Evolutie van de behoefte aan ondersteunende diensten voor de evenwichtsbewaking van de Belgische regelzone tot 2018

Studie ondersteunende diensten - horizon 2018

Evolutie van de behoefte aan ondersteunende diensten voor de evenwichtsbewaking van de Belgische regelzone tot 2018

Mei 2013

Deze studie gaat na welke de behoeften aan ondersteunende diensten voor de evenwichtsbewaking van de Belgische regelzone zullen zijn in 2018. Daarnaast wordt nagegaan of de bestaande middelen in het Belgische systeem, die deze reserves kunnen leveren, volstaan om de benodigde reservevolumes in 2018 af te dekken. Deze studie werd uitgevoerd op vraag van de CREG in haar beslissing (B)120621-CDC-1162 met betrekking tot de goedkeuring van de reservevolumes voor het jaar 2013. De focus ligt enkel op reserves noodzakelijk voor Elia om het real-time evenwicht van de regelzone te garanderen. Er wordt bijgevolg niet gekeken naar de problematiek van bevoorradingszekerheid op lange termijn en eventuele bijkomende nood aan productiemiddelen. Pagina 1 van 13


Inhoudsopgave 1. Verklarende woordenlijst .......................................................... 3 2. Samenvatting ............................................................................ 4 2.1 Evolutie van de nood aan systeemreserves ................................ 4 2.1.1 Frequency containment reserves (FCR) ........................... 4 2.1.2 Frequency restoration reserves (FRRa en FRRm) .............. 4 2.1.3 Replacement Reserves (RR) .......................................... 9 2.2 Beschikbare reservemiddelen in 2018 ....................................... 9 2.2.1 FCR- en FRRa-middelen .............................................. 10 2.2.2 Opwaartse manuele FRR ............................................. 10 2.2.3 Neerwaartse manuele FRR .......................................... 11 3. Lijst met referenties .................................................................13

Pagina 2 van 13


1. Verklarende woordenlijst ACER

Agentschap voor de samenwerking van energieregulatoren

BE

België

BRP

Evenwichtsverantwoordelijke

CIPU

Contract voor de coördinatie van de injectie van productie-eenheden

CREG

Commissie voor de regulering van elektriciteit en gas

D-1

Daags op voorhand

DNB

Distributienetbeheerder

ENTSOe

Europees Netwerk van transmissienetbeheerders voor elektriciteit

FCR

Frequency Containment Reserves, momenteel primaire reserves (R1) genoemd

FRR

Frequency Restoration Reserves

FRR-

Opwaartse Frequency Restoration Reserves

FRR+

Neerwaartse Frequency Restoration Reserves

FRRa

Automatic Frequency Restoration Reserves, momenteel secundaire reserves (R2) genoemd

FRRm

Manual Frequency Restoration Reserves, momenteel tertiaire reserves (R3) genoemd

GCT

Gate Closure Time: periode voor real-time waar de markt sluit

HEB

Hernieuwbare energiebronnen

HVDC

Hoogspanning DC-verbindinding

ID

Intraday, gedurende de dag zelf

MW

Megawatt Grootste enkelvoudig instantaan incident in een regelblok dat leidt tot een systeemonevenwicht dat in aanmerking wordt genomen bij de dimensionering van de FRR.

N-1 NC LFC&R

Network Code Load Frequency Control and Reserves

OCGT

Open cyclus gasturbine

PHS

Pompcentrales

PV

Fotovoltaïsche productie-eenheid

RR

Replacement Reserves

STEG

Stoom- en gascentrale

TNB

Transmissienetbeheerder

VK

Verenigd Koninkrijk

VHE

Variabele hernieuwbare energiebronnen

WKK

Warmtekrachtkoppeling

Pagina 3 van 13


2. Samenvatting De CREG heeft deze studie aangevraagd in haar beslissing betreffende de benodigde reservevolumes voor het jaar 2013 [1] met als doestelling: 

de benodigde reservevolumes voor het systeem in 2017/2018 in te schatten;



na te gaan of er voldoende middelen om reserves te leveren beschikbaar zullen zijn in het elektriciteitssysteem om in deze behoeften te voorzien in 2017/2018.

Deze studie gaat, voor alle duidelijkheid, niet in op het vraagstuk van de bevoorradingszekerheid en eventuele nood aan bijkomende productiemiddelen. Ze kijkt alleen naar de specifieke reserves die Elia dient te verzekeren in het kader van haar verantwoordelijkheid om te zorgen voor de beschikbaarheid van de nodige ondersteunende diensten, zoals bepaald in de Elektriciteitswet (art. 8 §1) en het federaal technisch reglement voor het beheer van het transmissienet van elektriciteit en de toegang ertoe (art. 231 en 232). Dit document omvat de vertaling van de samenvatting van de volledige studie, die enkel in het Engels beschikbaar is [12].

