moma 7 Thesen Papier - Modellstadt Mannheim

Zielgerichtete Gestaltung der
Energiewende in Deutschland
Intelligente Energieinfrastruktur für regionale Beteiligung und
überregionale Verbundenheit im effizienten und integrierten
Energiesystem auf Grundlage Erneuerbarer Energien
Thesenpapier aus dem E-Energy-Projekt
Modellstadt Mannheim 1 zur Diskussion mit politischen
Mandatsträgern
Autorenteam: Taskforce Modellstadt Mannheim Projekt:
Andreas Kiessling (MVV), Detlef Schumann (IBM), Ingo Schönberg (PPC), Patrick Selzam (IWES)
Datum: 20. April 2012; Version 1.0
1 Das hier zugrunde liegende Vorhaben wird beim Projektträgers Jülich (PtJ) mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt,
Naturschutz und Reaktorsicherheit im Referat KI III 5 - Forschung und Entwicklung im Bereich Erneuerbare Energien - unter dem
Förderkennzeichen 0325089C gefördert
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Sieben moma-Thesen
Um die ökologischen und energiepolitischen Ziele umzusetzen, wird die zügige Erhöhung des Anteils
Erneuerbarer Energien sowie eine massive Steigerung der Energieeffizienz in den Bereichen Elektrizität,
Wärme und Verkehr benötigt. Auf Grundlage der praktischen Erkenntnisse aus dem E-Energy-Projekt
Modellstadt Mannheim haben wir folgende sieben Thesen zur Umsetzung der Ziele abgeleitet:
1. Subsidiarität & Transformation
Der Umbau zu einem nachhaltigen Energiesystem unter Beibehaltung der hohen
Versorgungssicherheit erfordert die Erschließung von Energiepotentialen aus zentralen Lagen sowie
auch der dezentralen Erzeugungskapazitäten bei Unternehmen, Kommunen und Bürgern.
2. Gesellschaftliches Engagement
Die Erschließung der Potentiale erfordert das Engagement aller gesellschaftlichen Kräfte beim
Umbau des Energiesystems sowie eine interdisziplinäre Zusammenarbeit.
3. Transparenz
Veränderungsprozesse erfordern Wissen über Zusammenhänge und wirtschaftliche Chancen für alle
Beteiligten.
4. Verbundenheit von dezentralen und zentralen Strukturen
Regionale Interessen sind zu integrieren in ein verbundenes Energiesystem aus dezentralen und
zentralen Erzeugungs-, Speicher- und Steuerungsmechanismen. Hohe Versorgungssicherheit wird
weder allein durch ein zentralisiertes System noch durch regionale Egoismen entstehen. Ein
zellularer Ansatz unterstützt auch dabei, Sicherheit und Datenschutz im Netz zu erhöhen
5. Flexibilität
Ein nachhaltiges Energiesystem mit hohem Anteil dezentralerer und fluktuierender Energiequellen
erfordert die Erschließung vielfältiger ausgleichender Flexibilitäten. Diese Flexibilisierung ist nur
durch eine engere Interaktion zwischen Markt- und Netzakteuren zu erreichen. Das intelligente
Zusammenspiel zwischen Markt und einem aktiven Netz fördert Flexibilitätsangebote und begrenzt
somit die notwendigen Netzausbaukosten.
6. Modernisierung
Das zukünftige Energiesystem mit den notwendigen Flexibilitätsoptionen erfordert die Moderni-
sierung und erweiterte Vernetzung der Energieinfrastruktur (Smart Grids) verbunden mit Maß-
nahmen zum Netz- und Speicherausbau. Grundlage ist eine intelligente Gesamtkonzeption, die den
Einsatz moderner und leistungsfähiger Informations- und Kommunikationslösungen voraussetzt.
7. Regelwerk
Das aktuelle Marktdesign passt nicht zum Szenario eines nachhaltigen und dezentraleren
Energiesystems. Ein zielgerichteter Umbau zu einer intelligenten Energieinfrastruktur sowie die
Gestaltung energiewirtschaftlicher Rahmenbedingungen eines neuen Markt- und Systemdesigns
fordern den Staat als Änderungskoordinator und Regelwerkgestalter. Aktuelle Strukturen sind dabei
zu überprüfen und die Weichen für den Ausbau zu stellen.
