Spezialisiertes Lastmanagement für atypische Netznutzung
Neue Herausforderungen für die lokalen Stromnetze
Die Dynamik im Stromnetz hat sich in den letzten Jahren erheblich verändert. Durch den zunehmenden Einsatz erneuerbarer Energiequellen wie Wind- und Solarenergie und die gleichzeitig wachsende Variabilität in den Energieverbräuchen der Endabnehmer werden die Netze vor neue Herausforderungen gestellt. Hochlastzeiten, in denen die lokalen Stromnetze besonders stark ausgelastet sind, treten häufiger auf. Dies führt dazu, dass Stromnetze kurzzeitig an Kapazitätsgrenzen stoßen und Netzbetreiber gezwungen sind, Maßnahmen zu ergreifen, um die Netzstabilität zu gewährleisten. Netzbetreiber ermitteln daher jährlich die typischen täglichen Hochlastzeiten im lokalen Stromnetz bezogen auf die verschiedenen Jahreszeiten. Häufig treten Hochlastzeiten beispielsweise nur in den Wintermonaten auf.
Neue Chancen für Industriebetriebe mit Spitzenlastmanagement
Insbesondere große Endabnehmer wie z. B. Industriebetriebe werden durch finanzielle Anreize dazu motiviert, ihre Leistungsaufnahme in solchen Hochlastzeiten zu reduzieren.
Diese Betriebe profitieren durch Ihre vorausschauende Lastanpassung von deutlich reduzierten Netzentgelten, welche nurmehr auf die reduzierte Lastspitze während der Hochlastfenster berechnet werden. Konkret müssen Industriebetriebe mit Stromentnahme auf Mittelspannungsebene ihre Jahreslastspitze während der Hochlastzeiten um mindestens 20 % reduzieren, um die atypische Netznutzung einzuhalten und sparen dabei mindestens ein Fünftel ihrer Netzentgelte. Je größer die Lastanpassung, desto höher ist die resultierende Kosteneinsparung.
Zusätzlich bieten einige Netzbetreiber die Option an, durch die Wahl des günstigeren Netzentgelt-Tarifs für Betriebe mit mehr als 2.500 Jahresbenutzungsstunden weitere Kosten zu sparen. Durch die atypische Netznutzung können Betriebe somit nicht nur ihre Kosten für die bezogene Leistung reduzieren, sondern zusätzlich erhebliche Einsparungen bei der bezogenen Energie erzielen.
Für welche Betriebe ist die atypische Netznutzung interessant?
Folgende Merkmale zeigen Potenzial für die Teilnahme an der atypischen Netznutzung auf:
- Hohe Lastspitzen besonders in den Sommermonaten, z. B. durch Kühlprozesse
- Reduktion der Jahreslastspitze um mindestens 100 kW realistisch
- Pufferspeicher für thermische Energie vorhanden
- Flexible Verbraucher mit hohen Lastbezügen in den Sommermonaten vorhanden
Das automatisierte Spitzenlastmanagement ENIT act bietet darauf aufbauend die Funktionalität, Lasten speziell während der definierten Hochlastzeiten zu regulieren, sodass die atypische Netznutzung sicher gewährleistet wird.
Weitere Informationen zu konkreten Lastmanagement-Anwendungen und zur Identifikation flexibler Verbraucher erhalten Sie in unserer aktuellen Webinar-Aufzeichnung zum Thema Spitzenlastmanagement:
Anwendungsfall aus der Praxis: Realisieren von atypischer Netznutzung durch Abregelung von Kältekompressoren
Anhand eines realen Praxisfalls werden das Potenzial und die Vorgehensweise eines Kunden beschrieben, der die Teilnahme an der atypische Netznutzung zur Kostenreduktion nutzt.
Potenzial des Industriebetriebs
Der Industriebetrieb macht bereits seit mehreren Jahren Gebrauch vom ENIT agent Energiemonitoring. Durch die Software-Features zur Analyse der Lastspitze und die Erkenntnisse über die betriebliche Lastcharakteristik, welche mithilfe der Jahresdauerlinie ermittelt werden kann, erlangte der Betrieb schnell Transparenz über die saisonal geprägten Lastspitzen. Besonders in den Sommermonaten, wenn die Kühlanlagen aufgrund der hohen Außentemperaturen intensiver betrieben werden, erreicht der Betrieb regelmäßig hohe Lastspitzen.
Jährlich sieht sich der Kunde mit erheblichen Energiekosten konfrontiert, wovon die Netzentgelte mit einer Lastspitze von über 2.000 kW einen erheblichen Anteil ausmachen, wie er der monatlichen Stromrechnung entnimmt.
Zudem bewegt sich der Betrieb nahe an der Grenze von 2.500 Jahresbenutzungsstunden, welche über den Tarif der Netzentgelte entscheiden. Unterhalb der Grenze wird die Energie stärker bepreist, oberhalb fällt die Lastspitze stärker ins Gewicht.
Da die Hochlastzeiten im Netzgebiet des Industriebetriebs bisher ausschließlich in den Herbst- und Wintermonaten liegen, erkennt der Kunde schnell das Potenzial, durch leichte Lastanpassungen in den entsprechenden Zeiten, die Kriterien für die atypische Netznutzung zu erfüllen und dadurch erhebliche finanzielle Entlastungen zu erreichen.
Für das kommende Jahr meldet sich der Betrieb zur atypischen Netznutzung an und vereinbart mit dem Netzbetreiber zusätzlich eine Wahloption. Diese ermöglicht dem Betrieb, stets den Tarif für mehr als 2.500 Jahresbenutzungsstunden zu erhalten und dadurch zusätzlich von sehr günstigen Netzentgelten für die bezogene Energie zu profitieren.
