Mit dem Wind atmen

Management

Lastmanagement - Abschaltbare Lasten im Industriebereich sind immer noch ein höchst sensibles Thema– doch inzwischen laufen die ersten größeren Pilotprojekte.

29. November 2016

Allen Unkenrufen zum Trotz ist das deutsche Stromnetz auch 2016 so stabil geblieben wie schon in den Jahren zuvor. Und das, obwohl mittlerweile die Einspeisung von fluktuierenden Erzeugern bei einer installierten Leistung von rund 100 Gigawatt dafür sorgt, dass enorme Schwankungen entstehen. Abgefangen wird das nicht allein durch Stromexporte und Redispatches. Auch die Kapazitäten des Regelenergiemarktes und zunehmend abschaltbare Lasten in der Industrie sorgen für ein Gleichgewicht zwischen Produktion und Verbrauch.

Verordnung lange in der Schwebe

Systeme, die vorhandene zeitliche Potenziale beim Stromverbrauch nutzen und Lasten entsprechend der Erzeugungskurven abwerfen oder wieder zuschalten, gelten nicht zu Unrecht als wichtiger Bestandteil der Energiewende.

Bis weit ins Jahr 2016 hinein allerdings stand die entsprechende Verordnung im Energiewirtschaftsgesetz, die die Vergütung durch eine Umlage regelt, als zeitlich begrenztes Auslaufmodell zur Debatte. Erst seit Oktober steht hingegen fest, dass die Umlage von 0,0006Cent pro kWh auch weiter erhoben wird. Die Vergütung, die die Teilnehmer an einem Bieterwettbewerb über wöchentlich erfolgende Ausschreibungen erhalten, lagen zuletzt bei einem Leistungspreis von maximal 500Euro pro MW, der Arbeitspreis bei höchstens 400 Euro pro MWh.

Umlagevolumen rund 34 Millionen

Das klingt zunächst wie ein sehr marginaler Betrag, doch mit den daraus eingesammelten Geld– die Übertragungsnetzbetreiber rechnen für 2017 mit 33,9 Millionen Euro, kann durchaus einiges bewegt werden. Die Schätzungen gehen von einer beachtlichen Zahl aus: 492295332711kWh werden voraussichtlich für 2017 nach dieser Verordnung als stabilisierendes Regulativ für das Stromsystem eingesetzt. Viele Unternehmen, darunter auch große Konzerne machen mit.

Allerdings: Nur wenige reden auch darüber, wie wir bei einer Umfrage vor allem aus den Bereichen Metallurgie und Chemie erfahren mussten.Zumindest ein wenig offen gab sich Wacker Chemie, die an ihrem Produktionsstandort Burghausen abschaltbare Lasten zur Verfügung stellt.

Wacker Chemie

»Wir tun das in erster Linie deshalb, weil wir einen Beitrag zur Netzstabilität in Ostbayern leisten wollen, wo das Stromnetz bekanntermaßen besonders belastet ist«, sagt Christian Essers, Leiter Beschaffung Energie bei dem Chemieunternehmens.

Gerade für energieintensive Chemieunternehmen sei eine stabile Netzversorgung zum Betrieb der Produktionsanlagen unerlässlich. »Dafür zu sorgen, dass das Stromnetz stabil bleibt, liegt also auch in unserem ureigenen Interesse. Außerdem sind wir der Meinung, dass die Industrie im Zuge der Energiewende, die zu einem immer stärker wachsenden Stromanteil aus erneuerbaren Quellen führt, zwangsläufig mehr Flexibilität im Energiemanagement ihrer Produktion entwickeln muss. Nur so lässt sich mit der naturgegebenen Volatilität von Solarstrom und Windkraft angemessen umgehen«, so Essers.

Daher habe die Konzernspitze beschlossen, dass sich die Wacker Chemie am Standort Burghausen am Programm für Abschaltbare Lasten als Teil der eigenen Nachhaltigkeitsstrategie beteiligen soll. Freilich, räumt auch der Chemiekonzern ein, bedeutet eine zeitweilige Verringerung des Strombezuges, der aufgrund von Engpässen im Netz und nicht durch einen technologisch oder organisatorisch bedingten Zustand ausgelöst wird, auch einen Verzicht auf Produktion und damit einen gewissen Margenentfall.