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MAßNAHMEN FÜR EINE ERFOLGREICHE ENERGIEWENDE
Mit den energiepolitischen Zielen und Anforderungen ist ein klarer Paradigmenwechsel verbunden. Der
Übergang aus der zentralen Energiewelt mit fossilen Kraftwerken und Kernkraftwerken hin zu Erneuerbaren
Energien unter Berücksichtigung einer hohen Energieeffizienz bewirkt eine verteiltere und dezentralere
Energieversorgung mit vielfältiger Beteiligung von neuen Akteuren in den Regionen und Kommunen bis hin
zu den einzelnen Bürgern. Dieses Energiesystem ist nicht mehr zentral zu steuern. Deshalb sind auch in der
Steuerung eines zukünftig über Strom, Wärme und Gas hinweg gemeinsam geführten Systems neue
dezentrale Mechanismen für Markt- sowie für Netzführungsprozesse notwendig und bedingen einen
intensiveren Einsatz geeigneter Informations- und Kommunikationssysteme. Folgende Maßnahmenfelder
wurden identifiziert.
1. Energiemarkt
Neue Flexibilitätsmärkte: Energiemärkte für die Elektrizitäts- und Wärmeversorgung sowie den Verkehr
vermitteln Energiemengen zwischen Erzeugern und Verbrauchern. Die Angebotsschwankungen bei
Erneuerbaren Energien erfordern aber die Entwicklung neuer Flexibilitätsmärkte auf Basis flexibler
Kraftwerke, flexibler Verbräuche und von Speicherangeboten. Das aktuelle Marktdesign unterstützt die
Entwicklung benötigter Flexibilitätsprodukte sowie den Betrieb flexibler Kraftwerke und Speicher noch nicht
ausreichend. Eine mögliche Ausgestaltung wären regionale Flexibilitätsmechanismen, die in Analogie zur
heutigen Regelenergie im Verantwortungsbereich des Übertragungsnetzbetreibers, dem Verteilnetzbetreiber
Flexibilitäten zur Sicherstellung der Versorgungssicherheit zur Verfügung stellen. Auch hier sind die
energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen angemessen anzupassen.
Zentrale und regionale Marktmechanismen: Die nachhaltige Energiegewinnung basiert auf gegenläufigen
Trends mit zentralen Quellen von Wind- und Solarenergie sowie mit dezentralerer und kleinteiligerer
Erzeugung in Regionen, Kommunen und bei Bürgern. Während für den ersten Bereich neue Mechanismen
am Großhandelsmarkt benötigt werden, erfordert die dezentrale Erzeugung neue Aggregations- und stärker
dezentralisierte Ausgleichsmechanismen. Diese sollten sowohl Erzeugungs-, Speicher- als auch
Lastmanagement-Optionen erfassen und in sinnvoller regionaler Abgrenzung erfolgen. Dies erfordert neue
Bilanzierungsmechanismen.
Kundenorientierte Lösungen: Die notwendige Flexibilisierung des Energiesystems erfordert auch die enge
Einbindung von Endkunden in immer zeitkritischere Prozesse. Insofern sind auch die Verfahren zur
Kundenverhaltensprognose, der Energiebeschaffungsverfahren sowie der Kundeninteraktion mit variablen
Anreizen neu zu gestalten und in akzeptierten Teilbereichen zu automatisieren. Heutige
Kommunikationsmechanismen erfüllen diese Anforderungen nicht, weshalb die bisherige energetische
Schnittstelle zum Kunden durch eine neu zu definierende Mess- und Steuerschnittstelle als Bestandteil des
Smart Grids zu ergänzen ist.
2. Energienetze und Infrastruktur
Energienetze und Flexibilisierung: Zukünftig übernimmt das Verteilnetz eine verantwortlichere und
aktivere Rolle. Es stellt Kapazitäten zur Verfügung und agiert in einer flexiblen Abstimmung mit dem Markt,
der Angebote zur flexiblen Erzeugungs- und Verbrauchssteuerung sowie zur Nutzung von
Speicherpotentialen bereit stellt. Das Verteilungsnetz wird somit zum aktiven Partner bei der
Gesamtsystemoptimierung. Die regulierte Rolle des Verteilungsnetzbetreibers ist zwar im Rahmen der
Entflechtung von Markt und Netz in einer dienenden Funktion, aber sie ist gleichzeitig ein aktives Regulativ
für ein funktionierendes und sicheres Energiesystem.
Informationstechnische Infrastruktur: Die neuen Anforderungen setzen eine intelligente
Energieinfrastruktur (Smart Grids) bis hin zum Endkunden als Grundlage für Markt- und Netzakteure voraus.
Diese vernetzte Infrastruktur muss eine hohe Versorgungssicherheit gewährleisten und über sichere IKT-
Strukturen verfügen. Insofern ist die Entwicklung der Kommunikations- und Diensteinfrastruktur als Basis
von Smart Grids eine interdisziplinäre Aufgabe und sollte unter Koordinationsaspekten staatlich unterstützt
werden. Zu prüfen wäre die Zuordnung dieser Infrastrukturmaßnahmen zum Verteilnetzbetreiber in
systemischer Verantwortung für die energetische und informationstechnische Einheit im Spartenverbund.