Es wird dem Betrieb zukünftig nur noch die verringerte Lastspitze aus den Hochlastzeiten verrechnet und durch den Tarif für über 2.500 Jahresbenutzungsstunden gleichzeitig der Jahresenergieverbrauch mit dem deutlich günstigeren Preis belastet. Damit spart der Kunde in Summe über beide Preisbestandteile ca. 70.000 Euro pro Jahr.
Die Schritte des Kunden zur Umsetzung der atypischen Netznutzung durch ein automatisiertes Lastmanagementsystem
Zur erfolgreichen Reduzierung der Lastspitze während der Hochlastzeitfenster braucht der Kunde ein automatisiertes System, welches die Einhaltung der maximal zulässigen Lastspitze reibungslos gewährleistet und dabei den Produktionsprozess nicht gefährdet oder behindert.
Der erste Schritt besteht in der Identifikation flexibler Verbraucher im Betrieb. In einem gemeinsamen Workshop beim Kunden vor Ort konnte das Energiesystem des Betriebs mit Erzeugern und Verbrauchern genau verstanden werden. Es wurden schnell einige leistungsstarke Verbraucher im Bereich der Kälteerzeugung durch elektrische Kompressoren ermittelt, welche aufgrund vorhandener Pufferspeicher ein kurzzeitiges Abschalten zulassen ohne eine Unterbrechung von Betriebszuständen zu verursachen. Die angestrebten Lastspitzen-Grenzwerte zur Einhaltung der atypischen Netznutzung werden aus dem Energiemonitoring abgeleitet und festgelegt.
Im nächsten Schritt werden die verbraucherspezifischen Parameter wie z. B. maximale Abschaltzeiten und maximal zulässige Abregelungsgrade sowie die technischen Ansteuerungsmöglichkeiten durch verschiedene Kommunikationsprotokolle abgesteckt.
Abschließend wird das Lastmanagementsystem ENIT act speziell auf die saisonal wechselnden Hochlastzeitfenster im Netzgebiet und die festgelegten Lastspitzen-Grenzwerte des Kunden eingestellt. Die Ansteuerung und Parameter für die einzelnen Verbraucher werden implementiert. Die Parametrierung kann zukünftig einfach angepasst werden, wenn sich z. B. die Lastsituation im Unternehmen oder die rechtlichen Vorgaben aus der atypischen Netznutzung verändern. So wächst das Lastmanagementsystem stets mit dem Unternehmen.
Sobald der ENIT act vor Ort installiert ist, werden die Anlagen bei Bedarf innerhalb der Hochlastzeiten automatisch gesteuert. Dabei wird kontinuierlich die Last am Netzanschlusspunkt des Betriebs beobachtet. Das System greift nur in Momenten ein, in denen die mittlere Last einer Viertelstunde den vom Betrieb festgelegten Grenzwert überschreiten würde, sodass die Flexibilität der Verbraucher nur in den wirklich notwendigen Viertelstunden genutzt wird.
In untenstehender Abbildung wird ein beispielhafter Lastverlauf eines Tages mit Hochlastzeitfenster gezeigt. Während der Hochlastzeit ist der Lastbezug des Unternehmens um mindestens 20 % im Vergleich zur Jahreslastspitze abgesenkt. Das Lastmanagement sichert dieses Verhalten ab, indem es in kritischen Momenten kurzzeitig die definierten Anlagen innerhalb der erlaubten Rahmenbedingungen abregelt.
Der Kunde kann die Schaltvorgänge des Lastmanagements in Echtzeit in seinem Energiemonitoring einsehen und behält so die Kontrolle und Transparenz über die geregelte Lastspitzensituation. Dies gibt ihm nicht zuletzt Evidenz über die erfolgreich umgesetzte atypische Netznutzung gegenüber dem Netzbetreiber.
Ergebnis: Kontinuierliche Einsparungen und langfristige Vorteile für den Industriebetrieb
Durch den Einsatz des Lastmanagementsystems profitiert der Kunde von langfristigen Vorteilen.
- Jährlich wiederkehrende Einsparung von Netzentgelten: Der Kunde erzielt eine jährliche Einsparung bei den Netzentgelten von rund 70.000 Euro. Dies bringt dem Kunden Jahr für Jahr eine starke finanzielle Entlastung.
- Intelligenter Einsatz betrieblicher Ressourcen – ein Beitrag zur Netzstabilität: Durch das klare Verständnis des betrieblichen Energiesystems wurden Erzeugungsanlagen wie BHKWs optimal programmiert, um den energieeffizienten Betrieb und das Senken der Lastspitzen zu Hochlastzeiten zu optimieren. Der Kunde trägt dabei, neben einer intelligenten Nutzung der betrieblichen Ressourcen, als energieintensiver Endabnehmer maßgeblich zur Netzstabilität des lokalen Stromnetzes bei, indem die Netzbelastung in kritischen Zeiten reduziert wird.
- Bereit für zukünftige Herausforderungen: Durch das implementierte Lastmanagementsystem erhält der Kunde ein tiefes Verständnis für die Flexibilitäten im Betrieb und besitzt ein aktives technisches System zur Ansteuerung von Anlagen. Dies positioniert den Kunden optimal für die Nutzung weiterer Lastmanagement-Anwendungen, um weitere Energie- und Kosteneffizienzmaßnahmen umzusetzen und von zukünftigen regulatorischen Anreizen profitieren und finanzielle Vorteile ausschöpfen zu können.
Die Umsetzung des Lastmanagementsystems und die daraus resultierenden Kosteneinsparungen demonstrieren, wie betriebliche Flexibilitäten zur Optimierung von Energiekosten genutzt werden können. Diese Strategie bietet nicht nur finanzielle Vorteile, sondern erhöht maßgeblich die Flexibilität und Zukunftssicherheit des Betriebs.