Im Rahmen des innovativen Klimaschutzteilkonzeptes wurden lastganggerecht Stromeinspeisung und -ausspeisung gegenübergestellt und Maßnahmen entwickelt, um die regenerative und regionale Stromversorgung aus Erneuerbaren Energien zu erhöhen und an Verbraucher des Landkreises zu verteilen. Der bisher rein bilanziell über das Jahr betrachtete Erneuerbare-Energieanteil in Cochem-Zell beträgt >100% und wurde im Projekt lastganggerecht in näherungsweise 15-Minuten-Zeiteinheiten untersucht. Das Ergebnis: der vor Ort produzierte Strom aus EE- und KWK-Anlagen kann auch bei dieser genaueren Betrachtung noch 66 % des Stromverbrauchs im Landkreis Cochem-Zell decken.
Zur Maßnahmenentwicklung wurden gemeinsam mit dem „unser-klima-cochem-zell e.V.“ und den im Landkreis tätigen Netzbetreibern über weitere Akteure wie Wind- und Biogasanlagenbetreiber, Industrie- und Gewerbeunternehmen sowie kommunale Einrichtung, bspw. der Trink- und Abwasserbereich, diskutiert und für das Ziel einer lastganggerechten Versorgung untersucht. Es wurde erarbeitet, welche Akteure bei der Strategie einer dezentralen Stromversorgung und einem zeitsynchronen Verbrauch Wirkung zeigen können.
Zum Ende des Projektes entstanden Handlungsempfehlungen, die die nächsten Schritte zur Umsetzung einer lastganggerechten, Erzeugung wie auch Verbrauch, Versorgung beschreiben.
Auftrag
01.03.2017 – 28.02.2018
Nationale Klimaschutzinitiative des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit
Für das erfolgreiche Umsetzen der Energiewende müssen bereits seit Längerem sowie in den kommenden Jahren einige Herausforderungen bewältigt werden. Diese Herausforderungen ergeben sich v.a. durch den zunehmenden Anteil an Erneuerbaren Energien in der Erzeugungsstruktur. Weitere Herausforderung ist die Zunahme elektrischer Verbraucher, wie Elektromobilität und die zunehmende Wärmeerzeugung mit elektromotorischen Wärmepumpen sowie auch anderen elektrischen Heizsystemen. Die Energieversorgung in Deutschland weißt seit 2016 einen Anteil von Erneuerbaren von etwa 30 % aus. Für die Stabilität der Versorgungssicherheit ist es zukünftig wichtig, Erzeugung und Nachfrage flexibel aufeinander abstimmen zu können. Es wird immer wichtiger Lösungen zu finden, die die fluktuierenden Erneuerbaren in die bestehenden Strukturen einbinden, um die ebenso individuelle und schwankende Nachfrageseite ausreichend bedienen zu können.
Die zukünftige Versorgungssicherheit lässt sich insbesondere durch das intelligente Verschalten von Last-Flexibilität und Speicherlösungen erreichen. Innerhalb des Weges, von Erzeugung und Speicherung über Verteilung bis hin zum Verbrauch, gibt es verschiedenste Ansätze Flexibilität in die schwankende Erzeugungs- und Verbrauchsstruktur einzubringen. Es bedarf also zusätzlich zur Hebung von Flexibilität eine moderne Informations- und Kommunikationsstruktur, welche die Flexibilitäten (Erzeuger, Speicher und Verbraucher) verschaltet und gebündelt Wirkung erzielen lässt.
Durch die dezentrale Verteilung der Erzeugungseinheiten (PV, KWK, Wind, …) sollten diese Lösungen nicht nur auf übergeordneter Ebene (Übertragungsnetz, zentral), sondern ganzheitlich, über alle Ebenen und über dortige Akteure, betrachtet werden. Hier setzt die Initiative des Landkreises Cochem-Zell an die Zielsetzung, Erzeugung und Verbrauch aufeinander abzustimmen, lokal zu lösen. Die im Landkreis Cochem-Zell installierten Leistungen, ob fluktuierende wie auch grundlastfähige Quellen, sollen die Vor-Ort anfallende Nachfrage zu großen Teilen bzw. vollständig decken. Ein Ansatz der den lastganggerechten Gedanken innerhalb des Landkreises verfolgt und die Motivation zu nachfolgend bearbeiteten Klimaschutzteilkonzept gegeben hat.
