Demand Response – Cleantech Lexikon

Demand Response revolutioniert Energieverteilung

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Die Einspeisung der Erneuerbaren Energien, insbesondere der Onshore-Windenergie und Offshore-Windenergie, bringt das deutsche und europäische Stromnetz an den Rand der Leistungsfähigkeit. Schon heute muss die Stromerzeugung aus Windkraftanlagen im Rahmen des Einspeisemanagements oftmals gedrosselt werden, um die Netzstabilität zu gewährleisten. Aus technischen Gründen muss das Übertragungsnetz bei 50 Hertz Angebot sowie Nachfrage im Gleichgewicht sein.

Die Lösung: Demand Response

Ein Ausweg dieser Problematik ist in den USA bereits seit einigen Jahren etabliert: Demand Response. Die Demand Response-Technologie – als Teil der Idee vom Smart Grid – die die Energieverteilung intelligenter machen soll, wird im folgenden Special vorgestellt.

Definition Demand Response

In einer Studie der Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V., in der es sehr gezielt und differenziert um Demand Response als Chance für die deutsche und europäische Energiewirtschaft geht, wird Demand Response wie folgt definiert:

Demand Response ist eine kurzfristige und planbare Veränderung de Verbraucherlast als Reaktion auf Preissignale im Markt oder auf eine Aktivierung im Rahmen einer vertraglichen Leistungsreserve. Diese Marktpreise oder Leistungsabrufe werden durch ungeplante, unregelmäßige oder extreme energiewirtschaftliche Ereignisse ausgelöst. (Quelle: Demand Response in der Industrie – Studie der Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V.)

Funktionsweise von Demand Response

Bei Demand Response werden zuvor exakt definierte Stromverbraucher aus Industrie- und Gewerbeunternehmen von einem so genannten Curtailment Service Provider (oder in Deutschland Demand Response Aggregator genannt) an- bzw. abgeschaltet, um wie konventionelle Kraftwerke beispielsweise Regelenergie bereitstellen zu können. Dabei entspricht das Abschalten eines Verbrauchers dem Anfahren oder der Leistungserhöhung eines Kraftwerkes, da in beiden Fällen im Bilanzkreis ein Leistungsüberschuss bleibt.

Folgende, praktische Demand Response-Potenziale gibt es:

  • Last steuern:Hierbei werden Anlagen in den Industrie- oder Gewerbeuntzernehmen abgeschaltet oder zumindest in ihrer Last reduziert. Hierbei wird jedoch Nachholbedarf generiert, der unter Umständen zu mehr Energieverbrauch führt. Beispiele sind überdimensionierte Lüftungsanlagen oder Komfortreduktion)
  • Last verschieben: Hier geht es um Anlagen mit Speicher, deren Last sich leicht verschieben lässt. Nachholbedarf wird ausgelöst. Beispiel ist die Steuerung der Kühlturmpumpe)
  • Last puffern: Hierbei wird der Speicher zuerst gefällt, anschließend kann die Anlage abgeschaltet werden. Beispiel: Temperaturabsenkung in Kühlhäusern.
  • Last erhöhen: Leistungserhöhung oder Anschalten zusätzlicher Verbraucher um Lasttäler auszugleichen. Beispiel: Heizungs- oder Kälteanlagen sowie die Substitution von fossilen Energieträgern durch elektrische Zuheizung.

Demand Response in Europa

Demand Response steht in Europa Anfang des Jahres 2011 noch ganz am Anfang. Aber: Auch hier sind die Potenziale riesig und der Druck, zeitnah mit Demand Response problematische Netzsituationen ausgleichen zu müssen, steigt kontinuierlich.

Die Grafik der FfE zeigt Potenziale nach Branche:

Demand Response Potenzial DeutschlandEine hohe Eignung für Demand Response-Steuerung besitzen Anlagen, die mindestens einmal pro Tag zu- und abgeschaltet werden sowie Anlagen deren Produktion z.B. durch Speicher oder thermische Trägheit vom restlichen Produktionsprozess abgekoppelt ist. Dabei sind die – zumindest theoretischen – Potenziale bei einer Schaltdauer von 5 Minuten am Größten (siehe Grafik). Die bereits mehrfach erwähnte Studie der Forschungsstelle für Energiewirtschaft kommt zu einem wirtschaftlichen Potenzial von 2,8 GW in der Industrie.

Damit können 1.350 GWh verlagert werden. Im Haushalt haben vor allem Nachtwärmespeicher und Wärmepumpen erhebliche Potenziale. Da die Verbraucher wesentlich kleiner sind, ist aber der Initialaufwand wesentlich höher. Letztlich wird es also noch einige Jahre dauern, bis breite Potenziale in den Haushalte zu Demand Response erschlossen werden.

Demand Response Aggregator: Enernoc und Entelios

Dienstleister, die das Potenzial der Demand Response-Technologie heben sollen, sind beispielsweise Demand Response Aggregatoren wie die amerikanische EnerNoc (190 Mio. Dollar Umsatz im Jahr 2009) oder die deutsche Entelios AG.

Entelios AG: Entelios ist der nach eigenen Angaben erste bundesweit agierende Demand Response Anbieter. Des in München und Berlin ansässige, das u.a. vom High-Tech Gründerfonds finanzielle Unterstützung erhielt, arbeitet mit industriellen und gewerblichen Stromkunden zusammen und steuert deren elektrische Geräte, um deren Verbrauch zu reduzieren oder in Zeiten zu verschieben, die an die jeweilige Erzeugungssituation angepasst sind. Das hilft den Stromerzeugern und Netzbetreibern, Spitzenlasten zu reduzieren (Spitzenlastglättung) und die schwankende Einspeisung von Erneuerbaren Energien auszugleichen. Dies verhindert eine Überdimensionierung der Infrastruktur, reduziert den Bedarf an fossilen Reserve-Kraftwerken und vermindert die Gefahr einer Netzüberlastung. Netzbetreiber und Stromerzeuger zahlen Entelios für die Bereitstellung und Lieferung der Demand Response Kapazität, die mit Hilfe der gewerblichen und industriellen Teilnehmer verfügbar gemacht wird. Weitere Infos unter www.entelios.de.

Demand Response kann bei der Integration der erneuerbaren Energien einen wichtigen Beitrag leisten. Nach Einschätzung der Forschungsstelle für Energiewirtschaft werden bis 2020 durch Demand Response bei den Spitzenlastkapazitäten von 28 GW erreicht. Dies käme einer vermiedenen Investition von 20 Milliarden Euro gleich. Es wird von einer Verminderung des Energieverbrauchs um 59 TWh jährlich durch Demand Response ausgegangen.

Quellen: