Pilotprojekte zeigen, wie dezentrale Flexibilität netzdienlich eingesetzt werden kann. Für die Skalierung lastseitiger Flexibilität sind digitale Ende-zu-Ende-Prozesse erforderlich.

 

Mit dem Ausbau von Wind- und Photovoltaikanlagen geht eine zunehmende Volatilität der Erzeugung einher, so dass sich der Netzbetrieb grundlegend verändert. Gleichzeitig entstehen durch Batteriespeicher, Wärmepumpen und Elektrofahrzeuge Millionen neuer Flexibilitäten im Energiesystem.

Welche Größenordnungen dabei zu erwarten sind, zeigen die drei Szenariorechnungen des zweiten Entwurfs des Netzentwicklungsplans 2037/2045 der deutschen Übertragungsnetzbetreiber: Für 2037 geht der Netzentwicklungsplan in einem mittleren Szenario von rund 33,6 Millionen Elektrofahrzeugen, 8,7 Millionen Wärmepumpen sowie Kleinbatteriespeichern mit einer Leistung von 59,5 GW aus.

Diese Entwicklung bedeutet für Übertragungsnetzbetreiber wie TransnetBW nicht nur eine Herausforderung, sondern auch die Chance, den flexiblen Verbrauch dieser Anlagen als zusätzliche Systemressource zu erschließen und damit das Netz gezielt zu entlasten.

Doch wie funktioniert das konkret? Erkennt der Netzbetreiber einen drohenden Netzengpass, kann er über Aggregatoren auf zuvor gemeldete Flexibilitätspotenziale zugreifen. Die Aggregatoren koordinieren die Anpassung von Verbrauch oder Einspeisung bei freiwillig teilnehmenden Kundinnen und Kunden und setzen die entsprechenden Steuersignale um. Die technische Umsetzung dieser Prozesskette wird bereits heute praktisch erprobt. Mit Pilotprojekten wie OctoFlexBW, DataFleX und Bid-EV treibt TransnetBW gemeinsam mit Partnern die Einbindung dezentraler Flexibilitäten in den Redispatch voran. Darüber hinaus werden Konzepte für einen marktbasierten Einsatz von Flexibilitäten entwickelt, etwa durch geeignete Vergütungsmechanismen und Marktprozesse. 

Dabei greifen die Pilotprojekte nicht auf eine isolierte Testumgebung zurück: Die Aggregatoren sind über die Plattform DA/RE bereits an eine operative Plattform für Redispatch- und Flexibilitätsabrufe angebunden. Über die Plattform erfolgt zugleich die Koordination zwischen den beteiligten Übertragungs- und Verteilnetzbetreibern, um Abrufe netzübergreifend abzustimmen. Damit können neue Prozesse auf einer bestehenden digitalen Infrastruktur aufsetzen, statt hierfür parallele Lösungen neu zu entwickeln. Die Herausforderung besteht nun darin, die dort erprobten Prozesse auf Millionen potenzieller Flexibilitäten zu skalieren. 

Die in Elektrofahrzeugen, Wärmepumpen und Batteriespeichern vorhandene Flexibilität ermöglicht es, Verbrauch und Einspeisung zeitlich so zu verschieben, dass Netzengpässe reduziert werden. Entscheidend ist dabei nicht nur die verfügbare Leistung einer Anlage, sondern auch ihr Standort. Flexibilität kann einen Netzengpass nur dann wirksam reduzieren, wenn sie sich im betroffenen Netzgebiet befindet. Damit werden neben der Leistung und dem Typ eines Geräts, auch Informationen relevant, die die Wirkung auf das Netz enthalten. 

Die erforderlichen Informationen werden heute häufig über verschiedene Systeme, Akteure und Prozesse hinweg ausgetauscht. Stammdaten werden oftmals mehrfach gespeichert, gepflegt und weitergegeben. Isolierte Digitalisierungsschritte und geschlossene Datenökosysteme reichen deshalb nicht aus. Für eine einfache Integration der Anlagen in den Netzbetrieb sind hochautomatisierte und skalierbare Ende-zu-Ende-Prozesse über Unternehmens- und Systemgrenzen hinweg erforderlich.

Genau hier setzt die nächste Innovationsstufe an. TransnetBW arbeitet an digitalen Lösungsansätzen, die es Aggregatoren, Netzbetreibern und weiteren Marktakteuren ermöglichen sollen, Anlagen sicher zu authentifizieren und relevante Informationen standardisiert bereitzustellen. Maschinenidentitäten, digitale Produktpässe und digitale Zwillinge könnten künftig die Grundlage für vertrauenswürdige, automatisierte und KI-gestützte Flexibilitätsprozesse bilden.

Projekte wie Wallet-Laden untersuchen gemeinsam mit Partnern, wie digitale Identitäten, Wallet-Technologien und standardisierte Datennachweise im eIDAS-2.0-Umfeld für die Energiewirtschaft genutzt werden können. Ziel ist es, Informationen zwischen Anlagen, Aggregatoren und Netzbetreibern vertrauenswürdig und automatisiert auszutauschen. Noch handelt es sich dabei überwiegend um Pilot- und Laboranwendungen. Der nächste Schritt muss die Überführung dieser Ansätze in den Feldbetrieb sein.

Automatisierte Prozesse zur Registrierung, Verifizierung, Aktivierung und Vergütung von Flexibilität erleichtern es, dezentrale Ressourcen sicher und skalierbar in Netzbetrieb und Versorgungssicherheit zu integrieren. Die Energiewende umfasst daher mehr als nur die Dekarbonisierung der Stromerzeugung und den Ausbau der Stromnetze. Sie braucht auch eine beschleunigte Elektrifizierung der bisher von fossilen Energien geprägten Sektoren Mobilität und Wärme. Um die dabei entstehenden Potenziale dezentraler Flexibilität netzdienlich in die energiewirtschaftlichen Prozesse zu integrieren, ist eine digitale Infrastruktur für die sichere Zusammenarbeit erforderlich. 

TransnetBW  sucht Partner aus Energiewirtschaft, Industrie, IT und Forschung, um gemeinsam die Grundlage für einen flexiblen, digitalen und resilienten Netzbetrieb der Zukunft zu schaffen.

Autoren
Dr. Rainer Enzenhöfer, Lead Spezialist Disruptive Entwicklungen Netzwirtschaft, TransnetBW und Dr. Maximilian Hödl, Spezialist Innovationsprojekte Netzwirtschaft, TransnetBW