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Der deutsche Strommarkt befindet sich im Wandel von einer zentralen Stromerzeugung hin zu einer dezentralen. Eine wesentliche Rolle spielen in diesen Zusammenhang erneuerbare Energien, welche durch die Energiewende bis 2050 einen Anteil von mindestens 80 % des in Deutschland erzeugten Stroms ausmachen sollen. Diese haben jedoch den großen Nachteil, dass sie wetterbedingt eine hohe Volatilität aufweisen und eine geringe Planbarkeit der Stromerzeugung mit sich bringen. Um die Stabilität des Stromnetzes zu gewährleisten, müssen sich die erzeugte Strommenge und deren Verbrauch stets im Gleichgewicht befinden. Eine Möglichkeit, mit der Flexibilität der Erzeugung umzugehen, bietet das Konzept der virtuellen Kraftwerke. Diese sind ein Zusammenschluss vieler dezentraler Erzeugungsanlagen, welche von einer zentralen
technischen Steuerung koordiniert und gesteuert werden. Die vorliegende Arbeit soll einen Überblick über die aktuelle Situation auf dem Markt für virtuelle Kraftwerke geben. Mittels einer Expertenbefragung wurden diesbezüglich vier Hypothesen überprüft. Die Auswertung ergab, dass der Markt langfristig wächst und sich virtuelle Kraftwerke noch in der Erprobungsphase befinden. Entgegen gängigen Definitionen sind in virtuelle Kraftwerke häufig keine Speicher und Verbraucher integriert. Obwohl die Energieerzeugung ausschließlich mit erneuerbaren Energien möglich wäre, wird dies häufig nicht umgesetzt. Ein wichtiger Grund lag in dem vermehrten Einsatz von KWKAnlagen, welche überwiegend mit fossilen Brennstoffen betrieben werden.
Der zukünftig steigende Bedarf an Bereitstellung von Regelenergie aus regenerativen Kraftwerken sowie sinkende EEG-Tarifstrukturen im Bereich Biogas führen zur Notwendigkeit einer Entwicklung alternativer Betriebs- und Vergütungsmodelle. Der vorliegende Beitrag skizziert ein wirtschaftliches Ausgleichssystem für virtuelle Biogas-Verbundkraftwerke. Es beschreibt, welche Kosten und Erlöse in virtuellen Biogas-Verbünden generiert werden, sofern diese teilautomatisiert und auf die regionale Netzstabilität fokussiert betrieben werden. Das wirtschaftliche Ausgleichssystem ist ein Teil des im Forschungsvorhaben VKV Netz zu entwickelnden Steuerungssystems für virtuelle Biogas-Verbundkraftwerke (http://vkvnetz.de).
Der zunehmende Anteil erneuerbarer Energien an der Stromproduktion Deutschlands erfordert einen ebenso steigenden Anteil der erneuerbaren Energien an der Bereitstellung von Regelenergie zur Stabilisierung der Stromnetze. Durch die Möglichkeit der zeitlichen Entkopplung von Gas- und Stromproduktion ist insbesondere die Biogastechnologie für die Bereitstellung von Regelenergie geeignet. Der vorliegende Beitrag skizziert ein Steuerungssystem für virtuelle Biogas-Verbundkraftwerke, dessen Oberziel die Stabilisierung des Stromnetzes ist. Die Entwicklung des Systems erfolgt im Zuge des Forschungsprojekts VKV Netz und wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.
Automatisierte Steuerung von virtuellen Biogas-Kraftwerksverbünden für den netzorientierten Betrieb
(2019)
Das Steuerungssystem VKV Netz ermöglicht den auf die Erbringung regionaler Systemdienstleistungen ausgerichteten Betrieb virtueller Biogas-Kraftwerksverbünde. Damit leistet es sowohl einen Beitrag zum zukünftig gesteigerten Bedarf an Regelenergie durch regenerative Kraftwerke als es auch alternative, zukunftsfähige Erlöspotenziale für die zumeist landwirtschaftlichen bzw. landwirtschaftsnahen Biogas-Anlagenbetreiber abseits des EEG aufzeigt. Das Steuerungssystem wurde im Rahmen des BMWi-Verbundforschungsvorhabens VKV Netz (Förderkennzeichen 0325943A) durch die Hochschule Hannover, die SLT-Technologies GmbH & Co. KG sowie die Überlandwerk Leinetal GmbH in Kooperation mit assoziierten Biogasanlagen im Zeitraum 01.01.2016 bis 31.12.2018 entwickelt und pilotiert.