Die Siemens-Gasturbine SGT6-5000F / The Siemens gas turbine SGT6-5000F

Flexibilität im Energiesystem

Optionen so effizient wie möglich einsetzen

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Flexibilität im Energiesystem

Energiespeicher & Sektorkopplung

Ein Hochspannungsmasten für Strom vor blauem Himmel und Sonnenstrahlen

Flexibilität im Energiesystem

Stromnetze - Netzausbau

Banner Luftbild und Nahaufnahme einer Windenergieanlage

Flexibilität im Energiesystem

Flexibilität im Energiesystem

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

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.
Flexibler Kraftwerksbetrieb – Dimensionen

Flexibilitätsparameter regelbarer Erzeugungsanlagen

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.

* Entsprechend der Emissionsgrenzwerte für Stickoxide (NOx) und Kohlenmonoxid (CO).
** Begrenzt durch den Mindestlastpunkt der Dampfturbine

Thermische Kraftwerke

Publikationen

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.

The recipe book for the flexibilization of coal fired power plants

Das Buch enthält eine Zusammenschau von Best Practices und Abläufen für den flexiblen Betrieb von Kohlekraftwerken in Indien. Es basiert auf der Analyse internationaler Studien und Veröffentlichungen, Erkenntnissen aus Pilotstudien in indischen Kraftwerken (einschließlich der Testlaufprojekte unter dem Dach des Indisch-Deutschen Energieforums mit VGB-Beteiligung) sowie auf Experteninterviews. Es wurde von Herrn Anjan Sinha zusammengestellt, einem hoch anerkannten indischen Experten zu diesem Thema, der viele Jahre für NTPC gearbeitet hat. Das Buch wurde im Oktober 2020 veröffentlicht.

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.

vgbe-Standards

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

Artikel aus dem vgbe energy journal (vormals: VGB PowerTech Journal)

Pumpspeicherkraftwerke

Der Beitrag der Wasserkraft zur Flexibilisierung
des Energiesystems ist zentral

Wasserkraft | Ein wichtiger Bestandteil der erneuerbaren Energieversorgung

Europas Wasserkraftindustrie nimmt eine führende Rolle in der Welt im Bereich der nachhaltigen Entwicklung umweltfreundlicher Stromerzeugungstechnologien ein. Innovationen auf diesem Gebiet sind für den Übergang zu einer CO2-freien Elektrizitätserzeugung mit der Entstehung neuer Industriezweige und veränderter Beschäftigungsverhältnisse verbunden. Dadurch wird der Erhalt guter Lebensbedingungen für zukünftige Generationen gesichert.

Eurelectric-vgbe Hydropower - Faktenblätter

Die ambitionierte europäische Energiewende benötigt erneuerbare Energie, die zuverlässig verfügbar ist – wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht, steht die Wasserkraft bereit, um die volatile Einspeisung flexibel auszugleichen.

Artikel aus dem vgbe energy journal (vormals: VGB PowerTech Journal)

vgbe auf dem Weg ins Energiesystem der Zukunft

vgbe White Paper Energy System

vgbe stellt in seinem White Paper „Being Part of the Future Energy System“ acht strategische Handlungsfelder vor, mit denen die Umsetzung einer nachhaltigen, umweltfreundlichen, wirtschaftlichen und sicheren Energieversorgung möglich ist. Alle Akteure des Energiesektors – aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft – sind gefragt, ihre Beiträge zur Umsetzung dieser Handlungsfelder zu leisten.

Internationale Aktivitäten

Advanced-Power-System-Flexibility-Kampagne

Der vgbe 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 vgbe 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 vgbe mit dem indischen Partner Excellence Enhancement Centre (EEC) zusammen.

Hydropower Europe

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

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Unser Team

Dr. Mario Bachhiesl

Leiter Erneuerbare Energien und Dezentrale Erzeugung