REPOWER

Intelligente Vernetzung im Zeichen der Effizienz

Informations- transport

Ameisen verfügen über eine äusserst effiziente Art der Kommunikation: Der Informations-austausch erfolgt über Duftstoffe. Binären Zahlen gleich werden Informationen so auf eindeutige Weise kodiert.

Intelligente Vernetzung im Zeichen der Effizienz

Dynamische Verbrauchssteuerung

Ein stabiles Stromnetz ist das Schlüsselelement für eine zuverlässige Versorgung. Weil es mit der Zunahme der neuen erneuerbaren Energien vermehrt zu nicht planbaren Angebotsschwankungen und Netzinstabilitäten kommt, braucht es Speichermöglichkeiten, flexibel einsetzbare Produktionskapazitäten sowie Puffer auf der Nachfrageseite. Eine Steuerung auf der Nachfrageseite setzt die kommunikative Vernetzung der verschiedenen Systemelemente voraus. Zu diesem Zweck beteiligt sich Repower mit 35 Prozent an der Swisscom Energy Solutions AG: Gemeinsam engagieren sich die beiden Unternehmen im Bereich des Lastmanagements und stellen zunehmend gefragte Systemdienstleistungen bereit.

Das Übertragungs- und Verteilnetz ist das Verbindungsglied zwischen der Stromerzeugung und dem Stromverbrauch in der Industrie und in den Haushalten. Damit die Netzstabilität gewährleistet ist, muss zu jedem Zeitpunkt genauso viel Strom eingespeist werden wie bezogen wird — Produktion und Verbrauch müssen also immer im Gleichgewicht sein. Die Erhaltung dieses Gleichgewichts wird mittels Systemdienstleistungen sichergestellt. Stromproduzenten verpflichten sich dabei gegenüber dem Netzbetreiber zur Vorhaltung von Regelenergie und fahren ihre Produktionskapazitäten kurzfristig hoch oder hinunter, um Schwankungen im Stromnetz auszugleichen.

Schwankende Produktion trifft auf unelastische Nachfrage

Bis anhin richtete sich die Stromproduktion nach dem Verbrauch. Die Grundlast wurde durch zentrale Kraftwerke sichergestellt. Die Verbrauchsspitzen konnten mit Strom aus flexibel einsetzbaren Technologien wie Speicherwerken gedeckt werden. Mit dem Umbau des Stromproduktions-Mixes wird sich die Produktionslandschaft in den nächsten Jahren weiter verändern. Strom aus neuen erneuerbaren Quellen wie Wind, Sonne oder Biomasse machen schon heute einen bedeutenden Teil an der Elektrizitätserzeugung in Europa aus. Alleine in Deutschland betrug die installierte Leistung von Photovoltaik-Anlagen Ende 2012 dreissig Gigawatt, was der Leistung von dreissig grossen Kernkraftwerken entspricht. Weil Photovoltaik-Anlagen aber nicht rund um die Uhr Strom liefern, entspricht die durchschnittliche Produktion nur etwa jener von rund vier Kernkraftwerken. Enorm sind aber die Differenzen zwischen der Vollproduktion bei guten Verhältnissen und dem fast völligen Ausfall, wenn die Sonne nicht scheint. Mit der volatilen und dezentralen Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Quellen stellen sich also ganz neue Herausforderungen an den Systembetrieb.

Die Verbrauchskurve liess sich bisher kaum beeinflussen. Wie also kann das nötige Gleichgewicht im Stromnetz bei einer schwankenden, wenig planbaren Stromproduktion auf der einen, und einer unelastischen Nachfrage auf der anderen Seite sichergestellt werden? Eine Möglichkeit wäre, Solar- und Windanlagen vom Netz zu nehmen, sobald sie mehr Energie erzeugen als benötigt wird. Dieser Ansatz ist allerdings alles andere als effizient, denn der Strom, den die Anlagen liefern könnten, ginge einfach verloren. Besser ist es also, die produzierte Energie «aufzubewahren», bis sie gebraucht wird. Eine bewährte Möglichkeit, um Strom in gros-sen Mengen zwischenzulagern, bieten Pumpspeicherwerke. Allerdings würde ein Vielfaches der heute existierenden und geplanten Anlagen und ein massiver Ausbau der Übertragungsnetze benötigt, um den gesamten überschüssig anfallenden Strom aufnehmen und zwischenspeichern zu können. Somit braucht es zusätzliche Lösungen: Statt wie bisher die Produktion auf den Verbrauch auszurichten, muss es in Zukunft auch gelingen, den Verbrauch so zu steuern, dass er sich der fluktuierenden Produktion anpassen kann.

Das Stromsystem der Zukunft ist intelligent

Damit der Verbrauch künftig vermehrt auch auf die Produktion ausgerichtet werden kann, müssen Produzenten, Speicher und Verbraucher in Echtzeit miteinander kommunizieren und gesteuert werden können. Es braucht eine intelligente Vernetzung und Koordination der verschiedenen Komponenten. An das bestehende Elektrizitätsnetz werden Informations-, Kommunikations-, Automatisierungs- und Steuerungstechnologien gekoppelt. Das sogenannte «intelligente Netz» (Smart Grid) basiert auf der automatischen Erfassung des Energieverbrauchs und der dezentralen Einspeisung bei den Messpunkten, der Übermittlung dieser Daten an eine Zentrale und auf der dynamischen Steuerung der Verbrauchsgeräte. Damit tragen nicht nur Kraftwerke, sondern neu auch Verbraucher, deren elektrische Geräte und Heizsysteme virtuell verbunden werden, zur Erbringung von Systemdienstleistungen bei.

Reeller Beitrag dank virtuellem Kraftwerk

Genau auf dieser Idee basiert das innovative Vorhaben, welches Repower zusammen mit Swisscom Energy Solutions verfolgt. Elektrische Heizsysteme wie Wärmepumpen, Nachtspeicherheizungen und Wasserboiler einer grossen Zahl von Kunden werden miteinander zu einem sogenannten virtuellen Kraftwerk verbunden. Aus den vielen einzelnen Anlagen wird dank des Zusammenschlusses ein einziges System, welches mittels dynamischer Verbrauchssteuerung kurzzeitig ein- oder ausgeschaltet werden kann. Dabei wird die Stromnachfrage zu Spitzenzeiten reduziert und zeitlich in Momente geringeren Verbrauchs verschoben. Die eingesparte Spitzenlast kann als Systemdienstleistung an die nationale Netzgesellschaft Swissgrid verkauft werden.

Das Projekt startet im Frühjahr 2013 im Repower-Versorgungsgebiet in der Südostschweiz und soll bei erfolgreichem Verlauf auf die ganze Schweiz ausgeweitet werden. Damit kann Repower langfristig einen bedeutsamen Beitrag zu einer effizienten Stromversorgung leisten.