IEA DSM Task 17 (Phase 3): Integration von verbraucherseitigen Maßnahmen, verteilter Erzeugung, erneuerbarer Energieressourcen und Energiespeicher. Arbeitsperiode 2013 - 2016

Ziele

Das Ziel dieses Tasks war der Austausch der Entwicklungen im Bereich der Integration von erneuerbaren Energieerzeugern und verbraucherseitigen Maßnahmen im Bereich der Haushalte und Gebäude. Dies sind Technologien wie Photovoltaik (PV), Elektromobilität (EV), elektrische Speicher (ES), Wärmepumpen (HP), Kraftwärme-Kopplung (CHP) in Verbindung mit Energiemanagement Systemen und der Möglichkeiten auf Basis von Smart Metern (SM) wie dynamische marktbasierte Tarifmodelle.

In diesem Task wurden die Erfahrung bestehender Pilotprojekte, welche diese Aspekte vereinen, analysiert und diskutiert. Die Anwendbarkeit und Umsetzung erfolgreicher Projekte auf andere Mitgliedsländer – in Bezug auf regionale Unterschiede und Voraussetzungen – stand dabei im Vordergrund.

Motivation

Im privaten Verbrauchersektor steht die Maximierung des Verbrauchs der dezentral erzeugten Energie immer mehr im Vordergrund. Aktuelle Entwicklungen der Förderregime zeigen dies (z.B. Deutschland). Die Anpassung des Verbrauchs an die Erzeugung ist ein stetig wachsender wichtiger Faktor bei dieser Integration.

Besonders die Elektromobilität bringt große Potentiale und Notwendigkeit im Bereich der verbraucherseitigen Steuerung großer Lasten. International gibt es dazu rasante Entwicklungen – sei es im Bereich der Standardisierung (CEN/CENELEC/IEC) oder der Energiewirtschaft (e-laad.nl, AMP).

Arbeitsplan

Die Inhaltliche Arbeit wurde auf vier Subtasks aufgeteilt:

• Subtask 9: Role and potentials of flexible households and buildings
• Subtask 10: Changes and impact on the grid and market operation
• Subtask 11: Sharing experiences and finding best practices
• Subtask 12: Conclusions and recommendations

Bewertung der Rolle und Potentiale von flexibler Endkunden (Subtask 10)

Analyse von:

• länderspezifische Besonderheiten und Anforderungen
• Möglichkeiten und Potentiale der Energieregelungen
• Flexible Technologien, sowie Smart Meter und Gateways

Analyse der Auswirkungen auf den Netzbetrieb und Energiemarkt (Subtask 11)

Quantifizierung der Auswirkungen, basierend auf den Szenarien der Technologiedurchdringung die im Subtask 5 (Phase II) entwickelt wurden, im Hinblick auf:

• Verbesserungen im Netzbetrieb
• Vorteile für Kunden
• Optimierungspotentiale
• Methode zur Abschätzung von Potentialen und deren kosteneffiziente Aktivierung
• Regulatorische Aspeke des Netz- und (lokalen) Marktbetriebes

Fallstudien und Best Practices (Subtask 12)

Es wurden bestehende Fallstudien im Hinblick auf ihre Umsetzbarkeit und Effektivität analysiert und Erfahrungen dazu evaluiert. Erfahrung bestehender Pilotprojekte, wurden auf Basis umfangreicher Kriterien Kataloge analysiert und diskutiert. Die Anwendbarkeit und Umsetzung erfolgreicher Projekte auf andere Mitgliedsländer – in Bezug auf regionale Unterschiede und Voraussetzungen – wurde berücksichtig.

Zusammenfassung und Empfehlungen (Subtask 13)

Die Zusammenfassung beinhalte Erkenntnisse und Empfehlungen, basierend auf den Expertenmeinungen und anderer Kriterien (z.B.: Auswirkungen, Kosten, Durchdringung) für die Umsetzbarkeit und Barrieren von DSM Mechanismen.

