27.02.2017 | Energiewende | Im Fokus | Onlineartikel
Energiewende benötigt Virtuelle Kraftwerke
Prinzip eines Virtuellen Kraftwerks. Hier werden Wärmepumpen und andere Stromverbraucher mit regionalen, erneuerbaren Stromproduzenten verbunden.
Die Diskrepanz zwischen Stromproduktion aus Erneuerbaren Energien und deren Verbrauch kann mittels Speicher gelöst werden. Beispiel hierfür ist die starke Produktion von Solarstrom tagsüber, während er nachts gebraucht wird. Diesen Prozess können virtuelle Kraftwerke steuern. "Ziele des Projekts (d. h. Virtuelle Kraftwerke, d. Red.) sind u. a. Möglichkeiten für eine gewinnbringende Vermarktung von Strom und mehr Flexibilität über Speichermöglichkeiten zu erreichen", beschreiben die Springer-Autoren Katrin Alle, Ulrike Fettke, Gerhard Fuchs, Nele Hinderer in ihrem Buchkapitel Lokale Innovationsimpulse und die Transformation des deutschen Energiesystems auf Seite 20 kurz deren Funktion.
Virtuelle Kraftwerke bündeln also dezentrale Energieerzeuger, Verbraucher und Speicher zu einer logischen Einheit. Planung, Betrieb und Überwachung erfolgt durch ein Energiemanagementsystem. Dieses ermöglicht eine einfache Integration in Energiemärkte und Energienetze. Beispiele dafür gibt es am Markt schon reichlich.
Wärmepumpen mit großem Potenzial
Das Potenzial ist sehr groß. Man denke nur an die rund 800.000 Wärmepumpen in Deutschland. Diese haben eine Leistung von rund 3.000 Megawatt. Das entspricht in etwa dem Bedarf an Regelenergie in Deutschland, also jener Energie, die aufgebracht werden muss, um die Netze aufgrund der fluktuierenden Einspeisung von Erneuerbaren Energien stabil zu halten. Gelänge es also, diese Wärmepumpen zusammenzufassen, könnten sie einen Teil, nämlich den der Überschussproduktion von Strom, aufnehmen.
An deren wirtschaftlicher Verknüpfung wird geforscht und gearbeitet. Sowohl Vattenfall als auch EnBW haben eigene Feldtests ins Leben gerufen, mit denen sie strombasierte Heizgeräte wie Wärmepumpen mit Wind- und PV-Anlagen virtuell verbanden. Dafür entwickelten sie eigene Standards wie EnergyBASE oder VHPready.
Erfolgreich in der Praxis
Diese Tests sind inzwischen erfolgreich abgeschlossen und wurden in die Praxis überführt. Die teilnehmenden Hausbesitzer, meist mit Wärmepumpen, profitieren vor allem von geringeren Tarifen für ihre Wärmepumpen. Und sie wissen, dass der Strom dafür vom Windrad um die Ecke kommt.
Eine weitere Möglichkeit für die Nutzung von Überschussstrom ist Power-to-Heat, also die direkte Umwandlung via Heizstab in Warmwasser. Das kann großtechnisch erfolgen, aber auch im kleinen Maßstab in jedem Heizungskeller. Auch hier will ein Feldtest mit eingekoppelten virtuellem Kraftwerk in Schleswig-Holstein mit 200 Teilnehmern die technische und wirtschaftliche Machbarkeit prüfen.
"Kerngeschäftsfeld für virtuelle Kraftwerke sind nach wie vor verteilte Erzeuger und Lasten. Wie aktuelle Beispiele zeigen, wird die Kraft-Wärme-Kopplung immer wichtiger, sodass durch die Einbeziehung von Power-to-Heat (P2H) als Speicher eine wichtige Möglichkeit besteht, virtuelle Kraftwerke zu erweitern. Immer wieder kommt es zur Abregelung von regenerativen Kraftwerken, wenn z. B. das Netz eine hohe Windstromeinspeisung nicht mehr verkraftet und deshalb Anlagen per Fernsteuerung stillgelegt werden. Power-to-Heat-Anlagen könnten genau in solchen Zeiten überschüssigen Strom aus dem Netz ziehen und in Wärme verwandeln", so die Springer Vieweg-Autoren Thomas Dürr und Jean-Christoph Heyne in ihrem Buchkapitel Virtuelle Kraftwerke für Smart Markets auf Seite 655.