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moma 7 Thesen Papier - Modellstadt Mannheim

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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

1


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.

3


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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