Studie: Smart Meter und dynamische Stromtarife für Gewerbe verringern Stromverbrauch

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Photovoltaik, Wärmepumpen und Speicher können den Primärenergiebedarf auch in Nichtwohngebäuden deutlichen verringern. Der Schlüssel dazu liegt in der Flexibilisierung des Verbrauchs. Dafür muss aber zunächst der technische und rechtliche Rahmen gesetzt werden. Das ist das Ergebnis des Abschlussberichts des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE aus dem Projekt „FlexGeber – Demonstration von Flexibilitätsoptionen im Gebäudesektor und deren Interaktion mit dem Energiesystem Deutschlands“.

„Bislang sind Liegenschaften mittelständischer Industrieunternehmen oder des Gewerbe-, Handel- und Dienstleistungssektors nur primärenergetisch betrachtet worden, nicht als Akteure im Energiesystem“, sagt Jessica Thomsen, Teamleiterin Dezentrale Energieversorgung und Märkte am Fraunhofer ISE. „Die in ihnen schlummernden Potenziale zur Bereitstellung von Flexibilität sind bisher nur unzureichend erforscht worden, eine Lücke, die unser Projekt geschlossen hat.“

Drei Fallstudien

Das Fraunhofer ISE untersuchte mit Partnern anhand von drei Fallstudien das Flexibilisierungspotenzial bei Unternehmen. Die Forschenden wollten Wärme- und Kälteerzeugungstechnologien erproben und gleichzeitig fluktuierende erneuerbare Energie integrieren.

Am Fraunhofer ISE führte das Team am eigenen Campus in Freiburg sowie bei den Unternehmen Hermann Peter KG Baustoffwerke und Taifun Tofu GmbH eine Energiesystemanalyse durch. Zudem entwickelten die Projektpartner neuartige Messeinrichtungen und installierten diese an den Standorten. Die Daten aus den neuen Messeinrichtungen bildeten die Grundlage zur Energiesystemmodellanalyse.

Auf dem Fraunhofer Campus ersetzten die Projektpartner zunächst die dezentralen Kälteanlagen durch ein Kältenetz mit einem 200 Kubikmeter großen Kaltwasserspeicher. Das erhöhte die Effizienz des Systems, heißt es in der Mitteilung des Fraunhofer ISE. Durch den Kältespeicher kann die Anlage Kälte zu Zeiten niedriger Strompreise produzieren und ausspeichern, wenn die Kälte gebraucht wird.

Bei dem Tofuhersteller konnten Wärmepumpen Prozesswärme bereitstellen. Auch diese können flexibel betrieben werden. „Die Vorortanalysen haben uns gezeigt, welche Möglichkeiten es für uns gibt, den Prozesswärmebedarf CO2-neutral zu gestalten“, sagt Alfons Graf, Verantwortlicher Technischer Ausbau beim Projektpartner Taifun Tofu. „Diese Erkenntnisse sollen bei zukünftigen Investitionsentscheidungen berücksichtigt werden.“

Welche Hemmnisse?

Durch die Kombination von Photovoltaik mit Wärmepumpen oder thermischen sowie elektrischen Speichern kann der Grad der Eigenversorgung gesteigert werden. Dafür ist aber ein flexibler und netzdienlicher Betrieb der Anlagen notwendig. Und das wäre innerhalb des aktuellen rechtlichen Rahmens und mit derzeitig installierter Messtechnik kaum zu realisieren, sagt das Fraunhofer ISE.

Das Institut Klimaschutz, Energie und Mobilität IKEM untersuchte insbesondere die rechtlichen Aspekte der Hemmnisse. Das Fazit: Ohne finanzielle Anreize werden sich eher wenige Unternehmen für den Einbau von teurer Technik und intelligenten Messsystemen entscheiden.

Dynamische Netzentgelte

Ein konkreter Vorschlag der Forschenden ist eine Reformierung der Netzentgelte: So sollen gewerbliche Verbraucher Strom zu Zeiten hoher Einspeisung erneuerbarer Energien günstiger einkaufen können. Dynamische Stromtarife für Unternehmen könnten den Anreiz zum Stromsparen schaffen und Strom dann zu verbrauchen, wenn er reichlich vorhanden ist.

Wird das rechtlich umgesetzt, könnte sich das für das Energiesystem lohnen und Emissionen einsparen. Das Team untersuchte die Flexibilitätsoption in einem regionalen und einem deutschlandweiten Modell des Energiesystems und der Energiemärkte. Ein wichtiger Punkt in dieser Analyse ist die Residuallast. Das ist der Bedarf an Strom, der nicht durch Erneuerbare gedeckt werden kann. Für die Analyse zogen die Forschenden das Ausbauszenario 2045 heran und berechneten die Flexibilitätspotenziale aller Nichtwohngebäude in Deutschland. Schöpfen die Betreiber der Nichtwohngebäude die Potenziale wirklich aus, kann die Residualenergie 20245 um 3,2 Prozent verringert werden.

An dem Forschungsprojekt wirkten das Fraunhofer ISE, das Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität IKEM, sowie ENIT Systems Energy IT, das Wuppertal-Institut und das Institut für Wohnen und Umwelt IWU mit. Das Vorhaben wurde im Rahmen des sechsten Energieforschungsprogramms der Bundesregierung gefördert.

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