In der Folge von letzter Woche ging es um die Dunkelflaute und Möglichkeiten die Flexibilität im Stromnetz zu erhöhen. Eine Technologie wurde dabei nicht diskutiert: Virtuelle Kraftwerke.
Hierbei werden viele Heimspeicher digital vernetzt und so gesteuert, dass sie Verteil- und Übertragungsnetze entlasten können. Die Batteriebesitzer bekommen für diese zusätzliche Dienstleistung ihrer Batterie Geld, was wiederum die Wirtschaftlichkeit des Heimspeichers fördert. Und die Netzbetreiber werden unterstützt, weil die Heimspeicher ja sogar in den lokalen Netzen und in beide Richtungen (zu viel Verbrauch und zu viel Produktion) für Entlastung sorgen können. Das ist bei Großspeichern und zentralisierten Kraftwerken schwierig.
Jetzt muss ich natürlich ehrlich sein und sagen, dass ich voreingenommen bin, weil ich bei sonnen GmbH in der VPP (Virtual Power Plant) Abteilung arbeite. Aber auch international wird die Technologie immer wichtiger (Executive summary – Unlocking the Potential of Distributed Energy Resources – Analysis - IEA) und es ist sehr spannend dort mit sonnen vorne mitzumischen. Leider wird die Technologie nicht vom Staat gefördert und bei bestehender Förderung teilweise sogar ausgegrenzt. Deswegen wurde zu Volker Wissings „Förderprogramm Solarstrom für Elektroautos“ auch ein offener Brief (gemeinsam von konkurrierenden Unternehmen!) verfasst, um auf die Lücken im Förderprogramm aufmerksam zu machen: Offener Brief an Dr. Volker Wissing, Bundesminister für Digitales und Verkehr | sonnen
Ihr müsst nicht unbedingt Werbung für uns machen, aber ich finde es ist eine faszinierende Technologie (an der es viel Spaß macht mitzuarbeiten) und ich würde mich freuen mal eure Meinung zu der Technologie zu hören! Nicht nur von Ulf & Philip, sondern gerne auch von anderen interessierten Lagehörer*innen.
Flexibilität beim Strom ist heute schon überhaut kein Problem. SmartMeter ist an der Stelle viel zu unwirtschalftlich und nicht notwendig. Die meisten digitalen Stromzähler haben heute schon eine LED Schnittstelle, mit der die aktuellen Daten ausgelesen werden können. Kostet einmalig um die 100 Euro z.B. bei Tibber und braucht keine teuren Kosten vom Netzbetreiber. Damit kann jeder sein Auto so laden, wenn der Börsenpreis am günstigsten ist - so zw. 1:00 und 5:00. Ebenso lässt sich eine Wärmepumpe entsprechend steuern. Wenn man weitergeht und eine PV-Anlage und einen Speicher hat, kann man das noch weiter treiben. Ist alles schon vorhanden, inklusive flexibler Stromtarife. Zum Beispiel Tibber. Theoretisch könnte man sogar negative Strompreis nutzen, wären die Betreibergebühren dank Herrn Söder nicht gestiegen. Es ist keine Raketenwissenschaft - man muss nur mal machen, bzw. ich genne genügend die das tun. Das einzige was die Politik wirklich mal umsetzen müsste, wären Strompreiszonen, damit die Verursacher die Kosten tragen, und nicht alle.
Das ist sicherlich auch eine spannende Lösung und bei den Strompreiszonen wäre ich auch bei dir! Beim VPP geht es dann ja aber auch darum die Netzwerke bspw. mit Regelleistung zu unterstützen, wofür man die einzelnen Batterien koordinieren muss, um die nötige Leistung zu haben. Enpal und Next Kraftwerke sind übrigens zwei andere Unternehmen, die auch an der Technologie arbeiten, falls jemand sich für andere Anbierter interessiert (es geht mir hier nicht um Promo für uns). Ich finde einfach das ist eine spannende Innovation und würde mich freuen, wenn man mal mehr davon auch in der Öffentlichkeit hört.
PS: Ich sollte vielleicht dazusagen, dass ich im Prinzip grade erst mein Studium abgeschlossen habe und noch neu in dem Bereich bin. Ich bin also kein Experte, finde es aber spannend andere Meinungen zu dem Thema zu hören!
Danke für deinen Beitrag.
Da habe ich mal eine Frage. Übernimmt dann die Netzführung des jeweiligen VNBs die Kontrolle über ein virtuelles Kraftwerk/Last, umso gezielt entlasten zu können oder habt ihr als Unternehmen die Steuerung und kriegt die Messwerte von den Abgangsfeldern zugespielt und versucht zu entlasten ?
