Flexibilität im Energiesystem
Optionen so effizient wie möglich einsetzen
Flexibilität im Energiesystem
Energiespeicher & Sektorkopplung
Flexibilität im Energiesystem
Stromnetze - Netzausbau
Flexibilität im Energiesystem
Volatile Stromerzeugung wächst

Flexibilität im Energiesystem

Volatile Stromerzeugung aus Wind und Sonne wächst weltweit. Um diese Energien optimal zu integrieren, ist Systemflexibilität gefragt. Flexibilität im Energiesystem wird durch vier Optionen gewährleistet:

Regelbare Erzeugung
Speicher- und Sektorkopplung
Stromnetze
Demand-side Integration
Digitale Technologien und eine entsprechende IT-Infrastruktur stellen die Vernetzung und damit die bestmögliche Nutzung der vier Flexibilitätsoptionen sicher. Die regelbare Erzeugung ist derzeit die wichtigste Flexibilitätsoption im Energiesystem.

Regelbare Erzeugung als elementarer Bestandteil

flexibility kennwerte DEU (2019-05-22 wes)
Flexibler Kraftwerksbetrieb – Dimensionen

Als Erzeugungsanlagen werden im flexiblen Betrieb regelbare thermische Kraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke eingesetzt. Ihre Flexibilität bezieht sich auf die Geschwindigkeit und das Ausmaß, mit denen sie ihre Last an die Differenz zwischen aktuellem Bedarf und volatiler Einspeisung anpassen können. Aus technischer Sicht umfasst die Flexibilität von Erzeugungsanlagen drei verschiedene Dimensionen:

  • niedrige Mindestlast:
    Die Mindestlast stellt das niedrigste Lastniveau dar, bei dem das Kraftwerk stabil und ohne Stützbrennstoffe, wie z.B. Öl, betrieben werden kann.
  • kurze Startzeiten:
    Die Startzeit ist die Zeitspanne vom Start des Kraftwerksbetriebs bis zum Erreichen einer stabilen Mindestlast.
  • hohe Lastrampen:
    Die Rampenrate gibt an, wie schnell ein Kraftwerk seine Leistung in einer bestimmten Zeit verändern kann.

Flexibilitätsparameter regelbarer Erzeugungsanlagen

flexibility kraftwerksparameter (2019-05-22 wes)
* Entsprechend der Emissionsgrenzwerte für Stickoxide (NOx) und Kohlenmonoxid (CO). ** Begrenzt durch den Mindestlastpunkt der Dampfturbine

Flexibilitätsparameter regelbarer Erzeugungsanlagen sind :

  • > der Lastgradient im angegebenen Lastbereich,
  • > die Minimallast und
  • > die Ramp-up-Zeiten für den Heiß- und den Kaltstart.

Die Werte der Flexibilitätsparameter geben den Durchschnitt existierender Anlagentypen, den heutigen Stand der Technik und das zukünftige Entwicklungspotential an.

Beispiel: der durchschnittliche Lastgradient von Steinkohleanlagen beträgt 2 %/min, der Stand der Technik 4 %/min und das zukünftige Potential liegt bei 6 %/min.

Publikationen

Thermische Kraftwerke

Flexibility Toolbox​

Die Flexibility Toolbox unterstützt Betreiber von Kohlekraftwerken bei der Umstellung der Fahrweise vom Grundlast- auf den flexiblen Betrieb. Sie enthält Hinweise zu Technologien, Weiterbildungsangeboten und Managementthemen. Die Toolbox bietet 40 verschiedene Maßnahmen zur Erhöhung der Flexibilität durch Nachrüstung der Anlage oder technische Eingriffe. Die Maßnahmen konzentrieren sich auf Verbrennung, Wasser-Dampf-Kreislauf, Turbine, Leittechnik und Hilfssysteme.

Partnerdampfkraftwerk

Im Forschungsvorhaben “Partner-Dampfkraftwerk für die regenerative Stromerzeugung” wurde untersucht, wie Bestandskraftwerke die volatile Erzeugung aus Wind und Sonne besser ausregeln können; um die bedarfsgerechte Integration erneuerbarer Energien zu erleichtern.

Im Vorhaben „FLEXI-TES: Kraftwerksflexibilisierung durch Thermische Energiespeicher“ wird im Anschluss daran untersucht, wie die Flexibilität von Steinkohleanlagen durch die Integration thermischer Speicher in das Kraftwerk noch weiter verbessert werden kann.

VGB-Standards

Einige VGB-Standards enthalten insbesondere für den flexiblen Kraftwerksbetrieb wichtige Informationen und Handlungsempfehlungen:

Pumpspeicherkraftwerke

Der Beitrag der Wasserkraft zur Flexibilisierung des Energiesystems ist zentral:

Internationale Aktivitäten

Advanced-Power-System-Flexibility-Kampagne

Der VGB beteiligt sich an der Advanced-Power-System-Flexibility(PSF)-Kampagne, die von der International Energieagentur (IEA) koordiniert wird. Die Kampagne ist die Fortführung der Advanced-Power-Plant-Flexibility-Kampagne, die auf dem neunten Clean Energy Ministerial (CEM9) in Kopenhagen abgeschlossen wurde. CEM ist eine globale Plattform zur Förderung einer nachhaltigen und sauberen Energieversorgung, in der 24 Staaten und die Europäische Union aktiv sind.

Deutsch-Indisches Energieforum
Flexible Kohlekraftwerke stellen einen wichtigen Arbeitsschwerpunkt des Deutsch-Indischen Energieforums (DIEF) dar. Das DIEF ist ein Format für den energiepolitischen Austausch zwischen der indischen und deutschen Regierung. Der VGB arbeitet in der Task Force Flexibility mit. Diese Task Force koordiniert alle Aktivitäten rund um den flexiblen Betrieb thermischer Kraftwerke – mit dem Fokus auf zwei Referenzkraftwerken an den Standorten Dadri und Simhadri. Dabei arbeitet VGB mit dem indischen Partner Excellence Enhancement Centre (EEC) zusammen.
Hydropower Europe

Im Rahmen des EU Programms Horizon 2020 arbeitet VGB an der Erstellung einer Research and Innovation Agenda & Technology Roadmap für die Wasserkraft mit. In HYDROPOWER EUROPE spielt das Thema Flexibilisierung eine wichtige Rolle.