Echtzeit-Energiewirtschaft im Sekundentakt

In der Industrie werden Prozesse zunehmend digitalisiert und in Echtzeit abgewickelt. Auch für die Energiewirtschaft ist das ein zukunftsweisendes Konzept: Um fluktuierende Erzeugung aus Photovoltaik und Windanlagen mit einer flexiblen Nachfrage jederzeit im Gleichgewicht zu halten, sind komplexe Abstimmungsprozesse nötig. Im Interview mit der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft erläutert Björn Spiegel, Leiter Strategie & Politik, ARGE Netz, weshalb die bisherige Taktung der Branche in 15 Minuten-Intervallen zunehmend hinterfragt wird. 

In der Energiewirtschaft verschwimmt die klassische Aufteilung zwischen Kunden und Anbietern zunehmend, berichtet Spiegel. Energieversorger stehen nicht mehr nur mit den Verbrauchern in einer Lieferbeziehung, sondern arbeiten in einem Netzwerk mit IT-Dienstleistern, Infrastrukturbetreibern und Unternehmen zusammen. Die Digitalisierung verbindet erneuerbare Energien, Speicher, flexible konventionelle Kraftwerke, Energienetze, Industrie, Gewerbe, Haushalte und die Verkehrsinfrastruktur.

Zum Ausgleich der fluktuierenden Erzeugung muss die Nachfrage flexibler werden. Anstelle des bisherigen Lastfolgebetrieb soll in Zukunft ein Erzeugungsfolgebetrieb für Industrie, Gewerbe und Haushalte treten. Das bedeutet, die Verbraucher sollen sich zunehmend – natürlich nicht 1:1 – nach der Volatilität der Stromproduktion richten. 

ARGE Netz hat bereits Erfahrungen mit dem Echtzeit-Konzept gemacht. Das Unternehmen hat vor sechs Jahren ein erneuerbares Kraftwerk so aufgebaut, dass Windparks, Photovoltaik- und Biogasanlagen für die Datenerfassung und Regelungszwecke zusammengebunden wurden. Dadurch lassen sich große erneuerbare Strommengen in einem virtuellen Kraftwerk in Echtzeit miteinander verknüpfen. Echtzeit bedeutet, dass die Anlage vollautomatisch und in Intervallen von weniger als einer Sekunde gesteuert wird. Zwischen 15 Minuten und einer Sekunde liegen Welten, so Spiegel.

Die Herausforderung liegt insbesondere darin, die Datenprozesse von Industrie und Energiewirtschaft zu verbinden und gemeinsame Schnittstellen und Standards schaffen. Flexibilität bedeutet dabei nicht, dass ein Industriebetrieb seine Produktion im Sekundentakt hoch- oder runterfährt. Die Flexibilisierung bezieht sich vorwiegend auf Wärmeprozesse. 

Im einem Modellprojekt des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie wird das Konzept bereits erprobt. In New 4.0 geht es darum, erneuerbare Erzeugung in Schleswig-Holstein mit den Lasten in Hamburg zu verknüpfen. Hamburg hat etwa vier Prozent erneuerbare Energien im System, während Schleswig-Holstein weit über 100 Prozent erneuerbare Energien erzeugt. Das Projekt New 4.0 arbeitet bereits auf Echtzeitbasis, berichtet Spiegel. Das virtuelle Kraftwerk wird dort mit Sektorkopplungsanlagen und Speicherlösungen verbunden. 

Als zusätzliches Modellprojekt haben ARGE Netz und Schleswig-Holstein Netz die Plattform ENKO aufgesetzt, über die Industriebetriebe, Power-to-X, Power-to-Heat-Anlagen in die Bewirtschaftung von Netzengpässen mit eingebunden werden und so zu einer Reduzierung von Abschaltungen regenerativer Erzeugungsanlagen beitragen können. 

Das vollständige Interview ist in EW 12/2018 erschienen.