Erfolgt eine die Steuerung der Einspeisung/Last ggf, auch über Spotmarktpreise ?
Lohnt sich der Aufwand überhaupt? Nicht falsch verstehen, ich habe selbst eine 12kwh Speicher im Haus und würde mich natürlich freuen, dessen Betrieb wirtschaftlicher zu machen. Aber wenn ich das mal querrechne, dann gibt es rund 40 Mio Haushalte in Deutschland. Selbst wenn jeder dieser Haushalte im Schnitt einen 10kwh Speicher im Keller hat (was bei der hohen Anzahl der Mieterhaushalte unrealistisch ist), komme ich auf ein Deutschlandweites Gesamtvolumen von 400 Gwh, wenn alle Speicher komplett voll sind.
Wenn ich das realistischer betrachte wären wir beim maximalen Ausbau vermutlich eher bei maximal 100 Gwh zu jedem beliebigen Zeitpunkt, da nicht alle Haushalte auch einen so großen Speicher haben und dieser Speicher im Schnitt nur immer teilweise geladen ist.
Der tägliche Stromverbrauch lag 2023 in Deutschland bei knapp 1.500 GWh am Tag. Was bringen da 100 Gwh in einem „virtuellen Kraftwerk“ und warum sollte der Staat das fördern, wenn er das Geld auch woanders investieren kann?
Das kommt auf den Einzelfall an und die konkreten Bedingungen der Kundinnen an. Ich muss sagen, dass ich das selber noch nicht konkret durchgerechnet habe, daher nur der Verweis auf die Zahlen von Anbietenden. Ich habe grob so um die 100 € im Kopf, die Mensch pro Jahr erzielen kann. Ob das unter einem lohnenswerten Aufwand fällt, muss jeder für sich entscheiden. Zumal oft dann auch die Tarife des jeweiligen Anbietenden gebucht werden müssen. Es also nicht so ist, dass man nur am virtuellen Kraftwerk (VPP) teilnehmen kann, sondern eben auch die Strommengen über diesen Anbieter bezieht.
Aber die hier schon mal angesprochenen wie Sonnen bieten mit ihrem VPP Primärregelleistung an. Primärregelleistung wird benötigt, um das Netz stabil bei einer Frequenz 50 Hertz zu halten. Die Frequenz ändert sich dabei in Millisekunden. Die Schwankungen sind dabei gar nicht mal so groß, aber es bedarf eben einer sehr schnellen, automatischen Reaktion. Traditionell wurde das von großen Kraftwerken erbracht, mittels des VPP ist es allerdings auch möglich am Regelenergiemarkt mit Batterien teilzunehmen.
Es geht also nicht unbedingt darum mit den Batterien in privaten Haushalten längere Phasen ohne Stromerzeugung zu überbrücken. Dafür gibt es aus meiner Sicht deutlich bessere Optionen. Mit den Batterien eines VPP kann aber eben an anderer Stelle ein essentieller Beitrag zur Stabilität des Stromnetzes geleistet werden. Das gut ist dabei auch, dass die Batterien dafür nicht alle vollgeladen sein müssen. In Momenten, wo die Frequenz zu hoch ist, müssen entweder Kraftwerke heruntergeregelt werden oder eben die Nachfrage gesteigert werden. Hier können die Batterien mit ihrer freien Kapazität also einspeichern.
Für Sonnen hatte ich das vor ca. drei Jahren für unseren Neubau mal durchgerechnet, hat sich im Vergleich zu einer „traditionellen“ Solaranlage + Speicher zum Eigengebrauch absolut nicht gelohnt.
Bei 100€/Jahr Ertrag wäre ich auch sehr kritisch, vor allem wenn man an einen bestimmten Stromtarif gebunden wird. Bei unserem Verbrauch (Elektroauto, strombasierte Heizung) würde ein Ertrag in der Größenordnung schon dann „aufgefressen“ werden, wenn mein Strompreis dadurch um 1-2 Cent steigt, je nach Szenario.
Aus staatlicher Sicht stellt sich mir weiter die Frage, ob es sinnvoll ist so ein „virtuelles“ Kraftwerk zu fördern (durch Subventionen an Hausbesitzer), oder das selbe Geld einfach in den Ausbau zentraler Kraftwerke zu stecken.
