Windheizung statt Nachtspeicher
Nutzung von Flexibilitäten im Verteilnetz
Leuchtturmprojekt der Energiewende
Ertüchtigung von Haushalts-Power-to-Heat-Anlagen, wie Wärmepumpen und Nachtspeicherheizungen, zur
Verringerung von Netzengpässen
Nicht sichtbar
Neben den technischen Herausforderungen sind auch die netzwirtschaftlichen und regulatorischen Rahmenbedingungen zu berücksichtigen. Die flächendeckende Ausschöpfung des verfügbaren Potenzials für Wärmepumpen und Nachtspeicherheizungen setzt voraus, dass die wirtschaftlichen und regulatorischen Anreize zukünftig erhöht werden. Dies sowohl für die Investition in den Wechsel von anderen, meist fossilen Heizsystemen als auch für die entstehenden jährlichen Betriebskosten.
▷ PROJEKTERGEBNISSE // Einsatz von intelligenten Messsystemen mit Steuerbox Technische Umsetzung der Demonstratoren
Nach erfolgter Prüfung der unterschiedlichen Steuerungssysteme setzt die WEMAG Netz GmbH auf den Einsatz eines standardisierten intelligenten Messsystems (iMSys) in Verbindung mit einer CLS-Schaltbox. Dazu werden das Gateway und die Steuerbox als „Huckepack-Lösung“ auf den Dreipunktzähler montiert (siehe Abbildung 3). Die Kommunikation mit dem Gateway erfolgt über eine Funkverbindung. Diese Schaltbox ist an die Aufladesteuerung einer Nachtspeicherheizung oder an die Steuerung einer Wärmepumpe angeschlossen.
Die Fahrpläne werden zurzeit in der Netzleitstelle des Netzbetreibers aus Wetterprognosen und den infolge dieser zu erwartenden Einspeisemengen aus erneuerbaren Energien manuell erstellt.
Über das zur Verfügung gestellte CLS-Managementsystem wird der Fahrplan auf die entsprechende CLS-Steuerbox geladen. Dies erfolgt nach dem Kommunikationsschema in Abbildung 2. Die Schalt-box steuert so den Betriebszustand der angeschlossenen flexiblen Heizung entsprechend den Strommengen im Netz.
Es ist ein erster Demonstrator realisiert. Dabei wurde eine knapp 25 Jahre alte Ölheizung gegen eine moderne Sole-Wasser-Wärmepumpe, in Verbindung mit einem entsprechend großen Pufferspeicher, ausgetauscht und ein iMSys inklusive Schaltbox installiert. Daran werden entsprechende Fahrpläne und die daraus resultierenden Änderungen im Netz erprobt und analysiert.
„ Der Netzausbau kann mit der Geschwindigkeit des Ausbaus erneuerbarer Energien kaum Schritt halten. Die Bewirtschaftung temporärer Erzeugungs-überschüsse bleibt daher eine Herausforderung für die Netzbetreiber. Der Einsatz von Energiespeichern sollte als Möglichkeit zur Optimierung der Netzauslastungen stärker in den Fokus rücken und sich in innovativen sowie wirtschaftlich attraktiven Lösungen für Netzkunden widerspiegeln.“
Andreas Haak Geschäftsführer, WEMAG Netz GmbH
▲ Abbildung 2: Ablauf des Schalt- und Steuerungsprozesses.
an flexiblem technischem Poto-Heat-Potenzial wer-den bis zum Jahr 2035 für das Netzgebiet prognostiziert.
35 MW
SMGW – Smart Meter Gateway TLS – Transport Layer System CLS – Controllable Local System
Schalt- und St TLS UND CLS-Proxy
aufgebaut
SMGW Steuerbox + Anwendung
CLS-Management
Schalt- und Steuerungsprozess Schalt- und Steuerungsprozess
142 TAP 6.3a: PtH-Anwendungen (Power-to-Heat) für … Dezentrale Kleinanlagen – Windspeicher statt Nachtspeicher
Wirtschaftliche und regulatorische Betrachtung des Demonstrators
In der Analyse der wirtschaftlichen Rahmenbedingungen zeigt sich, dass der Investitionsanreiz in eine Anlage wie den Demonstrator (Sole-Wasser-Wärmepumpe) aufgrund hoher Installations- und Anschaffungskosten aktuell noch gering ist. Alternative fossile Heizsysteme (vor allem Brennwert-technik) sind aktuell kostengünstiger. Auch gegenwärtig verfügbare Förderinstrumente sind kaum ausreichend, um für diese Technologie einen Investitionsanreiz zu setzen.