Bildquelle: ARGE Netz

www.arge-netz.de

Risiken durch Digitalisierung und Geopolitik

CF2Seit neun Jahren untersucht der Weltenergierat, mit welchen Energiethemen sich die Entscheider in der ganzen Welt bei Tag und Nacht beschäftigen. Die jüngsten Ergebnisse zeigen, dass die Risiken von Digitalisierung und Geopolitik heute stärker im Bewusstsein sind als in der Vergangenheit. Im Gespräch mit der Zeitschrift ew  – Magazin für die Energiewirtschaft erläutert Dr. Christoph Frei, Generalsekretär des World Energy Council (WEC) in London die Hintergründe.

Der Issues Monitor mißt jährlich die Dimensionen Dringlichkeit und die Unsicherheit in Bezug auf ein Thema. Die jüngsten Ergebnisse zeigen, dass Digitalisierung und Dekarbonisierung als Treiber des Transformationsprozesses den Befragten weltweit sehr präsent sind. Dazu gehören auch die Themen Speicher, Marktdesign, Digitalisierung sowie die Integration der fluktuierenden Stromerzeugung, berichtet Frei. Die Unsicherheit über die weitere Entwicklung und die richtige Strategie sei in diesem Bereich sehr hoch. Neu hinzu gekommen sei unter den europäischen Energiemanagern eine starke Wahrnehmung von geopolitischen Risiken. Nord-Amerika und Russland werden als deutlich unsichere Partner wahrgenommen.

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Eine Brücke zwischen Strom- und Gasnetz

IMG_3378.jpgPower-to-Gas – die Zukunftstechnologie zur Umwandlung  von elektrischer Energie in Gas wird bisher erst in kleineren Anlagen im einstelligen Megawattbereich genutzt. Die Strom- und Gasnetzbetreiber Amprion und Open Grid Europe (OGE) wollen gemeinsam eine Anlage zur Umwandlung von Strom in speicherbares Gas mit einer Kapazität von 50 bis 100 MW testen. Diese Sektorenkopplung soll helfen, jahreszeitlich und wetterbedingte Erzeugungsschwankungen bei Solar und Windanlagen über das Gasnetz abzusichern.

Wetterbedingt erzeugen Solar- und Windanlagen unterschiedlich viel Strom. Daher wird Speicherung mit steigenden Anteil an erneuerbaren Energien immer relevanter. „Das Gasnetz kann Strom deutlich günstiger und in großen Mengen speichern als beispielsweise Batteriespeicher. Nur mit einer Brücke zwischen den Netzen werden wir es schaffen, 65 Prozent Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in den Markt zu integrieren“, erläutert Stephan Kamphues, Geschäftsführer Vier Gas Transport GmbH, der Muttergesellschaft von OGE.

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CO2-Reduktion durch Sektorenkopplung in Berlin

Version 2Am Beispiel der größten deutschen Stadt wird deutlich, was die Klimaziele im Detail bedeuten. Hier gibt es in jedem Sektor andere Antworten auf die Frage der CO2-Reduktion. Im Interview für Septemberausgabe der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft erläutert Dr. Gerhard Holtmeier, Vorstandsvorsitzender der GASAG, wie ganzheitliche Lösungen mit Strom, Gas und Wärme aussehen. 

Der Gasversorger in Berlin realisiert die Themen Energiewende und CO2-Reduktion in unterschiedlichen Projekten. Mit dem Neubaugebiet Maximilians Quartier, der energetischen Optimierung der Mierendorff-Insel, dem Energiekonzept für die Mercedes-Benz Arena und der Power-to-heat/Power-to-cool-Anlage auf dem EUREF-Campus einige Vorzeigeprojekte für ein neues Verständnis von CO2-Einsparungen im Gebäudebereich entwickelt, erläutert Holtmeier.  Weiterlesen

Transparenz zwischen Stromzähler und Waschmaschine

Fresh Energy_Daniel von Gaertner_Bild2Mit der Digitalisierung tritt bisher Verborgenes an Licht. Der Stromverbrauch des Kühlschranks oder der Waschmaschine muss nicht länger ein Geheimnis sein. Dieser Markt hinter dem Zähler ist seit gut einem Jahr das Kerngeschäft des Start-Up-Unternehmens Fresh Energy. Als digitaler Energieversorger bietet er neben Strom vor allem Services auf Basis von Smart-Meter-Daten an. Bei den Kunden kommt die Transparenz über den Stromverbrauch gut an. Im Gespräch mit der Zeitschrift ew – Magazin für die Energiewirtschaft erläutert Daniel von Gaertner das Geschäftsfeld.