Auch wenn ich nicht bei einem der Anbietenden arbeite: Was die Steuerung des VPP angeht passiert das alles vollautomatisiert. Dies ist nur möglich, wenn die Frequenz direkt an den Anlagen gemessen wird. Ein manueller Eingriff der Übertragungsnetzbetreibenden (die sind für die Systemdienstleistungen verantwortlich) ist aufgrund der Anforderungen der Primärregelleistung nicht realisierbar.
Damit Anbietende an dem Markt teilnehmen kann muss er vorab Präqualifikationen erfüllen. Es muss also nachgewiesen werden, dass mit der verwendeten Technologie die benötigte Reaktion sichergestellt werden kann. Ohne diese Mindestanforderungen kann nicht am Markt für Regelenergie teilgenommen werden. Ein VPP trägt durch das Erbringen einer Systemdienstleistung also zur Netzstabilität bei und erhält die Daten der Anlagen und aus dem Netz, aber zentral wird das erst im Nachhinein interessant, um zu schauen, wie der tatsächliche Einsatz einzelner Einheiten erfolgt ist.
Erfolgt eine die Steuerung der Einspeisung/Last ggf, auch über Spotmarktpreise ?
Was du hier im Kopf hast, ist etwas anderes als das, was aktuell mit VPP angestrebt wird. Die Steuerung der Nachfrage über Spotmarktpreise ist ein weiterer Teil der Flexibilität, aber dafür ist kein VPP notwendig. Das kann auf Basis der einzelnen Anschlussnehmenden erfolgen, z.B. um ein Elektroauto passend zu laden oder die Wärmepumpe laufen zu lassen. Typischerweise geht es da aber darum, dass bei einem hohen Angebot von erneuerbaren Energien (und damit verbundenen niedrigen Spotmarktpreisen) die Nachfrage gesteigert wird. Ja, dass hilft auch die Netze zu stabilisieren, aber eher in die Richtung, dass der erneuerbare Strom auch wirklich genutzt wird (vereinfacht gesagt).
An sich werben die Anbietenden damit, dass es günstiger ist, als bei anderen Anbietenden. Mit der Einschränkung, dass das oft auf ein komplette Versorgung aus dem Stromnetz ohne eigene PV und Speicher gerechnet wird. Da muss dann jeder selber rechnen und schauen, ob mit dem Anbieter des VPP auch mehr abfällt als ohne.
Da bin ich vollkommen bei dir. Sobald es sich auch ohne Subventionen lohnt, dann sind die hier eigentlich nicht notwendig. An sich wird, wie aufgeführt, damit geworben, dass Hausbesitzende davon profitieren. Gerade, da sich Speicher tendenziell Leute mit einem Eigenheim leisten.
Dagegen könnte aufgeführt werden, dass es eben sinnvoll ist ohnehin vorhandenen Potenzial zu heben. Also wenn das schon gebaut wird oder jemand eine PV Anlage installiert, dann sollte das auch gleich richtig gemacht werden, damit auch aus Netzsicht etwas positives abfällt (bevor der Speicher nur privat eingesetzt wird).
Ich bin ebenfalls der Meinung (ohne, dass ich bei entsprechenden Unternehmen arbeite) dass diese Technologie (virtuelle Kraftwerke) eine große Zukunft vor sich hat.
Allerdings finde ich den Status quo (ohne den offenen Brief gelesen zu haben) sehr schwierig.
Zunächst ist allein der technische Aufwand und auch die Grundgebühren häufig ziemlich hoch. Es sollte eher an Open-Source Projekten gearbeitet werden, die den Zugang für Heimanwender und alle anderen „Betroffenen“ erleichtert und standardisiert. Kommunen beispielsweise haben häufig riesige Dachflächen zur Verfügung. Auch wenn PV es langsam aber sicher auf die Dächer schafft, sieht das für Speicher noch nicht so aus.
Wenn man in die wirtschaftliche Betrachtung ebenfalls die Netzdienlichkeit per virtuellem Kraftwerk einbeziehen könnte, weil der Zugang dazu stark vereinfacht worden ist, dann sähe das garantiert anders aus.
Insbesondere für Heimanwender gibt es derzeit nahezu ausschließlich Cloud-Angebote, die sich nur selten tatsächlich rechnen. während die Anbieter abkassieren können.
Ähnlich wie bei den Ladesäulen muss hier eine Lösung her, die irgendwie einfacher ist, und tatsächlichen Wettbewerb schafft.
Beispiel Ladesäulen: Derzeit bestimmt größtenteils der Ladesäulenbetreiber den Ladestrompreis. Dabei raten viele Experten seit langem und immer wieder dazu, den eigenen Stromanbieter an der Ladesäule nutzen zu können. Der Ladesäulenbetreiber erhält dann eine Zahlung eine Art Durchleitungsgebühr um den Betrieb rentabel realisieren zu können.