Aufwand und Nutzen

»Unter der Annahme eines positiven Deckungsbeitrags bedeutet dies zudem eine geringere Fixkostendeckung, die einen Ausgleich erfordert. Gerade die kapitalintensive Produktion wird auf Vollauslastung geplant und betrieben«, erklärt Christian Essers. In Industriebereichen mit hohen Fixkosten ist der Deckungsbeitrag teilweise so hoch, dass erst bei Entschädigungen von mehreren hundert Euro je vermiedener Megawattstunde eine Produktionssenkung betriebswirtschaftlich gerechtfertigt wäre.

Risiko Fehlmenge

Genaue Zahlen über Leistungen, die Kosten und Vergütungen sowie detaillierte Angaben, um welche Anlagen es sich bei den angemeldeten abschaltbare Lasten in Burghausen handelt, will Wacker nicht machen– aus Wettbewerbsgründen, wie das Unternehmen mitteilen lässt. Doch was der Energiemanager von Wacker sagt, lässt zumindest erahnen, wie eng die Grenzen für ein solches Netz-Lastmanagement durch die Industrie tatsächlich sind.

»Das Auf- und Abfahren von Produktionsanlagen ist in qualitätssensiblen Fertigungen ein komplexer Steuerungsprozess und geht einher mit dem Risiko von Fehlmengen (Off-spec-Material). Zudem sind auch die Logistik von Roh- und Fertigprodukten sowie die Speicherung oder Lagerung von Zwischenprodukten zu berücksichtigen. Im Chemiebereich ist dies keineswegs trivial, aber auch in anderen Branchen bedeutet das hohe Ansprüche an die Produktionssteuerung. Neben der Kapital-, Material- und Personaloptimierung nun auch noch die Energieflexibilität der Produktion zu berücksichtigen, erhöht die Komplexität deutlich.« Noch viel höher aber sind die Anforderungen an die Steuerung solcher Prozesse es werden nicht nur einzelne Industrieanlagen, sondern sogar ganze Verbünde aus Unternehmen und Teilnehmern der nichtgewerblichen Wirtschaft in das Lastmanagement eingebunden.

»Schaufenster für intelligente Energie«

Siemens beteiligt sich an einem solchen Projekt unter dem Markenzeichen Windnode, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie finanziell gefördert wird. Windnode, das als »Schaufenster für intelligente Energie« vom Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz koordiniert wird, umfasst Partner aus sechs nord- und ostdeutschen Bundesländern. Getestet wird dabei, ob und wie weit ein breites Netzwerk von Verbrauchern ihren Strombezug so anpassen kann, wie sich das Angebot von Windstrom im Netzgebiet ändert.

Die Spanne ist dabei extrem weit gefasst– von der Einzelhandelskette Lidl& Schwartz über Netzbetreiber bis hin zu Technologiekonzernen wie etwa Bosch, Volkswagen oder dem Halbleiterhersteller Globalfoundries in Dresden.

Test in Berlin-Siemensstadt

Siemens konzentriert sich dabei vor allem auf die acht Produktionsstandorte in der Bundeshauptstadt, wie Frank Büchner, Leiter Energy Management Division Siemens Deutschland, erklärt.

Der Konzern ist dort Teil einer virtuellen Verbrauchergemeinde, die sich als Ziel gestellt hat, in der Summe bis zu zehn Prozent ihrer Last als zeitweilig zu- und abschaltbar einzusetzen. Das bringt in der Summe immerhin 180MW an flexibler Leistung innerhalb des gesamten Pools. »Wir nutzen dabei vor allem Antriebe von Pumpen, sektorübergreifend Klimatechnik, aber auch Batteriespeicher, Prüffelder und Kühlhäuser bei allen Teilnehmern kommen dafür in Frage«, so Büchner. Bei dem Projekt geht es dabei noch um viel mehr, als um die konkrete Verschiebung von Verbrauchsspitzen in eine angebotsreiche Phase im Netz.

