Die atmende Fabrik

Management

Lastmanagement - Gut 30.000 Tonnen Silicium produziert die Firma RW Silicium aus der Nähe von Passau im Jahr. Die Schmelzöfen haben eine Betriebstemperatur von rund 2.000 Grad Celsius. Seit 2013 bietet das Unternehmen die Öfen für Regelenergieleistungen der Netzbetreiber an.

23. Oktober 2014

Mit Helm und Atemschutzmaske betritt Produktionsleiter Stefan Bauer die Fabrikhalle von RW Silicium. Nackte Mauern, Metallgeruch, dröhnende Maschinen. In der Mitte, umgeben von einer Wand aus Hitze, rumoren die Öfen. Oben wuchtet ein gepanzerter Gabelstapler Rohmetall-Brocken hinein, unten fließt flüssiges, orangegelb glühendes Silicium heraus. Wie Lava ergießt es sich in eine Spezialwanne.

Kostenoptimierung möglich

Gut 30.000t Silicium produziert RW Silicium im Jahr. In ihren Schmelzöfen stellt sie metallisches Silicium für die chemische Industrie und Mikroelektronik und siliciumhaltige Sekundärprodukte für die Aluminiumgewinnung her. Rund 2.000°Celsius sind die Öfen heiß. Um solch eine Hitze zu erzeugen, braucht es so viel Elektrizität wie eine mittelgroße Stadt.

Für die Netze ist es eine große Entlastung, wenn ein solcher Stromschlucker bei Engpässen den Verbrauch drosselt. So machen es auch andere, darunter Papierhersteller, Aluminiumproduzenten, Kläranlagen, öffentliche Gebäude, der Bierbrauer Paulaner und seit Kurzem auch der Grafitelektroden-Hersteller SGL Carbon. Sie stellen ihre Minutenreserve zur Verfügung und erhalten dafür Geld zurück. »Manche Betriebe können ihre Energiekosten mit unserer Technik um drei, gar bis zu fünf Prozent drücken«, erklärt Oliver Stahl, Vorstand des Lastmanagement-Aggregators Entelios.

15.000 Euro als ausgleich

Tatsächlich, gibt es der Strommarkt her, erfordert es das Netz und lässt die Produktion der Siliciumfabrik es zu, senkt RW Silicium den Energieverbrauch binnen Minuten um bis zu einem Drittel. Entschieden wird dies in der Leitwarte der Fabrik. Falls es mal nicht passt, kann der Betrieb die Anfrage ablehnen. 24-mal hat sie zwischen November 2013 und April 2014 positiv entschieden. Entsprechend ist die Produktion der Fabrik leicht zurückgegangen und mit ihr sind es die Einnahmen aus dem Siliciumverkauf. Doch für die Netzentlastung hat das Unternehmen bis zu 15.000€ im Monat erhalten.

Dies zeigt ein erhebliches Sparpotenzial. Möglich macht dies die Verordnung zu abschaltbaren Lasten (AbLaV) vor einem Jahr. Darin ist ein wirtschaftlicher Ausgleich für die Produktionsabsenkung vorgesehen, der Unternehmen Zusatzerlöse bietet. Auch E.on vermarktet die Strommengen der dezentralen Erzeuger und industriellen Großverbraucher mit flexiblem Energiebedarf als Regelenergie und betont die attraktiven Zusatzerlöse für die Unternehmen. »Virtuelle Kraftwerke und die Teilnahme am Markt für Regelenergie sind zwei Beispiele, um vom Umbau des Energiemarktes zu profitieren“, sagt Ulrich Klimmek, Geschäftsführer bei E.on Energy Sales.

Dena-Pilotprojekt in Bayern

»In Deutschland besteht ein technisches Potenzial für Lastverlagerung allein in der Industrie von rund sieben Gigawatt. Um das wirtschaftliche Lastmanagementpotenzial zu erschließen, muss die Industrie systematisch informiert und beraten werden«, erklärt Dena-Bereichsleiterin Annegret-Cl. Agricola.

In Deutschland werden die Potenziale des Demand Side Managements (DSM) bisher kaum genutzt. Vor diesem Hintergrund hat die Dena im September in Bayern ein Pilotprojekt gestartet. Zielsetzung ist, die wirtschaftlichen DSM-Potenziale der Steuerung und Vermarktung von flexiblen Lasten in Unternehmen zu erschließen.

