Debatte zur Flexibilität im Strommarkt: Regionale Flexibilitätsmärkte: ein unverzichtbarer Baustein im künftigen Strommarktdesign
Die Energiewende findet in den Verteilungsnetzen statt. Über sie werden erneuerbare Energien zu fast 97 Prozent eingespeist, schreibt Dr.-Ing. Hans Heinz Zimmer (VDE). Damit deren Integration gelingt, sind sowohl technische Lösungen wie Smart-Grid-Technologien als auch die marktbasierte Nutzung regionaler Flexibilitätsoptionen erforderlich. Ein Debattenbeitrag.
Eine der zentralen Herausforderungen bei der Transformation des elektrischen Energieversorgungssystems besteht darin, die Dynamiken von Last und erneuerbaren, insbesondere wetterabhängig volatilen Erzeugern angemessen zu berücksichtigen. Die intelligente Koordinierung von Netzoperationen und Marktaktivitäten unter Anwendung von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) spielt dabei eine Schlüsselrolle. Ziel eines intelligenten Gesamtkonzepts sollte es sein, ein „Smart-Supply-System“ zu schaffen, das allen Akteuren des Strommarktes – Netzbetreibern, Erzeugern, Händlern, Konsumenten, Speicherbetreibern und IKT-Serviceanbietern – Synergien und Vorteile bietet. Wie ein zukunftsfähiges System aussehen könnte, zeigt die VDE-Studie „Aktive Energienetze“.
Das darin entwickelte Konzept fußt auf fünf Eckpfeilern. Erstens sollten erneuerbare Erzeuger aktive Marktakteure werden. Zweitens sollte der Vorrang der erneuerbaren Erzeugung aufgrund der längerfristigen Entwicklungen der Stromerzeugungskosten (Kostenprogression bei fossiler Stromerzeugung, Kostendegression bei „erneuerbarer Erzeugung“) durch das „Merit-Order-Prinzip" gesichert werden. Bei diesem Prinzip wird die Einsatzreihenfolge der Kraftwerke durch die variablen Kosten der Stromerzeugung bestimmt. Drittens sind moderne Prognoseverfahren einzuführen. Sie bilden die Basis für den Stromeinkauf und das Fahrplanmanagement. Viertens sollten Stromkunden auf Basis dynamischer Tarife mit signifikanter Spreizung in den Markt integriert werden. Und fünftens sollten „Virtuelle Kraftwerke“ durch das Agieren auf mehreren Plattformen (Intraday- und Day-Ahead-Stromhandel, Regelleistung, Wärme, Gas, CO2-Zertifikate) Vorteile für alle Teilnehmer erarbeiten.
Regionale Flexibilitätsmärkte im Fokus
Ein besonderes Augenmerk liegt auf den Verteilungsnetzen. In sie wird der Löwenanteil der elektrischen Energie aus erneuerbaren Quellen eingespeist, und hier können auch kritische Netzsituationen bereits im Entstehen lokal entschärft werden. Einen konzeptionellen Ansatz zur Integration erneuerbarer Energien in die Verteilungsnetze hat der VDE in der Studie „Regionale Flexibilitätsmärkte“ entwickelt. Ziel des Konzeptes „RegioFlex“ ist die Ausgestaltung eines Mechanismus, der es Verteilungsnetzbetreibern bei auftretenden kritischen Netzsituationen erlaubt, regionale Flexibilitätsoptionen zu nutzen. Zugleich weist das Konzept einen Weg zur Reduktion des notwendigen Netzausbaubedarfs in der Verteilungsnetzebene. Die Ausgangsbasis für RegioFlex ist das so genannte Ampelkonzept, das die grundsätzliche Interaktion von Markt und Netz anhand der Systemzustände „grün“, „gelb“ und „rot“ beschreibt. In der grünen Phase befinden sich Markt und sicherer Netzbetrieb im Einklang. In der gelben Phase treten zwar keine Netzengpässe beim grenzüberschreitenden Handel auf, aber es machen sich lokale Netzengpässe bemerkbar und/oder die lokale Spannungsstabilität ist gefährdet. In dieser Phase eröffnet sich Verteilungsnetzbetreibern die Möglichkeit der marktbasierten Nutzung lokaler Flexibilitätsoptionen. In der roten Phase, in der Engpässe an den grenzüberschreitenden Kuppelstellen sowie ein lokaler Netzengpass bei unzureichenden Flexibilitätsoptionen auftreten, erfolgt der Übergang in die zentrale Netzsteuerung. Vorrangiges Ziel des RegioFlex-Konzepts ist es, Flexibilitätsoptionen in kritischen Netzsituationen (gelbe Ampelphase) zu nutzen, die rote Netzsituation bereits im Vorfeld zu verhindern bzw. in die grüne Phase und damit in den marktbasierten Netzbetrieb zurückzukehren.
Flexibilität erfordert eine funktionierende IKT-Infrastruktur und neue Marktmechanismen
Wichtige Voraussetzungen für die Nutzung der genannten Flexibilitätsoptionen sind der Aufbau einer entsprechenden IKT-Infrastruktur, standardisierte Datenmodelle und automatisierte Prozesse zwischen allen Marktbeteiligten. RegioFlex soll dabei nicht die bestehenden Großhandelsmärkte ersetzen, sondern ergänzen. Das Konzept orientiert sich im Design am Regelleistungsmarkt auf Übertragungsnetzebene, ergänzt um die Zuordnung zu lokalen Netzbereichen. Einer von vielen Vorteilen des Ansatzes liegt in der Technologieneutralität. So können zum Beispiel Einspeiseanlagen, schaltbare Lasten, Speicher bzw. deren Kombination als Flexibilisierungspotential angeboten werden.
Eine Hürde für die Einrichtung regionaler Flexibilitätsmärkte besteht aktuell in der gesetzlichen Situation. So ist es zurzeit gesetzlich nicht vorgesehen, in kritischen Netzsituationen (gelbe Ampelphase) Flexibilitätsoptionen in Verteilnetzen zu nutzen. Auch gibt es noch keine Anreize für die Entstehung regionaler und keine rechtlich fundierte Grundlage für den chancengleichen Zugang der einzelnen Marktakteure. Ob die Chancen für die intelligente Integration erneuerbarer Energien in die Verteilungsnetze genutzt werden, hängt also entscheidend von politischen Weichenstellungen ab. Es gilt, die erforderlichen rechtlichen und regulativen Rahmenbedingungen für ein Smart-Supply-System im allgemeinen und regionale Flexibilitätsmärkte im besonderen sowie Anreizsysteme für die nötigen Investitionen in das Smart Grid zu schaffen.
Dr.-Ing. Hans Heinz Zimmer ist seit dem 1. Januar 2007 Vorstandsvorsitzender des Verbandes der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik e.V. (VDE). Sein Beitrag erscheint im Rahmen der Debatte des Tagesspiegel Politikmonitorings zur Flexibilität im Strommarkt. Alle Debattenbeiträge finden Sie hier.
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