E-Energy Projekt Modellstadt Mannheim Mittels Zellularer Struktur zum Flexiblen Energiesystem

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1 E-Energy Projekt Modellstadt Mannheim Mittels Zellularer Struktur zum Flexiblen Energiesystem Dr. Robert Thomann Technologie & Innovation Projektleiter moma Kongress Energie + Informatik Karlsruhe, 22. April 2013

2 Paradigmenwechsel in der Energieversorgung Wandel Herausforderung Lösung Von der zentralen Erzeugung zur dezentralen Erzeugung Von den fossilen Energieträgern hin zu den (fluktuierenden) Erneuerbaren Jederzeit Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch Flexibilisierung der Nachfrageseite als Antwort auf die fluktuierende Erzeugung (Lastverschiebung) Einbindung aller Flexibilitätspotentiale mittels Informations- und Kommunikationstechnik (Smart Grid)

3 Leuchtturmprojekt E-Energy

4 moma Systemarchitektur

5 moma Systemmodell Verbindung von intelligenten Gebäuden mit dem intelligenten Netz: ein zellularer Energieorganismus entsteht

6 Objektzelle: Intelligentes Haus

7 Zellulärer Ansatz Netzführung Zellen mit verteilter Automation zur Netzführung Komplexitätsreduktion Teilweise Verlagerung von zentralen Netzführungsaufgaben hin zu dezentralen Automaten Optimierungskaskade Energetische und monetäre Optimierung von unten nach oben unter Berücksichtigung der Anforderung der übergeordneten Ebene

8 moma Praxistests

9 moma Praxistests 3. Praxistest SmarTest Energiebutler 1. Praxistest Innovativer Stromzähler 20 Teilnehmer Prüfung der technischen Realisierbarkeit 2. Praxistest Flexibler Strompreis 150 Teilnehmer Variabler Tarif Aussage zu: manuelles Lastverschiebungspotential Funktion zellularer Struktur bis zu 1000 Teilnehmer Dynamischer Tarif Aussagen zu: Kundenverhalten Akzeptanz Preissensitivität Lastverschiebung Netzverhalten Umweltauswirkungen Wirtschaftlichkeit Juli 2009 Okt 2010 März 2012

10 Ergebnisse der Feldversuche Lastverschiebung Nutzung von Großverbrauchern in preisgünstigen Zeiten Automatische Steuerung: teilweise Verlagerung in Nachtstunden Preiselastizitäten Durchschnittlich reagieren Haushalte auf eine 100%ige Preisänderung mit einer 11%igen Verbrauchsreaktion Engagierte Haushalte zu bestimmten Zeiten mit einer 35%igen Produktattraktivität Nur 10% der Haushalte möchten keinen variablen Stromtarif. 30% sind bereit für eine automatische Steuerung und Stromvisualisierung Geld auszugeben. Ein Preis von 1-2 im Monat scheint akzeptabel. Seite 10

11 Ergebnisse aus Praxistest 2 Abweichung der HH vom normierten SLP in Watt :00 00:45 01:30 02:15 03:00 03:45 04:30 05:15 06:00 06:45 07:30 08:15 09:00 09:45 10:30 11:15 12:00 12:45 13:30 14:15 15:00 15:45 16:30 17:15 18:00 18:45 19:30 20:15 21:00 21:45 22:30 23:15 Preisprofil November September November Preis pro kwh für den Monat November -250 Uhrzeit 10 Praxistestteilnehmer reagieren auf Preissignale: 6% 8% manuelle Lastverschiebung

12 Ergebnisse der Feldversuche Lastverschiebung Nutzung von Großverbrauchern in preisgünstigen Zeiten Automatische Steuerung: teilweise Verlagerung in Nachtstunden Preiselastizitäten Durchschnittlich reagieren Haushalte auf eine 100%ige Preisänderung mit einer 11%igen Verbrauchsreaktion Engagierte Haushalte zu bestimmten Zeiten mit einer 35%igen Produktattraktivität Nur 10% der Haushalte möchten keinen variablen Stromtarif. 30% sind bereit für eine automatische Steuerung und Stromvisualisierung Geld auszugeben. Ein Preis von 1-2 im Monat scheint akzeptabel. Seite 12

13 Verbrauchsdaten auf Haushaltsebene Seite 13

14 Ergebnisse der Feldversuche Lastverschiebung Nutzung von Großverbrauchern in preisgünstigen Zeiten Automatische Steuerung: teilweise Verlagerung in Nachtstunden Preiselastizitäten Durchschnittlich reagieren Haushalte auf eine 100%ige Preisänderung mit einer 11%igen Verbrauchsreaktion Engagierte Haushalte zu bestimmten Zeiten mit einer 35%igen Produktattraktivität Nur 10% der Haushalte möchten keinen variablen Stromtarif. 30% sind bereit für eine automatische Steuerung und Stromvisualisierung Geld auszugeben. Ein Preis von 1-2 im Monat scheint akzeptabel. Seite 14

15 Kundenbefragung nach dem Praxistest 60% Hätten Sie gerne einen variablen Strompreis? 35% Was ist Ihnen wichtiger: Haushaltsgeräte zu jedem beliebigen Zeitpunkt nutzen zu können oder zu Zeitpunkten, in denen der Strom günstig ist, so dass Sie Geld sparen? 50% 30% 40% 25% Kontrollgruppe Versuchsgruppe 30% 20% 15% 20% 10% 10% 5% 0% Ja Vielleicht Nein 0% beliebiger Zeitpunkt günstiger Zeitpunkt Mehrheitlich wird ein variabler Tarif von den Teilnehmern akzeptiert

16 moma und darüber hinaus...

17 Flexibilitätsoptionen Kommunikations- und Diensteplattform Flexible Erzeugung Speicher Nachfragesteuerung Import-/ Export Spartenverbund Zentral Regelbare Kraftwerke mit KWK Dezentral Eigennutzungs -steuerung Langzeitspeicher (Tage bis saisonal) Kurzzeitspeicher (Sekunden bis Stunden) Anreizsteuerung Variable Tarife Direktsteuerung Virt. Kraftwerk, Netzsteuerun g Zellulare Netze Europaverbun d bis Microgrids Regionalmärkte lokaler Ausgleich, Kapazitäten Power2Gas Kombikraftwerke, Gasnetze Wärmesteuerung KWK, Wärmenetze Die Erschließung aller Flexibilitätspotentiale setzt intelligente Vernetzung und gegenseitige Optimierung voraus.

18 Das Polynetz Verschiedene Energienetze (Strom, Gas, Wärme, Kälte, Mobilität) + Querverbund + Intelligentes Netz Flexibilität Das Polynetz einer Stadt ist die flexible Antwort auf die fluktuierenden Einspeisung der Erneuerbaren

19 Zusammenführung Übertragungsnetze Energieinformationsnetze Hierarchische Abstimmung Netzzelle Regionale Verantwortung für Systemstabilität Gestalter verbundener Infrastruktur Enabler regionaler Marktprodukte Quelle: Wikipedia Kundenobjekt Partizipation des Bürgers als aktiver Teilnehmer im Energiesystem Mittels verbundener zellularer Struktur zum flexiblen Energiesystem

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Robert Thomann Technologie & Innovation Projektleiter moma Modellstadt Mannheim MVV Energie AG Luisenring Mannheim Telefon: +49 (621) Telefax: +49 (621)

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