DIE ENTWICKLUNG REGIONALER, ELEKTRO- NISCHER MARKTPLÄTZE STROM GEZIELT ABFRAGEN UND EINSPEISEN DIE TECHNISCHEN GRUNDLAGEN

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2 2 MÄRKTE DIE ENTWICKLUNG REGIONALER, ELEKTRO- NISCHER MARKTPLÄTZE Bundesweit gibt es eine Reihe von Feldversuchen, in denen der elektronische Energiemarkt der Zukunft erprobt wird. Die Bundesregierung unterstützt diese Forschungen zum Beispiel mit der Förderung der sechs Siegerprojekte aus dem Technologiewettbewerb e-energy. Ein Ziel ist es, weitere Anreize für dezentrale Beiträge zu einer kostengünstigen und klimafreundlichen Stromversorgung zu setzen. DIE TECHNISCHEN GRUNDLAGEN Die technische Basis elektronischer Märkte sind steuerbare Endgeräte, zudem Smart Meter für die Verbrauchsmessung und ein intelligentes Stromnetz (Smart Grid, Smart Operator). (Lesen Sie mehr über Innovationen in den Netzen im Text Netze.) So genannte IKT Gateways bilden die Brücke zwischen Haushalt und Marktplatz. Ein IKT- Gateway besitzt die Funktion eines Mikrorechners und übernimmt eine Vielzahl von Steuerungs- und Optimierungsaufgaben. Das Gateway ist im Haushalt die Schnittstelle zum Marktplatz und gleichzeitig zum Netzbetreiber. Es ermöglicht neben der Kommunikation mit intelligenten Zählern und der Ansteuerung von dezentralen Stromerzeugern auch die Anbindung intelligenter Hausgeräte und einer eventuell vorhandenen Haussteuerung. Der elektronische Markt der Zukunft basiert auf einer intelligenten Netzarchitektur. STROM GEZIELT ABFRAGEN UND EINSPEISEN Internetportale sollen die entscheidenden Informationen aus dem Stromnetz für alle Nutzer in Echtzeit zugänglich machen. Verbraucher erfahren dort beispielsweise, wann Kapazitätsüberschüsse zur Verfügung stehen und die Strompreise entsprechend günstig sind. Diese Zeiten können sie gezielt nutzen, um ihre Elektroautos zu tanken, Wäsche zu waschen oder den Speicher ihrer Heizung aufzuladen. Umgekehrt können dezentrale Erzeuger ihren Strom gezielt dann ins Netz einspeisen, wenn die Nachfrage das Angebot übersteigt und die Entgelte für die Stromeinspesung entsprechend hoch sind. Auf diese Weise liefern die elektronischen Marktplätze wichtige Beiträge zum einen zur Stabilität der Netze und damit zur Versorgungssicherheit, zum zweiten zur Wirtschaftlichkeit der Stromversorgung.

3 3 MÄRKTE MIT E-Dema Strom handeln Erste Schritte in Richtung dieses elektronischen Marktplatzes sind bereits getan. Eines der sechs Förderprojekte aus dem e-energy Programm heißt E-DeMa. Ausgeschrieben bedeutet dies: Entwicklung und Demonstration dezentral vernetzter Energiesysteme hin zum E-Energy-Marktplatz der Zukunft. Ein Feldversuch zu E-DeMa läuft 2012 in Mülheim an der Ruhr und in Krefeld. Beteiligt sind 700 beziehungsweise 125 Haushalte. Energieversorger, Gerätehersteller und Wissenschaftler testen dabei die Strukturen und Funktionalitäten, die die Voraussetzungen für einen Energiemarktplatz der Zukunft sind. Für den Feldversuch erhielten alle beteiligten Haushalte einen elektronischen Zähler zur Messung des Stromverbrauchs (Smart Meter) sowie IKT-Gateways mit Kommunikationsmodul und Schnittstelle zum heimischen PC. Über das Internet können sich die Verbraucher informieren, wann Strom am günstigsten ist. Dies kann beispielsweise in der Mittagszeit der Fall sein, wenn überschüssiger Strom aus regenerativen Quellen vorhanden ist. Einem Teil der Haushalte wurden außerdem intelligente Waschmaschinen, Trockner und Spülmaschinen zur Verfügung gestellt. Diese Geräte richten ihre Betriebszeiten automatisch nach den günstigsten Strompreisen aus. In weiteren Haushalten wurden Blockheizkraftwerke mit Kraft-Wärme- Kopplung (Mikro-KWK), die überschüssigen Strom ins Netz einspeisen können, installiert und in das Gesamtsystem integriert. Zur Infrastruktur gehören auch ein Glasfasernetz mit der entsprechenden Informations- und Kommunikationstechnik sowie technisch aufgerüstete Ortsnetzstationen. Die verschiedenen Komponenten stellen Verbrauchern und dezentralen Erzeugern aus ihren Haushalten sowie aus den Netzen alle wichtigen Informationen zur Verfügung, um aktiv am Markt teilnehmen zu können. ENERGIEBUTLER UNTERSTÜtzt verbraucher Wann ist Strom am preiswertesten? Diese Fragen können die 1000 Teilnehmer eines weiteren Feldversuchs in Mannheim mit Hilfe eines Energiebutlers beantworten. Dahinter verbirgt sich ein automatisiertes System, das Elektrogeräte dann einschaltet, wenn der Strom am günstigsten ist. Der elektronische Butler ist mit einem intelligenten Stromzähler sowie einem Webportal verknüpft, das Tarifinformationen und andere aktuelle Daten des virtuellen Mannheimer Energiemarktplatzes zusammenführt. Angeschlossen sind auch viele kleine, dezentrale Stromproduzenten aus der Region. Bei dem mehrmonatigen Test wollen die Wissenschaftler in Mannheim klären, ob und in welchem Maß Stromkunden in der Praxis wirklich dazu beitragen, die Energieeffizienz zu steigern. Zugleich wollen sie herausfinden, welche Bedeutung das Angebot von Strom aus regenerativer Energieerzeugung in diesem Zusammenhang hat. Geprüft werden entsprechende variable Tarife für den Stromkauf. Auch in Aachen können 500 Haushalte seit Sommer 2012 die Vorteile eines vernetzten regionalen Energiemarktes testen. Smart Watts heißt das Projekt, bei dem neben technischen Lösungen auch Preismodelle getestet werden. Auf einer Transaktionsplattform im Internet sollen die Marktteilnehmer effizient handeln können.

