Der Artikel kompakt zusammengefasst
- Mit intelligent gesteuerten Wärmepumpen ergibt sich ein Potenzial für das künftige Engpassmanagement im Stromnetz.
- Eine netzdienliche Lastverschiebung von Wärmepumpen stärkt die Versorgungssicherheit.
- Die Integration in den Redispatch erfordert noch eine Weiterentwicklung des regulatorischen Rahmens.
Viessmann Climate Solutions
Im Pilotprojekt ViFlex haben Viessmann Climate Solutions sowie die Übertragungsnetzbetreiber TenneT Germany und TransnetBW erstmals unter Realbedingungen nachgewiesen, dass Wärmepumpen in privaten Haushalten das Potenzial haben, als flexible Verbraucher im Redispatch eingesetzt zu werden.
Durch die Energiewende im Wärmesektor gewinnen Flexibilitätspotenziale aus Wärmepumpen auch für die Netzstabilität im Stromsektor an Bedeutung. Im Pilotprojekt konnten Viessmann Climate Solutions (VCS) und die Übertragungsnetzbetreiber TenneT Germany und TransnetBW zeigen, dass auch kleine Wärmepumpen in privaten Haushalten im Redispatch eingesetzt ein Potenzial zur Vermeidung von Netzengpässen haben.
Für das Pilotprojekt wurden mehr als 100 Viessmann-Wärmepumpen von Haushaltskunden im realen Heizungsbetrieb in die Systeme der Übertragungsnetzbetreiber eingebunden. Der dafür notwendige Datenaustausch erfolgte über die Equigy-Crowd-Balancing-Plattform, eine Initiative von europäischen Übertragungsnetzbetreibern, mit dem Ziel, eine europaweit harmonisierte Einbindung von kleinteiligen und dezentralen Flexibilitäten in die Systemdienstleistungsmärkte zu unterstützen.
VCS hat die Steuerung der Wärmepumpen dafür so angepasst, dass der Stromverbrauch zeitlich verschoben und beispielsweise das Abregeln von Überschüssen an Wind- und Solarstrom vermieden werden kann. Intelligent vernetzte und gesteuerte Wärmepumpen können damit einen wirksamen Beitrag leisten, erneuerbare Energien besser in das Stromnetz zu integrieren und den Einsatz fossiler Kraftwerke zu reduzieren. „Mit ViFlex zeigen wir, dass Wärmepumpen im Wohngebäudebereich vollautomatisch und ohne Komfortverlust für die Kunden flexibel gesteuert werden können. Dadurch können zahlreiche Haushalte noch einfacher einen Teil zur Energiewende beitragen und gleichzeitig aktiv die Netze stabilisieren“, berichtet Janosch Balke, Product Manager Energy Services bei Viessmann Climate Solutions.
Zusammenspiel auf mehreren Ebenen erforderlich
TransnetBW
Die Theorie existiert schon länger, doch nun wurde im ViFlex-Projekt über einen Zeitraum von fast drei Jahren erstmals getestet, wie sich Wärmepumpen im realen Betrieb technisch in das Engpassmanagement der Übertragungsnetzbetreiber einbinden lassen. Dazu wurden die Wärmepumpen der am Pilotprojekt teilnehmenden Haushalte über die Viessmann-Cloud für einzelne Netzgebiete zu virtuellen Pools aggregiert und eine Prognose ihrer Lastverläufe sowie Flexibilitätspotenziale über die Equigy-Crowd-Balancing-Plattform an die Übertragungsnetzbetreiber übermittelt.
Aktivierungen gepoolter Flexibilitätspotenziale durch die Übertragungsnetzbetreiber wurden ebenfalls über die Equigy-Crowd-Balancing-Plattform weitergeleitet und von VCS als Steuerbefehle an die einzelnen Wärmepumpen übermittelt. VCS verantwortete dabei die Prognose, Aggregation und Steuerung der Wärmepumpen, während die Übertragungsnetzbetreiber die technischen Abläufe und mögliche Schnittstellen zu den operativen Prozessen des Engpassmanagements erprobten.
Lastverschiebung ohne Komforteinschränkungen
Die so gewonnenen Praxiserfahrungen zeigen, dass Wärmepumpen technisch zuverlässig zur netzdienlichen Lastverschiebung eingesetzt werden können – ohne die Wärmeversorgung der Haushalte einzuschränken. Die Übertragungsnetzbetreiber TenneT Germany und TransnetBW bewerten das Projekt positiv und sehen Vorteile und Chancen darin, dass innovative Verbraucher heute schon dazu beitragen können, nutzbares Flexibilitätspotenzial bereitzustellen.
