Strategien für das Demand Side Management

Strategien für das Demand Side Management Hubert Fechner Giefinggasse 2 A-1210 Wien

Austrian Research Centers Energy & Mobility Research, Testing, Training, Standardisation, Consulting Techbase Vienna

The future energy regime will be decentralized and decarbonized Jeremy Rifkin, (President of the Foundation on Economic Trends, Washington)

Ohne Demand side Maßnahmen sind dezentralere Strukturen nicht umsetzbar

Von Angebot und Nachfrage Bisher: Stromerzeugung fährt dem Bedarf nach (kurz- und langfristig!) Kaum Zugriff auf Lasten und dezentrale Erzeuger Stromkonsument ist kein aktiver Marktplayer

Mehr und mehr neue Stromproduzenten am Markt

C. Ensslin 10/2005 The German Wind Power Plant 1989 Wind Turbine/ Wind Farm Sites

C. Ensslin 10/2005 The German Wind Power Plant 10/ 2005 Total WT number: 16,800 WTs Installed capacity: 17,370 MW Wind Turbine/ Wind Farm Sites

Leistungsbilanz im westlichen Teil Dänemarks (Festland) MW 9,000 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 Wind Local CHP Central Consumption Energinet.dk

Weitere, fluktuierende, schwer planbare, Stromeinspeiser Photovoltaik-Anlagen Biogas-Anlagen Wärmegeführte CHP-Einheiten Brennstoffzellen

Windleistung versus Stromabgabe

Kleine und mittlere COGEN s Eine Woche mit Cogeneration

Status quo: Passiver Betrieb der Verteilnetze Augenmerk auf Extrem-Situationen Minimum Last/maximale Erzeugung Maximale Last /keine Erzeugung > connect and forget - bzw. Erzeugungsbegrenzung anderenfalls üblicherweise Anschluss an höheres Spannungsniveau ist i.a. mit höheren Kosten verbunden geringere Profitabilität des Investments Bei erster Netzschwankung Trennung vom Netz, kein aktiver Beitrag zu Stabilität und Power Quality Dezentrale fluktuierende Anlagen stellen aktuell wenig Grundlast zur Verfügung

Ersatz für konventionelle Erzeugung in Großkraftwerken? Dena Studie 48.000 MW Windkraft in Deutschland ersparen 2.000 MW an Kraftwerksleistung

Aktive Rolle der Dezentralen Aktive Demand Side Demand Response Energiemanagementsysteme Kleinerzeuger als Partner im Energiemanagement Direkte Kopplung an Verbrauch Lokale Energiespeicher Prognosemodelle

Demand Side Management IEA DSM Reduce the demand peaks, especially when utilisation of power comes close to its limits of availability Shift the loads between times of day or even seasons Fill the demand valleys to better utilise existing power resources Reduce overall demand (strategic saving) in the context of delivering the required energy services by use of less energy (and not a reduction in services). Provide strategic growth especially to shift between one type of supply to another with more favourable characteristics, for example, in terms of the environment

Wie kann DSM implementiert werden? Indirekt - Promotion oder Finanzierung von energieeffizienten Geräten oder Lasten (Beleuchtung, Energiesparende Geräte, ) Programme, die Preissignale an die Kunden senden (alle Arten von Tarifierungsmodellen) Programme zur indirekten Kontrolle von Lasten, die Kunden dazu anhalten, ihren Verbrauch in bestimmten Perioden zu reduzieren. Programme zur direkten Kontrolle von Lasten mit direktem Eingriff (Abschaltung) von Lasten Änderung von Marktstrukturen, die eine aktive Teilnahme (Angebote zur Lastreduktion, Angebote zur Einspeisung) ermöglichen

DEMS Intelligentes dezentrales Energieversorgungssystem Ziel: - die Energie möglichst dort zu erzeugen, wo sie gebraucht wird, bzw. zu verbrauchen, wo sie erzeugt wird - die verfügbare Energie insbesondere fluktuierende Energie der Last zuzuführen, die im Augenblick des Dargebots den dringendsten Bedarf bzw. die beste Verwendung hat - den erforderlichen überregionalen Energiebezug aus dem Netz zu optimieren und so die Versorgung des Gebietes energetisch, ökonomisch und ökologisch zu optimieren.

