Digitaler Wandel in der Energiewirtschaft
Was bedeutet „Industrie 4.0“ für uns? Kurz gesagt: Crowdsourcing und digitale Vernetzung in der Energiewirtschaft. Denn Next Kraftwerke ist ein Kraftwerkbetreiber ohne eigene Kraftwerke.
Wir besitzen und betreiben also keine eigenen Stromerzeugungsanlagen, sondern bieten eine Plattform, auf der wir Stromproduzenten und Stromverbraucher per Internet und GPRS vernetzen. So bringen wir zwei Seiten des Strommarkts zusammen, die sich vorher kaum begegnet sind.
Wie kam es zu dieser Entwicklung? Im Jahr 2009 machten sich unsere beiden Gründer Hendrik Sämisch und Jochen Schwill im Zusammenhang ihrer Doktorarbeiten Gedanken darüber, welche Konsequenzen die beiden Megatrends der vorhergegangenen Jahre, die Energiewende und die Liberalisierung, insbesondere das in jenem Jahr von der EU geforderte Unbundling (die Entflechtung von Stromversorgung und Netzbetrieb), auf den Strommarkt haben würden. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass sich vier interessante Effekte ergeben würden:
- Es wird unabhängige Netzbetreiber geben: In der Zeit vor dem Unbundling waren die vier größten Energieversorgungsunternehmen gleichzeitig die vier Übertragungsnetzbetreiber Deutschlands: Sie mussten also auf der einen Seite Endkunden mit Strom beliefern und auf der anderen Seite einen stabilen und sicheren Netzbetrieb gewährleisten. Die Kraftwerkskapazitäten, die für den Fall von Kraftwerksausfällen oder Einspeisefehlprognosen zur Netzstabilisierung vorgehalten werden mussten, konnten sie mit ihren eigenen Kraftwerken zur Verfügung stellen. Nach 2009 wurde der Netzbetrieb im Zuge des Unbundlings vier anderen Unternehmen übertragen, die keine Kraftwerke mehr betreiben durften.
- Verschiedene (neue) Marktplätze werden entstehen: Die neuen kraftwerklosen Übertragungsnetzbetreiber waren also darauf angewiesen, sich für den Bedarfsfall Kapazitäten bei Kraftwerkbetreibern einzukaufen. So entstand der Regelenergiemarkt, auf dem bis heute die Übertragungsnetzbetreiber ihre benötigten Leistungsmengen ausschreiben. Kraftwerkbetreiber können sich unter bestimmten Voraussetzungen zur Vorhaltung dieser Leistungsmengen bewerben und müssen im Bedarfsfall mit ihren Kraftwerken einspringen. Zusätzlich nimmt die Bedeutung von kurzfristigem Handel an Spotmärkten der Strombörse zu.
- Es wird viele kleine, dezentrale Stromerzeuger geben: Im Zuge der Strommarktliberalisierung von 1998, der Energiewende von 2000 und des Unbundlings von 2009 wurde der Strommarkt immer weiter geöffnet, sodass sich eine völlig neue Struktur von Kraftwerkbetreibern ergab. Im neuen Strommarkt soll Strom aus erneuerbaren Energiequellen stammen und nicht mehr von fossilen Großkraftwerken produziert werden. Die Erneuerbaren sind vielfältig, sie basieren auf Windkraft, Photovoltaik, Biogas, Biomasse, Wasserkraft und Geothermie. Die Bandbreite beinhaltet zum Beispiel sehr kleine Aufdach-Solaranlagen mit knapp 10 kW installierter Leistung, Biogasanlagen mit 500 kW Leistung und Windkraftanlagen mit 5 MW Leistung. Sie sind über das ganze Land verteilt und werden teils von Privatpersonen, teils von Genossenschaften und Stadtwerken oder weiterhin von Energieversorgungsunternehmen betrieben. Da der Großteil der erneuerbaren Leistung außerdem von Solar- und Windkraft gestellt wird, wird die Stromproduktion mehr und mehr mit dem Wetter schwanken.
