca. 2.800 km Höchstspannungstrassen, v.a. in Nord-Süd- Richtung, inkl. HGÜ › Netzanschluss Offshore-Windparks in Nord- und Ostsee für bis zu 25 GW Erzeugungskapazität bis 2030 › Flächendeckender Ausbau und Ertüchtigung Verteilnetze für Aufnahme dezentraler Erzeu-gung bis 2030 – Kosten ca. 27-42 Mrd. EUR › Ausbau 140.000 km Mittelspannung und 240.000 km Niederspannung › Schaffung von „Intelligenz im Netz“, z.B. regelbare Transformatoren, Smart Grid › Ausbau auf allen Ebenen erforderlich, da keine Substitution des Transportbedarfs aus Norden durch dezentrale Erzeugung möglich
11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 23 I Energy flows in between the voltage levels with (renewable) DER
Großkraftwerke 380 and 220 kV)
(Kernenergie, Kohle) Extra high voltage ( in transmission grids Bidirectional Verbundpartner
Mittelgroße Kraftwerke (Kohle, Öl, Gas, Wasser) High voltage (110 kV) in subtransmission grids
Stadtwerke Industrie Energy Kleinere Kraftwerke 30, 20 or 10 kV) (Wasser, Wind, Biogas) Medium voltage ( in regional distribution grids
Stadtwerke Industrie / Gewerbe flow
Kleinstkraftwerke 230/400 V) (Fotovoltaik) Low voltage ( in local distribution grids
Haushalte Gewerbe Landwirtschaft
24 I The region from TSO Transnet /Schwäbisch Hall is a part from this Grid
Bestenheid Freudenberg Wertheim
Tauberbischofsheim BAG Laudenbach Höpfingen Stalldorf Höchstspannungsnetz: Viernheim Königshofen Mudau Hettingen Ladenburg Eberbach Schweigern Dossenheim Mergentheim 3.700 km 380- und 220-kV-Leitungen GKM Mannheim Osterburken Schwetzingen SHA Rheinau Niederstetten Brühl Heidelberg Leimen Obrigheim Neurott Mosbach Hockenheim 46 Umspannwerke 380/220/110 kV Meckesheim Neckarzimmern Möckmühl Baiertal Hüffenhardt Altlußheim Obergimpern Ingelfingen Wiesloch Bad I Philippsburg Kirrlach Sinsheim Friedrichshall Kupferzell RheinschanzinselMühlfeld Audi Östringen Neckarsulm Graben Heilbronn Öhringen Obersteinach Großgartach Weinsberg Hochstetten Eppingen Böckingen Crailsheim Bruchsal Münzesheim Leopoldshafen Schwäbisch Hall Hochspannungsnetz: Ölhafen-ESSO Oberderdingen Blankenloch Lauffen KarlsruheHeide 380-kV-Leitung Daxlanden Krh-Ost BerghausenRinklingen Neckarwestheim RWE Knittlingen Forchheim Söllingen Unterrot Ellwangen Stein Mühlacker 7.600 km 110-kV-Leitungen Bulach Oberwald EnzbergVaihingen Marbach Ettlingen DurmersheimWaldbronn Birkenfeld Michelau Goldshöfe Wechingen Rastatt Pulverdingen Hoheneck Pfahlbronn Nördlingen Enztal Aalen 390 Umspannwerke 110/30/20/10 kV Kuppenheim Schwann Leonberg Mühlhausen Schorndorf Iffezheim Herlikofen BöbingenErlau Gaggenau Weil- See- Waldhsn Baden-Baden Merklingen imdorf wiesen Rechberghsn Oberkochen Neresheim Endersbach Harburg Schwarzach Oos Gernsbach Calmbach Magstadt Schwäbisch Gmünd Sindelfingen GP-Ost Obertsrot Möhringen Aufhausen Rotensohl 671 Transformatoren Aichschieß GP-Süd Daimler Mahdental Altbach Eislingen-Ost Bühl Wolfsheck Ehningen Dagersheim Bünzwangen Schmittenberg Teinach Schönaich Mergelstetten Forbach Wendlingen Süßen Eybacher Tal Achern Herrenberg Herbrechtingen Nürtingen Giengen Kehl Oberjettingen Gültstein Gosbach Faimingen Nagold Amstetten Willstätt Zimmern Metzingen Brenz Sundheim Tonbach Waldhäuser Niederstotzingen Wolfsberg Donnstetten Tübingen Großholz Spitziger Berg Gundelfingen Weier Glems Krähenlau Dornstadt Offingen Mittelspannungsnetz: Rottenburg Offenburg Schopfloch Laichingen Günzburg Freudenstadt Donauried Leipheim Elgersweier Horb