Wertschöpfung durch flexiblen Stromverbrauch in Industrie und Gewerbe Worauf muss geachtet werden bei den Überschüssen an elektrischer Energie, die durch den Ausbau der fluktuierenden Stromerzeuger erzeugt wird? In diesem Whitepaper von Prof. Dr. Ralf Simon, Transferstelle Bingen und Zoltan Meszaros, Technische Werke Ludwigshafen AG erfahren Sie mehr. Laden Sie das Whitepaper hier herunter: http://bit.ly/Meszaros_WP

1. Wertschöpfung durch flexiblen Stromverbrauch in Industrie und Gewerbe
R. Simon, Z. Meszaros
Bedingt durch den Ausbau der fluktuierenden Stromerzeuger wie Windkraftanlagen und
Photovoltaikanlagen wird es zu Phasen kommen, bei denen deutliche Überschüsse an elektrischer
Energie auftreten werden. Um Abschaltungen zu reduzieren ist es notwendig, die
Ergänzungskraftwerke und ebenso Verbraucher zu flexibilisieren bzw. Speicher aufzubauen.
Voraussetzung ist jedoch, dass diese Anlagen Kenntnis über die momentane Netzsituation und
Bedarfe erhalten. Dazu müssen in ein virtuelles Kraftwerk / Smart Grid integriert werden. Geschieht
dies, können im Verbund heute schon Flexibilitätsmärkte, wie Spotmärkte oder Regelenergiemärkte
erreicht werden, die für flexible Anlagen Umsätze oder reduzierte Energiekosten möglich machen.
Deshalb wird eine wesentliche Eigenschaft von Anlagen oder Teile der Industrieprozesse schon in
naher Zukunft die mögliche Flexibilität sein. Es gilt diese Flexibilität über die Transportmedien hinaus
zu erkennen und eventuell durch Umbau bzw. Erweiterungen der Anlage zu erhöhen. Hier spielt das
Energiemanagement eines Unternehmens eine wesentliche Rolle. Es kann zusätzliche Aufgaben
übernehmen und so zum Flexibilitätsmanagement werden. Über flexible Anlagen können
schwankende Netzsituationen ausgeglichen und der Anteil der umweltfreundlichen Stromerzeuger
erhöht werden. Überschüsse von elektrischer Energie können in andere Energieformen wie Wärme,
Gas, Wasser, Druckluft bzw. im Unternehmen zu produzierende Stoffe umgewandelt und so
gespeichert werden.
Ausgangssituation und Motivation
Im Rahmen des Umbaus der Stromversorgung hin zu klimaneutralen Stromquellen werden vor allem
die fluktuierenden Techniken Windkraft und Photovoltaik eine immer tragendere Rolle spielen.
Fluktuierend bedeutet, sie erzeugen den Strom aus Sicht der Verbraucher zufällig mit einer deutlich
geringeren Volllaststundenzahl als bei der herkömmlichen Stromversorgung. Hierdurch ist es
notwendig, wesentlich mehr Erzeugungsleistung zu installieren als benötigt. Es wird in dem
zukünftigen Stromsystem also Phasen geben, in denen die Stromerzeugung um ein Vielfaches höher
istals der Verbrauch. Ebenso wird es Phasen geben, wo der Verbrauch höher als die Erzeugung ist.
Diese Phasen werden unterschiedlich lange anhalten.
Abbildung 1: Prognostizierte Netzsituation im Versorgungsgebiet der EWR AG im Jahr 2020 mit der
Netzlast (blau) und der über Windkraft und Photovoltaik erzeugten Strommengen
(grün) [L1]

2. Die beschriebene Situation der zukünftigen Stromversorgung begründet
 durch die Reduktion der residualen Last, welche für die Systemdienstleistung
Frequenzhaltung herangezogen wird, die Notwendigkeit flexible Verbraucher auch für
Systemdienstleistungen der Übertragungsnetze heranzuziehen,
 infolge von möglichen Spannungsüberhöhungen in den Verteilnetzen, verursacht durch den
Ausbau der Photovoltaik, die Notwendigkeit die Netze zu ertüchtigen bzw. über flexible
Verbraucher Systemdienstleistungen im Sinne der Spannungshaltung anzubieten,
 die Entwicklung von zusätzlichen Möglichkeiten der Stromspeicherung, die ab einem Anteil
von etwa 60 % der fluktuierenden Stromquellen benötigt werden [L2].
Eine einfache und kostengünstige Möglichkeit eine Form der Stromspeicherung zu organisieren ist es,
industrielle bzw. gewerbliche Verbraucher im eben beschriebenen Sinn zu nutzen. Hierfür ist es
notwendig den Stromverbrauch flexibel halten können bzw. dies durch Umorganisation bzw. Umbau
zu erreichen. Diese Variante nutzt v. a. vorhandene Strukturen und ist deshalb mit einem hohen
Wirkungsgrad bei geringen Zusatzinvestitionen einsetzbar. [L3]
Vor diesem Hintergrund fördert das Wirtschaftsministerium Rheinland-Pfalz das Projekt VEVIDE –
Aufbau eines Verbundes dezentraler Stromspeicher verschiedenster Art zu einem virtuellen
Energiespeicher. Das Projekt, welches im Juni 2013 gestartet wurde, wird von dem
Projektkonsortium Transferstelle Bingen, EWR Netz GmbH, Technische Werke Ludwigshafen AG,
DEEnO Energie AG und SPEnergyControl GmbH durchgeführt. Ziel ist es beispielhaft aufzuzeigen,
welche Möglichkeiten tatsächlich in den Unternehmen vorhanden sind, um den Strombedarf im
Sinne der Netze bzw. der Märkte zu organisieren.
Ein weiterer nennenswerter Aspekt des Projektes ergibt sich durch die Eigenversorgung von
Unternehmen: Die Flexibilisierung erhöht zudem die Möglichkeit den über eigene Windkraftanlagen
oder Photovoltaikanlagen selbst erzeugten Strom vermehrt im Unternehmen zu halten.
Darüber hinaus kann über die Flexibilisierung der Energieverbräuche und über die Virtualisierung der
Speicher ein positiver Beitrag für die Direktvermarktung der EEG Anlagen geleistet werden.
Abbildung 2: Gedanke des virtuellen Stromspeichers, d.h. Anlagen im Verbund eines Smart Grid [L4]