Wertschöpfung durch flexiblen Stromverbrauch in Industrie und Gewerbe - R. Simon, Z. Meszaros

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Wertschöpfung durch flexiblen Stromverbrauch in Industrie und Gewerbe Worauf muss geachtet werden bei den Überschüssen an elektrischer Energie, die durch den Ausbau der fluktuierenden Stromerzeuger erzeugt wird? In diesem Whitepaper von Prof. Dr. Ralf Simon, Transferstelle Bingen und Zoltan Meszaros, Technische Werke Ludwigshafen AG erfahren Sie mehr. Laden Sie das Whitepaper hier herunter: http://bit.ly/Meszaros_WP

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  • 1. Wertschpfung durch flexiblen Stromverbrauch in Industrie und GewerbeR. Simon, Z. MeszarosBedingt durch den Ausbau der fluktuierenden Stromerzeuger wie Windkraftanlagen undPhotovoltaikanlagen wird es zu Phasen kommen, bei denen deutliche berschsse an elektrischerEnergie auftreten werden. Um Abschaltungen zu reduzieren ist es notwendig, dieErgnzungskraftwerke und ebenso Verbraucher zu flexibilisieren bzw. Speicher aufzubauen.Voraussetzung ist jedoch, dass diese Anlagen Kenntnis ber die momentane Netzsituation undBedarfe erhalten. Dazu mssen in ein virtuelles Kraftwerk / Smart Grid integriert werden. Geschiehtdies, knnen im Verbund heute schon Flexibilittsmrkte, wie Spotmrkte oder Regelenergiemrkteerreicht werden, die fr flexible Anlagen Umstze oder reduzierte Energiekosten mglich machen.Deshalb wird eine wesentliche Eigenschaft von Anlagen oder Teile der Industrieprozesse schon innaher Zukunft die mgliche Flexibilitt sein. Es gilt diese Flexibilitt ber die Transportmedien hinauszu erkennen und eventuell durch Umbau bzw. Erweiterungen der Anlage zu erhhen. Hier spielt dasEnergiemanagement eines Unternehmens eine wesentliche Rolle. Es kann zustzliche Aufgabenbernehmen und so zum Flexibilittsmanagement werden. ber flexible Anlagen knnenschwankende Netzsituationen ausgeglichen und der Anteil der umweltfreundlichen Stromerzeugererhht werden. berschsse von elektrischer Energie knnen in andere Energieformen wie Wrme,Gas, Wasser, Druckluft bzw. im Unternehmen zu produzierende Stoffe umgewandelt und sogespeichert werden.Ausgangssituation und MotivationIm Rahmen des Umbaus der Stromversorgung hin zu klimaneutralen Stromquellen werden vor allemdie fluktuierenden Techniken Windkraft und Photovoltaik eine immer tragendere Rolle spielen.Fluktuierend bedeutet, sie erzeugen den Strom aus Sicht der Verbraucher zufllig mit einer deutlichgeringeren Volllaststundenzahl als bei der herkmmlichen Stromversorgung. Hierdurch ist esnotwendig, wesentlich mehr Erzeugungsleistung zu installieren als bentigt. Es wird in demzuknftigen Stromsystem also Phasen geben, in denen die Stromerzeugung um ein Vielfaches hheristals der Verbrauch. Ebenso wird es Phasen geben, wo der Verbrauch hher als die Erzeugung ist.Diese Phasen werden unterschiedlich lange anhalten.Abbildung 1: Prognostizierte Netzsituation im Versorgungsgebiet der EWR AG im Jahr 2020 mit derNetzlast (blau) und der ber Windkraft und Photovoltaik erzeugten Strommengen(grn) [L1]

2. Die beschriebene Situation der zuknftigen Stromversorgung begrndet durch die Reduktion der residualen Last, welche fr die SystemdienstleistungFrequenzhaltung herangezogen wird, die Notwendigkeit flexible Verbraucher auch frSystemdienstleistungen der bertragungsnetze heranzuziehen, infolge von mglichen Spannungsberhhungen in den Verteilnetzen, verursacht durch denAusbau der Photovoltaik, die Notwendigkeit die Netze zu ertchtigen bzw. ber flexibleVerbraucher Systemdienstleistungen im Sinne der Spannungshaltung anzubieten, die Entwicklung von zustzlichen Mglichkeiten der Stromspeicherung, die ab einem Anteilvon etwa 60 % der fluktuierenden Stromquellen bentigt werden [L2].Eine einfache und kostengnstige Mglichkeit eine Form der Stromspeicherung zu organisieren ist es,industrielle bzw. gewerbliche Verbraucher im eben beschriebenen Sinn zu nutzen. Hierfr ist esnotwendig den Stromverbrauch flexibel halten knnen bzw. dies durch Umorganisation bzw. Umbauzu erreichen. Diese Variante nutzt v. a. vorhandene Strukturen und ist deshalb mit einem hohenWirkungsgrad bei geringen Zusatzinvestitionen einsetzbar. [L3]Vor diesem Hintergrund frdert das Wirtschaftsministerium Rheinland-Pfalz das Projekt VEVIDE Aufbau eines Verbundes dezentraler Stromspeicher verschiedenster Art zu einem virtuellenEnergiespeicher. Das Projekt, welches im Juni 2013 gestartet wurde, wird von demProjektkonsortium Transferstelle Bingen, EWR Netz GmbH, Technische Werke Ludwigshafen AG,DEEnO Energie AG und SPEnergyControl GmbH durchgefhrt. Ziel ist es beispielhaft aufzuzeigen,welche Mglichkeiten tatschlich in den Unternehmen vorhanden sind, um den Strombedarf imSinne der Netze bzw. der Mrkte zu organisieren.Ein weiterer nennenswerter Aspekt des Projektes ergibt sich durch die Eigenversorgung vonUnternehmen: Die Flexibilisierung erhht zudem die Mglichkeit den ber eigene Windkraftanlagenoder Photovoltaikanlagen selbst erzeugten Strom vermehrt im Unternehmen zu halten.Darber hinaus kann ber die Flexibilisierung der Energieverbruche und ber die Virtualisierung derSpeicher ein positiver Beitrag fr die Direktvermarktung der EEG Anlagen geleistet werden.Abbildung 2: Gedanke des virtuellen Stromspeichers, d.h. Anlagen im Verbund eines Smart Grid [L4]