2.1 Evolutie van de nood aan systeemreserves 2.1.1 Frequency containment reserves (FCR) De dimensionering van FCR (voorheen primaire reserves genoemd) vindt plaats op ENTSOe-niveau. De bijdrage van de Belgische regelzone aan deze reserves voor het continentale Europese elektriciteitssysteem lag in het verleden ongeveer tussen 90 en 106 MW. De nood aan FCR zal naar verwachting min of meer stabiel blijven tot 2018, hoewel een beperkte toename verwacht wordt aangezien: 

de Europese transmissienetbeheerders hebben vastgesteld dat het risico dat er onvoldoende FCR beschikbaar is in het systeem om incidenten op te vangen de voorbije jaren gestegen is ten gevolge van een verslechtering van de kwaliteit van de systeemfrequentie [2, 6];



de FCR bijdrage voor België in de toekomst zal wellicht berekend worden op basis van de som van de nettoproductie en het nettoverbruik, terwijl dit vroeger uitsluitend gebeurde op basis van de nettoproductie [2, 6]. Deze ontwikkeling kan leiden tot een kleine verhoging van de Belgische FCR bijdrage, aangezien België typisch elektriciteit importeert.

Bijgevolg wordt voor 2018 een FCR bijdrage van 95 tot 110 MW geraamd.

2.1.2 Frequency restoration reserves (FRRa en FRRm) De evenwichtsverantwoordelijken (BRP's of balancing responsible parties) zijn verantwoordelijk om hun perimeter op kwartierbasis in evenwicht te houden in het Belgische systeem [4]. De BRP’s moeten daags op voorhand een programma in evenwicht nomineren voor hun perimeter en tijdens de dag (intraday, ID) aanpassingen doorvoeren op basis van nauwkeurigere ID-voorspellingen en effectieve metingen van de productie en afname, aangezien de onzekerheid op de uiteindelijke evenwichtspositie van hun perimeter afneemt naar real-time toe. Elk residueel systeemonevenwicht wordt in laatste instantie door Elia opgelost [3, 4] door middel van de activering van een combinatie van automatische1 en manuele2 frequency restoration reserves (resp. FRRa en FRRm). Bijgevolg is elke evaluatie van de vereiste reservevolumes voor FRRa en FRRm sterk afhankelijk van veronderstellingen betreffende het gedrag van de BRP's. Deze studie veronderstelt - in vergelijking met de huidige situatie - grote bijkomende inspanningen door de BRP's en andere marktspelers om de residuele onevenwichten in de Belgische regelzone te minimaliseren. De resulterende reservebehoeften van deze studie zijn bijgevolg alleen geldig als aan deze sterke voorwaarde voldaan is. Er wordt immers verwacht dat de nood aan reserves, alsmede de bijhorende kosten voor de maatschappij, zeer sterk zullen stijgen indien niet aan deze voorwaarde voldaan is door onvoldoende inspanningen en investeringen of in geval van een status quo. 1 2

Voorheen secundaire reserves genoemd Voorheen direct geactiveerde tertiaire reserves genoemd Pagina 4 van 13


De massale integratie van variabele hernieuwbare energiebronnen (VHE) zoals wind- en fotovoltaïsche productie (PV), waarvan de productie wordt bepaald door de weersomstandigheden en niet door de afname van het systeem, vergroot de nood aan systeemflexbiliteit voor de BRP's om het evenwicht van hun perimeter in evenwicht te kunnen houden. VHE kunnen natuurlijk ook zelf een deel van deze nodige flexibiliteit leveren, afhankelijke van hun beschikbaarheid. Deze studie gaat ervan uit dat de BRP's toegang hebben tot -en gebruikmaken van- voldoende flexibiliteit om de verwachte positie van hun perimeter op kwartierbasis in evenwicht te brengen. Bijgevolg wordt er bij de dimensionering van de reserves geen rekening gehouden met structurele residuele onevenwichten door een gebrek aan systeemflexibiliteit om de voorspelde variabele productie van VHE op te vangen. Er wordt dus aangenomen dat de BRP’s deze variabele productie van VHE binnen hun perimeter zelf balanceren. Bovendien wordt van alle BRP's verwacht dat ze investeren in zeer nauwkeurige ID-voorspellingen van de VHE productie, alsook van het verbruik binnen hun perimeter. In deze veronderstelling dient Elia alleen de residuele onevenwichten door onvoorspelbare of gedeeltelijk voorspelbare gebeurtenissen zoals bijna real-time voorspellingsfouten van belasting en productie (VHE, conventionele productie, … ) en de uitval van een afname, een productie-eenheid en/of een HVDC-verbinding ,… op te lossen. De belangrijkste drijfveren achter de evolutie van de nodige reservebehoeften tegen 20183 zijn: 

de enorme toename van de geïnstalleerde capaciteit aan VHE in het systeem, wat resulteert in grotere voorspellingsfouten en een mogelijke grotere volatiliteit van het residuele systeemonevenwicht;



de integratie van de 1.000 MW HVDC-verbinding tussen het Verenigd Koninkrijk en België in het systeem (het zogenaamde NEMO-project). De uitval van deze verbinding in import- of exportmodus introduceert respectievelijk zeer grote negatieve of positieve onevenwichten in het systeem. Grote geprogrammeerde sprongen in de energiestromen kunnen ook leiden tot een verhoogde volatiliteit van het residuele systeemonevenwicht.