- Stromverbraucher werden Akteure im Strommarkt: Verbraucher wird es im neuen Strommarkt genauso geben wie im alten, aber ihre Rolle wird sich radikal ändern. Da die schwankenden Stromproduzenten Wind und Solar im Zentrum des neuen Strommarkts stehen, muss die Nachfrage sich mehr und mehr dem Stromangebot anpassen. Dies bedeutet, dass Stromverbraucher in Zukunft eine aktivere Rolle einnehmen und sich flexibilisieren werden. Sie werden also vor allem dann Strom nachfragen, wenn er besonders günstig ist und damit gleichzeitig sehr viel Strom zur Verfügung steht. Wenn die Preise sehr hoch sind, bedeutet das, dass gerade wenig Strom produziert wird, und die Nachfrage als Folge zurückgehen muss. Davon profitieren nicht nur die Verbraucher, indem sie weniger Geld für ihren Strom bezahlen, sondern auch das entlastete Stromnetz.
Um genau diesen Entwicklungen zum Strommarkt der Zukunft Rechnung zu tragen, gründeten Hendrik Sämisch und Jochen Schwill 2009 die Firma Next Kraftwerke. Ihr Gedanke war, die vorgestellten vier zukünftig dominanten Institutionen bzw. Akteure der Energiewelt intelligent miteinander zu vernetzen, sodass Stromerzeuger und Stromverbraucher flexibel auf Strompreissignale aus dem Markt und Regelbefehle der Netzbetreiber reagieren können. Auf Stromerzeugerseite bedeutet das zum Beispiel für eines der von uns vernetzten BHKW, dass es in Volllast fährt und wir seine produzierten Energiemengen an der Strombörse vermarkten. Gleichzeitig stellt es sein flexibles Leistungsband für die negative Regelenergie zur Verfügung. Wenn an einem Tag ein Sturm eine Viertelstunde früher anbraust als vorher prognostiziert und damit die Windstromproduktion in dieser Viertelstunde wesentlich höher ist als erwartet, fahren wir die Leistung des BHKW vollautomatisch herunter und drosseln damit seine Stromproduktion. So entlasten wir mit unserer Crowd das Stromnetz in Echtzeit und die flexiblen Erneuerbaren gleichen die Schwankungen der volatilen Erneuerbaren aus.
Auf der Verbraucherseite nehmen wir als Beispiel einen Gemüseproduzenten mit einem großen Kühlhaus, dessen Temperatur immer zwischen -1°C und +1°C liegen muss. Bei ihm liegt also eine gewisse Flexibilität vor, innerhalb der die Temperatur schwanken kann. Wenn nun morgens zwischen 8 und 9 Uhr der Stromverbrauch und die Strompreise gerade sehr hoch sind, schaltet der Gemüseproduzent auf unser Signal hin sein nach der Nacht vollgekühltes Kühlhaus aus. Nun steigt die Temperatur dort langsam an, bis sie um 9:30 Uhr bei +1°C liegt. In diesem Moment schalten wir vollautomatisch das Kühlhaus wieder ein, sodass es dann zu den entsprechend niedrigeren Preisen wieder runterkühlen kann. So reduziert der Gemüseproduzent seine Stromkosten über unseren variablen Stromtarif Best of 96 um bis zu 30% im Vergleich zum unflexiblen vorherigen Betrieb. Und das Stromnetz wird auch noch entlastet, weil während der ursprünglichen Last- und Preisspitzen die Nachfrage zurückgeht. So wird eine 100% erneuerbare Stromversorgung in Deutschland möglich!
- Dieser Beitrag ist erstmalig im Microsoft-Blog"Im Dialog mit Politik und Gesellschaft" am 10.11.2015 erschienen.
- Fotocredit: Luke Faraone, Lizenz: CC BY 2.0
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Jan Aengenvoort
Head of Communications & Market Research