Smart Grid – EnergieVerteilung und NetzSteuerung

Gebündelte Energie durch virtuelle Kraftwerke

Virtuelle Kraftwerksprojekte in Nordrhein-Westfalen und München
Die Energiewende sieht den Umbau des deutschen Energiesystems in einem bisher beispiellosen Umfang und einer noch nie dagewesenen Geschwindigkeit vor. Entsprechend groß sind die Herausforderungen bei ihrer Umsetzung. Damit die Energiewende ein Erfolg wird, bedarf es grundlegender Korrekturen am derzeitigen energiewirtschaftlichen System. Dazu gehört der Umbau der bestehenden Stromversorgungsnetze zu einem Smart Grid, wobei den virtuellen Kraftwerken eine besondere Rolle zukommt. RWE und die Stadtwerke München haben zusammen mit Siemens erste Projekte erfolgreich umgesetzt.

Ein virtuelles Kraftwerk bündelt dezentrale Energieressourcen (Erzeuger, Speicher und Verbraucher), deren Betrieb von einem Energiemanagementsystem gemeinsam geplant, optimiert und überwacht wird. Die gebündelte Leistung kann an der Leipziger Strombörse oder an anderen Märkten angeboten werden. Zudem erhöhen virtuelle Kraftwerke die Netzstabilität, weil sie Regelleistung bereitstellen können

Das Dorf Niederense im Sauerland hat viele Wanderwege zu bieten. Stille, Vogelgezwitscher, der Fluss Möhne – Natur pur. Das im Jahr 1913 gebaute Laufwasserkraftwerk ist längst ein Teil dieser Natur geworden. Siemens-Halske-Generatoren – mit 215 Kilowatt Leistung gehört es zu den kleineren Wasserkraftwerken im Sauerland – erzeugen dort seit 100 Jahren unermüdlich elektrischen Strom. Im Oktober 2008 erlebten die „rüstigen Senioren“ einen zweiten Frühling: Die Anlagen wurden zum Start des Projektes „virtuelles Kraftwerk“ (ProViPP, Professional Virtual Power Plant) von RWE und Siemens mit acht anderen Wasserkraftwerken an Lister und Lenne im Sauerland zusammengeschaltet, um sie effizienter und wirtschaftlicher betreiben und einsetzen zu können.

Genau genommen ist ein virtuelles Kraftwerk ein Bündel von dezentralen Energieressourcen (Erzeuger, Speicher und Verbraucher), deren Betrieb von einem Energiemanagementsystem gemeinsam geplant, optimiert und überwacht wird. So eröffnet ein virtuelles Kraftwerk – eingebunden in ein Smart Grid – Energieversorgern und Betreibern von Erzeugungsanlagen neue Möglichkeiten, denn der gebündelte Strom kann an der Leipziger Strombörse oder an anderen Märkten angeboten werden. Dies bietet dem Erzeuger mehr Flexibilität. Zudem leisten virtuelle Kraftwerke einen Beitrag zur Netzstabilität, weil sie Regelleistung im Bereich der Minutenreserve bereitstellen können. Sie sind auch prädestiniert für erneuerbare Energiequellen. Seit der Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes im Januar 2012 gibt es durch das Marktprämienmodell einen Anreiz, Strom aus diesen Anlagen direkt an den Energiemärkten zu verkaufen. Damit eröffnen virtuelle Kraftwerke kommunalen Energieanbietern neue Potenziale und dürften im Zuge der Energiewende in einem Smart Grid an Bedeutung gewinnen.

Seit Anfang 2012 vermarktet RWE sein virtuelles Kraftwerk, das mit dem Zusammenschluss der Laufwasserkraftwerke im Sauerland ins Leben gerufen wurde, an der Energiebörse in Leipzig. Zudem schlossen Siemens und RWE einen Rahmenvertrag und einigten sich auf einen Ausbau der zusammengeschlossenen Leistung auf 20 Megawatt (MW) im ersten Betriebsjahr nach der Pilotphase. Bis 2015 sollen weitere Kraftwerke dem virtuellen Verbund beitreten, um auf eine Leistung von mehreren Hundert MW zu kommen. Potenzielle Mitglieder für das virtuelle Kraftwerk sind Biomasseanlagen, Biogas-Blockheizkraftwerke, Windenergieanlagen und Wasserkraftanlagen in ganz Deutschland. Das Projekt läuft sehr erfolgreich. Schon heute liegt die Gesamtleistung der Anlagen im Verbund mit 300 MW weit über der ursprünglichen Planung.

Ähnlich wie RWE bündeln auch die Stadtwerke München (SWM) im Versorgungsgebiet sechs ihrer Blockheizkraftwerke, fünf Wasserkraftanlagen und eine Windkraftanlage im Münchener Stadtgebiet zu einem virtuellen Kraftwerk zusammen, um sie effizienter und wirtschaftlicher betreiben zu können. Der Zusammenschluss der verteilten Anlagen zu einem virtuellen Kraftwerk führt derzeit zu einer Gesamtleistung von 20 MW.

Das Gehirn der virtuellen Kraftwerke bei RWE und den Stadtwerken München ist das dezentrale Energiemanagementsystem (DEMS) von Siemens. Es vernetzt und bündelt auf Basis ausgefeilter Informations- und Kommunikationstechnik die einzelnen dezentralen Stromerzeuger, um sie zentral steuern zu können. Dabei verarbeitet das System alle wichtigen Informationen wie Wetterprognosen, aktuelle Strompreise und den Energiebedarf. Mit diesen Daten erstellt das System einen Einsatzplan für alle eingebundenen Anlagen und überwacht ihn auch. Der Verbrauch wird abhängig von Wetterprognosen und Tagestyp stündlich neu prognostiziert. Der Einsatzplan minimiert die Stromerzeugungs- und Betriebskosten der Anlagen des virtuellen Kraftwerksverbunds und maximiert ihren wirtschaftlichen Nutzen. Dabei berücksichtigt das System nicht nur ökonomische Aspekte, sondern auch ökologische.

Im Zuge der Energiewende wird in den nächsten Jahren die Zahl dezentraler Stromerzeugungseinheiten, vor allem auf Basis erneuerbarer Energiequellen, weiter steigen. Auch die Notwendigkeit der Umwelt- und Ressourcenschonung sowie Steigerung der Energieeffizienz verstärken diesen Trend. Immer häufiger zu virtuellen Kraftwerken gebündelt, werden sie dazu beitragen, dass der Umbau des Energiesystems hierzulande gelingen wird.

Kontaktdaten/Unternehmen:
Siemens AG
Division Smart Grid
Gugelstraße 65
90459 Nürnberg
www.siemens.de/smartgrid


Ansprechpartner:
Dr. Thomas Werner
thomas.werner@siemens.com


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