Mit Digitalisierung und Sektorkopplung zur Energiewende

von Vivian Bullinger | 29.11.2021

Für eine erfolgreiche Energiewende scheinen Vorteile der Sektorkopplung und Digitalisierung auf der Hand zu liegen: Dezentrale, intelligent vernetzte Erzeugungs- und Lasteinheiten agieren mit- und untereinander. Die Sektoren wie Speicher, Wärme und Kühlen sowie Mobilität werden dank der Digitalisierung miteinander vernetzt und intelligenter eingesetzt.

Klingt alles sehr vielversprechend, jedoch gibt es Punkte, die einen nachdenklich stimmen:

• Wie ist es um die Kostenverteilung bestellt?
• Wer speichert welche Daten und wie kann der Endnutzer davon profitieren?
• Wie kann die Sektorkopplung weiter vorangetrieben werden?
• Wo liegen die Erfolgsfaktoren, damit die Sektorkopplung die Energiewende mit unterstützt?

In unseren zwei Expertenrunde diskutieren wir mit den Branchenexperten diese Punkte und liefern mögliche Antworten auf diese und weitere Fragen.

Das Erreichen der Klimaziele benötigen Sektorkopplung und Digitalisierung

Prof. Dr. Volker Quaschning gibt einen kurzen Einblick in die aktuelle Lage der Solarenergie in Deutschland. Er zeigt auf, wie der Weg aussehen muss, um das Pariser Klimaabkommen einzuhalten.
Die Ziele sind klar definiert: Wenn man das 1,5 Grad Ziel einhalten will, muss die Welt bis 2044 klimaneutral sein. Bei 1,7 Grad Klimaerwärmung wäre es dann das Jahr 2054, bis der globale CO2 Ausstoß gestoppt sein muss.

Da Deutschland einen sehr hohen pro Kopfverbrauch an CO2 hat, müssten wir bis 2029 klimaneutral sein, um max. 1,5 Erderwärmung zuzulassen. Bei 1,7 Grad Erwärmung wäre bis 2039 Zeit. Um diese Ziele erreichen zu können, ist eine extreme Steigerung des Ausbau der Erneuerbaren Energien notwendig.

Ist das geschafft, muss die vorhandene Energie intelligent genutzt werden. Sektorkopplung ist hier das Stichwort. Batteriespeicher, Wärme, Mobilität sind dringend notwendig Komponenten, die den Strom einsetzen und intelligent vernetzt werden müssen. Bei der Vernetzung und Steuerung der einzelnen Sektoren kommt die Digitalisierung ins Spiel. Durch sie wird es Lösungen geben, die den Strom lenken, verteilten und effektiv verbrauchen.
Bis dahin gibt es allerdings noch viele Herausforderungen. Und diese sind nicht nur technischer Art. Eine der größten wird laut Prof. Dr. Quaschning der Fachkräftemangel sein.

Smart Flexibility – Wertschöpfung durch Ressource Flexibilität

Markus Eberhard von der BKW in der Schweiz skizziert in seinem Vortrag mögliche Lösungen, um die Energie aus vielen dezentralen PV-Anlagen in einem virtuellen Kraftwerk gebündelt zu nutzen. Für das virtuelle Kraftwerk wird ein intelligentes Lasten- und Energiemanagement benötigt. Eins der Probleme, was sich dabei jetzt schon zeigt, ist, dass diverse Gruppen (Netzbetreiber, Besitzer der Anlage, Betreiber der Anlage) unterschiedliche Ziele verfolgen und solchen Ideen mit Zurückhaltung begegnen.

Durch eine allgemeine Zurückhaltung der Akteure besteht das Risiko, dass sich Dritte dem Thema annehmen und in diese Marktlücke springen – wie z. B. die Automobilindustrie. Die Energiewirtschaft ist nun gefordert, zusammen mit den Stakeholdern Lösungen zu finden.

Der Erfolg eines intelligenten Lasten- und Energiemanagements wird auch davon abhängen, wie leicht die Lösungen umsetzbar sind. Die Herausforderung besteht darin, dass die Systeme offen sein müssen, damit eine Regelung und flexible Nutzung möglich ist. Zudem muss die Technik kostengünstig sein. Systeme, die Lasten steuern können, gibt es. Doch hier mangelt es u. a. an einer ausreichenden Geschwindigkeit der Anlagensteuerung und der Bereitschaft, die Steuerung nach außen zu öffnen.