PoMS Highlight aus EU Projekt DISPOWER

Investitionen bei Erzeugung und Verteilung werden aufgrund des erwarteten Verbrauchszuwachses getätigt Benefits von DSM Demand control kann Investitionen die auf Spitzenlast zurückzuführen sind verhindern bzw. zumindest verschieben. Kalifornische Studien zeigten eine Preiselastizität (% Änderung in Verbrauch verglichen zu % Änderung in Preis) in der Größe von -0.1 bis -0.3. D.h. 100% Preissteigerung ergibt 10-30% Verbrauchsrückgang

Offene Fragen Reagiert der Kunde? - Welche Anreize sind notwendig? Wie hoch müssen die Kostenersparnisse sein? Wie viel (Zeit, Wissen, Geld ) muss der Kunde investieren? Versuche z.b. in Stutensee (Stadtwerke Mannheim, MVV)

Kleinerzeuger als Partner im Lastmanagement Gasversorger installieren Kraft-Wärme- Kopplungssysteme und behalten sich zugleich einen vertraglich vereinbarten Zugriff auf die Betriebsführung zur Gesamtsystemoptimierung vor > Mögliche elektrische Rückspeisung Gasversorger werden zu Querverbundunternehmen Bieten auf Basis eines prognostizierten Wärmebedarfs und optimierter Lieferplanung vertragsfähige Stromeinspeisung ins Verteilungsnetz an

Direkte Kopplung an Verbraucher PV Solar Cooling Erzeugungsstruktur korreliert in weiten Bereichen mit Energieverbrauch von Klimatisierung Anreize für direkte Kopplung?

Prognosemodelle www.dispower.org

Energiespeicher Wasserspeicher Batteriespeicher Druckluftspeicher Wasserstoff (Elektrolyse, )

Core Partner of the European Network of Excellence Partners: CESI (ITA) KEMA (NL) CEA (FRA) Uni Manchester (UK) Uni Athens (GR) RISO (DK) LABEIN (ESP) UK DG centre LAB EIN CE A KEMA Risoe TULodz ISET arsenal research CESI TUSofia NTUA/ CRES

Integration der bedeutendsten europäischen Expertengruppen zum weltweit führenden Forschungs-Labor mit dem Ziel der Entwicklung von: Anforderungen Qualitätskriterien Test- und Zertifizierungs-Methoden für dezentrale Stromerzeugung

Networking and External Co-operation International Cooperation with world class research groups in : USA (EPRI-PEAC) Canada (NRCan) Japan (AIST) Russia Standardisation bodies: IEC CENELEC IEEE TC8 Manufacturers: Siemens Areva Schneider ABB SAP Interest Groups: CIGRE Cogen EURELECTRIC EPIA EWEA EUREC DSOs/TSOs: EdF Eon Iberdrola

Konklusion Tatsache: Die Dezentralisierung der Stromerzeugung schreitet voran Für fluktuierende Energieressourcen müssen Begleitstrukturen (DSM, ) entwickelt werden Aktive Integration von kleinen Einspeisern statt fit and forget Ein aktiver beeinflussbarer Markt muss eine win win situation darstellen Der Regulationsprozess muss ausreichend Freiräume für Innovation lassen Internationale Kooperation ist wichtiger denn je

If the future energy regime will be decentralized and decarbonized.dann haben wir noch viel zu tun!

Strategien für das Demand Side Management Hubert Fechner Giefinggasse 2 A-1210 Wien E-mail: hubert.fechner @arsenal.ac.at www.arsenal.ac.at