Bericht zum Forschungsprojekt MeRegio

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1 Bericht zum Forschungsprojekt MeRegio für Kunden und Interessenten Energie braucht Impulse

2 MeRegio Informationen zum Forschungsprojekt Projektzeitraum: August 2009 Oktober 2012 Inhaltsverzeichnis MeRegio Informationen zum Forschungsprojekt 2 Phase 1 ab Ende 2009 Messen und Reagieren 3 Phase 2 ab dem ersten Halbjahr 2010 Regeln 4 Phase 3 ab dem zweiten Halbjahr 2012 Speichern 4 Phase 4 Marktplatz ab Sommer Was haben wir im Projekt MeRegio erreicht? 5 Wie sieht die Zukunft aus? 6 Danksagung 6 Eine Steckdose, die erkennt, wann der Strom besonders günstig ist und die Spülmaschine anschaltet eine Zukunftsvision? Mit der Minimum Emission Region MeRegio ging 2009 ein Pilotprojekt an den Start, das im Herbst 2012 genau diese Vision eines intelligenten Stromnetzes verwirklichte. Gemeinsam Energiegeschichte schreiben An der Umsetzung arbeiteten von Anfang an neben der EnBW die Firmen ABB, IBM, SAP, systemplan und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) als gleichberechtigte Partner mit. Gemeinsam wollten wir zeigen, welche Chancen in einer intelligenten Verknüpfung des technischen Energiemanagements mit innovativen Informations- und Kommunikationstechnologien stecken. Und dies entlang der gesamten Wertschöpfungskette von der zentralen und dezentralen Stromerzeugung über die Einspeisung bis hin zum Verbrauch. Die EnBW beteiligte sich federführend mit ausgewählten Teilnehmern. Die Klassifizierung der Teilnehmer, bestehend aus Haushalten, Gewerbe- und Industrieunternehmen, ergab sich aus der Aufteilung in ca. 800 reine Verbraucher und etwa 200 Teilnehmer mit zusätzlich dezentraler Erzeugung. Die 200 Teilnehmer mit Erzeugungsanlagen setzten sich wiederum aus Kunden mit Blockheizkraftwerken und Photovoltaikanlagen zusammen. Zur Sicherstellung einer umfassenden Betreuung wurden die MeRegio-Teilnehmer mehrheitlich aus den Netzgebieten Göppingen (Württemberg) sowie Freiamt (Baden) ausgewählt. Diese Regionen eigneten sich aufgrund des hohen Anteils dezentraler Erzeugung besonders gut für das Forschungsprojekt. Grundsätzlich erhielten alle Teilnehmer einen EnBW Intelligenten Stromzähler. Je nach Testszenario wurden zusätzlich die EnBW StromAmpel zur Anzeige dynamischer Stromtarife, ein ipod, intelligente Gefrierschränke, intelligente Spülmaschinen, schaltbare Steckdosen oder Batteriespeicher in die Haushalte integriert. 2

3 Das MeRegio System B2B-Kunden Energieversorger Dezentrale Erzeuger Informations- und Kommunikationstechnologie Speicher/ E-Mobilität Intelligentes Netz Intelligenter Stromzähler Intelligente Haushaltsgeräte Phase 1 ab Ende 2009 Messen und Reagieren Im Feldversuch wurden Ansätze zur gezielten Steuerung des Verbrauchs bei Haushalts-, Gewerbe- und Industriekunden getestet. Mithilfe eines Preissignals wurde zwischen drei Preisstufen unterschieden. Die Preisstufen bestanden aus einer grünen, gelben und roten Phase. Die grüne Preisstufe war die günstigste, während die rote Stufe den höchsten Preis je kwh hatte. Die Lastverlagerungsbereitschaft war von Anfang an sehr hoch, reduzierte sich dann etwas und pendelte sich letztlich auf einem dauerhaft signifikanten Niveau ein. Durch die eingesetzten Mechanismen und Technologien konnte ein flexibles Verbrauchsverhalten nachhaltig aktiviert werden. Beispielsweise wurden Lastverlagerungen von bis zu 20 Prozent in einzelnen Stunden, im Durchschnitt von 7 bis 15 Prozent, ermittelt. Das größte Potenzial hatten dabei Wärmeoder Kälteerzeugung. Elektrische und thermische Speichersysteme bei Haushalts- und Gewerbekunden könnten bereits heute erhebliche Beiträge zur Erhöhung der Aufnahmefähigkeit dezentral erzeugter Energie liefern. Prozentuale Lastreduzierung bei Wechsel der Preisstufe Verglichene Preisstufen Grün gegen rot Grün gegen gelb Gelb gegen rot Kunden in den ersten drei Monaten % % 3 15 % Kunden nach drei Monaten 7 12 % 4 7 % 2 4 % Für alle Teilnehmer wurde der Tarif des EnBW Intelligenten Stromzählers als Basis zugrunde gelegt. Bei optimaler Auslastung der grünen Stufe unseres MeRegio-Tarifs, konnte beim Vergleich der beiden Tarifmodelle ein monetärer Vorteil erzielt werden. Dieser wurde unseren Kunden auf den jeweiligen Stromrechnungen gutgeschrieben. 3