Er werden verschillende scenario's gesimuleerd voor de evolutie van de noden aan systeemreserves tegen 2018. De onderstaande tabel geeft een overzicht van de veronderstellingen voor elk van deze scenario's. Zoals hierboven reeds uiteengezet gaan alle gesimuleerde scenario's uit van aanzienlijke extra inspanningen en investeringen van de marktspelers in accurate voorspellingen, flexibiliteit en marktparticipatie in vergelijking met de huidige situatie. Alle gesimuleerde scenario's gaan dus uit van dezelfde veronderstellingen betreffende: 

Evoluties inzake nauwkeurigheid belastingsprofielen;

van

voorspellingen,



Evenwichtsbewaking in het D-1 tijdsbestek.

metering

en

Het dient uitdrukkelijk vermeld dat deze inspanningen en investeringen op het gebied van accurate voorspellingen, flexibiliteit en marktparticipatie alleen zullen plaatsvinden, als de BRP's en marktspelers efficiënte en krachtige stimulansen krijgen om de residuele systeemonevenwichten tot een minimum te beperken. Deze stimulansen moeten ervoor zorgen dat BRPs voldoende investeren in – en gebruikmaken van - systeemflexibiliteit en de D-1 en ID elektriciteitsmarkt om het evenwicht van hun perimeter te bewaren. De onevenwichtstarieven, die bepaald worden door Elia, dienen te zorgen voor deze stimulansen. Momenteel wordt echter vastgesteld dat tijdens bepaalde periodes de huidige stimulansen onvoldoende zijn. Dit dient in de nabije toekomst opgelost te worden om te vermijden dat de noden aan systeemreserves, alsmede de bijhorende kosten, zeer sterk zullen stijgen. De stimulansen die aan de marktspelers worden gegeven, moeten doeltreffend zijn om een duurzame integratie van VHE in het systeem mogelijk te maken die niet gepaard gaat met een permanente structurele stijging van de behoeften aan systeemreserves wegens een gebrekkige systeemflexibiliteit.

3

Deze studie gaat ervan uit dat NEMO in dienst zal worden genomen in 2018. Pagina 5 van 13


In tegenstelling tot de hierboven vermelde gezamenlijke veronderstellingen, verschillen de gesimuleerde scenario's in: 

Evenwichtsbewaking in het ID tijdsbestek: de hoeveelheid flexibiliteit, beschikbaar op zeer korte (ID) termijn, die BRP’s toelaat de positie van hun perimeter aan te passen op basis van verbeterde ID-voorspellingen en metingen;



Evenwichtsbewaking binnen het uur: de hoeveelheid flexibiliteit, beschikbaar binnen een bestek van 15 minuten, die de BRP’s toelaat om snelle wijzigingen (snelle schommelingen binnen een periode van een uur) in de productie van VHE en de energiestromen van HVDC-verbindingen op te vangen.

In het scenario met lage reservebehoeften wordt ervan uitgegaan dat in 2018 veel flexibiliteit op ID- en kwartierbasis beschikbaar zal zijn, terwijl er in het scenario met hoge reservebehoeften ervan uitgegaan wordt van een schaarste voor dergelijke flexibiliteit. Meer gedetailleerde informatie over de verschillende scenario's vindt u in paragraaf 6.3 en in bijlage 3 van [12]. Veronderstellingen genomen voor simulatie

Scenario met lage reservebehoeften

Scenario met hoge reservebehoeften

Evolutie inzake nauwkeurigheid van voorspellingen, metering en belastingsprofielen