4.000 MW Sekundärregelleistung

Bei einer Spitzenlast von 60 bis 80GW aus Kernkraftwerken und installierten konventionellen Erzeugungskapazitäten von circa 100GW ist es das erklärte Ziel der Energiewende, erstere durch Erneuerbare Energien zu ersetzen. Dies erfordert laut Dena mehr als 200GW bereitgestellte Leistung.

Tatsächlich hat der als hochwertig zu bezeichnende Sekundärregelleistungsmarkt in Deutschland mittlerweile eine Größe von über 4.000MW erreicht. Um jedoch nur 1MW an Flexibilität oder Variabilität zu erreichen, müssten 1.000 bis 2.000 Haushalte aufgeschaltet werden. Der erste Demand-Response-Anbieter, der industrielle elektrische Verbraucher in Deutschlands Sekundärregelleistungsmarkt eingebracht hat, ist Entelios. Auch Next Kraftwerke in Köln nutzt den Intraday-Markt auf dem Spotmarkt der EEX zur kurzfristigen Beschaffung von Lastspitzen bei An- und Abfahrten von Industrieprozessen.

Bis zu 9GW aus konventionellen Kraftwerken können laut Entelios beispielsweise in Deutschland durch DMS kurzzeitig ersetzt werden. Lastmanagement ist im Vergleich zu den anderen Infrastrukturmaßnahmen der Energiewende, wie flexible Erzeugung, Netzausbau, Speicher und Energieeffizienz, am schnellsten, günstigsten und ›grünsten‹.

Marktdesign stimmt

»Das heutige Marktdesign für Flexibilitätsoptionen reicht bereits für eine Flexibilisierung der Stromerzeuger aus – wir konnten innerhalb von vier Jahren ein virtuelles Kraftwerk mit über 1.000 dezentralen Erzeugern aufbauen –, nicht jedoch für eine Flexibilisierung der industriellen und gewerblichen Verbraucher. Die technische Komplexität der Verschiebung von industriellen und gewerblichen Lasten erklärt sich aus dem befürchteten Eingriff in die Wertschöpfungskette auf Seiten der Industrie«, sagt Hendrik Sämisch, Geschäftsführer von Next Kraftwerke.

45% der Produktionskosten der RW Silicium sind Stromkosten. Die vier Öfen haben insgesamt eine Leistung von circa 56MW. Davon werden maximal 20MW als Regelenergie angeboten. Die Einführung oder die Ankoppelung an das DMS war einfach, sagt Stefan Bauer.

Es ginge ja nicht gleich um die ganze Produktionsanlage. Außerdem behält der Betrieb die Kontrolle über die Steuerung der Produktion. »Wir starten in den Betrieben meist mit Hilfsprozessen«, so Oliver Stahl von Entelios. »Diese monitoren und analysieren wir zunächst über unsere Kommunikationsschnittstelle, der Entelios E-Box. Nach erfolgreicher Analyse und Erstellung eines Verbrauchsprofils geben wir in einem zweiten Schritt automatisierte Schaltempfehlungen über die E-Box an die Automatisierungstechnik des Teilnehmers.« Diese entscheidet dann, vollautomatisiert, ob eine Schaltung erfolgen soll. Die Vernetzung erfolgt über ihr Network Operations Center in München.

Flexible Beschaffung ist der Anfang

Oft ist eine Flexibilisierung der Strombeschaffung der erste Schritt für die tiefer greifende Betrachtung von Lastverschiebungspotenzialen für den Regelenergiemarkt, so Hendrik Sämisch. Energieintensive Gewerbebetriebe und Industrieunternehmen können so an den Strommärkten aktiv teilnehmen.

Dabei fließt die Wertschöpfung aus der kommerziellen Nutzung der aggregierten Flexibilität an die Anlagenbetreiber zurück.

Robert Köberle, Geschäftsführer beim Energienetz-Berater Egrid, weist auf die EN ISO 50001 hin. Sie beschreibt, welchen Anforderungen das Managementsystem eines Unternehmens genügen muss, um diesem Regelwerk bei der Umsetzung des Energiemanagements zu entsprechen. DSM-Modelle kommen auch im Ausland an, unter anderem in der Schweiz, Österreich, Großbritannien, Irland und in den USA. Dies sind Energiemärkte, für die sich Demand Response auszahlt oder in denen es bereits etabliert ist. Deutsche Technologie zum Energiemanagement ist dort gefragt. Wird das auch bald hierzulande erkannt?

Robert Brunner

Erschienen in Ausgabe: 09/2014