Wie man eine schnellere Dekarbonisierung in isolierten Stromnetzen erreicht: Fallstudie

Erneuerbare Energiequellen werden immer wirtschaftlicher und wettbewerbsfähiger, doch um ihr Potenzial voll auszuschöpfen, ist eine Anpassung des Energiesystems notwendig.

"Stromnetze können Strom nicht wirtschaftlich speichern, deshalb müssen Energieerzeugung und -verbrauch jederzeit übereinstimmen."
Karlsruhe, Deutschland.

Mit diesen Worten Javier Gebauererklärte der Business Development Manager von Easy Smart Grid, dass sich die fossile Erzeugung leicht an Verbrauchsänderungen anpassen könne. Erneuerbare Energien sind jedoch wetterabhängig (Wind und Sonne), so dass ihre Produktion selten mit dem aktuellen Bedarf übereinstimmt. Die weitere Integration erneuerbarer Energien wird nicht mehr durch ihre Kosten begrenzt, so dass sich die Aufmerksamkeit nun auf die Flexibilität verlagert, um den Netzausgleich und die Stabilität zu gewährleisten. Bei wetterabhängiger Erzeugung ist es effizienter, wenn der Verbrauch an die Energieerzeugung angepasst wird, um kostspielige Energiespeicher zu vermeiden.

Mit dieser Idee im Hinterkopf implementieren Easy Smart Grid und seine Partner in Allensbach, einer deutschen Gemeinde mit 7.000 Einwohnern, ein saubereres und intelligenteres Energiesystem.

Projekt-Demo "SoLAR"

Eingebettet am Ufer des Bodensees ist die Gemeinde Allensbach technologisch führend. 2018 wurde ein Demoprojekt gestartet, das vom Ministerium für Umwelt und Energie in Stuttgart gefördert wird. Ein Anwesen mit 22 Wohnungen wird mit der Easy Smart Grid Technologie ausgestattet. Solardächer, ein Blockheizkraftwerk (BHKW), Wärmepumpen, Autoladegeräte und speziell ausgestattete Haushaltsgeräte werden über einen lokalen Energiemarkt (LEM) koordiniert. Das gleicht die Volatilität der Erzeugung aus und minimiert die Netzbelastung. Die einfache Smart-Grid-Technologie maximiert den Verbrauch des lokal erzeugten Stroms und minimiert die Komplexität der Steuerung sowie die Kosten für Automatisierung und Energiespeicher.

Im Zeitraum von Mai 2018 bis April 2019 wurde eine detaillierte Planung und Simulation durchgeführt. Die Integration und Vorabtests der Komponenten wurden mit deren Lieferanten und dem Projektentwickler besprochen. Die Simulationen bestätigten, dass die durch Easy Smart Grid ermöglichte dezentrale Steuerung den Eigenverbrauch deutlich erhöht und die Netzlast reduziert. Da der selbst erzeugte Strom billiger ist als der Netzstrom und die Netzgebühren durch die geringere Netzlast sinken, rechtfertigen die Gesamteinsparungen bei den Energiekosten die zusätzliche smarte Technologie mehr als nur.

In der zweiten Phase, die im Juli begonnen hat, wird auch die Flexibilität von Haushaltsgeräten und Autoladungen analysiert und das komplette System installiert. Zusätzlich zu dieser technischen Arbeit werden wirtschaftliche Modelle einschließlich dynamischer Endkundentarife und Anpassungen, die für die Nachbildung dieses Modells erforderlich sind, behandelt, sagte Javier Gebauer.

Easy Smart Grid wurde 2014 in Karlsruhe mit einer klaren Vision gegründet: ein Energiesystem, das von erneuerbaren Quellen dominiert wird. Noch im selben Jahr ließ sich das deutsche Unternehmen diese Idee patentieren, die nicht nur auf traditionelle Sektoren abzielt, sondern auch auf neue Anwendungsbereiche wie die Elektromobilität, die ohne entsprechende Maßnahmen die Belastung der Netzinfrastruktur deutlich erhöhen würde.

"Unsere Technologie basiert auf einem dezentralen System, bei dem Engpass- oder Ausgleichsindikatoren aus Netzzustandsvariablen abgeleitet werden. Die benötigten Komponenten und Informationssysteme sind weniger kostspielig als herkömmliche und erlauben daher die Integration kleinerer Flexibilitäten, wie z. B. eines Kühlschranks."
Javier Gebauer.

Der Geschäftsführer erklärte außerdem:

"Die Orte, an denen wir das größte Potenzial für unsere Technologie sehen, sind isolierte Stromnetze wie viele europäische Inseln. Diese Stromsysteme basieren auf Diesel oder Schweröl, was zu hohen Kosten und Emissionen führt. Eine schnellere Dekarbonisierung bedeutet höhere Einsparungen.

Geringfügige Auswirkungen stören das fragile Gleichgewicht des Inselnetzes und schränken die Nutzung der heutigen volatilen erneuerbaren Quellen (Sonne, Wind) ein. Isolierte Netze werden nicht von Nachbarn unterstützt, so dass Spannungseinbrüche und Frequenzabfälle mehr Wiederherstellungsmaßnahmen oder sogar Blackouts verursachen. Unsere Lösung mobilisiert die lokale Lastflexibilität für eine verbesserte Netzstabilität und Ausfallsicherheit.

Wenn mehr in Anlagen für erneuerbare Energien und weniger in Brennstoffimporte investiert wird, können die lokale Wertschöpfung und die Zahl der Arbeitsplätze gesteigert, der Lebensstandard angehoben und die Energieunabhängigkeit erhöht werden."

Auf diese Weise schafft die Easy Smart Grid-Technologie einen lokalen Energiemarkt, um den Verbrauch von lokal erzeugter erneuerbarer Energie zu optimieren und gleichzeitig die Komplexität von Steuerung und Speicherung und die entsprechenden Systemkosten zu minimieren. Eine Chance für nicht-konventionelle erneuerbare Energien, bei der alle gewinnen: die Bürgerschaft, der Staat, die Wirtschaft und vor allem die Umwelt.

Projektpartner: EIFER, ISC Konstanz,Kaufmann-Bau, Weider , Stadtwerk Haßfurt, Gemeinde Allensbach, E3/DC, BHS Hausgeräte , Miele, Buderus, Energiedienst .