(News4Press.com) Der stetig fortschreitende Aus- und Umbaus des Energieversorgungssystems stellt alle Beteiligten vor große Herausforderungen. Die deutschen Ausbauziele für Wind- und Solaranlagen liegen nach dem Energiekonzept bis 2020 der Bundesregierung bei 35 % am Stromverbrauch bzw. 18 % am Primärenergieverbrauch. Nach Einschätzung von Experten des VDE könnte die dafür notwendige installierte Leistung von 80 GW an einigen Tagen zu einer theoretisch hundertpro¬zentigen Lastabdeckung führen. Aufgrund der zeitlichen Diskrepanz zwischen Erzeugung und Verbrauch ist jedoch damit zu rechnen, dass vermehrt Betriebszustände mit einer Bedarfsüberdeckung (Niedrigverbrauchspe¬rioden) bzw. –unterdeckung (Hochverbrauchsperioden) auftre¬ten. Aus Gründen der Systemstabilität im Gesamtnetz würde dies zu großflächigen Abschaltungen der Anlagen führen, was wiederum das Zuschalten von Regelkraftwerken erforderlich macht, um die verbleibende Last auszugleichen. Der Einsatz von elektrischen Speichern kann an dieser Stelle zur Integration erneuerbarer Energien beitragen.
In einer jetzt vorgelegten Studie des VDE mit dem Titel „Demand Side Intergration“ (DSI) ermittelten Experten, wie sich ungenutzte Lastverschiebungspotenziale effektiv erschliessen lassen. Simulationsberechnungen und Analysen in der VDE-Studie haben beachtliche Potenziale für Demand Side Integration in Deutschland ergeben. Schon heute (Szenario 2010) besitzt Deutschland ein erhebliches theoretisches DSI-Leistungspotenzial von zirka 25 GW, welches bis 2030 um den Faktor 2 durch den prognostizierten Ausbau von Elektromobilität,
Wärmepumpen und Raumklimatisierungsanlagen ansteigt. Unter Berücksichtigung von
Zeitmodellen der Energienutzung reduziert sich dieses Potenzial auf das technische über
einen Tag nutzbare DSI-Leistungspotenzial auf 8,5 GW. Davon entfällt rund die Hälfte auf die Bereiche Haushalt sowie GHD (2010). Das entspricht dem Leistungsbedarf von zirka 4 Mio. Haushalten. Ein praktischer Einsatz von DSI erfolgt heute nur in der Industrie. Im Haushaltsund GHD-Bereich ist bisher kaum eine Umsetzung zu verzeichnen. Die mögliche Nutzung bis zum Jahr 2030 wird sich aus den zukünftigen Rahmenbedingungen
ergeben und kann zum jetzigen Zeitpunkt nur mit großen Unsicherheiten
abgeschätzt werden. Die durch Simulation ermittelte verschiebbare Jahresenergiemenge
von zirka 42 TWh/a allein aus Haushalten und GHD im Jahr 2030 entspricht der jährlichen
Elektroenergieerzeugung von 20.000 MW aus Onshore-Windenergie, was etwa zwei Drittel
der heute installierten Windenergieanlagenkapazität (Stand Mai 2012) entspricht.
Um die analysierten DSI-Potenziale nutzbar zu machen, sind aus VDE-Sicht mehrere
Maßnahmen geboten. Zunächst bedarf es zur Integration flexibler Lasten in den aktiven
Netzbetrieb einer Ertüchtigung der Geräte und Anlagen sowie den Ausbau einer
Informations- und Kommunikationsinfrastruktur. Geräte und Anlagen müssen technisch in
der Lage sein, auf ein externes Signal oder den manuellen Eingriff des Nutzers zu reagieren
und den Leistungsbezug zu verlagern. Technische Lösungen und erste Produkte sind auf
dem Markt verfügbar, jedoch aufgrund fehlender Anreize noch nicht in der Breite eingeführt.
Als Grundlage für eine Echtzeitmessung der Energienutzung und zur Übermittlung von
Steuer- und Tarifsignalen für DSI ist der Aufbau einer entsprechenden IKT-Infrastruktur
notwendig. Des Weiteren sind Smart Meter für variable Tarife eine unabdingbare Voraussetzung dafür, DSI in den Haushalten zu nutzen und die notwendige Flexibilität im Strommarkt zu etablieren. Digitale Energiezähler mit entsprechenden Kommunikationsschnittstellen bilden aus heutiger Sicht den ersten Schritt, um Haushalts- und Gewerbekunden den tatsächlichen Energieverbrauch zeitnah widerspiegeln und abrechnen zu können und nicht mehr alleine den Jahresverbrauch (kWh) für die Abrechnung heranzuziehen. Damit wird die kommunikationstechnische Erschließung von Endkunden ermöglicht, wie diese bei industriellen Anlagen üblich ist. Zudem könnten zukünftig über diese Schnittstelle und auf Basis variabler Tarife energiemarktbasierte Preissignale übermittelt werden, um Haushaltskunden zu einer Verbrauchsanpassung zu motivieren.
Schließlich verlangt eine Vergrößerung des praktisch nutzbaren DSI-Potenzials in der
Industrie auch neue Investitionen unter wirtschaftlichen Rahmenbedingungen. Unter
wirtschaftlichen Rahmenbedingungen wäre es laut VDE-Studie denkbar, dass vorhandene
und zusätzliche industrielle Speicher mit einer angepassten Betriebsstrategie bewirtschaftet
werden. Das Ziel muss dabei sein, die Entkopplung des elektrischen Energiebezuges vom
Produktionsprozess durch zwischengelagerte Zwischen- oder Endprodukte zu erreichen,
ohne dass es zu einer Unterbrechung der Gesamtproduktion kommt. Dabei sind bei der
Optimierung des Produktionsprozesses die aktuelle Produktionsauslastung,
Opportunitätskosten, Liefertermine und Kundenbindung als wesentliche Parameter zu
berücksichtigten. Die zusätzlichen Investitionen in Speicher- und Produktionskapazitäten
müssen den Erlösen aus der Lastverschiebung gegenübergestellt werden und wirtschaftlich
unter marktüblichen Bedingungen darstellbar sein.
Die VDE-Studie „Demand Side Integration“ wurde von Experten der
Energietechnischen Gesellschaft im VDE erstellt. Sie ist für 250 Euro im InfoCenter unter
www.vde.com erhältlich. VDE-Mitglieder und Journalisten erhalten sie kostenlos.
Froböse
Rolf Froböse
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