4 Gutschriften in Euro pro Jahr Anzahl Kunden Kein Bonus 0 bis >40 40 bis < bis <140 >140 Die Auswertung zeigt die Häufigkeitsverteilung der Gutschriften in Euro pro Teilnehmer im Jahr Die Grafik verdeutlicht, dass der größte Teil der Kunden bis zu 40 Euro Gutschrift pro Jahr erreicht hat. Einige Teilnehmer erreichten sogar mehr als 140 Euro. Ein kleiner Teil unserer Kunden konnte keinen Bonus erwirtschaften. Ein weiteres wichtiges Ergebnis dieser Phase war die Bereitschaft der Teilnehmer zur aktiven Mitarbeit. Transparenz, Kommunikation und kompetente Ansprechpartner waren die Schlüssel zur Akzeptanz. Phase 2 ab dem ersten Halbjahr 2010 Regeln In Phase 2 wurde die Infrastruktur um Steuerboxen erweitert und bei rund 250 Teilnehmern Gefrierschränke der Firma Liebherr eingebaut. Unser Ziel bestand darin, Erfahrungen mit der Lastverschiebung eines intelligenten Haushaltsgeräts in Abhängigkeit von dezentral erzeugter Energie zu sammeln. Außerdem sollte die Geräteeffizienz gesteigert werden Die Datenkommunikation zwischen den verschiedenen Standorten aufzubauen und stabil zu betreiben, war in der Umsetzung deutlich aufwendiger als ursprünglich geplant. Dies ist für uns Anlass, zukünftig ein noch größeres Augenmerk auf die Kommunikation verschiedener Geräte in den Netzwerken zu legen. Die Handhabung und die Qualität von großen Datenmengen wie auch die Verfügbarkeiten von IT-Systemen sind ein wesentlicher Baustein zum Erfolg von Energieinformationsnetzen. Phase 3 ab dem zweiten Halbjahr 2012 Speichern In Phase 3 wurde das Zusammenspiel aller vorhandenen Komponenten getestet. Dabei lag der Schwerpunkt auf der Vernetzung von flexiblem Verbrauch und Speicherung dezentral erzeugter Energie. Wie in Phase 2 festgestellt, können elektrische und thermische Speichersysteme bei Haushalts- und Gewerbekunden bereits heute erheblich zur Erhöhung der Aufnahmefähigkeit dezentral erzeugter Energie beitragen. Das Ergebnis kann durch die Eigennutzung von Photovoltaikstrom in Verbindung mit dem Einsatz von Batteriespeichern erhöht werden. Dies kann zukünftig attraktiv werden, wenn die Batteriekosten sinken und durch den Kostenvorteil des eigen genutzten Stroms gegenüber dem Strombezug aus dem Stromnetz eine Amortisation des Batteriespeichers möglich ist. Ein großes Potenzial ist auch beim Einsatz thermischer Speicher zu erwarten. Die thermische Speicherung regenerativ erzeugter elektrischer Energie durch den Einsatz von Wärmepumpen und Elektrospeicherheizungen spart fossile Energie, die sonst für die Abdeckung des Wärmebedarfs verwendet werden muss. Die Verbindung von elektrischer und thermischer Energie bzw. Energiespeicherung ist als sehr zukunftsträchtig einzuschätzen. 4