4 4 MÄRKTE REGIONALER HANDELS- PLATZ IM TEST In Cuxhaven haben sich 650 Haushalte und die Betreiber von dezentralen Anlagen zur Stromerzeugung unter dem Namen etelligence zu einem regionalen Marktplatz zusammengeschlossen. Sie testen dabei den regionalen Stromhandel. Gehandelt werden Strommengen für den aktuellen oder den nächsten Tag. Das Handelssystem ist weitestgehend automatisiert, um die Kosten der einzelnen Transaktionen so niedrig wie möglich zu halten. Außerdem bietet es den Beteiligten die Möglichkeit, gezielt Strom aus regenerativen Energien einzukaufen. Zu den Erzeugern zählen ein Windpark, eine Kläranlage, eine Heizkraftanlage und ein Schwimmbad, das zwei eigene Blockheizkraftwerke mit Kraft- Wärme-Kopplung betreibt. Um größere, besser handelbare Strommengen darzustellen, bilden diese Erzeuger zusammen ein virtuelles Kraftwerk. Ein Cuxhavener Kühlhaus steht als Speicher zur Verfügung und kann bei Bedarf überschüssigen Strom zwischenlagern. VIRTUELLE KRAFTWERKE UNTERSTÜTZEN VERMARKTUNG Je nach Region setzt sich ein virtuelles Kraftwerk aus unterschiedlichen Einheiten zusammen. Windkraft- und Photovoltaikanlagen gehören ebenso dazu wie Blockheizkraftwerke mit KWK, Biogasanlagen oder kleine Wasserkraftwerke. Selbst Batterien von Elektrofahrzeugen lassen sich integrieren, wenn sie als Zwischenlager für überschüssigen Strom bereitstehen. Erste Erfahrungen mit virtuellen Kraftwerken hat RWE in einem Pilotprojekt gesammelt, das das Unternehmen seit 2008 gemeinsam mit Siemens betrieben hat. Dazu wurden neun Wasserkraftwerke im Sauerland mit dezentralen Erzeugern wie zum Beispiel Blockheizkraftwerken mit KWK verknüpft. Der Strom aus diesem virtuellen Kraftwerk wird an der Strombörse EEX in Leipzig vermarktet. Heute hat RWE bereits über 300 MW installierte Leistung im virtuellen Kraftwerk. Ein weiteres virtuelles Kraftwerk ist im Harz entstanden, genannt RegModHarz. Es besteht aus vielen dezentralen Erzeugern, die im Landkreis Harz mit Wind- oder Sonnenenergie Strom erzeugen. Hinzugeschaltet sind außerdem ein Pumpspeicherwerk, mehrere Biogasanlagen sowie Elektrofahrzeuge. Als rollende Batterien können sie überschüssige Kapazitäten speichern, zum Beispiel aus der Windkraft. Eine gemeinsame Leitstelle soll das virtuelle Kraftwerk steuern. Virtuelle Kraftwerke sind Zusammenschlüsse mehrerer, meist kleinerer Stromerzeuger und auch von abschaltbaren Lasten und Speichern. Sie spielen bereits heute in der Direktvermarktung von EEG-Strom eine bedeutende Rolle. Die einzelnen Einheiten werden mit intelligenter Informationsund Kommunikationstechnik vernetzt. Gesteuert werden sie von einer gemeinsamen Warte aus. So können sie ihren Strom effizient vermarkten.

5 5 MÄRKTE WETTERPROGNOSE FÜR DIE NETZAUSLASTUNG Die Abhängigkeit der Stromproduktion aus Windund Sonnenenergie erschwert die Planung der Netzbetreiber. Die Prognose der Wetterentwicklung soll helfen. Eine spezielle Software haben Fraunhofer-Wissenschaftler vom Anwendungszentrum Systemtechnik EST entwickelt. Die Software bietet eine hohe Zuverlässigkeit, da sie aus mehreren verschiedenen Wetterprognosen eine Metaprognose entwickelt. Diese sagt voraus, welche Strommengen aus Windkraft und Photovoltaik am folgenden Tag ins Stromnetz eingespeist werden können. Da sich je nach lokaler Situation die Einspeisungen aus regenerativen Quellen relativ kurzfristig ändern können, prognostiziert die Software die zu erwartenden Mengen sogar im Viertelstundentakt. Ein Blick auf den Monitor des Computers zeigt, wann der Strom am günstigsten ist.

6 6 MÄRKTE Herausgeber 3malE Bildung mit Energie Kruppstraße Essen T F E I Stand 25. Februar 2013 Alle Daten sind urheberrechtlich geschützt.

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