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Energiespeicher und Lastmanagement

Die Integration von Lastmanagement und Speichern im Micro Smart Grid wird auf dem EUREF-Campus stetig weiterentwickelt. 

„Im Rahmen der Energiewende sollen in Deutschland bis 2035 55 bis 60 Prozent und bis 2050 80 Prozent unseres Stroms aus erneuerbaren Energien stammen. Dabei werden Windenergie und Photovoltaik, die fluktuierend einspeisen, die Hauptanteile stellen.“

Quelle:  http://www.bmwi.de/

Speichertechnologien

werden langfristig eine wesentliche Stütze eines mehrheitlich regenerativ geprägten Energieversorgungssystems sein, wie die VDE/ETG-Studie „Energiespeicher für die Energiewende – Speicherungsbedarf und Auswirkungen auf das Übertragungsnetz für Szenarien bis 2050“ ermittelt hat. Technologisch kann auf eine Vielzahl an unterschiedlichen Speicherlösungen zurückgegriffen werden, die für unterschiedliche Zeitbereiche eingesetzt werden können.

Als Kurzzeit- oder Tagesspeicher stehen heute neben den bestehenden Pumpspeicherkraftwerken technologisch auch andere Speichertechnologien, wie Batteriesysteme und Druckluftspeicher zur Verfügung. Allerdings fehlt bei der aktuellen Kostensituation und den Marktgegebenheiten der wirtschaftliche Anreiz, hier großtechnisch in einen Aus- bzw. Neubau zu investieren. Im Langzeitspeicherbereich (Wochen bis saisonal) erscheint aus heutiger Perspektive einzig die Wasserstoff- bzw. Methanerzeugung (Power-to-Gas) als gangbarer Weg. Hier sind noch große Anstrengungen hinsichtlich technischer Optimierung (Wirkungsgradsteigerung) und Kostensenkung zu tätigen, bevor Rahmenbedingungen zum wirtschaftlichen Betrieb geschaffen werden können. Als Zwischenschritt wird die Kombination zwischen elektrischem Netz und Wärmenetz konzeptionell und praktisch erforscht.

Durch Power-to-Heat kann vergleichsweise hocheffizient überschüssiger Strom in Wärme umgewandelt werden und somit fossile Brennstoffe durch erneuerbare Energie ersetzt werden. Wesentlicher Vorteil hierbei ist die Nutzung vorhandener Infrastrukturen (Fern- und Nahwärmenetze), ohne qualitätseinschränkende Rahmenbedingungen, wie bei der maximalen Zumischrate von Wasserstoff im Erdgasnetz.

Dezentral angeordnete Speicher können für Markt- und Netzzwecke eingesetzt werden. Oft beeinflussen sich beide Funktionen gegenseitig. Hier ist die Schaffung geeigneter Einsatz- und Vergütungsmodelle erforderlich.

Erhebliche Potentiale zur Hebung von Energieeinsparungen und Energieeffizienz liegen in der Industrie, Elektrogerätetechnik und Gebäudesanierung. Durch die Einführung eines Energie- und Umweltmanagementsystems hat die Industrie bereits erhebliche Einsparungen erzielen können. Bei den Elektrogeräten gibt die Energieverbrauchskennzeichnung den Käufern einen Hinweis auf die Energieeffizienz der Geräte. Durch Verschärfung der Produktstandards soll eine weitere Steigerung der Energieeffizienz erreicht werden.

Darüber hinaus soll die energetische Sanierung von Wohngebäuden beschleunigt werden. Die Regierung stellte im Rahmen des  Gebäudesanierungsprogramms ab 2012 jährlich 1,5 Mrd. Euro für die energetische Sanierung von Wohngebäuden zur Verfügung. Ca. 40 % des Energieverbrauches wurden durch den Bereich Wohnen genutzt. Nach Willen der Bundesregierung soll der Wärmebedarf des Gebäudebestandes in Deutschland bis 2020 um 20 % sinken. Für die energetische Sanierung des Gebäudebestandes stellte die Regierung in den Jahren 2012 bis 2014 jährlich 1,5 Mrd. Euro bereit.

Wichtig bei der energietechnischen Sanierung ist allerdings auch die Aufrechterhaltung bzw. Schaffung von Energieverbrauchsflexibilität. Gute Beispiele sind hier z. B. die Umstellung der Steuerungsmechanismen von Speicherheizungen von einem rein zeitgesteuerten Betrieb auf einen flexiblen Betrieb, der das aktuelle Überangebot von erneuerbaren Energien berücksichtigt. So lassen sich vorhandene Überdimensionierungen kostengünstig in indirekte Speicherkapazität zur Erhöhung der Energieverbrauchsflexibilität umwandeln.

Lastmanagement

In Zukunft muss dem Thema Lastmanagement ein größerer Aktionsradius ermöglicht und eine höhere Bedeutung beigemessen werden, um Systemteilnehmern die Chance zu geben, potenzielle Flexibilitäten anbieten zu können. Zum einen kann somit ein Beitrag zur Versorgungssicherheit geleistet und zum anderen die Wettbewerbsfähigkeit gesichert werden. Die existierenden Einsatzgebiete wie Spitzenlastreduktion, Regelleistung, Netzstabilisierung, Bilanzkreisungleichgewichte und Spotmarkt werden durch die Nutzung von erneuerbarer Energie ergänzt.

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