Diese „Denke“ sollte meiner Meinung nach dringend Einzug in das Themenfeld VPP und „Strom-Cloud“ erhalten.
Bei meinem Beitrag ging es mir nicht darum staatliche Förderung zu fordern, das geht bei uns auch ohne schon ganz gut. Vielleicht habe ich mich da etwas missverständlich ausgedrückt. Ich habe nur das Gefühl, dass die Technologie vielen noch nicht bekannt ist, deswegen wollte ich hier mal im Forum horchen, was Lagehörer*innen so denken. Deswegen finde ich deine Argumente auch spannend.
Was die Energiemengen angeht hast du einen Punkt. Ich behaupte nicht, dass virtuelle Kraftwerke der einzige Schlüssel zum Erfolg sind. Sie können aber einen Teil beitragen, grade wenn es nicht um Energiemengen, sondern um Regelleistung geht. Um die Energiewende voranzutreiben brauchen wir viele verschiedene Lösungen und virtuelle Kraftwerke sind eine davon.
Zunächst ist allein der technische Aufwand und auch die Grundgebühren häufig ziemlich hoch. Es sollte eher an Open-Source Projekten gearbeitet werden, die den Zugang für Heimanwender und alle anderen „Betroffenen“ erleichtert und standardisiert.
Das finde ich eine interessante Idee. Meinst du also, dass es eine grundlegende VPP Infrastruktur geben sollte, die Privatpersonen dann nutzen können? Das Problem das ich dabei (zumindest heute) sehe ist, dass es hohe technische Ansprüche an die Batterie gibt, damit garantiert ist, dass diese Regelleistung liefern und auch im VPP integriert werden kann. Als Vision für die Zukunft denke ich persönlich aber auch, dass das ein spannender Ansatz sein kann.
Keine Ahnung. Ich habe mal ein Projekt gesehen, welches diesen Ansatz verfolgt. Aber man hatte dann das Problem, dass man sich um alles selbst kümmern muss. Das ist zwar machbar, aber eignet sich nicht für den breiten Roll-Out.
Das Beispiel mit der Ladesäule habe ich genannt. Und es bringt die nächste Speicher-Variante ins Spiel: Den E-PkW-Akku und V2G.
Ich stecke nicht genug drin im Energiehandel, den Regelwerken, Datenbanken und allem, was sonst so dazu gehört, um mir eine Lösung dazu auszudenken.
Ich frage mich aber, warum sowas nicht Aufgabe von den Netzbetreibern ist, die mehr oder weniger staatliche Aufgaben erfüllen, indem sie auf die Infrastruktur achten. Da sind VPP mMn Teil von oder sollten es sein.
Und dann macht es natürlich Sinn, dass man irgendwie eine Plattform entwickelt (Bundesnetzagentur?), auf der alle Stadtwerke und „Stadtwerke-Zusammenschlüsse wegen der VPP“ schalten und walten können. So oder so ähnlich würde ich mir sowas wünschen, denke ich.
Weil der Netzbetrieb als natürliches Monopol entsprechend reguliert und von den marktlichen Aspekten getrennt ist. In der aktuellen Organisation ist auch der Regelenergiemarkt eben ein Mark. Dort kann jede, der oder die die Präqualifikation erfüllt seine Leistung anbieten. Die Netzbetreibenden bedienen sich dann aus der angebotenen Regelleistung. Mit welcher Technologie (VPP, konventionelles Kraftwerk etc.) erbracht wird ist dabei für den Netzbetrieb an sich irrelevant. Das ergibt sich aus dem Marktergebnis. Die Netzbetreibenden können also nicht einseitig nur die Infrastruktur für VPPs anbieten (wenn du das gemeint haben solltest).
Das ist aus dem genannten Grund auch nicht die Aufgabe der BNetzA. Den Stadtwerken steht es aber frei selber eine solche Lösung zu entwickeln, ob gemeinsam oder allein ist ihnen überlassen. Zum Teil passiert das auch, nur das fällt den Endkundinnen dann wiederum nicht auf. Wenn das erfolgt, dann in der Regel als White-Label-Lösung und die Endkundinnen sehen nur das Logo des eigenen Stadtwerkes. Zugegeben, bei VPP wüsste ich aber spontan kein Beispiel aus der Stadtwerkewelt.
Danke an alle für die interessanten Beiträge, es scheint mit als ob auch ein paar Fachleute von den Verteil- und Übertragungsnetzbetreibern mit dabei sind oder vielleicht auch noch still mitlesen.