Hoog

Hoog

Hoog

Hoog

Hoog

Laag

Hoog

Laag

Investeringen van BRP's in nauwkeurige ID-voorspellingen van VHE-productie en verbruik binnen hun perimeter. Investeringen in smart metering en nauwkeurigere profilering van de belasting om een duidelijk real-time zicht te krijgen op de werkelijke afname, injectie en evenwichtspositie van het systeem en de BRP-perimeter. Evenwichtsbewaking in het D-1 tijdsbestek Vermogen van de BRP's om de voorspelde D-1 positie van hun perimeter, met inbegrip van de VHE productie, veranderingen in verbruik, enz., in evenwicht te brengen. Dit vereist voldoende investeringen in systeemflexibiliteit om de hoge toekomstige VHE-capaciteit (in combinatie met het normale dagelijkse verbruikspatroon) op te vangen. Evenwichtsbewaking in het ID tijdsbestek Vermogen van de BRP's om de positie van hun perimeter in ID aan te passen ten gevolge van nauwkeurigere IDvoorspellingen van de VHE-productie en van het verbruik binnen hun perimeter (smart metering, … ). Dit is afhankelijk van de hoeveelheid ID-flexibiliteit binnen de perimeter van de BRP (zowel op belasting als op productie) en van de liquiditeit van de ID-markten. Evenwichtsbewaking binnen het uur Mogelijkheid van de BRP's om wijzigingen, binnen een periode van een uur, van VHE productie (wind, PV, …) en energiestromen van HVDC-verbindingen4 te balanceren. Dit is afhankelijk van: 

de hoeveelheid flexibiliteit op kwartierbasis binnen de perimeter van de BRP (belasting en productie)



de aanwezigheid van een liquide ID-markt op kwartierbasis.

Onderstaande tabel en afbeeldingen tonen de geïnterpoleerde systeembehoeften voor FRRa en FRRm voor de periode 2013 – 2018. Deze reserves zijn nodig om, onder 4

Afhankelijk van de evenwichtsverantwoordelijkheid voor de geplande HVDC-verbinding (NEMO) . Pagina 6 van 13


bovenstaande veronderstellingen, de residuele onevenwichten voor de verschillende scenario's op te lossen. De grijze stippellijnen tonen de zeer sterke stijging van de nood aan reserves indien de aanzienlijke inspanningen en investeringen, die voor alle scenario’s als gezamenlijk uitgangspunt werden genomen, niet (of slechts gedeeltelijk) plaatsvinden. Dit zou immers leiden tot grote structurele residuele onevenwichten veroorzaakt door een gebrek aan systeemflexibiliteit of door onvoldoende accurate voorspellingen van VHE productie en verbruik in het net.

FRRa [MW]

Neerwaartse FRRm [MW]

Opwaartse FRRm [MW]

2013 referentie

140

695

1120

2018: scenario met lage reservebehoeften

152

1138

1078

2018: scenario met hoge reservebehoeften

192

1331

1321

Tot >300 MW

Tot >1750 MW

Tot >1700 MW

Scenario

Onvoldoende inspanningen en investeringen

Niet alle reserves dienen op voorhand gecontracteerd te worden door de TNB; ze kunnen bijvoorbeeld worden aangeboden als niet-vooraf gecontracteerde reserves op de balancing-markt; de hierboven vermelde volumes gaan uit van een beschikbaarheid van 100%, maar het is mogelijk, door portfolio effecten in rekening te nemen, om equivalente volumes te berekenen voor het geval van een beschikbaarheid lager dan 100%. We kunnen besluiten dat de reservebehoeften van het systeem sterk afhangen van het gedrag van de BRP's. Om een zeer sterke stijging van de toekomstige reservebehoeften (en dus van de kosten voor de gemeenschap), zoals aangegeven door de grijze stippellijn in bovenstaande figuur, te voorkomen, is het van cruciaal belang dat: 

de BRP's investeren in performante ID-voorspellingen van de VHEproductie en het verbruik binnen hun perimeter;



de BRP's actief gebruik maken van de markten op alle tijdschalen om het evenwicht van hun perimeter te bewerkstelligen;



de BRP’s pro-actief zijn in het ontwikkelen van flexibiliteit in hun portfolio (belasting & productie) en deze flexibiliteit beschikbaar maken op de markten (D-1-, ID- en balancing-markt);



TNB, DNB's, BRP's en andere marktspelers extra inspanningen leveren om een nauwkeurige metering en profilering van belasting (verantwoordelijkheid van de DNB's) mogelijk te maken.

Adequate stimulansen, gegeven door het onevenwichtsmechanisme, zijn cruciaal om bovenstaande te bereiken: Pagina 7 van 13




alle onevenwichtsvolumes onevenwichtsprijzen;

moeten

worden

onderworpen

aan



real-time marktreactie op de onevenwichtsprijzen om het evenwicht van de BRP-perimeter en het Belgische systeem te ondersteunen moet aangemoedigd worden;



de onevenwichtsprijzen moeten hoog genoeg zijn om investeringen in -en het daadwerkelijke gebruik vansysteemflexibiliteit door alle marktspelers in de hand te werken. Hiervoor kunnen extra prikkels nodig zijn, aangezien de huidige stimulansen ontoereikend blijken tijdens sommige periodes.