Nehren Münsingen Oberelchingen Beiningen Ulm-Ost Gengenbach Trillfingen Söflingen Schutterzell Bettenhausen Weilheim Schelklingen 29.800 km 30-, 20- und 10-kV-Leitungen Donautal Lahr-Industrie Hechingen Schmiechen Lahr-Stadt Zell Allmendingen Reutin Oberndorf Trochtelfingen Gutach Schenkenzell Geislingen Engstlatt Dellmensingen Orschweiler Bollenbach Waldmössingen Balingen Ehingen Dotternhausen Staufenbühl Achstetten 40.000 Umspannstationen 30/20/10/0,4 kV Schramberg RWE Herbolzheim Ebingen Munderkingen Dunningen Dietenheim Lautlingen Winterlingen Prim Riedlingen Bleibach St.Georgen Rottweil Stetten a.k.M. Biberach Eichstetten Teningen Obereschach Ochsenhausen Schönwald Laucherthal Schwenningen Spaichingen Denzlingen Villingen Rissegg Unteropfingen Breisach Fridingen Herbertingen Moos Trossingen Niederspannungsnetz: EDF Freiburg Messkirch Otterswang Tuttlingen Saulgau Donau- Tunsel eschingen Geisingen Pfullendorf Haisterkirch 66.700 km 0,4-kV-Leitungen Neustadt Grißheim Stockach Zollhaus Baindt Leutkirch Müllheim Schönau Bonndorf Sipplingen Weildorf Ravensburg Häusern Vogt Singen KWL Überlingen Singen DBRadolfzell Grünkraut Hertingen Weizen Markdorf Weißenau Wollmatingen Isny Zell Witznau Meersburg Lochbrücke Wangen Kleinkems Konstanz Buch Maulburg Gurtweil Jettenhausen EDF Wehr Segeten Wutöschingen Lörrach Kühmoos Tiengen Obermooweiler Haltingen WaldshutWaldshut-Lonza Langenargen Stetten 380 kV Schwörstadt Rheinfelden Albbruck Laufenburg Wyhlen Säckingen ATEL/NOK EGL 220 kV 110 kV VIW/ÖVG Bürs 11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 25 25 I Grid-delivery and power generation in germany
consumption
11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 26 Photovoltaik in Germany in Mai 2011(08.05.2011) in Germany 23 % PV; 38 % Windpower and PV Gridpower Germany 16.10.2012
11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 28 Grid-Power TSO transnet BW Thuesday, 16.10.2012, sunny day (10 % Germany)
7.600 MW
2.600 MW
5.000 MW
4.500 MW
2911.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH | 50 The same day grid Schwäbisch Hall (10 % BW)
45
40
35
30 in in MW 25
Leistung 20
15
10
5
0 00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 00:00 Uhrzeit
Netzabgabe SHA 16.10.2012 PV-Einspeisung 16.10.2012 11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 30 Stadtwerke Strommix | Ausbau KWK + Erneuerbare350 Energien EEG gesamt KWK gesamt 300 Fremdbezug Summe Netzeinspeisung
250
200
150
Millionen kWh
100
50
0 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Ab 04/2009 inkl. Netze Rosengarten und Michelbach, ab 04/2010 inkl. Netz Mainhardt. Principal layout workflow grids in Germany
Competition Regulation Competition
Erzeugung Handel Örtliches Überregionales Transportnetz Verteilnetz Messung + Energieverkauf
Production Trading Grid the energy traders buy and sell
› E.ON,EnBW,RWE, › 4 TSO › Diverse Händler › Stadtwerke Strom › Vattenfall….. › 800 DSO › E.ON…. › E.ON…… › Stadtwerke › Stadtwerke
11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 32 I TOP 2
The power comapany called "Stadtwerke"
11.02.2015 www.stadtwerke-hall.de 33 TOP 2 The power company called "Stadtwerke" Benefit for town consil
co management in the town earn money leverage for town consil the Stadtwerke are near the people you are the owner, it is your company multi-utility company
11.02.2015 www.stadtwerke-hall.de 34 Stadtwerke Sindelfingen (Beteiligung SHA 29,5%)
11.02.2015 35 Power company Sindelfingen