Andere Wärmepumpensysteme (vor allem Luftwärmepumpen) haben jedoch geringere Anschaf-fungskosten und können in Kombination mit den bestehenden Fördermöglichkeiten bereits heute eine Alternative zu fossilen Heizsystemen darstellen.
Die Kosten für Strom sind aktuell im Vergleich zu fossilen Energieträgern ebenfalls zu hoch, um einen Wechsel zu Wärmepumpen und Nachtspeicherheizungen anzureizen. Dies wird wesentlich durch einen hohen Anteil regulierter Strompreisbestandteile verursacht (u. a. EEG-Umlage, Steu-ern, Netzentgelte etc.). Darüber hinaus ist das Tarifmodell aktuell zu starr ausgestaltet und bietet keinen wirtschaftlichen Anreiz für Letztverbraucher, auf die oben genannte volatile Erzeugungs-situation flexibel zu reagieren.
▷ FAZIT UND AUSBLICK // Zusammenspiel von Markt und Netz im regulierten Umfeld
Die Automatisierung der flexiblen Fahrpläne und die Einbindung des Netzleitsystems zur Erstellung der Fahrpläne liegt nun besonders im Fokus der WEMAG. Daneben wird auch der standardisierte Umgang mit den neuen iMSys erprobt. Auch an weiteren Demonstratoren und Pilotanlagen wird gearbeitet, um weitere Auswirkungen im Netz der WEMAG untersuchen zu können. Parallel dazu werden auch neue Marktmodelle und Tarife untersucht. Ziel ist es, diese so auszugestalten, dass der Letztverbraucher einen Anreiz zum Wechsel von einem Heizsystem mit fossilen Energieträgern hin zu einer strombetriebenen Wärmepumpe bekommt und das vorhandene PtH-Potenzial im WEMAG-Netzgebiet in Zukunft bestmöglich erschlossen werden kann.
Begleitet werden diese Untersuchungen durch die Analyse des aktuellen regulatorischen Rahmens sowie die Definition politisch-regulatorischer Handlungsempfehlungen (u. a. zum § 14a EnWG).
Darauf aufbauend kann auch die zukünftige Beziehung zwischen Bilanzkreisverantwortung und Lieferanten neu definiert und umgesetzt werden.
Neben den Demonstratoren befindet sich ein „besuchbarer Ort“ in der Planung. Dort sollen ein Zählerschrank inklusive neuer Steuerungstechnologie sowie eine Informationstafel installiert werden, um potenziellen Netzkunden die Handhabung der flexiblen Verbrauchseinrichtungen vorzustellen.
◀ Abbildung 3: Eingebautes intelligentes Messsystem mit Steuerbox zur Steuerung einer Wärme pumpe beim Kunden.
„intelligente Messsysteme mit Steuerbox“ müssen mindestens bis 2035 installiert werden, um die 35 MW an Potenzial ansteuern zu können.
7.000
▶ Titel des Teilarbeitspakets PtH-Anwendungen (Power-to-Heat) für dezentrale Kleinanlagen ...
Windspeicher statt Nachtspeicher
▶ Förderkennzeichen 03SIN544
▶ Partner des Projekts
▷ VERBUNDPARTNER WEMAG Netz GmbH
▶ Kontakt Tim Stieger
tim.stieger@wemag-netz.de Obotritenring 40 19053 Schwerin
▶ Besuchbare Orte Demonstrator zur
Fernsteuerbarkeit für flexible Power-to-Heat- Verbrauchseinrichtungen Informationszentrum des Biosphärenreservats Schaalsee Wittenburger Chaussee 13 19246 Zarrentin am Schaalsee
▷ BESUCHERANFRAGEN AN kontakt@wemag-netz.de
Weitere Infos unter www.wemag-netz.de