Indien er onvoldoende systeemflexibiliteit beschikbaar wordt gesteld om de productie van VHE te balanceren, of indien er onvoldoende wordt geïnvesteerd in nauwkeurige (ID) voorspellingen, zullen de reservebehoeften van het systeem aanzienlijk toenemen en vermoedelijk veel hoger zijn dan in de gesimuleerde scenario's met lage en hoge reservebehoeften. Verder is uit de gesimuleerde scenario's voor de raming van de reservebehoeften voor 2018 gebleken dat: 

de behoefte aan FRRa zal stijgen tegen 2018 als gevolg van een verwachte toename van de volatiliteit van de residuele onevenwichten door toenemende snelle schommelingen van VHE binnen het uur, sprongen in het uitwisselingsprogramma van de toekomstige HVDC-verbinding tussen België en het VK, voorspellingsfouten,... De toename van FRRa zal afhangen van de hoeveelheid flexibiliteit op kwartierbasis die aanwezig is in het systeem. Dit onderstreept het belang van: o

voldoende investeringen in flexibiliteit op kwartierbasis in de BRPperimeter (belasting en productie);

o

de ontwikkeling van een liquide gekoppelde ID-markt met een tijdresolutie van 15 minuten en korte gate closure time (GCT).

voor de kosteneffectieve integratie van grote volumes aan VHE in het systeem. Alle uitgevoerde simulaties gingen uit van een zeer efficiënte desaturatie van FRRa door FRRm. Dit vereist zeer flexibele FRRm, die zeer vaak en bijna continu worden geactiveerd, en een zeer liquide FRRm balancing-markt. Daarnaast is er de behoefte aan FRRm om zeldzame maar grote incidenten op te vangen, wat het gebruik van minder flexibele FRRm toelaat (gelimiteerd aantal activeringen,…). 



De behoefte aan opwaartse FRRm neemt toe in het scenario met hoge reservebehoeften en daalt zelfs beperkt in het scenario met lage reservebehoeften. Dit kan als volgt worden verklaard: o

de in 2012 waargenomen systeemonevenwichten, die gebruikt werd als basis om de reservebehoeften voor 2018 te simuleren, toonden een significante daling van de negatieve residuele systeemonevenwichten tegenover 2011 (de in 2011 waargenomen systeemonevenwichten werden gebruikt als basis voor de berekening van de reservebehoeften voor 2013);

o

de toegenomen behoeften aan opwaartse FRRm vanwege de bijkomende VHEcapaciteit worden voor een groot deel afgedekt door de opwaartse FRRm die momenteel reeds vereist is om de uitval van de grootste centrale op te vangen (probabilistisch combinatorisch effect);

o

men gaat uit van grote investeringen in systeemflexibiliteit, sterke toename van de voorspellingskwaliteit en ID-flexibiliteit en grote extra inspanningen om de residuele onevenwichten in het scenario met lage reservebehoeften te minimaliseren in vergelijking met de huidige situatie in 2013.

De behoefte aan neerwaartse FRRm neemt aanzienlijk toe als gevolg van: o

de integratie van extra VHE-capaciteit (resulterend in zowel positieve en negatieve voorspellingsfouten);

Pagina 8 van 13


o

de introductie van een groot positief N-1 incident als gevolg van een uitschakeling van de 1000 MW HVDC-verbinding tussen België en het VK in volle export;

o

de in 2012 waargenomen systeemonevenwichten die gebruikt werden als basis om de reservebehoeften voor 2018 te simuleren, toonden een significante toename van de positieve residuele systeemonevenwichten tegenover 2011 (de basislijn voor de berekening van de reservebehoeften voor 2013);

Residuele positieve systeemonevenwichten veroorzaakt door een gebrek aan (geactiveerde) neerwaartse flexibiliteit worden vandaag reeds waargenomen in het Belgische elektriciteitssysteem. Dit toont opnieuw het belang van adequate en sterke marktstimulansen om de komende jaren die neerwaartse flexibiliteit te ontwikkelen. De zeer forse toename van neerwaartse reservebehoeften wijst op de noodzaak om een aanzienlijke hoeveelheid neerwaartse flexibiliteit in het systeem te ontwikkelen. Dit wordt verder uitgewerkt in hoofdstuk 8 van [12]. Elia zal inspanningen leveren om een systematische lange positie van de residuele systeemonevenwichten, zoals waargenomen in 2012, te voorkomen. Dit zou leiden tot een lichte vermindering van de toename van de behoeften aan neerwaartse FRRm en een kleine stijging van de behoeften aan opwaartse FRRm, hoewel de algemene conclusies van deze studie geldig blijven5.

