Information & Market Engineering - Prof. Dr. Christof Weinhardt

StiL- Storage in the Loop

Das Land Baden-Württemberg hat sich ehrgeizige energiepolitische Ziele gesetzt: Bis 2050 sollen 80 % der Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen stammen. Das Vorhaben kann allerdings nur dann ein Erfolg für die Energiewende sein, wenn die erbrachte Leistung dem Nachfrageverlauf folgt, also genau dann zur Verfügung steht, wenn sie auch gebraucht wird. StiL setzt hier an: Es soll untersucht werden, wie viel Speicher Baden-Württemberg benötigt, um die eigenen Klimaziele tatsächlich und nicht nur bilanziell zu erreichen, wie etwa durch den Ankauf von Grünstromzertifikaten.

Für die Modellierung des Speicherbedarfs werden Daten aus einer sogenannten „Renewable Power Unit“ (RPU) herangezogen. Eine RPU ist eine Einheit bestehend aus einem Energiespeicher-System und einem oder mehreren erneuerbaren Erzeugern. Sie kann im Verteilnetz wie ein lokales Kraftwerk agieren. Am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (Fraunhofer ICT) in Pfinztal existiert eine solche RPU bestehend aus einer 2 MW Windkraftanlage und einer Redox-Flow-Batterie (RFB). In ihrer finalen Ausbaustufe soll die RFB eine Spitzenleistung von 2 MW bereitstellen und ca. 6 Stunden der Windradenergie aufnehmen können. Zudem ist die Errichtung einer 400 kW Photovoltaikanlage geplant. Die realen Echtzeitdaten der am Fraunhofer installierten RPU sollen dann in das Computermodell einfließen. Daher der Titel des Projekts: Storage in the Loop. Dabei wird Baden-Württemberg in mehrere Referenznetze zerlegt, um den jeweiligen Energiebedarf auf der Verteilnetzebene abzuschätzen.

Im ersten Teil von StiL fließen Erkenntnisse zur zukünftigen Erzeugungs- und Verbrauchsstruktur in die Klassifizierung von Verteilnetzen ein. Hierzu gehören sowohl der Energieatlas, der Potentialflächen für erneuerbare Energien ausweist, wie auch sozioökonomische Indikatoren, etwa die Bevölkerungsdichte oder die Wirtschaftsleistung einer Region. Im ersten Arbeitspaket von StiL werden Regionen in Baden-Württemberg anhand dieser Indikatoren in Strukturklassen unterteilt. Auf Basis dieser Einteilung soll der Speicherbedarf je Strukturklasse bestimmt und im Anschluss aggregiert werden, um Aussagen für ganz Baden-Württemberg treffen zu können.

Beispielhafte Simulation an einem bewölkten (links) und sonnigen (rechts) Tag

 

Die Notwendigkeit von Speichern für das Gelingen der Energiewende liegt auf der Hand. Trotzdem werden durch die derzeitige Regulierung kaum Anreize für den Ausbau geboten. Im Energiewirtschaftsgesetz werden Speicher als Letztverbraucher und Erzeugungsanlagen eingestuft. Das kann zu einer doppelten Belastung durch Umlagen, Abgaben und Steuern führen. Daher werden im letzten Arbeitspaket von StiL bestehende Regelungen untersucht in Bezug auf ihre Fähigkeit, den Speicherausbau voranzutreiben. Außerdem sollen innovative Regulierungsansätze entwickelt werden, die Anreize für den benötigten Speicherausbau setzen.