cFlex Community Flexibility in Regionalen Lokalen Energiesystemen

Das Vorhaben cFlex hat das Ziel, ungenutzte Flexibilitäten als Dienstleistung von zellulär organisierten Prosumer Kollektiven (Communities) als gemeinschatiliches System zu erschließen, um einen erhöhten Einsatz von erneuerbaren Energieträgern im Verteilernetz zu ermöglichen und über große Zeiträume und Regionen, Produktion, Speicherung und Verbrauch abzustimmen. Im Gegensatz zur einfachen Aggregation, dem Lastmanagement oder Eigenverbrauchsoptimierung einzelner Kunden sollen in cFlex durch die kooperative Bündelung von unterschiedlichen Prosumern in Netzsegmenten von (regionalen) Lokalen Energie Communities  eine Optimierung des Gesamtzustandes im Energienetz erreicht werden. Dieses Ziel macht Prosumer Communities zu wichtigen neuen Partnern von Verteilernetzbetreibern, da ein systemdienlicher Netzbeitrag zur Entlastung geleistet wird, ein Beitrag zur Vermeidung verfrühten Netzausbaus erbracht wird und innovative Dienstleistungen ermöglicht werden.

Ausgangssituation

Der Strukturwandel von hierarchischen Energieversorgungsnetzen mit zentral kontrollierter Erzeugung zu einem Zusammenspiel stetig wachsender, dezentraler, volatiler erneuerbarer Energien erfordert neuartige Steuerungskonzepte. Ein großflächiger Einsatz von volatilen, erneuerbaren Energieträgern stellt das lokale, aber auch das regionale Verteilernetz vor große Herausforderungen, da Erzeugung und Verbrauch oft zeitversetzt stattfinden und so große Energiemengen (mit Verlusten) über weite Distanzen übertragen oder lokal gespeichert werden müssen. Gesteigerte Flexibilität beim Verbrauch ist daher als netzentlastendes Mittel mehr als erwünscht. Energielieferanten, haben aber in ihrer Rolle keine netzdienlichen Aufgaben zu erfüllen. Der Bedarf an Flexibilität erhöht sich noch weiter durch den steigenden Bedarf an Blindleistungsstrom oder Spannungsbandregulierung, der sich bei zunehmender installierter Kapazität aus der erhöhten Abweichung von prognostizierter zu tatsächlicher erneuerbarer Einspeisung, ergibt.

Bisherige Lösungsansätze für diese Problematik verlassen sich auf freie Marktmechanismen oder fokussieren auf den Bereich Demand-Side-Response oder Speichertechnologien, versäumen es aber physikalische Gegebenheiten der Netzstruktur und ihre Beschränkungen zu berücksichtigen. Darüber hinaus setzen einige dieser Ansätze Rahmenbedingungen voraus, die nicht einfach herbeizuführen sind, wie z.B. ausreichend (koordiniert) kontrollierbare Lasten oder Verfügbarkeit teurer zentralisierter Speichersysteme. Das „Winterpaket“ der Europäischen Kommission schlägt mit Lokalen oder Regionalen Erneuerbaren Energie Communities eine innovative Richtung vor, die in die Mission 2030 aufgenommen wurde.

Moderne Gebäude weisen innovative Technologien wie Wärmepumpen oder thermoaktive Bauteile auf, die Energie thermisch speichern können. Diese Systeme werden aktuell aber primär zur lokalen Eigenverbrauchsoptimierung der erneuerbaren Energie, meist aus PV-Erzeugungsanlagen, sowie zur thermischen Pufferung von Überschussenergie aus Spitzenleistung verwendet. Es existieren verschiedene Ansätze für die optimierte Nutzung solcher Technologien, aber auch hier meist nur lokal und für kleine Communities. Um tatsächlich positiv auf die Netzstabilität zu wirken muss der Betrachtungsfokus hier ausgeweitet werden und neben lokalen auch die regionalen Ansprüche und vor allem die Verteilernetzstruktur und ihre Beschränkungen berücksichtigt werden.