2.1.3 Replacement Reserves (RR) Replacement Reserves (RR) zijn de tragere, manueel geactiveerde reserves met als doel om de geactiveerde FRR na 15 minuten (gedeeltelijk) te vervangen. Het Belgische systeem laat marktspelers toe -en spoort hen aan om- het evenwicht van hun perimeter in real-time herstellen. Bijgevolg vervullen de marktspelers de functie om de geactiveerde reserves terug vrij te maken. Daarom contracteert Elia geen RR en is het ook niet van plan dit in de toekomst te doen. De toekomstige NC LFC&R [2] bevestigt dat RR optioneel zijn en dat het marktdesign bepaalt of RR al dan niet nodig zijn. Op voorwaarde dat dit fundamentele kenmerk van de Belgische balancing-markt behouden blijft, wordt er in het Belgische marktconcept niet nagedacht over het vastleggen van RR.

2.2 Beschikbare reservemiddelen in 2018 De tweede vraag die in deze studie wordt behandeld, is of de reservemiddelen die in 2018 vermoedelijk beschikbaar zullen zijn, volstaan om de gesimuleerde reservebehoeften van het systeem in 2018 te dekken. De studie maakt een momentopname van de verwachte situatie in 2018 en houdt geen rekening met de tussentijdse evolutie van de reservemiddelen. Deze studie gaat niet in op het vraagstuk van bevoorradingszekerheid op lange termijn en eventuele nood aan bijkomende productiemiddelen. Ze kijkt alleen naar de specifieke reserves die Elia dient te verzekeren in het kader van haar verantwoordelijkheid om te zorgen voor de beschikbaarheid van de nodige ondersteunende diensten, zoals gedefinieerd door de Elektriciteitswet (art. 8 §1) en het federaal technisch reglement voor het beheer van het transmissienet van elektriciteit en de toegang ertoe (art. 231 en 232). Er wordt alleen gekeken naar de reservemiddelen binnen het Belgische systeem, vanwege de inherente onzekerheid m.b.t. het contracteren van grensoverschrijdende reserves. Elia zal echter de grensoverschrijdende reservatie van reserves blijven onderzoeken en ontwikkelen. Naast de controle of er technisch voldoende middelen (aantal MW capaciteit aan ondersteunende diensten) beschikbaar zullen zijn om de reservebehoeften van het systeem te dekken, is het ook van essentieel belang om na te gaan of de reservemiddelen voldoende gediversifieerd zullen zijn om ze economisch efficiënt te kunnen leveren en aankopen. In de volgende hoofdstukken wordt ervan uitgegaan dat er voldoende extra investeringen en inspanningen worden geleverd om de residuele systeemonevenwichten tot een 5 De gemiddelde waarde van het residuele systeemonevenwicht in 2012 bedroeg 64 MW (lang). Het effect van het uitgaan van een gemiddeld gebalanceerd residueel systeemonevenwicht op de hierboven berekende reservevolumes wordt verondersteld lager te zijn dan 50 MW vanwege de probabilistische combinatorische effecten in het dimensioneringsproces.

Pagina 9 van 13


minimum te beperken. Daarom zijn de beschouwde reservebehoeften die van het systeem van de scenario's met lage en hoge reservebehoeften. Het is duidelijk dat, indien er onvoldoende investeringen of inspanningen worden geleverd, de reservebehoeften van het systeem veel hoger zullen zijn dan dan de bovenstaande behoeften voor de verschillende bestudeerde scenario’s, wat leidt tot forse bijkomende investeringen in reservemiddelen.

2.2.1 FCR- en FRRa-middelen Er wordt verwacht dat, vanuit technisch standpunt en in de veronderstelling dat tenminste 3 van de bestaande STEG-installaties nog steeds beschikbaar zullen zijn in het systeem in 2018 en dat een deel van de FCR nog steeds geleverd wordt door belasting, de gesimuleerde reservebehoeften voor FCR en FRRa in 2018 kunnen worden afgedekt door bestaande middelen, zowel voor het scenario met lage als met hoge reservebehoeften. Er dient echter benadrukt te worden dat, indien er geen investeringen komen in nieuwe FCR- en FRRa-capaciteit, de marges voor FCR en FRRa zullen verkleinen, wat leidt tot een onhoudbare situatie, voornamelijk voor het scenario met hoge reservebehoeften. Vanuit economisch oogpunt is de reservatie en levering van FCR en FRRa op de huidige FCR en (vooral) FRRa-middelen niet optimaal, aangezien het merendeel van deze reserves uitsluitend geleverd kan worden op STEG-installaties. Bijgevolg is de kost voor het contracteren van deze draaiende reserves volledig afhankelijk van de marktsituatie voor STEG-centrales, die gekenmerkt wordt door de evolutie van de clean spark spread. In een efficiënte markt zouden de draaiende reserves (FCR, FRRa) op elk moment geleverd moeten worden door de aanwezige belasting of door aanwezige elektriciteitscentrales (geselecteerd in de merit order), zoals windparken, STEG-installaties, steenkooleenheden, WKK-installaties, biomassa-eenheden,… afhankelijk van de marktsituatie. De reservatie van draaiende reserves op centrales die niet geselecteerd werden in de merit order, dient vermeden te worden omdat dit leidt tot zeer hoge 'must-run'-kosten. Om de reservatiekosten van FCR en FRRa nog verder te verlagen, moeten de efficiëntste eenheden neerwaartse reservecapaciteit leveren, terwijl de minst efficiënte de opwaartse capaciteit leveren om zo de opportuniteitsverliezen door het leveren van reserves te minimaliseren. De participatie van windenergie, WKK-eenheden, biomassa-eenheden en waar mogelijk belasting,… in de levering van FCR en FRRa, dient ontwikkeld te worden om een economisch efficiënte levering en reservatie van FCR en FRRa toe te laten. Belangrijke voorwaarden hiervoor zijn met name: 

intelligente ondersteuningsmechanismen voor HEB en WKK-eenheden moeten een aantrekkelijk kader creëren voor de participatie van deze eenheden in de markt van de ondersteunende diensten, wat momenteel niet altijd het geval is;



nieuwe en gereviseerde centrales moeten over FCR- en FRRa-capaciteit beschikken om de continuïteit van de reservecapaciteit in het Belgische productiepark te garanderen en om ervoor te zorgen dat de nieuwste - en dus vaak efficiëntste- eenheden FCR en FRRa kunnen leveren;



nieuwe uitbatingsstrategieën voor PHS-centrales (pumped hydro storage, pompcentrales) om de levering van FCR en FRRa efficiënter te maken dienen verder onderzocht te worden.

2.2.2 Opwaartse manuele FRR Er wordt verwacht voor de opwaartse FRRm dat de huidige reservemiddelen die wellicht in 2018 nog beschikbaar zullen zijn vanuit technisch oogpunt ontoereikend zijn om de gesimuleerde FRRm behoeften in 2018 af te dekken. Dit komt door de combinatie van enerzijds de toenemende behoeften aan opwaartse FRRm in het scenario met hoge reservebehoeften en anderzijds de veronderstelde ontmanteling van de turbojets (210 MW opwaartse FRRm) en enkele oudere OCGT's die momenteel opwaartse FRRm leveren. In het scenario met hoge reservebehoeften moet ongeveer 360 MW extra opwaartse FRRm-capaciteit worden ontwikkeld. Pagina 10 van 13


Bovendien is, vanuit economisch oogpunt, een diversificatie van de opwaartse FRRmmiddelen nodig om te voorkomen dat we te veel afhankelijk worden van OCGT-eenheden en dus van de gas- en elektriciteitsprijzen voor de reservatie van opwaartse FRRm. Er dient te worden opgemerkt dat FRRm twee belangrijke functies heeft: 



continue desaturatie van de geactiveerde FRRa, wat flexibele opwaartse FRRm vereist die geleverd kan worden door: o

flexibele draaiende eenheden (biomassa, HEB, WKK-installaties, STEG's/OCGT's, PHS-installaties, …) of zeer flexibele afnames (activeringsfrequentie,…);

o

zeer flexibele niet-draaiende eenheden (activerings-frequentie,…) zoals PHS-centrales (pompcentrales),…

het afdekken van zeldzame maar zeer grote onevenwichten (meestal uitval van centrales), wat het gebruik van minder flexibele FRRm eenheden toelaat (gelimiteerd aantal activeringen,…), zoals de onderbreking van afnames,…

De vereiste bijkomende opwaartse FRRm-capaciteit moet worden gecreëerd door: 

participatie van nieuwe/gereviseerde OCGT's (omgevormde STEG's) in de opwaartse FRRm-markt;



participatie van afnames in de opwaartse FRRm-markt;



grensoverschrijdende reservatie van FRRm en overeenkomsten aangrenzende TNB's voor het delen van FRRm-capaciteit;



verdere diversificatie (biomassa, HEB, WKK-installaties, …) in de FRRmmarkt.

met

2.2.3 Neerwaartse manuele FRR Het Belgische systeem ondervindt momenteel al moeilijkheden door een gebrek aan (geactiveerde) neerwaartse systeemflexibiliteit –ook ‘onsamendrukbaarheid’ genoemdtijdens bepaalde periodes in de zomer en zelfs in de winter. Bovendien wordt verwacht dat de grootschalige integratie van VHE in het systeem en de HVDC-verbinding tussen België en het VK de behoefte aan neerwaartse flexibiliteit met +/-700 MW zal verhogen in het scenario met hoge reservebehoeften. Neerwaartse FRRm moet in principe niet op voorhand gecontracteerd worden, aangezien de behoefte wijst op een productieoverschot in het systeem. Een kader waarin de beschikbare productie-eenheden of afnames (stijging van het verbruik) neerwaartse flexibiliteit aanbieden tegen een prijs die rekening houdt met de marginale activeringskosten voor neerwaarts regelvermogen is duurzamer op de lange termijn en is nodig om de juiste stimulansen te creëren om investeringen in neerwaartse flexibiliteit aan te moedigen. Dit ligt in het verlengde van het huidige kader om neerwaartse FRRm aan te bieden overeenkomstig het CIPU-contract [8]. De onevenwichtstarieven weerspiegelen dan deze prijssignalen (enkelvoudige marginale prijsstelling), zodat de BRP's en marktspelers gestimuleerd worden om te investeren in voldoende neerwaartse flexibiliteit, om hun portfolio in evenwicht te brengen op kwartierbasis en om het evenwicht van de regelzone te ondersteunen. Indien de marktspelers onvoldoende neerwaartse flexibiliteit aanbieden, kunnen extra stimulansen in de onevenwichtstarieven nodig zijn als tussenmaatregel om de ontwikkeling -en het gebruik- van neerwaartse flexibiliteit te stimuleren. We kunnen besluiten dat er nog een aanzienlijke hoeveelheid neerwaartse manuele FRRm-flexibiliteit moet worden ontwikkeld tegen 2018, door: 

de neerwaartse flexibiliteit van bestaande centrales te maximaliseren (verlagen van de minimale stabiele vermogensafgifte, … ), bijvoorbeeld door STEG's om te vormen tot OCGT's;



te eisen dat nieuwe en gereviseerde productie-eenheden een lage stabiele minimale productie hebben, snel kunnen starten en stoppen en hun vermogen snel kunnen variëren;

Pagina 11 van 13




te eisen dat VHE-eenheden neerwaartse flexibiliteit aanbieden (vereist voor de duurzame integratie van een hoge geïnstalleerde capaciteit aan VHE in het systeem);

Verder gelden voor neerwaartse FRRm dezelfde conclusies als voor de opwaartse FRRm i.v.m. de verschillende functies, namelijk desaturatie van de geactiveerde FRRa en het opvangen van zeldzame, maar grote incidenten.

Pagina 12 van 13


3. Lijst met referenties [1]

CREG beslissing (B)120621-CDC-1162 van 21 juni 2012: www.creg.be

[2]

Voorlopige versie van de NC LFC&R gepubliceerd door ENTSOe op 1/2/2013 ter publieke consultatie: https://www.entsoe.eu/major-projects/network-code-development/load-frequencycontrol-reserves/

[3]

Verdere informatie over het Elia balancing mechanisme is beschikbaar op: http://www.elia.be/nl/producten-en-diensten/productfiches#evenwicht

[4]

KB houdende een technisch reglement voor het beheer van het transmissienet van elektriciteit en de toegang ertoe: http://www.ejustice.just.fgov.be/cgi_loi/loi_a.pl?language=nl&caller=list&cn=2002 121942&la=n&fromtab=wet&sql=dt='koninklijk%20besluit'&tri=dd+as+rank&rech =1&numero=1

[5]

‘Harnessing Variable Renewables – A guide to the balancing challenge’ door het International Energy Agency, 2011, 228 pg

[6]

ENTSOe finale rapport over Operationele Reserves: https://www.entsoe.eu/major-projects/network-code-development/load-frequencycontrol-reserves/

[7]

ENTSOe Operationele Handboek Beleid 1 over Load-Frequency Control: https://www.entsoe.eu/publications/system-operations-reports/operationhandbook/

[8]

CIPU contract: http://www.elia.be/nl/producten-en-diensten/~/media/files/Elia/Products-andservices/ProductSheets/S-Ondersteuning-net/S5_F_CIPU_08_07.pdf

[9]

Gebaseerd op publiek beschikbare gegevens van de BritNed kabel: http://energieinfo.tennet.org/Connection/NominatedCapacityTSO.aspx

[10]

Gebaseerd op publiek beschikbare voorspellingen van Amprion: http://www.amprion.de

[11]

Finale Framework Guidelines on electricity balancing, ACER, gepubliceerd op 20 september 2012: http://www.acer.europa.eu/Electricity/FG_and_network_codes/Pages/Balancing.as px

[12]

Volledige studie over de evolutie van de behoefte aan ondersteunende diensten voor de evenwichtsbewaking van de Belgische regelzone tot 2018 (enkel beschikbaar in Engels) http://www.elia.be/en/grid-data/balancing/~/media/files/Elia/Griddata/Balancing/Reserves-Study-2018.pdf

Pagina 13 van 13

Evolutie van de behoefte aan ondersteunende diensten voor de evenwichtsbewaking van de Belgische regelzone tot 2018

Recommend Documents