Was verbraucht wie viel?

Büchner nennt hier vor allem zunächst die Herstellung einer Transparenz der einzelnen Verbrauchercharakteristiken. Denn bisher herrscht, trotz der schon seit Jahren laufenden Forderungen eines ausgefeilten Energiemanagement-Systems in den Unternehmen, wenig Detailkenntnis, wann welche Systeme, Steuerungen und Anlagen welchen Energiebedarf abrufen– und wo und wann welche Lasten mit welchen genauen Folgekosten für welche Zeiträume abschaltbar aber auch zuschaltbar sind.

»Wir müssen auch bei uns die Verbrauchsspektren verschiebbarer Lasten zunächst genau analysieren«, meint Büchner. So sind einige Aktivitäten auf Prüffeldern, wo in der Regel durchaus nennenswerte Lasten geschaltet werden, durchaus nicht unmittelbar zeitkritisch definiert, zumal auch die Laufzyklen der Anlagen im Test in der Regel auf wenige Minuten beschränkt ist. Ähnliches gilt für Lüftung und Heizung, während Antriebsmotoren eher weniger flexibel eingesetzt werden können.

2 bis 2,5MW Flexibilisierung kann derzeit Siemens mit den Berliner Werken beisteuern, wobei das theoretisch nutzbare Potenzial insgesamt wohl noch um einiges höher sein könnte.

Investieren für morgen

Mit Windnode verdiene das Unternehmen, das im Übrigen nicht von der EEG-Umlage befreit ist und prinzipiell einen hohen wirtschaftlichen Anreiz zum Energiesparen hat, zunächst kein Geld, das Projekt sei in der Realisierungsphase »reine Technologie-Entwicklung«.

Lohnen werde sich das auf eine Laufzeit von vier Jahren ausgelegte Projekt aber dennoch, zum einen, weil man die eigenen Abläufe noch detaillierter aufschlüsselt, zum anderen auch, weil sich Büchner hier und dort das Aufdecken zusätzlicher Effizienzpotenzialen verspricht. »Solche Kenntnisse sind an sich schon ein wichtiges Asset, das gilt wohl für alle teilnehmenden Partner«, ist er sich sicher. Und zudem wird das Einbringen von Abschaltbaren Lasten in einen großen Pool eines Tages voraussichtlich auch entsprechend der Einsparung von zusätzlichen Übertragungskapazitäten besser vergütet– so dass sich hier mittelfristig auch ein Geschäftsmodell abzeichnet.

Systemverbund optional

Ob dann das System noch durch die Einbindung von weiteren Erzeugern und Verbrauchern erweitert und möglicherweise sogar über den Wärmebereich eine Sektorkopplung zugeschaltet wird, könnte sich der Siemensmanager durchaus vorstellen– Sinn machen würde ein solcher Verbund durchaus. Dafür müssten allerdings ebenfalls noch weitere Anreiz- und Vergütungsmöglichkeiten geschaffen werden.

Zunächst aber liegt nahe, neben dem bereits durch das Energiewirtschaftsgesetz geförderten Bereich der Abschaltbaren Lasten auch das Pendant hinzuzufügen– was auch bei Wacker durchaus für vernünftig erachtet wird– allerdings derzeit noch nicht marktgerecht geregelt ist. »Wenn für die Netzstabilität eine temporäre Mehrabnahme von Strom aus dem Netz notwendig wird, dann können Unternehmen wie das unsrige, die einen Teil ihres Stroms selbst erzeugen, zwar die Eigenerzeugung zurückfahren und den Fremdbezug erhöhen«, meint Christian Essers von Wacker Chemie. Doch dabei sind allerdings regulatorische Fallstricke zu beachten. Eine höhere Jahresspitzenlast führt bei den typischen leistungspreis-dominierten Netzentgelten zu Mehrkosten. Individuelle Netzentgelte sind ebenfalls gefährdet, wenn durch eine solche Zusatzabnahme das Verhältnis von Leistung und Arbeit nachhaltig verschlechtert wird– von den netzbezogenen Umlagen ganz abgesehen.

Manfred Schulze

 

Erschienen in Ausgabe: 10/2016