Die Energieziele der Bundesregierung sind eindeutig: Die Energiewende realisieren. Der Umbau der Energieerzeugung auf regenerative Energieerzeugung, Verzicht auf Atomkraft und Reduzierung des CO2-Aussto?es bis 2030 sind ambitioniert, jedoch nicht vollkommen unrealistisch.
Gerade die CO2-Reduzierung birgt Herausforderungen, die nicht unerheblich sind. So wird prognostiziert, dass bis 2030 rund 15 Millionen vollelektrische PKWs (derzeit 1,1 Millionen) auf den deutschen Stra?en unterwegs sein werden. Der zus?tzliche Strombedarf wird hier mit bis zu 68 TWh pro angegeben.
Um im industriellen Sektor den CO2-Aussto? zu senken ist die “Dekarbonisierung” ein wichtiger Baustein. Wasserstoff soll fossile Energietr?ger abl?sen. Dieser soll m?glichst ein “gr?ner Wasserstoff” sein – sprich ?ber regenerative Kraftwerke erzeugt werden. Der Stromverbrauch f?r die Produktion des Wasserstoffes wird auf knapp 20 TWh gesch?tzt.
Im privaten Bereich sollen W?rmepumpen die ?l- und Gasheizungen ersetzen. Selbst die vor kurzem noch gef?rderten Pellet-Heizungen sollen durch W?rmepumpen mittelfristig ersetzt werden. Der Strombedarf f?r die W?rmepumpen in Wohngeb?uden, Nichtwohngeb?uden und kleineren Warmwasser-W?rmepumpen wird mit 45 TWh angenommen.
Allein diese drei Ma?nahmen lassen den aktuellen Energiebedarf um ca. 25 % steigen. Die Szenarien der Energieversorger und Netzbetreiber gehen sogar von einem 2 bis 3-fachen Strombedarf bis 2030 aus.
Ein Beispiel aus der Chemie-Branche: Der weltgr??te Chemiekonzern BASF rechnet damit, dass durch die Umstellung auf eine klimaneutrale Produktion der eigene Energiebedarf bis 2035 dreimal so hoch sein wird wie heute. Der Verband der Chemischen Industrie erwartet, dass der Verbrauch seiner Mitglieder von aktuell 54 TWh auf ?ber 600 TWh im Jahr 2050 steigen wird. Das ist immerhin der derzeitige Energiebedarf von ganz Deutschland.
FLASCHENHALS ENERGIE?BERTRAGUNGSNETZE?
Der erh?hte Bedarf an elektrischer Energie muss nicht nur erzeugt, sondern auch bis zum Endanwender ?bertragen werden. Mit den derzeitigen Stromnetzen lassen sich diese Energiemengen nicht transportieren. Besonders in Hochlastzeiten wird es zu Engp?ssen kommen. Bis 2030 wird der Ausbau des Energie?bertragungsnetzes nicht in dem ben?tigten Umfang realisierbar sein, und somit einen Flaschenhals bilden.
Die Bundesnetzagentur hat 2011 die Atypische Netznutzung im ? 19 StromNEV verankert. Diese Ma?nahme soll die Last auf den Stromnetzen in Hochlastzeiten reduzieren. Es w?re denkbar, dass dieses Mittel weiter forciert wird, um eine ?berlastung zu verhindern. Es werden weitere Mittel ben?tigt um einen Black-Out zu verhindern.
ENTLASTUNG DURCH ENERGIEOPTIMIERUNG
In der Marktwirtschaft gilt das Gesetz: Angebot und Nachfrage bestimmen den Preis. Ein m?gliches Szenarium ist die Erh?hung der Kosten f?r die Leistungsbereitstellung durch die Netzbetreiber, da die Nachfrage h?her sein wird als die bestehende Netzkapazit?t, um die Energie zu ?bertragen. Diese Preiserh?hung wird den Wirtschaftsstandort Deutschland f?r Investoren unattraktiver machen.