Zweckverband Bodensee- Wasserversorgung
Südwestdeutsche Stromhandels GmbH Beteiligungen: Wärmeauskopplungs- gesellschaft Restmüllheiz- kraftwerk Böblingen mbH
Trianel GmbH
Stromversorgung Erdgasversorgung Trianel Kohlekraftwerk Lünen GmbH & Co. KG - 245 Mio. kWh/a Absatz - 268 Mio. kWh/a Absatz - 6,2 Mio. kWh/a Eigenerzeugung BHKW - 3,0 Mio. kWh/a Deponiegaseinsatz Fernwärmetransport- - 34.039 abgerechnete Zähler - 6.302 abgerechnete Zähler gesellschaft mbH Energieagentur des LK Wasserversorgung Fernwärmeversorgung BB gGmbH - 3,8 Mio. m3/a Absatz - 108,0 Mio. kWh/a Fernwärmeabsatz Trianel Kohlerkraftwerk - 0,4 Mio. m3/a Eigenförderung (8,7%) - 23,3 Mio. kWh/a Dampfabsatz Krefeld Projektgesellschaft mbH & Co. KG - 9.330 abgerechnete Zähler - 446 abgerechnete Zähler ARGE Telekommunikation Flugfeld
11.02.2015 36 Grid from Ottobrunn
11.02.2015 37 system area SW SHA – renewable energy (installed capacity)
Michelf./Gailenk./Untermünk. 2,2 MW Sulzdorf/Bühlerzimmern 10,4 MW
SHA/Hessental/Gelbingen 23 MW Mainhardt/Wüstenrot 7,7 MW
Rosengarten/Michelbach 13,6 MW
11.02.2015 38 security of supply in Europe
39 | Power company Sindelfingen– profit an loss statement profit for the stake-holders 40 Mill. Euro in 10 years
1998 bis 2009 in Mio.
01.07.-31.12. 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Summe
Betriebserträge 4,607 28,239 49,237 53,871 54,757 55,202 56,992 58,353 73,449 76,544 71,383 69,070 651,704 Materialaufwand 2,276 12,338 23,661 27,224 27,624 27,635 27,542 30,130 43,924 48,960 43,177 42,220 356,711 Personalaufwand 0,738 2,302 3,244 3,186 3,294 3,533 3,632 3,653 4,064 3,956 4,330 4,273 40,205 Abschreibungen 1,090 3,863 6,156 6,421 9,169 8,248 6,996 6,747 6,746 6,606 6,682 6,456 75,180 Sonstige betriebliche Aufwendungen0,377 3,731 5,220 5,970 7,274 6,667 7,607 7,236 6,509 7,107 6,920 7,170 71,788
Betriebsergebnis 0,126 6,005 10,956 11,070 7,396 9,119 11,215 10,587 12,206 9,915 10,274 8,951 98,869
Finanzergebnis -0,461 -1,904 -2,987 -3,220 -3,346 -3,580 -3,350 -3,152 -3,408 -3,238 -3,363 -3,355 -35,364 Steuern 0,006 1,789 3,607 3,221 1,761 2,438 3,156 2,997 3,624 2,897 2,073 1,695 29,264
Jahresergebnis -0,341 2,312 4,362 4,629 2,289 3,101 4,709 4,438 5,174 3,780 4,838 3,901 39,291
SW Schwäb.Hall 37,5 % 0,000 0,739 1,636 1,736 0,858 1,163 1,766 1,664 1,940 1,418 1,814 1,463 14,734 Stadt Sindelfingen 37,4 % 0,000 0,737 1,631 1,731 0,856 1,160 1,761 1,660 1,935 1,414 1,810 1,459 14,695 EnBW 25,1 % 0,000 0,495 1,095 1,162 0,575 0,778 1,182 1,114 1,299 0,949 1,214 0,979 9,862 Gesamtausschüttung 0,000 1,971 4,362 4,629 2,289 3,101 4,709 4,438 5,174 3,780 4,838 3,901 39,291 our challenge-- Öl and Gas are ending, smog, flood, we need a reduction from carbon dioxide
11.02.2015 www.stadtwerke-hall.de my message save the invironment
11.02.2015 www.stadtwerke-hall.de lesson learned
Grid in Europe and Germany building Power Company ;small, great profit for the stake-holders ;if the commune is one of the stakeholder, they can build new facilitys and so on save the environment I hope you say -- yes we need, yes we can .Renewable is our future
11.02.2015 www.stadtwerke-hall.de 43 the new energy revolution for Tamil Nadu it happens
2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de 44 Thank you for your attention! Contact:
Peter Breuning More information on www.stadtwerke-hall.de. AL Netzleittechnik
Tel.: 0791 401-300 Fax: - [email protected]
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