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Der Verteilnetzbetreiber kann diese Struktur dann Marktteilnehmern diskriminierungsfrei zur Verfügung
stellen sowie Synergien und eine dauerhafte Weiterentwicklung sichern.
Informationssicherheit und Datenschutz ist eine entscheidende Grundlage bei der Vernetzung der
kritischen Infrastruktur. Sie muss durch technische aber auch durch organisatorische Maßnahmen definiert
werden. Da die Gewährleistung von Informationssicherheit in der vernetzten Energieinfrastruktur die
Netzzuverlässigkeit sowie die Akzeptanz des Smart Grids beeinflusst, ergibt sich ebenso die Vermutung,
dass eine Zuordnung der systemischen Verantwortung zum Netzbetreiber angemessen sein könnte.
3. Energiepolitik
Gesellschaftliche Koordination: Die zukünftig stark vernetzte Energieinfrastruktur bei zunehmender
Interaktion von Markt- und Netzakteuren zur Erschließung von Flexibilitäten erfordert von der Energiepolitik
und der Regulierung die Fähigkeit in vernetzten Strukturen prozessorientiert und über vorhandene
Marktrollen hinaus zu denken. Eine unabhängige Koordinierungsstelle für das zur Bewältigung der
Energiewende notwendige Änderungsmanagement kann die vernetzte Sicht einnehmen und die Politik zur
Definition notwendiger Rahmenbedingungen beraten.
Kohärente Abstimmung: Es wird ein Verfahren zur kohärenten Abstimmung bei der Implementierung der
intelligenten Energieinfrastruktur und der Gestaltung des Marktdesigns zur Integration der Erneuerbaren
Energien sowie zur Beförderung regionaler Mechanismen benötigt. Im Gesamtkontext sind inhaltlich zu
regeln
Rahmenbedingungen und Maßnahmen zur Implementierung notwendiger technischer
Mindestausstattungen,
Standardisierunganforderungen an notwendige Kernprozesse zwischen verschiedenen Akteuren,
Maßnahmen zur Einhaltung von Informationssicherheit, Datenschutz und Systemzuverlässigkeit
sowie
energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen.
Europäischer Kontext: Die Schaffung notwendiger energiewirtschaftlicher Rahmenbedingungen sollte sich
in den EU-Rahmen zur Umsetzung europäischer Energieinfrastrukturprioritäten einordnen, der die Adoption
von Smart Grid-Technologien in der gesamten Union fordert, um effizient das Verhalten und die Aktionen
aller mit dem elektrischen Netzwerk verbundenen Akteure zu integrieren.
Internationale Technologieführerschaft: Die Energiewende bietet Deutschland bedeutende Chancen bei
der Erlangung der Vorreiterrolle auf einem neuen Technologiegebiet und damit in der Sicherstellung der
wirtschaftlichen Stärke durch die Konzentration auf einem für die Zukunft der Welt entscheidendem
Wirtschaftszweig. Die Gestaltung des deutschen Rahmens für die Energiewende muss sich deshalb in das
internationale Umfeld einordnen.
Anreize und Infrastrukturprogramme: Auf Basis der energiepolitischen Zielstellungen sowie dem damit
verbundenen Paradigmenwechsel im Szenario der zentralen sowie dezentralen Erzeugung und Steuerung
des Energiesystems erwachsen die Anforderungen für ein neues Marktdesign sowie für ein verbundenes
und integriertes Energiesystem. Durch damit verbundene neue technische Anforderungen ergibt sich die
Notwendigkeit eine intelligente Energieinfrastruktur (Smart Grids) auszubauen. Politische Maßnahmen
sollten den Umgestaltungsprozess zur vollständigen Transformation des Energiesystems fördernd und
anleitend durch Anreize für alle Akteure bis hin zum Endkunden in Gang bringen. Insbesondere sind
Infrastrukturprogramme für intelligente Energiesysteme auf den Weg zu bringen, da diese sich im Rahmen
des heutigen Marktdesigns nicht ausreichend entwickeln werden. Letztendlich geht es darum, ob die
Erweiterung zur intelligenten Energieinfrastruktur jeder Markt- und Netzakteur in verengter Sicht allein
vornimmt oder ob dies eine gemeinsame Infrastrukturaufgabe ist, die im Sinne volkswirtschaftlicher
Synergien sowie mit hoher Informationssicherheit, hoher Akzeptanz und hoher Systemzuverlässigkeit
versehen in übergreifender Systemverantwortung gerichtet entwickelt wird.
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