Einblick in NEW 4.0 Projekte: Begegnung von Einspeisemanagement mit Elektroheizern

von EEHH Gastautor, 
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Von Dr. Claus Hartmann & Klaus Schrader, Stadtwerke Flensburg GmbH

Im Rahmen des Verbundprojektes NEW 4.0 wurde die Einsetzbarkeit eines Elektroheizers beim Einspeisemanagement untersucht und erfolgreich evaluiert. Hierbei wurden regulatorische Hemmnisse im Bereich der Stromumlagen identifiziert, die einen flächendeckenden Einsatz derzeit verhindern.

Foto: Stadtwerke Flensburg GmbH. Foto: Stadtwerke Flensburg GmbH

Das Teilprojekt „Begegnung von Einspeisemanagement mit Elektroheizern“

Innerhalb des Projekts führt die Stadtwerke Flensburg GmbH ein Teilprojekt mit einer Power-to-Heat-Anlage durch, in der sie abgeregelten Strom in Wärme umwandeln. Die Anlage ist im Dezember 2017 in Betrieb gesetzt worden und hat seitdem bereits über 3000 Betriebsstunden in Volllast geleistet. Die Anlage ist auch schon innerhalb des NEW 4.0 Projekts im Rahmen der so genannten Use Cases 1 (regionale Energieplattform) und Use Case 2 (ENKO – Energie intelligent koordinieren) zum Einsatz gebracht worden.

Einspeisemanagement in Tarp 2013-2019

Bereits seit dem Jahr 2012 betreiben die Stadtwerke Flensburg in der Gemeinde Tarp ein Heizkraftwerk und versorgt die Tarper Bürger mit Fernwärme aus ressourcenschonender Kraft-Wärme-Kopplung. Dabei werden überwiegend erneuerbare Energieträger in Form von Biomethan in Blockheizkraftwerken (BHKW) und Holzhackschnitzel im Heizkessel eingesetzt, für die Spitzenlast steht ein Heizölkessel bereit.

Einspeisemanagement in Schleswig-Holstein

Durch den Ausbau der erneuerbaren Energieträger, vor allem der Windkraft in Schleswig-Holstein, treten seit dem Jahr 2013 immer häufiger Netzengpässe auf.

In Zeiten dieser Netzengpässe dürfen die BHKWs keine elektrische Energie mehr in das Stromnetz einspeisen. Dieser Vorgang heißt Einspeisemanagement. Da die elektrische Stromerzeugung und die thermische Wärmeerzeugung unmittelbar gekoppelt sind, kann somit durch die BHKWs keine Fernwärme mehr produziert werden und der Heizölkessel muss einspringen, um die Fernwärmeversorgung aufrecht zu erhalten.

Ab dem Jahr 2015 haben die Einspeisemanagement-Zeiträume erheblich zugenommen, so dass über 2500 Stunden pro Jahr kein Strom eingespeist werden konnte. Ab den Jahr 2017 sind es sogar mehr als 3000 Stunden pro Jahr, was mehr als einem Drittel der Jahreszeit entspricht.

 

Folgen des Einspeisemanagements (EinsMan)

Fernwärme mit Strom

Vor diesem Hintergrund mussten die Stadtwerke Flensburg eine Lösung schaffen, damit die Fernwärmeversorgung auch zukünftig sichergestellt werden kann. Im Jahr 2017 haben die Stadtwerke Flensburg deswegen im Rahmen des SINTEG-Projekts NEW 4.0 einen Elektroheizer in Tarp errichtet.

Dieser Elektroheizer wandelt in den Einspeisemanagement-Zeiten, in denen die BHKWs keinen Strom einspeisen dürfen, den produzierten Strom in Fernwärme um. Damit können die BHKWs weiterbetrieben werden, ohne dass das Stromnetz belastet wird und ohne dass der Heizölkessel einspringen muss.

Die unten stehende abbildung zeigt im ersten Säulenpaar die ursprüngliche Strom- und Wärmeproduktion ohne Einspeisemanagement (EinsMan). Im zweiten Säulenpaar ist die elektrische Einspeisung (wie im EinsMan-Fall vom Netzbetreiber gefordert), reduziert worden, indem das BHKW3 außer Betrieb genommen worden ist. Damit die Fernwärmeversorgung aufrecht erhalten bleibt, muss der Heizölkessel gestartet werden. Das dritte Säulenpaar zeigt den derzeitigen Standardbetrieb: Das BHKW3 wird in Teillast betrieben und der Elektrokessel nutzt die elektrische Energie zur Wärmeerzeugung. Hierbei wird keine elektrische Energie aus dem Netz der öffentlichen Versorgung bezogen, da hierauf Entgelte und Umlagen fällig werden.

Regulatorische Hemmnisse

Noch nachhaltiger könnte der Elektrokessel eingesetzt werden, wenn der Strom direkt aus dem elektrischen Netz gezogen werden könnte, so dass erst gar kein Biomethan bzw. Erdgas mehr eingesetzt werden müsste (vgl. viertes Säulenpaar).

Hier stellt es sich jedoch so dar, dass auch unter Berücksichtigung der SINTEG-Verordnung, die unter anderem die EEG-Umlage um 60% reduziert und weitere Abgaben entfallen lässt, kein wirtschaftlicher Anlagenbetrieb möglich ist. Denn auch unter diesen Rahmenbedingungen wäre der Heizölkessel im Vergleich zum Elektroheizer immer noch günstiger.

In diesem Zusammenhang wäre es zu überlegen, ob die derzeit starren Strompreisbestandteile wie beispielsweise die EEG-Umlage in Höhe von 6,756 ct/kWh zukünftig nicht besser sich dynamisch mit dem Strompreis an der Börse verändern. So wäre bei einem Börsenstrompreis von 0 ct/kWh auch die Umlagenhöhe 0 ct/kWh. Für einen üblichen Börsenpreis von beispielsweise 4 ct/kWh könnten die anderen Umlagen prozentual berechnet werden, für die EEG-Umlage ergeben sich exemplarisch 170%. So würde die EEG-Umlage bei einem hohen Börsenpreis von beispielsweise 8 ct/kWh dann sogar 13,6 ct/kWh betragen, was dann auch eine deutlich bessere Preissignalwirkung nach sich zieht.

Ausblick

Das Verbundprojekt NEW 4.0 läuft noch bis zum 30. November 2020. Bis dahin ist geplant, dass mit der bestehenden Power-to-Heat-Anlage noch weitere Feldtests durchgeführt werden. Hierbei wird zusammen mit anderen Projektpartnern erprobt, wie das Energiesystem der Zukunft im Kleinen getestet werden kann.

Es ist jedoch schon heute absehbar, dass eine funktionierende Sektorenkopplung, bei der überschüssige Strommengen in Wärme oder andere speicherbare Produkte umgewandelt wird, nur mit einer veränderten Abgabensystematik funktionieren wird.

Autoren

Dr. Claus Hartmann, Stadtwerke Flensburg GmbH & Klaus Schrader, Stadtwerke Flensburg GmbH

Kontakt Unternehmenssprecherin

Eyleen John
Unternehmenssprecherin
Batteriestr. 48, 24939 Flensburg

E-Mail: eyleen.john@stadtwerke-flensburg.de
Internet: www.stadtwerke-flensburg.de

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