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Leistungen des IÖW Referenzen und Publikationen

Energie-Prosumer als Schlüsselelement der Energiewende

Haushalte, Gewerbe und Gemeinschaften: Vom Konsument zum Prosument

Lange Zeit waren private Haushalte, Gewerbebetriebe und Bürger ausschließlich als Nachfrager auf dem Energiemarkt vertreten. Zunehmend geraten sie jedoch auch als Anbieter von innovativ und umweltfreundlich erzeugtem Strom in den Blickpunkt. Haushalte sind nicht mehr nur reine Konsumenten, sondern produzieren zunehmend selbst Energie: Sie werden zum „Prosument“ oder „Prosumer“. Immer häufiger setzen sie dabei Energiemanagement-Systeme und Energiespeicher ein, um Erzeugung und Verbrauch optimal auf einander abzustimmen. Damit werden sie perspektivisch auch für die Erbringung wichtiger Netz- und Systemdienstleistungen interessant.

Im dezentralen Energiesystem der Zukunft erzeugen, nutzen und speichern Prosumer Energie. Damit können sie verschiedenste neue Funktionen innerhalb dieses Systems einnehmen. Gleichzeitig erhöhen sich damit Dynamik und Komplexität des gesamten Energiesystems. Eine differenzierte und systemintegrierte Betrachtung der Prosumer wird bisher jedoch kaum vorgenommen. Aus diesem Grund hat das IÖW ein Modell entwickelt, um Prosumer und ihre Wirkung im Energiesystem systematisch zu untersuchen und darzustellen.

Das IÖW-Energie-Prosumer-Modell – Kurzdarstellung

Mit dem IÖW-Energie-Prosumer-Modell können Prosumer neu dargestellt und somit ihre eigenen wirtschaftlichen und ökologischen Möglichkeiten und Potenziale bewertet werden. Zusätzlich kann auch ihre Wirkung auf das Energiesystem in Bezug auf reduzierten Netzausbau, Verdrängung konventioneller Energieträger und Verteilungseffekte abgeschätzt werden.

In dem Modell werden Erzeugung und Verbrauch minutengenau über den Zeitraum eines ganzen Jahres simuliert, sodass saisonale und kurzzeitige Effekte (z. B. durch Wolkenzug) berücksichtigt werden. Der Verbrauch wird dabei Bottom-up aus über 30 elektronischen Geräten simuliert, für die individuelle minutengenaue Lastprofile hinterlegt sind. Die vom Prosumer benutzten Geräte und deren Effizienz lassen sich per Zufall oder manuell festlegen. Gleiches gilt für die Einsatzzeiten der Geräte, die durch individuelle Wahrscheinlichkeitsfunktionen Tag für Tag neu festgelegt werden können.

Bei der Erzeugung steht die Photovoltaik im Mittelpunkt des Modells. Auch hier lassen sich verschiedene Ausrichtungsvarianten minutengenau simulieren. Darüber hinaus sind auch unterschiedliche Technologien zur Wärmeversorgung abgebildet, sodass Strom- und Wärmeversorgung integriert untersucht werden können (u. a. Solarthermie, Wärmepumpe, Niedertemperaturkessel, Warmwasserspeicher, Frischwasserstationen).

Zur Abstimmung von Erzeugung und Verbrauch stehen sowohl teilautomatische als auch vollautomatische („smarte“) Energiemanagement-Systeme zur Auswahl. Dabei lassen sich auch stationäre Batteriespeicher oder Elektroautos berücksichtigen. Durch den modularen Aufbau können zahlreiche weitere Technologien eingebunden oder auch gemessene Lastprofile zum Vergleich untersucht werden.

Hauptergebnisse der Simulation sind  Eigenverbrauchsanteile und Autarkiegrade der Prosumer, die sich aus verschiedenen Technologieoptionen und Betriebsszenarien ergeben. Daneben wird auch die quantitative und zeitliche Veränderung von Einspeisung in und Bezug aus dem Stromnetz abgebildet. Diese Daten dienen als Grundlage für Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen und ermöglichen durch Aggregation die Abschätzung technischer, ökonomischer und sozial-ökologischer Auswirkungen auf unterschiedliche Akteure im Energiesystem.

Hier erfahren Sie, in welchen Projekten das Modell bisher eingesetzt wurde und wird.

Mögliche Anwendungsfelder des Modells

  • Systematische Untersuchung von Technologieoptionen und Betriebsszenarien hinsichtlich Eigenverbrauch, Autarkie, Stromeinspeisung und Strombezug
  • Abschätzung der damit verbundenen technischen, ökonomischen und sozial-ökologischen Auswirkungen auf unterschiedliche Akteure im Energiesystem, z. B.:
    • Veränderungen von Bedarf und Nachfrage an Strom und Wärme als Grundlage für die Produkt- und Beschaffungsplanung von Stromanbietern sowie zur Abschätzung des Ausbaubedarfs in Verteilnetzen
    • Beeinflussung des Aufkommens und der Höhe unterschiedlicher Strompreis-Komponenten wie Netzentgelte, EEG-Umlage etc. sowie damit verbundene Verteilungseffekte
    • Ökologischer Nutzen, insbes. Treibhausgasemissionen
  • Optimierung einer technologieübergreifenden Förderpolitik
  • Identifikation und Bewertung neuer Geschäftsmodelle

Welche Leistungen das IÖW im Einzelnen anbietet, stellen wir hier vor.

Ansprechpartner

Prof. Dr. Bernd Hirschl

Geschäftsstelle Berlin
Telefon: +49 30-884-594-26
bernd.hirschl(at)ioew.de

Mitarbeiter/innen

Dr. Astrid Aretz
Mark Bost
Dr. Swantje Gährs

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