Smart Grids made in Germany

Im Fokus der deutschen Energiepolitik stehen die drei großen Ziele Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit. Diese Ziele in Zeiten steigender Nachfrage nach Rohstoffen, deren Verknappung und des drohenden Klimawandels zu erreichen stellt die Gesellschaft vor große Herausforderungen. Das Bun- desministerium für Wirtschaft und Technologie sorgt mit seiner Energiepolitik dafür, dass eine zuverlässige und ökologisch vertretbare Energieversorgung bei angemessenen Kosten realisiert werden kann. Ein wichtiger Baustein ist das Förderprogramm „E-Energy – Smart Grids made in Germany“, das gemeinsam mit dem Bun- desministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit bereits 2008 initiiert und bis 2013 mit insge- samt 60 Millionen Euro gefördert wurde – zusätzlich zu den 80 Millionen Euro, die die beteiligten Unternehmen aufbringen. In sechs Modellregionen von Freiamt im Schwarzwald bis nach Cuxhaven an der Nordsee werden derzeit Schlüsseltechnologien für die intelligente Energieversorgung der Zukunft getestet. Die Feldversuche der E-Energy-Modellregionen zeigen, dass sich der Stromverbrauch von Haushalten und Industrieunternehmen durch den Einsatz von IKT um bis zu 10 % zeitlich verschieben lässt.

LUDWIG KARG, GESCHÄFTSFÜHRER B.A.U.M. CONSULT GMBH; LEITER DER E-ENERGY-BEGLEITFORSCHUNG

E-DeMa – Modellregion Rhein-Ruhr
Im Rahmen von E-DeMa wurden eine intelligente Verbrauchssteuerung sowie eine zeitnahe Verbrauchsdatenerfassung und -bereitstellung über eine zentrale Datendrehscheibe, den E-DeMa-Energiemarktplatz, erprobt und getestet. Im Fokus stand dabei der kostenorientierte Einsatz von dezentralen Kleinerzeugern und von elektrischen Haushaltsgeraten. Insgesamt wurden 14 Mikro-Blockheizkraftwerke installiert, die bei Bedarf als dezentrale Kleinerzeuger zugeschaltet werden und über den Marktplatz zu handelbaren Erzeugungsmengen aggregiert werden können. Außerdem wurden über 700 Haushalte mit IKT-Gateways ausgestattet, die es den Verbrauchern erlaubten, aktiv am Marktplatz teilzunehmen. Damit verschmelzen die klassischen Rollen von Energieverbraucher und -erzeuger im Rhein-Ruhr-Gebiet zum „Prosumer“ – der nicht nur Energie verbraucht, sondern auch als Erzeuger und Bereitsteller von Flexibilitäten am Markt teilnimmt.

eTelligence – Modellregion Cuxhaven
eTelligence konnte zeigen, dass gerade thermisch-elektrische Energiesysteme wie Kühlhäuser und Blockheizkraftwerke sehr gut als Energiespeicher genutzt werden können: In Zeiten, in denen viel Wind zur Verfügung steht, kühlt das Cuxhavener Kühlhaus seine Temperatur herunter und schafft sich einen Kältepuffer. In Zeiten hoher Strompreise werden die Kühlaggregate abgeschaltet. Unter Ausnutzung des zuvor aufgebauten Kältepuffers kann das Kühlhaus dann für einige Tage mit erheblich geringerer Stromaufnahme betrieben werden. Über das Jahr gesehen ist dadurch eine deutliche Verringerung der Strombezugskosten möglich. Durch die intelligente Nutzung der Kühlhäuser können
schon jetzt 6 % der Stromkosten eingespart werden. Dabei ist das volle Potenzial für Einsparungen noch nicht erreicht.