Deswegen wollte ich hier nochmal eine Sache ins Spiel bringen, nämlich die Idee für einen Markt mit Fokus auf Spitzenlastverknappung in den Verteilnetzen. D.h. ein Markt auf dem private Anbieter ihre Flexibilität anbieten können, um die lokalen Verteilnetze bei extrem hoher Produktion (wir haben immer mehr PV auf den Dächern) und extrem hohen Verbrauch (wir haben auch immer mehr EVs und Wärmepumpen in den Häusern) zu entlasten. Maximum Verbrauch und Produktion liegt dabei selten übereinander, dort gibt es das Phänomen mit dem ein bisschen witzigen Namen „Duck curve“ in English.
In den Niederlanden wird das tatsächlich schon gemacht. Die hatten ihre Energieinfrastruktur in der Vergangenheit eher auf Gas ausgelegt (u.a. durch das Gasfeld in Groningen) und haben jetzt schon Probleme, die wir wahrscheinlich in 5-10 Jahren haben: Beperkte transportcapaciteit voor afname op het elektriciteitsnet | Enexis Netbeheer
Dafür wurde jetzt eine Platform eingeführt, wo Netzengpässe mit flexiblen Ressourcen gematcht werden können: Veel gestelde vragen Grootverbruikers - GOPACS (hier vielleicht Google Translate nutzen).
Auch wenn das in Deutschland mit über 800 Verteilnetzbetreibern schwieriger wird, wäre so etwas auch hier denkbar?
Wenn ja, was wären erste Schritte? Wenn nicht, warum nicht?
Erster Schritt wäre vielleicht zu erst festzustellen, wann ein lokaler Netzengpass überhaupt vorliegt und wo. Mein Vorschlag da wäre der folgende:
VNBs überwachen ihr Netz in einer Netzleitzentrale. In dieser Leitzentrale laufen viele Messwerte von diversen Messstellen zusammen (Über diese wir dann noch eine sogenannte State-Estimation laufen gelassen.)
Für das Niederspannungsnetz sind häufig keine Messwerte verfügbar (Erste Ansätze gibt es mit DigiONS, aber das sind noch sehr wenige)
Für die Abgangsfelder einer Mittelspannungsschaltanlage gibt es hingegen schon Live-Messwerte. Dann erkennt der VNB, ob bei einem Mittelspannungsstrang gerade eine besonders hohe Last, oder besonders hohe Einspeisung zu verzeichnen ist.
An so einem Mittelspannungsstrang hängen ggf. bis zu mehrere tausend Haushalte. (nicht direkt, vorher kommt noch die Umspannung auf Niederspannung). Man könnte nun natürlich folgendes machen:
Der Netzbetreiber stellt fest, wenn sich eine Wohneinheit an einer netzdienlichen Systemdienstleistung beteiligen möchte (also flexible Last/Einspeisung) und ordnet diesem dann einem Abgangsfeld zu. Die Wohneinheit wird für die teilnahme mit einem Leistungspreis ggf. einem Energiepreis bei Nutzung vergütet. Wenn der Netzbetreiber dann aktuell Bedarf sieht und die Wohneinheit ihre Leistungsreduktions- oder Erhöhung zu diesem Zeitpunkt anbietet darf er diese nutzen und abregeln.
Vorteil wäre hier das nur sehr selektiv eingegriffen wird. Nachteil ist, das die richtigen Kommunikationmittel zur Ansteuerung der elektrischen Betriebsmittel nötig sind.
Sehr spannender Input. Die Ansteuerung der flexiblen Ressourcen kann über ein VPP geregelt werden. Die Schwierigkeit sehe ich noch bei der Koordination dieser Dienstleistung, deswegen finde ich die GoPacs Lösung von den Holländern sehr gut.
Könnte man sich vorstellen, dass sowas in Deutschland auch aufgesetzt wird? Wer würde das koordinieren? Und wie viel wäre eine solche Entlastung den deutschen VNBs in Deutschland wert? Denn so sehr mich die Technologie an sich auch begeistert, am Ende muss es sich für private Anbieter und die Haushalte lohnen.
Bei unseren Nachbarn im Westen sieht die Lage ja bereits sehr ernst aus und von dem was ich bis jetzt gehört habe geht es in Deutschland noch. Bis jetzt zumindest. Es scheint aber auch absehbar, dass dort mehr Belastung auf die VNBs zukommt. Und da der Ausbau der Netze lange dauert und Bewohner belastet, könnte man versuchen, die Netze und flexiblen Lasten effizienter zu nutzen.