Anforderungen & Chancen im Lastmanagement #1
Was bedeutet Flexibilität im heutigen Strommarkt? Wie lässt sich Flexibilität beziffern? In den letzten drei Jahren sind die Karten des Strommarktes neu gemischt worden. Mit der Energiewende und dem Eintritt volatiler Stromproduzenten ist die Fluktuation in der Stromproduktion gestiegen.
In den letzten Jahren konnten vermehrt neue virtuelle Kraftwerke mit den Zusammenschluss dezentraler Erzeuger die Fluktuationen, die durch volatile Erzeuger entstehen, abfedern. In der Energiewirtschaft – etwa auch im aktuellen Grünbuch des Bundeswirtschaftsministeriums zum Strommarkt – wird nun diskutiert, dass auch große und mittlere Verbraucher über Lastamanagement ihren Teil dazu beitragen können, Fluktuationen auszuregeln. Viele Großverbraucher scheuen jedoch heute noch den Eintritt in den Regelenergiemarkt. Zu hoch werden die damit verbundenen Kosten und Produktionsrisiken eingeschätzt. Zu plakativ, wie wir meinen. Wir möchten in einem ersten Blog-Beitrag schauen, wie die Anforderungen an Verbraucher bei der Bereitstellung von Regelenergie aussehen. Daran anschließend möchten wir die praktische Umsetzung innerhalb eines Verbrauchers genauer untersuchen. In einem dritten Teil sollen bilanzielle und strukturelle Herausforderungen wie Netznutzungsentgelte im Fokus stehen. Abschließend möchten wir zeigen, wie sich der Flexibilitätswert eines Verbrauchers auch durch die Senkung von Strombezugskosten verbessern lässt. Was müssen Verbrauchseinheiten leisten, um am Regelenergiemarkt teilzunehmen und was sind die größten Herausforderungen dabei, wenn wir die Eigenschaften von potentiell verschiebbaren Lastprozessen betrachten?
Ein kleiner Faktencheck zum Lastamanagement
Die generellen Anforderungen für die Erbringung von Regelenergie
- Die Einheit sollte in der Lage sein, einen bestimmten externen Leistungssollwert so schnell, zuverlässig und granular wie möglich anzusteuern
- Sie sollte diesen Leistungssollwertes über eine vorher nicht bestimmbare Zeit so kontinuierlich wie möglich beibehalten
- Sie sollte so schnell wie möglich auf die Leistung des Ursprungszustand zurückspringen können
Die generellen Parameter für die Erbringung von Regelenergie
- Regelverhalten (Reaktionszeit der Anlage und Granularität der Regelung)
- Fahrverhalten oder genauer Verbrauchsverhalten (stabiler und zuverlässiger Arbeitspunkt)
- Regelleistungsband (Anteil der installierten Leistung, der flexibel geregelt werden kann)
- Verfügbarkeit (Leistungsbereitstellung während der Ausschreibungszeiträume der Regelenergieprodukte muss gewährleistet sein - je nach Produkt bis zu einer Woche im voraus)
- Infrastruktur & Anbindung (vollautomatisierter Regelkreislauf mit Anbindung der technischen Einheit an das Leitsystem des virtuellen Kraftwerkes über eine Fernwirkeinheit)
Die Eigenschaften industrieller Prozesse…
- sind meist verkettet, eingebettet in eine integrierte Wertschöpfungskette.
- arbeiten nach langfristigen Produktionsfahrplänen und Soll-Mengen.
- haben oftmals diskontinuierliche Fahrpläne nach Charge oder Auftragslage.
- weisen mitunter eine manuelle Steuerung der Anlagen auf.
- werden in der Regel nicht stufenlos geschaltet.
- sind Wartungsarbeiten und Anlagenstörungen ausgesetzt.
- weisen in der Regel eine hohe Trägheit bei der Laständerung auf.
- sind im Sinne einer effizienten Ressourcennutzung verfahrenstechnisch optimiert.
- können aufgrund von Trägheitseffekten und weiteren Eigenschaften von an der Produktion beteiligten Stoffen nicht willkürlich unterbrochen werden.
- haben hohe Auflagen hinsichtlich der Anlagensicherheit.
- weisen in der Regel die Prämisse einer autonomen Anlagensteuerung auf. Externe Eingriffe in die Anlagensteuerung sind zu vermeiden und stoßen auf kulturellen Widerstand
Das Zusammenführen der einzelnen Anforderungen und Eigenschaften klingt extrem aufwendig. Häufig scheinen industrielle Prozesse diese Anforderungen für ein funktionierendes Lastmanagement auf den ersten Blick nicht erfüllen zu können. Das ist unserer Ansicht nach ein voreiliger Schluss, der sich bei genauerer Betrachtung relativiert. Denn es scheitert oftmals nicht an einer Vielzahl von Eigenschaften, sondern an einzelnen Eigenschaften, die sich mitunter „beheben“ lassen. Beispielsweise lässt sich der Parameter „Regelverhalten“ dadurch erfüllen, dass ein Energiemanagementsystem eingeführt wird, welches eine Mess- und Steuerbarkeit einzelner Verbraucher einführt. Fest steht: Die Bereitstellung von Regelenergie durch industrielle Verbraucher ist ein komplexer, individueller Prozess, der sich in Bezug auf die Flexibilität von der Erzeugerseite unterscheidet. Jeder industrielle Prozess ist anders und weist seine eigenen Flexibilitätsrestriktionen auf. Diese Erkenntnis spricht weder für noch gegen die Integration von Verbrauchern in den Regelenergiemarkt. Sie macht vielmehr zweierlei deutlich:
- die Flexibilität muss gewissermaßen aktiviert werden. Manchmal bedarf es lediglich eines geringfügigen Speicherzubaus oder der Einführung eines Energiemanagementsystems, um Flexibilität nutzbar zu machen.
- Einzelfallanalysen sind für die Identifizierung des Flexibilitätspotentials notwendig. Anders als auf der Seite der Erzeuger ist es nicht möglich, eine pauschale Aussage über die Regelenergieeignung von Branchen oder Technologien zu treffen (Beispiel Biogasbranche: allgemein als regelenergiefähig bewertet).
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Was bedeuten diese Einschätzungen für den einzelnen Industriebetrieb? Welche Perspektiven zeichnen sich ab? In der nächsten Folge der Blogserie möchten wir diese abstrakten Anforderungen auf konkrete Beispiele herunterbrechen und auch deren Zusammenspiel in einem virtuellen Kraftwerk genauer beleuchten.
Fotocredit: Mr Hayata , Lizenz: CC BY-SA 2.0
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