5 Phase 4 ab Sommer 2012 Marktplatz Das Ziel in Phase 4 war der Aufbau eines Marktplatzes, auf dem unsere Teilnehmer miteinander vernetzt wurden und dabei die jeweiligen Lastveränderungen an einen virtuellen Marktplatz kommunizierten. Bisher gibt es Lastprognosen zur Vorhersage des Verhaltens großer Systeme wie Städte und Regionen. Allerdings existieren jedoch kaum Studien über Lastprognosen einzelner Haushalte. In MeRegio wurden Möglichkeiten entwickelt, die individuelle Lastentwicklung zu berücksichtigen. Somit konnten wir einen evtl. Mehrverbrauch bereits vorab in unsere Lastprognose miteinbeziehen. Eine Prognoseverbesserung der Stromlast bei den Endkunden war nachweisbar. Was haben wir in MeRegio erreicht? Unser Ziel war es, im Feldversuch neuartige Netzführungskonzepte zu testen und die Bedürfnisse unserer Kunden zu erfahren. Daraus entwickelten wir einen funktionierenden virtuellen Energiemarktplatz für die Zukunft. Im herkömmlichen Energiesystem verbrauchen die Kunden Energie, wann immer sie sie benötigen. Bei MeRegio dagegen richteten die Teilnehmer ihren Verbrauch an der aktuellen Stromerzeugung durch erneuerbare Energien aus. Bläst der Wind oder scheint die Sonne, wird der Kunde per Strompreissignal informiert und kann seinem Bedarf entsprechend agieren. Daher hatten wir die verschiedenen Komponenten wie etwa Gefrierschränke, Spülmaschinen, Photo voltaikanlagen oder Batteriespeicher miteinander vernetzt. Auf diese Weise konnten wir eine große Menge aktueller Daten über die Stromerzeugung und den Energiebedarf sammeln. Das Herzstück dieser Vernetzung war der EnBW Intelligente Stromzähler, welcher im Rahmen des Projekts allen MeRegio- Teilnehmern zur Verfügung gestellt wurde. Er lieferte die jeweiligen Verbräuche an unser Abrechnungssystem, das wiederum die Kunden via PC und spezieller Software mit aktuellen Verbrauchsdaten versorgt hat. Die Menge der Messdaten der MeRegio- Teilnehmer stieg um das fache im Vergleich zum sonstigen Datenvolumen. Die daraus resultierenden Herausforderungen wurden erfolgreich gemeistert. Dabei konnten wir durch die konsequente Optimierung von Prozessen und der Infrastruktur eine gute Qualität sicherstellen. Eine weitere Entscheidungshilfe für un se re Kunden war die Anzeige des aktuellen Stromangebots sowie entsprechende Preisanreize auf den zur Verfügung gestellten Anzeigegeräten. Die eigens dafür konzipierte EnBW StromAmpel zeigte die MeRegio- Tarife des aktuellen und des Folgetags an. Dieser Preismechanismus passte die Nachfrage an das Angebot an und machte den Stromkunden zum eigenständigen und sparsamen Energiemanager. Große Aufmerksamkeit bekamen die Themen Datenschutz Datensicherheit und Zugriffsberechtigungen. Insbesondere dem hohen Stellenwert unseres Datenschutzes konnten wir mit einer gesonderten Datenschutzvereinbarung sowie mit unserem DEKRA Datenschutzzertifikat für unseren EnBW Intelligenten Stromzähler gerecht werden. 5

6 Politik Ordnungsrahmen Infrastruktur Industrie das dynamische Umfeld angepasst werden. Wichtig ist die schnelle Verfügbarkeit der relevanten Informationen für aktuelle und zukünftige Marktteilnehmer. Dafür müssen alle Akteure vernetzt werden. Mitwirkung Kunde Ein weitreichender Ausbau der nachhaltigen Energieversorgung kann mit den existierenden Rahmenbedingungen kaum optimal gestaltet werden. Nachdem die Weichenstellung für die nachhaltige Energieversorgung erfolgreich verlaufen ist, gilt es, die Effektivität der Rahmenbedingungen zu überprüfen und entsprechende Anpassungen vorzunehmen. Danksagung Wie sieht nun die Zukunft aus? Neben der Politik und der Industrie kommt dem Kunden eine wesentliche Rolle für das Gelingen der Energiezukunft zu. Im nächsten Schritt muss bewertet werden, ob und wie wir die Lastverschiebungen in künftigen Geschäftsmodellen nutzen können. In weiteren Schritten müssen zusätzliche intelligente Geräte in die Steuerung einbezogen werden, um künftig auch weitere Potenziale zur Lastverlagerung erschließen zu können. Die Entwicklung ist außerdem von den Rahmenbedingungen des regulatorischen Umfelds und des Markts abhängig. Die Flexibilisierung der Energieversorgung erfordert umfassende Anreizsysteme, die die Marktakteure anspornen, signifikante Lastverschiebekapazitäten aufzubauen. Die Förderung der erneuerbaren Energieerzeugung und der Energieeffizienz muss durch die Unterstützung des Aufbaus von Aufnahmekapazitäten ergänzt werden, damit die umweltverträgliche Energieversorgung in Deutschland kosteneffizient gestaltet werden kann. Für die aktive Mitarbeit der MeRegio- Teilnehmer möchte die EnBW in diesem Rahmen noch einmal ein herzliches Dankeschön aussprechen. Dies betrifft zum einen die Bereitschaft vieler Teilnehmer, bei Kundenbefragungen eigene Projekterfahrungen aktiv einzubringen und damit der EnBW die Möglichkeit zu verschaffen, Ihre Produkte und Prozesse weiter zu verbessern. Zum anderen gilt der Dank insbesondere auch dem großen Engagement aller Teilnehmer über die gesamte Dauer des Forschungsprojekts. Die Bereitschaft der MeRegio-Teilnehmer, am Forschungsprojekt teilzunehmen, war einer der wesentlichen Erfolgsfaktoren für das Gelingen dieses Vorhabens. Die wertvollen Erfahrungen aus dem MeRegio-Projekt wird die EnBW in nachfolgende Projekte einfließen lassen, um die Zukunft der Energieversorgung gemeinsam mit unseren Kunden erfolgreich zu gestalten. Der Fortschritt bei der Energieversorgung sollte auf einer Kombination der klassischen und neuen Ansätze bei der Weiterentwicklung der Netzinfrastruktur, der Marktmechanismen, der Informationstechnologien und des ordnungspolitischen Rahmens basieren. Die Prozesse der Energiewirtschaft müssen außerdem an 6