Lasst uns die künstliche Bubbel zerplatzen

Mit dieser Überschrift startet Simon Schweda, Chief Product Officer bei der EnBw – Virtuelles Kraftwerk, seinen Kurzvortrag. Seine These: Konsequent umgesetzte Direktvermarktung hilft maßgeblich bei der Energiewende.

Die aktuelle Marktsituation nutzt nicht das volle Potenzial der Erneuerbaren Energien aus. Die Lösungen sind nicht für kleine Anlage ausgerichtet, die einen großen Anteil an der Stromerzeugung haben.
Das ganze System ist viel zu statisch. Noch speichert jede PV-Anlage immer zum gleichen Preis ein, ganz gleich, ob Lastspitzen gerade vorhanden sind oder nicht. Der Netzbetreiber bietet damit dem Anlagenbetreiber keinerlei Anreiz für intelligente Lösungen, die die Lastspitzen verhindern könnten. Bei diesem System kann es zu negativen Strompreisen, etwa um die Mittagszeit kommen. Der Netzbetreiber macht damit ein Verlustgeschäft, was sich auf die EEG-Umlage auswirkt und von allen gezahlt wird. Diese Peaks führen zudem zu Abregelungen, da die Netze nicht ausreichend ausgebaut sind. Damit geht Energie verloren, die durchaus benötigt wird – nur zu anderen Zeiten.

Eine Lösung ist, dass jede Anlage ihren Strom an einen Direktvermarkter verkauft.
Die Mittagspeaks lassen sich dank den Wetterprognosen sehr gut vorhersagen. Marktwert und Marktprämie bieten dabei Anreize, die die Spitzenlasten verschieben. Beispielsweise durch den Einsatz von Batteriespeichern, die eher mittags geladen werden, wo es weniger Vergütung für den Strom gibt als z. B. nachmittags.

In der Praxis sollen dabei die Erzeuger selbst die Anlage steuern. Der Anreiz dazu verläuft über den Preis, die von der Strombörse an den Anlagenbetreiber durchgereicht werden. Die Digitalisierung unterstützt dabei den Anlagenbetreiber mit einem intelligenten Energiemanagement.

Vom Monitoring zur Intelligenz in der Sektorkopplung

Holger Schroth, Chief Product Officer bei der  Solar-Log GmbH, zeigt die Entwicklung von Solar-Log in den letzten Jahren auf. Der Weg führt immer mehr von einem reinen Monitoring-Tool zu einem intelligenten Energiemanagementsystem. U. a. gehören String Überwachung, MPP-Tracker Überwachung, WR Überwachung, Batteriespeicher, Direktvermarktung, Eigenverbrauchssteuerung und Einspeisemanagement mittlerweile zum Portfolio von Solar-Log.

Der Ausbau der Funktionalität bleibt nicht ohne Zunahme der Komplexität. So entstehen mit der Einführung der neuen Anwendungsbereiche neue Herausforderungen. So muss z. B. der Anwender sich mit einer höheren Anzahl an unterschiedlichen Fehlern auseinandersetzen. „Convenience“ ist dabei ein großes Thema für den Hersteller. Solar-Log bietet dem Anwender Unterstützung an, um im Problemfall schnell eine Lösung zu finden. Der Anwender des Energiemanagementsystems wird noch stärker mit eingebunden. Schlankere Prozesse, benutzerfreundliche und clevere Intelligenz schafft eine Wertsteigerung beim Kunden und unterstützen ihn.

Aber warum bietet Solar-Log mehr als nur Monitoring? Einerseits fordert dies die Marktentwicklung auf der anderen Seite will Solar-Log sein Know-how aus über 300.000 PV-Anlagen weltweit voll nutzen und dem Kunden einen höheren Mehrwert bieten. Dabei entstehen Brücken, wie z. B. zur Direktvermarktung. Hier bietet Solar-Log bereits Lösungen für so gut wie alle Anforderungen im Bereich der direkten Vermarktung von PV-Strom. Weitere Schritte gehen hin zur intelligenten Steuerung der PV-Energie im Haus auch mit Blick auf die E-Mobilität.

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