Forschung Wirtschaft

Interview

Flexibilität im neuen Energiesystem nutzen

Foto: Privat/Werkgamer Wels
Gerald Steinmaurer: „Private Haushalte konsumieren in Österreich rund ein Viertel des energetischen Endverbrauches. Sie bieten aber auch viele Möglichkeiten, um erneuerbare Energien zu integrieren und die Effizienz zu steigern.“
Foto: Privat/Werkgamer Wels

Das Energiesystem ist einem grundlegenden Wandel begriffen, die frühere Trennung zwischen Erzeuger- und Abnehmermärkten verschwimmt. Daraus ergeben sich Herausforderungen, vor allem aber Chancen. An der FH OÖ arbeitet Gerald Steinmaurer, Leiter der Energieforschungsgruppe ASiC, daran, aus der neuen Flexibilität Geschäftsmodelle zu entwickeln, die möglichst vielen Vorteile bringen sollen.

von: Harald Hornacek

Die Energiewende ist in vollem Gange. Wie weit sind wir dabei in der Produktion und im Vertrieb bzw. im Netzbetrieb?

Die Grundbotschaft, dass sich das vor allem das elektrische Energiesystem ändert, ist angekommen. Die bisherige Struktur mit wenigen zentralen und sehr großen Energieerzeugern, der anschließenden Energieverteilung und vielen Konsumenten wandelt sich in ein System mit aktiven Konsumenten, die beides sind – Producer und Consumer, sogenannte Prosumer. Wir sehen jetzt schon durch die vermehrte Verwendung von Photovoltaik-Anlagen in Haushalten, aber auch in Industriebetrieben, dass reine Stromverbraucher zeitweise zu Stromproduzenten werden und in das Stromnetz einspeisen. Daher ist es nötig, dass wir uns sehr intensiv mit Möglichkeiten beschäftigen, wie die über den Tag sehr unterschiedlich verteilten Produktions- und Konsumlasten künftig besser aufeinander abstimmen könne. Die Verwendung von kleinen Stromspeichern, aber auch die Steuerung von großen Lasten, kann hier ein erster Beitrag sein.

Was bedeutet das konkret?

Einfach gesagt: Einem E-Auto ist es egal, ob es von 21-24 Uhr oder von 3-6 Uhr morgens geladen wird. Man will in der Früh einsteigen und losfahren. Wir gewinnen also schon beim Nachladen in diesem einen Bereich sehr viel Flexibilität in der Lastverteilung, die man nutzen kann. Und sollte es dabei beispielsweise durch Photovoltaik-Anlagen unter Tags zum Entstehen von Überschussenergie im Haushalt oder in der Industrie kommen, so hat zum gleichen Zeitpunkt ein anderer Konsument Bedarf an dieser Energie. Derzeit darf ich solchen Überschussstrom nur an meinen Stromhändler abgeben, aber es wird zukünftig rechtlich erlaubt sein, diesen erneuerbaren Strom auch an andere – zum Beispiel meinem Nachbarn – zu verkaufen. Daraus entstehen ganz neue Geschäftsmodelle, die Auswirkungen auf Bereiche haben, die es früher einfach nicht gab. Ein Haushalt wandelt sich dabei vom reinen Konsumenten zu einem aktiven Produzenten, der auch fallweise Energie zwischenspeichern und auch weiterverkaufen wird. Der Austausch dieser Energie wird dann über das öffentliche Netz erfolgen, über das natürlich auch zusätzlich die Energie für das Laden der stetig mehr werdenden Elektrofahrzeuge transportiert wird.

Aber wären die heutigen Netze überhaupt in der Lage, alle diese Aufgaben zu bewältigen?