Ergebnisse

Technische Lösungen zur Anbindung und Einbindung von Ressourcen bei Endkunden oder Gebäude um Flexibilitäts-Dienstleistungen zu ermöglichen bestehen und sind erprobt. Automatisierung der Geräte ermöglicht auch signifikante und nachhaltige Anteile von verschiebbaren Lasten im Betrieb. Der theoretische und nachweisliche Nutzen steht außer Frage. Die Kosten für die technische Umsetzung ist derzeit noch eine Hürde für den aggregierten Einsatz zur Erbringung von Systemdienstleitungen (z.B.: Regelenergie). Es zeichnet sich ab, dass getrieben von dem Ziel der Maximierung der Eigenverbrauchsdeckung bei Haushalten mit eigener Erzeugung, die Flexibilität primär im ersten Schritt lokal eingesetzt wird. Der Einsatz dieser Energiemanagement Systeme ermöglicht in einem zweiten Schritt auch die Vernetzung und den koordinierten, bzw. Systemoptimierten Einsatz. So werden bereits einige dieser Systeme vernetzt und von Aggregatoren genützt. Ein Treiber dafür ist die zusätzliche Optimierung des Komforts und damit einhergehend auch eine mögliche Kosteneffizienzsteigerung. Beispiele dafür sind bereits in Demoprojekten im Test und in ersten kommerziellen Lösungen erhältlich.

Der Trend zu kleineren Energieerzeugern und einer größere Anzahl von Marktteilnehmern wird neue Technologien und Plattformen benötigen. Hochvernetzte, parallele Strukturen wie das Internet der Dinge (IoT) aber auch Verschlüsselung und Transaktionsmethoden (Blockchain) können eine wichtige Rolle einnehmen. Politische Instrumente, wie Förderungen und gekoppelte Einspeisebegrenzungen, aber auch regulatorische Anpassungen wie Energiehandel in Nachbarschaften (z.B.: Schweiz) können die Entwicklungen positiv beeinflussen.

Veröffentlichungen

Als Ergebnis dieses Tasks wurden viele Workshop Beiträge und Zusammenfassungen , sowie vier Berichte veröffentlicht:

• Ein Bericht über die Anforderungen neuer Rollen und Möglichkeiten im Energiesystem sowie über den bisherigen realisierbaren Potentialen der Verbrauchs-Flexibilität von Endkunden um erneuerbare Energietechnologien optimal zu integrieren.
• Diskussion von Wertschöpfungsmöglichkeiten und Beurteilungsverfahren zur Wertschöpfungen werden gegenübergestellt und analysiert.
• Eine Sammlung und Übersicht erfolgreich umgesetzter Projekte und bestehender Lösungen der Mitgliedsländer werden in einem weiteren Bericht aufgelistet.
• Empfehlungen und Zusammenfassung der gesammelten Projekte.

Zusammenfassung

Demand Flexibility oder Lastverschiebung, besonders im Endkunden und Gebäude Bereich wird findet international sehr viel Beachtung, da durch die große Menge an Teilnehmer sehr hohes Potential zustande kommt. Allerdings sind die Hürden wie Kosten und Geschäftsmodelle noch nicht gelöst um eine Integration per se wirtschaftlich darzustellen. Allerdings sind einzelne und problembedingte Umsetzungen bereits wirtschaftlich (z.B.: Spitzenlastreduktion im Winter durch Steuerung elektrischer Heizungen von Haushalten in Frankreich). Durch großangelegte Demonstratoren und die Durchdringung von Informations- und Kommunikationssystemen werden Aggregation und koordinierte Steuerung von Ressourcen möglich. Die Ergebnisse und deren Vergleich helfen bei der Gestaltung und Realisierung neuer Ideen und Umsetzungsmöglichkeiten die somit auf bestehende Erkenntnisse aufbauen können.

Die komplementäre Zusammenstellung der teilnehmenden Experten (Angewandte Forschung, Industrie, Ministerium) sowie der intensive Kontakt mit Experten des Tasks 17 und IEA DSM Netzwerks, ermöglichte es, bestehende internationale Erkenntnisse und Erfahrungen zusammenzutragen, zu analysieren und den einzelnen nationalen Interessensvertretern zugänglich zu machen.

Weitere Publikationen

• The Roles and Potentials of Flexible Consumers and Prosumers (2016)
• Valuation Analysis of Residential Demand Side Flexibility (2016)
• Best Practices and Lessons Learned (2016)
• Conclusion and Recommendations (2016)