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Integration von Speichern und steuerbaren Verbrauchseinrichtungen in die koordinierte Einsatzoptimierung
Adressierte Fähigkeiten
  • Flexibler Betrieb eigener Erzeugungsanlagen
Voraussetzungen

Steuerungstechnische Grundinfrastruktur (Fernsteuerbarkeit, messtechnische Erfassung); Erfahrung mit der optimierten Einsatzsteuerung von Erzeugungsanlagen

Kurzbeschreibung

Ziel der Maßnahme ist die Erweiterung der Einsatzsteuerung über reine Erzeugungsanlagen hinaus, sodass auch Speicher, steuerbare Lasten im eigenen Betrieb und perspektivisch steuerbare Kundenanlagen in eine koordinierte Optimierung einbezogen werden. Während eine rein erzeugungsseitige Optimierung bereits wirtschaftliche Vorteile bietet, entstehen durch die Einbeziehung zusätzlicher Flexibilitätsbausteine deutlich größere Gestaltungsspielräume: Erzeugung und Verbrauch können zeitlich verschoben werden, sodass Marktchancen besser genutzt und Lastspitzen vermieden werden. Hintergrund ist die zunehmende Verfügbarkeit steuerbarer Verbraucher und Speicher im Umfeld kommunaler Stadtwerke. Eigene Liegenschaften (Verwaltungsgebäude, Bäder, Klärwerke), kommunale Infrastruktur (Pumpwerke, Straßenbeleuchtung), Ladeinfrastruktur für Elektromobilität sowie Power-to-Heat-Anlagen und Batteriespeicher bieten erhebliche Flexibilitätspotenziale, die bisher häufig unkoordiniert betrieben werden. Gleichzeitig schafft die regulatorische Entwicklung – insbesondere §14a EnWG zur Steuerung steuerbarer Verbrauchseinrichtungen – sowohl die Verpflichtung als auch die Möglichkeit, Lasten aktiv in die Netzsteuerung einzubeziehen. Die Maßnahme gliedert sich in drei aufeinander aufbauende Stufen, die jeweils eigenständig realisierbar sind und einen eigenen Nutzen bieten: In der ersten Stufe werden eigene Anlagen und kommunale Infrastruktur in eine koordinierte Steuerung überführt, mit dem primären Ziel der Eigenverbrauchsoptimierung und Lastspitzenkappung (Reduktion von Netzentgelten). In der zweiten Stufe erfolgt die marktliche Vermarktung der gebündelten Flexibilität – etwa über Optimierung der Strombeschaffung am Spot- und Intradaymarkt, Teilnahme an Regelenergiemärkten (aFRR, mFRR) oder die Bereitstellung von Redispatch-Leistungen. Die dritte Stufe umfasst die Einbindung steuerbarer Kundenanlagen (z. B. Wärmepumpen, Gewerbespeicher, Ladeinfrastruktur bei Kunden), die zusätzliche vertragliche Grundlagen und eine belastbare IT-Sicherheitsarchitektur erfordert. Bei der Umsetzung ist die regulatorische Trennung zwischen Netzbetrieb und Vertrieb/Erzeugung (Unbundling) konsequent zu beachten. Die Steuerung von Lasten nach §14a EnWG erfolgt aus Netzbetreiber-Perspektive zum Engpassmanagement, während die marktliche Portfoliooptimierung dem Vertriebs- bzw. Handelsbereich zugeordnet ist. Beide Ebenen erfordern getrennte IT-Systeme, Zugriffsrechte und Entscheidungslogiken. Die Fernsteuerbarkeit von Anlagen setzt zudem ein belastbares IT-Sicherheitskonzept voraus, das den Anforderungen des IT-Sicherheitskatalogs der BNetzA entspricht. Voraussetzungen für die Maßnahme sind eine bereits funktionierende Einsatzplanung des eigenen Erzeugungsportfolios, die steuerungstechnische Anbindung der einzubeziehenden Anlagen (Fernsteuerbarkeit, Echtzeitdaten) sowie Personalkapazitäten mit energiewirtschaftlicher Handelsexpertise. Ein tragfähiger Business Case setzt eine Mindestgröße des steuerbaren Portfolios voraus; Stadtwerke mit geringem Anlagenbestand sollten prüfen, ob eine Kooperation mit anderen Stadtwerken oder der Beitritt zu einer bestehenden Plattform (z. B. virtuelles Kraftwerk eines Dienstleisters) wirtschaftlicher ist als ein Eigenaufbau. Ein zentrales Element ist die sektorübergreifende Betrachtung: Strom, Wärme und Mobilität werden nicht isoliert gesteuert, sondern als verbundenes System optimiert, wobei die Optimierungslogik technische Anlagengrenzen, vertragliche Verpflichtungen, Netzrestriktionen und Marktpreissignale berücksichtigt. Ergebnis ist eine integrierte, sektorübergreifende Portfoliosteuerung, die den wirtschaftlichen Wert der Gesamtflexibilität maximiert, die Abhängigkeit von einzelnen Erlösquellen reduziert und die Grundlage für weiterführende Geschäftsmodelle schafft – etwa die Bündelung und Vermarktung dezentraler Flexibilitäten als virtuelles Kraftwerk oder die Bereitstellung netzdienlicher Leistungen.

