Regelenergiebereitstellung durch Erneuerbare Energien

Die Schwingung des Wechselstroms im deutschen Stromnetz

Die Stabilität unserer Stromversorgung hängt stark von der Frequenz im Stromnetz ab, welche bislang bei Abweichungen durch den Abruf von Regelenergie aus fossilen und nuklearen Großkraftwerken sowie Pumpspeichern stabilisiert wird. Wegen des steigenden Anteils Erneuerbarer Energien und des Ziels, ein zukünftiges Stromversorgungssystem größtenteils oder ganz auf erneuerbaren Quellen aufzubauen, müssen zunehmend auch die Erneuerbaren Energien Regelenergie erbringen. Dass dies möglich ist und dass Erneuerbare-Energien-Anlagen teilweise sogar schneller reagieren können als thermische Kraftwerke, beweist das Forschungsprojekt Kombikraftwerk 2 in einem Feldtest mit heutigen Wind-, Photovoltaik- und Biogasanlagen.

Der am 30. Oktober 2013 öffentlich durchgeführte Feldtest hat gezeigt, dass ein als Kombikraftwerk zusammengeschalteter Verbund aus Erneuerbare-Energien-Anlagen über einen prognostizierbaren Zeitraum verlässlich Regelenergie bereitstellen können, und dass dieses Kombikraftwerk deutlich schneller auf Frequenzveränderungen reagieren kann als konventionelle Kraftwerke. Diese schnellere Reaktionszeit muss in einem System mit großen Anteilen erneuerbarer Energiequellen auch genutzt werden, da die Anlagen dem Netz im heutigen Betriebsmodus keine rotierende Masse zur Verfügung stellen kann (–> Momentanreserve). Die daraus potenziell entstehenden größeren Frequenzabweichungen können durch das schnelle Gegensteuern von Wind- und Solaranlagen sowie Speichern aufgefangen und ausgeglichen werden (-> Ergebnisse der Simulation).

Auch wenn Erneuerbare-Energien-Anlagen heute also schon Regelleistung bereit stellen könnten, sind sie durch die Rahmenbedingungen des Regelleistungsmarktes aktuell noch daran gehindert, diese Fähigkeiten real anbieten und so die Verantwortung für die Systemstabilisierung übernehmen zu können. Daher sollte die Transformation des Energiesystems nun auch auf dem Regelleistungsmarkt geschehen und Möglichkeiten zur Teilnahme fluktuierender Erneuerbarer Energien geschaffen werden. Durch kürzere Ausschreibungsfristen und Vorlaufzeiten können auch Photovoltaik- und Windenergieanlagen, deren Einspeiseleistungen sich nur mit einer Vorlaufzeit von einigen Stunden bis zu etwa einem Tag genau genug vorhersagen lassen, am Regelenergiemarkt teilnehmen. Auch flexiblen Anlagen, die Gas aus erneuerbaren Quellen verstromen und mit hocheffizienter Kraft-Wärme-Kopplung bedarfsorientiert betrieben werden, würde dies den Marktzugang ermöglichen.

Zudem sollte sich die Nachweisführung der Regelenergiebereitstellung an der tatsächlichen „möglichen Einspeisung“ von Wind- und Photovoltaik-Anlagen orientieren. Würden fluktuierende Erzeuger genauso Regelleistung bereitstellen wie bisherige Anbieter, müssten sie einen zeitlich konstanten Fahrplan einhalten. Dies hätte zum einen den Nachteil, dass die fluktuierenden Erzeuger auf ein konstantes Niveau abgeregelt werden müssten und somit viel vorhandene Energie ungenutzt bliebe. Zum anderen könnten dadurch die Ausgleichseffekte zwischen den Erzeugern und Verbrauchern nicht mehr genutzt werden.

Weitere Informationen zum Feldtest des Forschungsprojektes Kombikraftwerk 2 finden Sie in dem dazugehörigen Hintergrundpapier.