Zu Beginn des Projektes wurde eine Strom- und CO2e-Bilanzierung für das Jahr 2015 auf Basis von ¼-Werten im Landkreis vorgenommen. Diese Bestandsaufnahme ließ eine Aussage zur lastganggerechten Deckung im Landkreis Cochem-Zell zu. Bereits 66 % des Verbrauchs können lastganggerecht, also Deckung des Verbrauchs pro 15-Minuten, durch lokale erneuerbare Energie und somit CO2e-armer als durch den derzeitigen bundesdeutschen Strommix gedeckt werden.
Flexibilisierung wird immer mehr notwendiger, um die fluktuierenden Erneuerbaren Energien in das lokale, aber auch bundesweite, Stromnetz zu integrieren und einen Beitrag zum Ausbau der Erneuerbaren Energien und zur Netzstabilität zu leisten. Dadurch wird der Bundesstrommix und somit der Einsatz von Strom bundesweit grüner und emissionsärmer.
Die dezentrale Erzeugung und das Abstimmen mit dem Verbrauch (durch Flexibilität) ermöglicht eine Erhöhung der Eigenstromnutzung vor Ort und reduziert Transformations- und Transportverluste. Zusätzlich kommt es zu positiven Einzeleffekten. Beispielsweise ermöglicht der Einsatz von Power-to-Heat Anlagen eine Vermeidung von Emissionen durch brennstoffbefeuerte Wärmeerzeuger (v.a. Verdrängung durch Einsatz von Heizöl) sowie die Einbindung der entstehenden Stromüberschüsse aus erneuerbaren Energien. Weiterhin lassen sich durch gebündelte, flexible Anlagen Abregelungen von CO2armen erneuerbaren Einspeisern umgehen sowie die Integration zusätzlicher Verbraucher, wie bspw. Elektromobilität durch „grünen“ Überschussstrom realisieren. All das stärkt zudem die lokalen (Infra-) Strukturen und lässt lokale Akteure an der Wertschöpfung teilhaben.
Ergänzend zur Umsetzung des Masterplans 100% Klimaschutz mit dem Schwerpunkt der Wärmewende, dem Ausbau und Zusammenschluss von steuerbaren Batteriespeichern im Landkreis, den Cochem-Zellern Energiedörfern sowie vielen weiteren bereits aktiven Handlungsfeldern wurde ein mögliches Konzept zur Umsetzung eines virtuellen Kraftwerks sowie Wege und Möglichkeiten zur Eigenstromoptimierung erarbeitet und dokumentiert. Dabei wurden viele Einflussfaktoren benannt, die es bei einer Umsetzung zu beachten gilt. Ein möglicher Weg ist die Schaffung eines rechtlichen Rahmens über eine Energiegenossenschaft, die über diverse Partner, wie bspw. einen Vermarktungsdienstleister, die eine lokale Lösung aufbaut, die das Bündeln der Erzeuger, Verbraucher und Speicher im Landkreis zulässt. Das Marktumfeld gestaltet sich aktuell sehr volatil und stetig ändernd, sodass eine klare Aussage zur Wirtschaftlichkeit im Detail nicht möglich ist. Der Regelenergiemarkt hat in den letzten Jahren Erlösseitig stetig abgenommen, in Verbindung mit anderen Märkten, wie bspw. dem kurzfristigen Börsenhandel (Day-Ahead und Intraday), sowie interne Kosteneinsparprojekte der einzelnen Akteure (Anlagenbetreiber, (Industrie-) Betriebe lassen sich jedoch auch heute und in Zukunft wirtschaftlich tragbare Konzepte zu.
Das frühzeitige Aufstellen einer intelligenten Steuerungsinfrastruktur sowie dessen Bündelungsmanagement schafft die Möglichkeit der Erfahrungssammlung und berücksichtigt, das mit der zunehmenden Einspeisung erneuerbarer Energien vermehrt diskutiert wird, wie ein Abregeln von Einspeisern umgangen werden kann sowie die Integration zusätzlicher Verbraucher, wie bspw. Elektromobilität ermöglicht werden kann. Es bleibt derzeit offen, ob es gesetzlich oder marktlich organisierte Ansätze geben wird, die eine ausreichende Basis an Flexibilität zur Integration der Erneuerbaren sowie der zusätzlichen Verbraucher zulässt. Aktuell wird über das BDEW- Ampelphasenkonzept beschrieben, wie in der gelben Phase eine freiwillige, auf vertraglicher Basis festgelegte, Anforderung von Flexibilität durch den Netzbetreiber an den Anbieter erfolgen kann. Auf diese kommenden Märkte, ob gesetzlich über Kostenerstattung oder wettbewerblich über den Markt organisiert, bereitet sich der Landkreis Cochem-Zell durch den Aufbau eines virtuellen Kraftwerks vor.