Aufwand
Personeller Aufwand
hoch
Zeitlicher Rahmen
hoch
Komplexität
hoch
Ressourcen

Personelle Ressourcen:

  • Projektleitung zur Koordination und für das Stakeholder-Management
  • Fachkräfte aus Energieerzeugung, Netzbetrieb und IT
  • Fachkräfte aus Vertrieb/Kundenmanagement sowie Energiehandel/Portfoliomanagement
  • Fachkräfte aus Recht und IT-Sicherheit

Materielle Ressourcen:

  • Erweiterung der Optimierungssoftware um zusätzliche Assetklassen
  • Nachrüstung von Steuerungs- und Messtechnik an bisher nicht angebundenen Anlagen
  • Kommunikationsinfrastruktur für die Anbindung verteilter Anlagen
  • IT-Sicherheitsinfrastruktur
  • Marktzugangsanbindung
Möglicher Ablauf
  1. Identifikation und Bewertung steuerbarer Anlagen und Speicher
  2. Auswahl der Anlagen und Festlegung der Umsetzungsphasen
  3. Erstellung IT-Sicherheitskonzept
  4. Technische Ertüchtigung und Anbindung
  5. Anpassung oder Erweiterung der bestehenden Optimierung und Steuerung um die neuen Assetklassen
  6. Pilotbetrieb und Validierung
  7. Aufbau/Beschaffung Marktzugang
  8. Einbindung weiterer Anlagen nach erfolgreicher Pilotierung
  9. Vorbereitung der Kundeneinbindung
  10. Regelbetrieb und Skalierung
Risiken
  • Fehlende Steuerungstechnik oder heterogene Kommunikationsstandards an den einzubindenden Anlagen führen zu unerwartet hohem Nachrüstungsaufwand und Projektverzögerungen.
  • Durch die sektorübergreifende Optimierung entstehen unbeabsichtigte Rückwirkungen auf andere Versorgungsaufgaben.
  • Fehlende Kundenakzeptanz bei der Einbindung steuerbarer Verbrauchseinrichtungen führt dazu, dass das verfügbare Flexibilitätsvolumen deutlich geringer ausfällt als geplant.
  • Durch mangelnde Abstimmung mit dem Netzbetrieb entstehen Zielkonflikte zwischen portfolioökonomischer Optimierung und netzdienlichem Betrieb.
  • Durch unzureichende IT-Sicherheitsmaßnahmen bei der Fernsteuerung entstehen Angriffsvektoren, die im Extremfall zu unkontrolliertem Anlagenverhalten oder Datenabfluss führen.
Erfahrungen aus der Praxis