„Durch die zunehmende Elektrifizierung des Wärmebereichs gewinnen flexible Verbraucher an Bedeutung. ViFlex zeigt: Flexibilität aus Haushalten funktioniert technisch und kann künftig einen echten Beitrag zur Netzstabilität leisten. Der nächste Schritt ist klar: ein verlässlicher regulatorischer Rahmen für ein hybrides Redispatch 3.0“, so Dr. Oliver Strangfeld, Mitglied der Geschäftsführung von TransnetBW.
Von der Machbarkeit zu Redispatch 3.0
Das Pilotprojekt hat die technische Machbarkeit und den Nutzen einer netzdienlichen Steuerung von Wärmepumpen im Haushalt überzeugend demonstriert. Damit deren Potenziale auch großflächig für das Engpassmanagement genutzt werden können, ist es notwendig, den bestehenden regulatorischen Rahmen mit einem kostenbasierten Redispatch 2.0 durch einen marktbasierten Ansatz für kleinteilige, dezentrale Flexibilitäten zu einem hybriden Redispatch 3.0 weiterzuentwickeln.
Ein solcher Rahmen würde erlauben, dass Haushalte mit ihren Wärmepumpen, Heimbatteriespeichern oder Elektrofahrzeugen freiwillig und diskriminierungsfrei am Engpassmanagement teilnehmen können und damit die Netzstabilität aktiv unterstützen. Die Projektpartner wollen sich auch künftig für eine regulatorische 3/3-Verstetigung des Redispatch 3.0 einsetzen und haben in diesem Kontext bereits Follow-up-Projekte wie das Förderprojekt DataFleX initiiert.
www.tennet.eu
www.transnetbw.de
www.viessmann-climatesolutions.com
Fachberichte mit ähnlichen Themen bündelt das TGA+E-Dossier Elektrifizierung
DataFleX: Digitale Sektorenkopplung
Das Forschungsprojekt DataFleX soll die digitale Kopplung der Sektoren Energie, Verkehr und Wärme vorantreiben. Das Ziel ist, die Stabilität des Stromnetzes zu erhöhen, das große Potential dezentraler Flexibilität zu nutzen, Energie bezahlbar zu halten und den Klimaschutz voranzubringen. Dafür werden erstmals bestehende, bislang isolierte Datenökosysteme sektorenübergreifend digital miteinander verknüpft.
Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit mehr als 7 Mio. Euro gefördert. Im Mittelpunkt steht die Einbindung von Millionen dezentraler Verbraucher und Speicher in das Energiesystem, insbesondere Elektrofahrzeuge, Wärmepumpen und Heimspeicher. Durch den sektorenübergreifenden Datenaustausch sollen diese Flexibilitäten in einem großflächigen Praxistest mit mehreren Tausend Assets demonstriert und künftig gezielt genutzt werden können.
Ein zentraler Bestandteil von DataFleX ist die Entwicklung von Marktmechanismen, um dezentrale Energieflexibilitäten wirtschaftlich nutzbar zu machen. Gemeinsam mit einem sektorenübergreifenden Datenaustausch werden diese Ansätze in Modellregionen innerhalb der Regelzonen der Übertragungsnetzbetreiber TransnetBW und TenneT Germany unter Mitarbeit der im Projekt beteiligten Verteilnetzbetreiber erprobt. In diesem Vorhaben wird erstmals gezeigt, wie sich dezentrale Verbraucher und Speicher mit einer Gesamtleistung von mehr als 1 MW gezielt für Redispatch-Maßnahmen einsetzen lassen. Die großflächige Demonstration in Modellregionen soll als Blueprint für den späteren operativen Betrieb genutzt werden.
Hintergrund: Ein klimafreundliches und bezahlbares Energiesystem ist nur durch die digitale Vernetzung der Sektoren Strom, Wärme, Verkehr und Industrie möglich. Der sektorübergreifende Datenaustausch hilft, Netzengpässe gezielt zu managen, Redispatch-Aufwendungen zu senken und den Netzausbau effizienter zu gestalten. Die dadurch erzielten Kosteneinsparungen wirken sich perspektivisch kostensenkend auf die Netzentgelte – und damit die Stromkosten – aus und sind ein wichtiger Beitrag, um die Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandorts Deutschland zu steigern.
Darüber hinaus können kleinteilige dezentrale Flexibilitäten wesentlich zur Stabilität des Energiesystems beitragen. Ihr Nutzen liegt insbesondere in der Bereitstellung zusätzlichen Hochfahrpotenzials, das durch die zeitliche Verschiebung von Lasten ermöglicht wird. So können sie einen wichtigen Beitrag in der Systemführung leisten, um den Wegfall konventioneller Kraftwerkskapazitäten auszugleichen.
