Foto: Wohnhaus der SolarCity

UrbanEnergyCells - Anforderungen zur Umsetzung von Energiezellen in zukünftigen Energiesystem­designs

Die Transformation des derzeit hierarchischen Stromsystems hin zu einem erneuerbaren dezentralen Stromsystem, stellt die Akteure in der Energiewirtschaft und Gesellschaft vor große Herausforderungen. Der überwiegende Teil der derzeit installierten dezentralen erneuerbaren Energiequellen wurde, bedingt durch die einfachere rechtliche Umsetzbarkeit und kürzere Wege der Entscheidungsfindung, vorwiegend in ländlichen Gebieten installiert. Die Energiedichte in urbanen Gebieten ist jedoch deutlich höher, weswegen die elektrische Energie über Netze in die Verbrauchszentren transportiert wird.

Kurzbeschreibung

Basierend auf den Herausforderungen von zukünftigen Energiesystemdesigns besteht die Forschungsfrage des Projekts „Urban Energy Cells" darin, wie der Anteil an dezentralen erneuerbaren Erzeugern in urbanen Gebieten durch neue angepasste Geschäfts- und Finanzierungsmodelle signifikant erhöht werden kann. So sind solche Geschäftsmodelle seit der ElWOG Novelle im Sommer 2017 rechtlich möglich.
In urbanen Bereichen gibt es dabei jedoch viele Herausforderungen für die Umsetzung von Energiezellen (z.B. Eigentümerstruktur, rechtliche Barrieren, Wirtschaftlichkeit). So können verschiedene Marktteilnehmer die Finanzierung, Errichtung, Betrieb und Instandhaltung dezentraler Erzeuger, Speicher und Netze in Energiezellen übernehmen. Damit wird eine leichtere Integration von erneuerbaren dezentralen Energieträgern in urbanen Regionen ermöglicht.

In einem ersten Schritt wurden die rechtlichen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen derzeitiger Geschäfts- und Finanzierungsmodelle für Energiezellen erhoben. Darauf aufbauend wurden mögliche zukünftige hybride Energiesystemdesigns ausgearbeitet und die Perspektiven von unterschiedlichen Investoren untersucht. Im nächsten Schritt, wurden mögliche fünf Energiezellen und vier Technologieportfolios definiert. Hierbei wurde großen Wert auf die Aussagekraft gelegt und typische Verbraucher als auch Erzeugungs- und Speichertechnologien definiert. Durch die gemeinsame Betrachtung des Strom-, Wärme- und Gassektors umfasst dieses Projekt eine hybride Sichtweise auf das Energiesystem. Die Energiezellen wurden durch eine Pareto Optimierung nach zwei relevanten Zielfunktionen: Kosten und Netzspitzenleistung optimiert. Der Grund liegt darin, dass nicht einzig eine Aussage über die kostenoptimale Lösung zu erhalten, sondern die effizientesten Kombinationen eines Technologieportfolios zu quantifizieren.

Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Kombination von Photovoltaik, Wärmepumpen, Stromheizern und Wärmespeicher sowohl wirtschaftliche, als auch systemrelevante (durch eine Reduktion der Spitzenleistung) Vorteile erzielt werden können. Zusätzlich zeigen die Untersuchungen, dass bei der Investition in Photovoltaik in Energiezellen ein hoher Korrelationskoeffizient zwischen Erzeugung und Verbrauch von Relevanz ist. Die Ergebnisse zeigen, dass Energiezellen sowohl die Emissionen, als auch Kosten reduzieren können.

Die erarbeiteten Ergebnisse wurden für die Konzeptionierung eines Umsetzungsprojekts in einem Mehrfamilienhaus in Wien verwendet. Dieses Projekt wird die erste gemeinschaftliche Erzeugungsanlage in Wien werden und soll Erkenntnisse für die zukünftige Umsetzung von weiteren Anlagen liefern. Zukünftige Projekte werden sich mit der tatsächlichen Implementierung des Mieterstrommodells und eventuell auch Energiezellen beschäftigen. Die Umsetzung und der Betrieb von Energiezellen in der Praxis wird zeigen, worin die weiteren Schwierigkeiten liegen.

Projektbeteiligte

Projektleitung

Technische Universität Wien - Institut für Energiesysteme und elektrische Antriebe - Energy Economics Group

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

  • Sonnenplatz Großschönau GmbH
  • Wien Energie GmbH

Kontaktadresse

Georg Lettner
Gusshausstrasse 25-29/E370-3
A-1040 Wien
Tel.: +43 (1) 58801-370376
Fax: +43 (1) 58801-370397
E-Mail: lettner@eeg.tuwien.ac.at
Web: www.eeg.tuwien.ac.at

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