Das wird herausfordernd. Schwierig wird es dort, wo viele elektrische Ladestationen in bestehenden Siedlungsgebieten zusammenkommen und am Abend nach dem Heimkehren von der Arbeit fast gleichzeitig viele E-Autos geladen werden. Das geht sich netztechnisch meist nicht aus. Es wird nicht möglich sein, dass jeder Konsument zu jeder Zeit die volle Ladeleistung zur Verfügung gestellt bekommt. Wir müssen hier neue Wege gehen in der Bereitstellung von Kontingenten, von Demand-Side-Management, im Bereich der Energieladevorgang-Verschiebung, aber natürlich auch in der Entwicklung von Heimspeichern, die man zum Teil nutzen könnte, um mein E-Auto zu laden, wann ich es will. Da wird in nächster Zukunft viel Neues auf den Markt kommen. Was noch länger dauern wird, ist die Speicherkapazität des E-Autos für den Haushalt selbst wieder zu nutzen – also etwa die Restenergie, der in der Batterie vorhanden ist, rauszuziehen und beispielsweise in das Haussystem einzuspeisen. Das können bisher nur sehr wenige Fahrzeuge. Aber es ist ein smarter Ansatz.

Auf welche Situationen bzw. Herausforderungen fokussieren Sie sich in Ihren Arbeiten an der FH OÖ?

Wir nähern uns dem Thema von zwei Seiten – wir bearbeiten einerseits Projekte, wo es vorrangig um die Situation der Privathaushalte geht. Andererseits schaffen wir im FFG-Forschungsprojekt „Industrial Microgrids - Indugrid“ eine einzigartige Plattform, die Unternehmen den Austausch überschüssiger Energie aus erneuerbaren Energiequellen erlaubt und auch die Umwandlung von z. B. überschüssigem Strom in verwertbare Wärme – durch die so genannte Sektorenkopplung.

Welche Aktivitäten setzen Sie nun speziell bei den Privathaushalten?

Klar ist, dass – neben Verkehr und Industrie – private Haushalte eine der größten Verbraucher sind. Private Haushalte konsumieren in Österreich rund ein Viertel des energetischen Endverbrauches. Sie bieten aber auch viele Möglichkeiten, um erneuerbare Energien zu integrieren und die Effizienz zu steigern. Um nun die Integration weiter voranzutreiben, ist es nötig, die volatile Erzeugung der erneuerbaren Energien bestmöglich zu nutzen. Aus diesem Grund ist es notwendig, flexibel auf allfällige Situationen reagieren zu können.

Dabei wird erforscht, wie man Energie im Haushalt optimal mittels Photovoltaik, Heimspeichern sowie der Steuerung von anderen Verbrauchern wie Wärmepumpen oder dem Laden von Elektrofahrzeugen koordiniert. Ziel dabei ist eine Kostenreduktion der einzelnen Haushalte und in gewisser Weise, eine Weile energieautark zu sein.

In einem anderen Forschungsprojekt dem „Urbanen Speichercluster Südburgenland“ klären wir, welche Flexibilitätspotenziale im Hinblick auf zeitliche Vorgaben und Leistungsbegrenzungen für die betrachteten Verbraucher erzielbar sind. Für Verteilnetzbetreiber bietet der Stromkonsum von Einzelhaushalten ein interessantes Potenzial für Lastverschiebungen. Wir evaluieren, inwieweit diese Flexibilitäten genutzt werden können, um Anforderungen eines Verteilernetzbetreibers zu erfüllen oder um Eigenverbrauchsoptimierung zu bewerkstelligen. Die Erkenntnisse sollen auf einem beliebig erweiterbaren System basieren, das genormte Schnittstellen zu allen eingebundenen Geräten bietet.

Stichwort Energienetze: Was gibt es zu beachten, wenn man Strom an einen anderen Konsumenten über das öffentliche Netz verkauft? Muss man Gebühren an den Netzbetreiber bezahlen?

Die Verbraucher bzw. Energieproduzenten beziehen bzw. liefern elektrische Energie auf unterschiedlichen Spannungsebenen. Während Haushalte auf der Netzebene 7 betrieben werden, sind viele Klein- und Mittelbetriebe auf Netzebene 5 verortet. Beim Strombezug fallen derzeit auf jeder Netzebene unterschiedlich hohe Gebühren und anteilig auch Verlustentgelte an, die prinzipiell auch ein kleiner PV-Anlagenbesitzer beim Stromverkauf an den Nachbarn bezahlen müsste. Es gibt aber rechtliche Bestrebungen, dass der Austausch von Energie zumindest auf der Netzebene 7 vergünstigt und damit auch wirtschaftlich attraktiver wird. Denn das ist schlussendlich auch ein entscheidender Faktor, damit die Energiewende gelingen kann.


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