Das Unternehmen, das sich selbst als das „erste voll digitale Energieunternehmen Deutschlands auf Smart Meter-Basis“ bezeichnet, hat den Energiemarkt um ein Segment erweitert, das bisher eine Blackbox war. In der Vergangenheit war der Kunde in der Energiewirtschaft ein Zähler. Stromversorgung kann aber viel mehr als Verkauf und Lieferung sein, ist von Gaertner überzeugt. Fresh Energy bietet daher Dienstleistungen im Bereich Data Design, Data Science, und Nutzererfahrung an. Mit einer Wertschöpfung aus Services, Beratung und Abomodellen rund um den Smart Meter will das Unternehme langfristigen Umsatz generieren.

Die neuen Produkte werten die Daten des Smart Meters aus und stellen den Stromverbrauch der Haushaltsgeräte übersichtlich dar, erläutert von Gaertner. Der Kunde kann dadurch seinen Stromverbrauch in Echtzeit visualisieren. Dieser Komfort ist  in anderen Bereichen schon selbstverständlich: Unser Auto zeigt den Spritverbrauch an und mein Fitness-Armband zeichnet die Schritte auf. Auch den Verbrauch des Datenvolumens bei einem Mobiltelefon sehen wir in Echtzeit. Der Stromverbrauch wird hingegen einmal im Jahr abgelesen und dann abgerechnet. Mit der Digitalisierung gibt es viele Möglichkeiten das zu ändern.

Dabei darf die Interaktion mit dem Kunden auf keinen Fall langweilig sein, so der Geschäftsführer des Start-ups. Der Strom wird klassisch zum  Leistungs- und Arbeitspreis geliefert. Die Kunden zahlen monatlich nur das, was sie tatsächlich verbraucht haben. Es gibt keine Abschlagszahlungen im Voraus. Für den Kunden bedeutet das Sicherheit über die Kosten. Dadurch werden Nachzahlungen vermieden. Der Kunde hat die Sicherheit, dass er bei einem Wohnungswechsel nicht am Jahresende 300 Euro nachzahlen muss.

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Weniger Netzausbau durch Spitzenkappung

Wieviel Netzinfrastruktur ist genug? Und wieviel ist zu viel und damit zu teuer? Netzbetreiber müssen immer wieder eine Balance finden zwischen der Drosselung von Windrädern bei extrem viel Wind und dem zusätzlichen Ausbau der Transportkapazitäten. In der ostfriesischen Gemeinde Krummhörn erprobt der  Verteilnetzbetreiber EWE NETZ die Kappung von Erzeugungsspitzen, wie sie im Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) vorgesehen ist. Im Interview mit der Zeitschrift EW – Magazin für die Energiewirtschaft erläutert Jan Adrian Schönrock aus dem Bereich Netzentwicklung Strom bei EWE NETZ erste Erfahrungen.

Der Standort des Unternehmens ist bekannt für den  hohen Anteil an Windenergie. Schönrock berichtet von einen Anteil von 234 Prozent erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung, wovon ein großer Anteil durch Windanlagen geliefert werde. An den Transformator in Manslagt im Landkreis Aurich, wo wir der flexiblen Umgang mit Erzeugungsspitzen erprobt wird, sind 140 Erzeugungsanlagen angeschlossen.

Da die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien mit der Wettersituation stark schwankt ist die richtige Dimensionierung des Netzes nicht einfach. Ein Ausbau des Verteilnetzes bis zur letzten Kilowattstunde sei nicht sinnvoll, so Schönrock.  Wenn nicht jeder Sturm mitgenommen werden müsse, an wenigen Tagen des Jahres berücksichtigt werden müsse, könnten insgesamt mehr Anlagen angeschlossen werden.

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