Um Energiekosten im Bereich der Leistungsspitze zu reduzieren, werden seit Jahrzehnten Energieoptimierungsanlagen eingesetzt. Der Nebeneffekt ist, dass Netze besser ausgelastet, und somit effizienter betrieben werden k?nnen. Hohe Leistungsspitzen werden gegl?ttet und reduzieren die maximale Netzlast erheblich. In Deutschland liegen die mittleren Kosten f?r die Leistungsspitze bei 100.- Euro/kW/a, sodass eine Reduzierung der Leistungsspitze um 100 kW eine j?hrliche Reduzierung der Stromkosten von 10.000.- Euro bringt.
In Bezug auf die Energiewende und die ?bertragungseinrichtungen k?nnen Energieoptimierungssysteme erheblich zum Erfolg der Energiewende beitragen. Es ist davonauszugehen, dass Energieoptimierungsanlagen eine noch gr??ere Bedeutung zukommt.
FUNKTION EINER ENERGIEOPTIMIERUNG
Der Energieversorger rechnet in 15-Minuten Mittelwerten die Leistungsspitze ab. Diese Werte werden folglich 96-mal am Tag erfasst, im Z?hler gespeichert und t?glich fern ausgelesen. In der Praxis wird in den Z?hlern keine Leistung, sondern die Energiemenge, die in 15 Minuten dem Netz entnommen worden ist, gemessen. Diese Energiewerte in kWh werden mit vier multipliziert, um auf die mittlere Leistung in kW zu kommen.
Energieoptimierungsanlagen ?berwachen somit die maximale Energiemenge, die in 15 Minuten dem Netz entnommen werden darf. Beispiel: Bei einer maximalen Leistungsspitze von 200 kW wird die Energiemenge von 50 kWh innerhalb von 15 Minuten eingehalten.
Daher werden solche Systeme Energieoptimierungsanlagen genannt. Durch den schonenden Eingriff an den Verbrauchern eines Unternehmens k?nnen die Leistungsspitzen und somit die Kosten um 15 – 25 % reduziert werden.
Moderne Systeme k?nnen nicht nur Verbraucher abschalten, sondern diese durch analoge Ausg?nge regeln. Um der Herausforderung der Anbindung von Lades?ulen und Batteriespeichern gerecht zu werden sind wir noch weiter gegangen: Mit Hilfe eines intelligenten Gateways kann das Energieoptimierungssystem von KBR mit Verbrauchern und Anlagen ?ber Modbus-TCP oder Modbus-RS 485 kommunizieren. Somit k?nnen Lades?ulen und Batteriespeicher problemlos in die Energieoptimierung multimax von KBR eingebunden werden.
FAZIT
Um die Energiewende erfolgreich zu realisieren, und die Kosten f?r die Leistungsbereitstellung zu reduzieren, sind Energieoptimierungsanlagen ein wichtiges Mittel. Die Anpassung an den Betrieb sollte nicht erst Ende des Jahres erfolgen. Wer fr?hzeitig mit der Implementierung beginnt, wird Anfang des kommenden Jahres sofort mit Einsparungen rechnen k?nnen. Lastprofilanalysen geben einen ersten ?berblick welches Einsparpotential in Ihrem Unternehmen steckt.
Ein letzter Tipp: Die BAFA f?rdert Energieoptimierungsanlagen im Modul 3. Ob auch Ihr Unternehmen davon profitiert k?nnen Sie auf der Website der BAFA nachlesen.
Gerne stehen Ihnen unsere erfahrenen Vertriebsingenieure vor Ort sowie unser Vertriebsinnendienst f?r Fragen und Projektierungen zur Verf?gung.
Ihr Christian Wiedemann
Europ?ischer Energiemanager (IHK)
Leiter Produktmanagement KBR GmbH
Hier geht’s zum Fachbericht als PDF
Keywords:Energie, Energieoptimierung, Energie?bertragungsnetz, Entlastung, Energieverbrauch, Energiebedarf, Energiewende