MeRegio – Modellregion Baden-Württemberg
Stromkunden in Freiamt im Schwarzwald und in Goppingen haben das „intelligente Haus“ im Rahmen des Projektes MeRegio getestet. Dabei wurden Energieerzeugung und -verbrauch so aufeinander abgestimmt, dass mithilfe von lokalen Lastverschiebungspotenzialen die vorhandene Energie effizient genutzt werden konnte. Hierzu wurden nicht nur intelligente Tiefkühler und Geschirrspüler, sondern auch stationäre Batterien und Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen angeschlossen. Auch die Eigenerzeugung der Verbraucher wurde miteinbezogen, so dass für den Kunden am Ende ein optimales Ergebnis stand. Kritische Netzzustände, die durch die fluktuierende Einspeisung von Energie, aber auch durch neue Marktsignale hervorgerufen werden können, ließen sich mittels automatisierten Demand-Side-Managements überwinden.

moma – Modellstadt Mannheim
In einem Feldtest in Mannheim wurden in rund 1.000 Haushalten die sogenannten Energiebutler eingebaut. Diese lieferten den intelligenten Haushaltsgeräten der Verbraucher die wesentlichen Informationen und Signale, um die Haushaltsgeräte sinnvoll nutzen zu können. Dieses Energiemanagementsystem half den Stromkunden, ihren Verbrauch an den variablen Preisen des Energiemarktes auszurichten. Der Energiebutler steuerte Verbrauchsgerate an und entschied anhand des aktuellen Strompreises selbstständig, wann ein Gerät ein- oder ausgeschaltet wird. So wurden Geräte nur dann angestellt, wenn es für den Verbraucher am sinnvollsten und am günstigsten war. Auch Netzbedürfnisse wurden in die Optimierung einbezogen. Gerade Geräte mit variablen Nutzungszeiten, wie beispielsweise Waschmaschinen oder Tiefkühltruhen, konnten so kostensparend betrieben werden. Die Verbraucher wurden durch den Energiebutler permanent über ihren aktuellen Stromverbrauch auf dem Laufenden gehalten.

RegModHarz – Regenerative Modellregion Harz
Die Modellregion im Harz hat sich schwerpunktmäßig mit der gebündelten Vermarktung der regional vorhandenen erneuerbaren Erzeuger und Flexibilitäten, die zu einem virtuellen Kraftwerk zusammengefasst werden, auf unterschiedlichen Märkten auseinandergesetzt. Eine Online-Plattform bot bei RegModHarz den Stromverbrauchern die Möglichkeit, Informationen über den Tarif und die aktuelle, die vergangene und die zukünftige Erzeugung von erneuerbarem Strom zu analysieren. Auch im Harz konnte gezeigt werden, dass durch Wind-Kurzfristprognosen der Speicherbedarf der Energie reduziert werden konnte. Die neu entwickelte
Rolle des Poolkoordinators, der den dezentral erzeugten Strom bündelt und vermarktet, gewinnt eine zentrale Bedeutung in den neuen Märkten.

Smart Watts – Modellregion Aachen
In Aachen bot die „intelligente Kilowattstunde“ dem Verbraucher im Smart Home über den Preis einen Anreiz, seinen Energieverbrauch manuell oder automatisiert in günstige Zeiträume zu verlagern. Die mittels Smart
Meter erhobenen Verbrauchsdaten waren Grundlage für variable Tarife und wurden mit einem flexiblen Abrechnungs- und Reportingsystem abgerechnet und transparent gemacht. Damit konnten Angebote gestaltet werden, die energiesparendes Verhalten anregen. Durch ein anreizbasiertes System wurden Einspeisung und Verbrauch, Angebot und Nachfrage gezielt beeinflusst. Mit Hilfe des offenen Standards EEBus, der im Rahmen des Modellprojektes entwickelt wurde und dem sich mittlerweile 25 führende Unternehmen angeschlossen haben, wird die notwendige Vernetzung des Haushalts mit den Informations- und Steuerungssystemen sichergestellt.

B.A.U.M. Consult GmbH
Gotzinger Str. 48/50
81371 München
Deutschland
Telefon: 089 18935-200
Telefax: 089 18935-199
www.e-energy.de
www.baumgroup.de
Ansprechpartner:
Ludwig Karg
Leiter der E-Energy-Begleitforschung
im Auftrag des BMWi
l.karg@baumgroup.de

Modellregionen und regionale Pilotprojekte
Der ländliche Raum – ein Ort unendlicher Energie

Smart Grid – EnergieVerteilung und NetzSteuerung
Raumoptimierte Freileitungen für mehr Bevölkerungsakzeptanz